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斯坦福无刷发电机励磁介绍 ppt课件

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发电机原理及无刷励磁系统 ppt课件

发电机原理及无刷励磁系统 ppt课件

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7
二、励磁系统
1.励磁解释： 为发电机“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁
场叫励磁。 2.励磁装置：
是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流 能起控制和调节作用的电气调控装置 3、励磁系统的作用
励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本 身的安全稳定运行有很大的影响。 励磁系统的主要作用有：
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1
一、发电机基本原理：
中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、 并切割磁场中的磁力线时，导体中将会产生电流
—— 这就是最基本的发电机原理。 这说明，要发电必须同时满足两个条件： 1.） 要有产生磁力线的磁场； 2.） 运动的导体必须切割磁力线。
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2
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3
1、固定磁场交流发电机原理
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5
3、发电机结构 发电机是由定子、转子、励磁机等部分组成
定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一 定规律排列的三相对称交流绕组。这种 同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和 绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。
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6
转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上
绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙 中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主 磁场、转子磁场)。
器降压以后输入励磁调节器，励磁调节器的输出作为励磁电
源为转子磁场提供电流。
特点：系统简单，发电pp机t课出件 口电压较稳定，励磁调节 11 器输出电流稳定，但需要起励电源。
他励系统示意图
发电机定子 发电机转子
碳刷滑环
发
电
机
出
线
调节装置 励磁电源

发电机励磁系统简介PPT课件

发电机励磁系统简介PPT课件
自并激励磁系统没有旋转部分，属静态励磁系统。
23. 自并激励磁系统的优点
运行可靠性高 可提高机组轴系的稳定性 励磁系统响应快 可提高电力系统的稳定水平 可提高电厂的经济效益 可节约电厂的基建投资
24. 自并激励磁系统的优点（续）
运行可靠性高
自并激励磁系统为静态励磁，没有旋转部分， 运行可靠性高。随着电力电子技术的发展，大功率 可控整流装置的可靠性已与不可控整流装置大致相 当。
4. 发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保 护发电机的安全。
5. 励磁系统的技术标准
1 国际电工委员会标准
IEC2A（秘13-1978）汽轮发电机励磁系统技术要求
IEC（秘593-1982） 关于同步发电机励磁系统的若干规 定
2 中华人民共和国国家标准
GB755-87 旋转电机基本技术要求
GB/T 7409.3-1997 大、中型同步发电机励磁系统技术 要求
主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流 后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出 经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感 器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流 器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
11. “三机”励磁系统的优点
—— 发电机的励磁电源取自同轴的交流主励 磁机，不受电力系统运行的情况影响，工 作可靠。
13. “三机”励磁系统原理框图
14. “三机”励磁系统设备成套范围
1. 交流主励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
2. 永磁副励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
3. 硅二极管整流装置
1套
4. 微机励磁调节装置
1套
5. 灭磁及转子绕组过电压保护装置

图解发电机励磁原理 ppt课件

图解发电机励磁原理 ppt课件
2. 从电力系统角度研究励磁（励磁技术高级）
提高系统的静态稳定性（小扰动稳定） 提高系统的动态稳定性（小扰动失稳） 提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定）
励磁是发电机励磁，也是系统的p励pt课磁件 ，但更重要的还是发电机24励磁
励磁控制系统的主要任务
1、同步发电机励磁控制系统的最基本和最主要的任务是 维持发电机电压在给定水平上
优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响
缺点：调节速度慢，轴系长度长，pp易t课件引发轴系振荡
14
自幷励
静止
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15
有刷励磁
静止
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16
无刷励磁系统
旋转
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17
自并励磁系统
ppt课件
励磁装置就是提 供发电机磁场电流 的装置，包括所有 调节与控制元件， 还有磁场放电或灭 磁装置及保护装置
电网遭受每一次大扰动后，引起电力系统各机组之间功角相对增大，
在经过第一或第二个振荡周期不失步，作同步的衰减振荡，系统中
枢点电压逐渐恢复。
动态稳定是指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控
制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。动态稳定的判
据是在受到小的或大的扰动后，在动态摇摆过程中发电机相对功角
性的振荡）（稳定余度好极限功率问题、安稳切机问题）； 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；
（周期性振荡）（安稳切机问题、继电保护问题）； 动态稳定是微小扰动或者是大扰动1－2周波后（暂稳后期），
因自动调节作用产生的稳定性ppt课稳件定（励磁PSS问题）。 26
我国电力系统稳定导则定义
静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性失步，自动

发电机励磁系统原理PPT课件

发电机励磁系统原理PPT课件

A
UFG1其他辅助控制功能
1、UFGP2T断逆线变 保B 护功能； 2、软起励功能；
.
3、主0 开关容45错功47 能5；0 4、同步电压V/F断限制线曲保线护
f(Hz) 17
励磁产生负阻尼的原因
阻尼（正、零、负）VS惯性
动态稳定可以理解为机电振荡的阻尼问题。
AVR造成阻尼变弱、甚至变负（K5变负)。在 —定的运行方式及励磁系统参数下，AVR在维 持Ug恒定的同时，会产生负的阻尼作用。
子回路。
无刷励磁系统中的副励磁机
（PMG）是一个永磁式中频发电机，它与发电机同轴旋转。主励磁机的 磁场绕组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转的交流发电机。
无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可 靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件 的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电 压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题
.
2
交流励磁机系统（三机它励） 同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
轴。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。
也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。
优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响
缺点：调节速度慢，轴系长度长，易. 引发轴系振荡
电压与励磁电流变压器 GLH（串联变）
的副方电压相联（相量相加），然后
加在可控硅整流桥KZ上。当发电机负
载情况变化时，例如电流增大或功率
数降低，则加到可控硅整流桥上的阳
极电压增大，故这种励磁方式具有相
复励作用。
5
无刷励磁系统

发电机励磁系统原理ppt

发电机励磁系统原理ppt
定QC子电压升高，Q以CG 使机组运行点回到允许的允许范围之内。
欠励限制曲线
定子电流限制（过无功限制、过励限制）
定子电流限制还可以采用根据发电机输 出的有功功率来确定发电机允许输出无 功功率的方式来实现，即过无功限制
功率因数＝1附近没有操作
有功电流分量
QL 进相运行超过限制区
迟相运行超过限制区
QLG
励磁调节器原理图
移相触发器原理：Ut＋Uk＝触发脉冲 模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移相
பைடு நூலகம்
AVR（自动） 恒电压闭环 自动电压调节器 ECR（手动） 恒电流闭环 励磁电流调节器 电压给定Ugref 电流给定Ifref PID调节计算 限制功能 控制电压Uk
恒无功闭环：AVR的辅助控制
励磁调节器构成
A
UFG1其他辅助控制功能 1、UFGP2T断逆线变 保B 护功能； 2、软起励功能； 34、、主同0 开步关电容 压V4/5F错断限制功线47曲能保线5；护0 f(Hz)
励磁产生负阻尼的原因
阻尼（正、零、负）VS惯性
动态稳定可以理解为机电振荡的阻尼问题。 AVR造成阻尼变弱、甚至变负（K5变负)。在 —定的运行方式及励磁系统参数下，AVR在维 持Ug恒定的同时，会产生负的阻尼作用。 ➢扰动前后：ΔP → Δδ1 → Δδ→ 摆动 ➢ → 阻尼 → Δδ2 →稳定 ➢传统励磁：低增益慢速（没有能力管闲事） Δδ→ ΔUg →AVR作用小、反应慢 → ΔUf小 → ΔIf小 → Δ → ΔP（力矩 象限不明） → 对Δδ影响极小。 ➢现代励磁：高增益快速（管闲事帮倒忙） Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大 → Δ → ΔP（力矩 第二象限） → 产生负阻尼使原来的阻尼变小，对Δδ负面影响。 ➢AVR+PSS:高增益快速+附加控制系统（管闲事帮正忙） Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大， Δ → ΔP（力矩第 一象限） →产生正阻尼使原来的阻尼变大，对Δδ正面影响。

发电机励磁系统原理 ppt课件

发电机励磁系统原理 ppt课件
发电机励磁系统原理
ppt课pp件t课pp件t课件
1
励磁系统的组成与分类
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统
ppt课pp件t课pp件t课件
调节死区±10％
当发电机电流超过 了限制区，如果此 时机组运行在进相 状态，则限制器动 作，增加励磁电流 ；如果此时机组在 迟相运行，则限制 动作，减少励磁电 流。总之，定子电 流限制器的作用是 调节发电机定子电 流中的无功分量， 使发电机电流回到 限制区以内运行。
16
恒无功闭环：AVR的辅助7 控制
励磁调节器构成
ppt课pp件t课pp件t课件
8
移相原理
数字移相原理之一
1、首先计算α角； 2、将α角转换为计数器的 计数时间T； 3、由同步点启动计数器， 计数时间就是α角； 4、计数时间到，触发相应 的可控硅； 5、每隔600再触发下一个可 控硅，共6个可控硅； 6、每发一个脉冲，启动脉 宽中断，控制脉冲宽度。 ppt课pp件t课pp件t课件 模拟电路移相原理 9
励磁调节器输出脉冲
ppt课pp件t课pp件t课件
脉冲变压器作用
隔离 功率匹配
脉冲发展形式
宽脉冲 双脉冲 宽高频脉冲 双高频脉冲
10
励磁调节器功能简介
ppt课pp件t课pp件t课件
无功补偿（调差）
强励电流限制（快
速限制）
过励限制（励磁电
流慢速、反时限）
欠励限制（P-Q）

发电机励磁系统PPT演示课件(PPT2)

发电机励磁系统PPT演示课件(PPT2)

磁系统的动态性能和稳定性。
多目标优化设计方法
02
综合考虑发电机励磁系统的多个性能指标，如电压调节精度、
响应速度、抗干扰能力等，进行多目标优化设计。
智能化设计手段
03
利用计算机辅助设计软件和仿真技术，实现发电机励磁系统的
智能化设计和优化。
关键技术难题攻关
高精度电压调节技术
研究高精度电压调节算法，提高发电机端电压的调节精度和稳定 性。
起励装置
在发电机起励时，提供初 始励磁电流，使发电机建 立初始电压。
保护装置
监测发电机运行状态，当 出现异常或故障时，及时 切断励磁电流，保护发电 机安全。
各部分之间联系与配合
励磁机、整流装置和AVR相互配 合，共同维持发电机端电压稳定
。
灭磁装置与起励装置在发电机起 停过程中协同工作，确保发电机
安全起励和停机。
主要设备介绍
1 2
励磁机
提供励磁电流，产生磁场，使发电机转子产生旋 转磁场。
整流装置
将交流电转换为直流电，供给发电机转子绕组。
3
自动电压调节器（AVR）
根据发电机端电压和电流的变化，自动调节励磁 电流，保持发电机端电压稳定。
辅助设备功能解析
01
02
03
灭磁装置
在发电机解列或故障时， 迅速切断励磁电流，避免 发电机过电压。
励磁系统工作原理简述
维持发电机端电压稳定
通过自动调节励磁电流的大小，使发 电机端电压保持稳定。
调节发电机无功功率
提高并列运行稳定性
在多台发电机并列运行时，通过协调 各发电机的励磁系统工作，提高整个 系统的稳定性。
根据电网无功需求的变化，实时调节 发电机的无功功率输出。

斯坦福无刷发电机励磁介绍 ppt课件

斯坦福无刷发电机励磁介绍 ppt课件

的一半（抽头电压），P6、P7、P8反馈到AVR板，若负
载增加，则P6、P7、P8在负载增加的瞬间会降低，AVR
板会自动提高的×、××输出值，使u、v、w提高到
400VAC。
2020/12/12
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斯坦福发电机AVR 的选用
机座/ AVR
SA465
SA465
BC16
BC182
BC184
AUX WDG OPT
频率测量电路持续监控着发电机的 转速，并根 据低于预设拐点值的转速， 成比例的降低发电机 输出电压，提供励 磁系统过低转速保护。
2020/12/12
43
MX321调节表
2020/12/12
44
MX321
电压(VOLTS)调节
低频保护(UFRO)的调节
电流上限调节
电压/频率(DIP)比例调节
恢复延时
轴伸 主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
2020/12/12
24
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
4.永磁机励磁的AVR控制系统
AVR输 出直流 电给励 磁定子
P2 -P3 -P4
励磁转子 和定子
A.V.R 主定子
6-7-8
从主定子来 的交流电源 和传感信号 （2相或3相 感应）
单轴承主转子总成
发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑.
励磁转子
轴承 (密封)
主转子
风叶
轴承 （密封）
PMG转子
(建议用于 UC 机整)流模块
2020/12/12
(BC 机装在非驱动侧)
双轴承主转子总成
轴
12

《无刷励磁系统讲解》PPT课件

《无刷励磁系统讲解》PPT课件

地选择通道1或通道2作为工作通道。备用的通道 （不工
作的通道）总是自动地跟踪工作通道。基本上，除了下
述情况以外，通道的切换可以在任何时间进行：
如果工作通道检测到故障，将自动地紧急切换到第二个
通道。而后，直到故障修复才可能再切回到工作通道。
如果不工作的通道故障，不能实现从工作通道到不工作
通道的手动切换。
励磁系统图
图名
励磁系统原则接线图
绘图 杜莹儿 审核 孙永森 图号 GHND-DQ-002
自动电压调节器
自动电压调节器AVR的主要功能是精确地控制和调节 发电机的机端电压和无功功率，它对励磁电压快速 作出反应，响应时间为几个毫秒。
主要由测量比较、综合放大和移相触发三个基本单元 构成。
测量比较单元用来测量经过变换的与发电机端电压 成比例的直流电压，并与相应的电压整定值进行比 较，得到偏差；
发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系
统的主要作用有：
根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维
持机端电压为给定值。
控制并列运行各发电机间无功功率分配。
提高发电机并列运行的静态稳定性。 提高发电机并列运行的暂态稳定性。
在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障
损失程度。
根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励
的典型功率圆图和对应的运行 极限位置
励磁电流限制
最大励磁电流限制器用于防止转子回路过热， 它设计具有反时限特性。限制器有两个限制 值：一个是强励顶值电流限制器，另一个是 连续运行允许的过热限制值。与过热限制值 关联的两个控制参数分别是转子等效加热时 间和转子等效冷却时间。
定子电流限制
该限制器用于防止发电机定子过热，在过励和欠励侧均 有效。其工作原理与最大励磁电流限制器的工作原理相 似。主要差别在于定子电流限制器没有一个确定的最大 定子电流限制值，当时间趋于零时，限制值理论上可趋 于无限大（Imax＝∞），通过适当的参数整定，可以得 到接近于定子绕组最大允许热能△Emax的反时限特性。
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机灭磁。 2020/12/12
21
三、斯坦福发电机的励磁控制系统
1.自励AVR控制系统
励磁机磁场
旋转整流装 置
机座
N
N
主机定子
线圈
风扇
轴承
S
励磁机转子
S
轴伸 主机转子(磁场)
电压感应 功率输入 AVR
电源引出
稳态电压调整率 +/- 1%
2020/12/12
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三、斯坦福发电机的励磁控制系统
2.变压器励磁控制系统
为励磁机提供励磁源，AVR是调节励磁机励磁电流的控
制装置。如果是MX321AVR，则通过一个隔离变压器向
来自主机定子绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制
低功率的励磁机磁场，调节励磁机电枢的整流输出功率，
从而达到控制主机磁场电流的要求。PMG系统提供一个
与定子负载无关的恒定的励磁电源，提供较高的电动机
2020/12/12
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二、斯坦福发电机的励磁方式
1.自 励 （系列4） 电力输出
电力
参考值设定
检测
A.V.R.
主机定子
输出
励磁机磁场 (定子)
主机磁场 ( 转子 )
机械旋转 动力输入
旋转二极管
励磁机 转子 (电枢)
2020/12/12
18
自励AVR控制的发电机
自励AVR控制的发电机，主机定子通过AS440（或 SX421）AVR为励磁机磁场提供励磁源，AVR是调节励 磁机磁场励磁电流的控制装置。AVR根据来自主机定子 绕组的电压感应信号作出反馈，通过控制低功率的励磁 机磁场调节励磁机电枢的整流输出功率，从而达到控制 主机磁场电流的要求。AS440AVR通过感应两相平均电 压，确保较高的电压调整率，除此之外，它还监测发动 机的转速，如低于预选转速（HZ）设定，则相应降低输 出电压，以防止发动机低速时的国力，缓减加载时的冲 击，以减轻发动机的负担。SX421除了AS440的特点外， 还具有三相均方根感应的特点，在与外部断路器（装在 开关板上）一起使用时，它还提供过电压保护。
启动承受能力，并不受非线性负载（例如可控硅直流电
动机）产生的主机定子输出电压的波形畸变的干扰。
MX341AVR通过检测二相平均电压来确保较高电压的调
整率，另外它还检测发动机转速，如低于预选的转速设
定，则相应降低输出电压，以防止发动机低速时的过励，
缓减加载时的冲击，以减轻发动机的负担。它还提供延
时的过励保护，在励磁机磁场电压过高的情况下对发电
2020/12/12
9
STAMFORD发电机
主接线端 主转子 主定子
驱动端盖
非驱动端盖和 励磁定子总成
底脚
A.V.R. 装在 A.V.M上
出线盒
P.M.G P.M.G
202ห้องสมุดไป่ตู้/12/12
转子 定子
10
一、斯坦福发电机的结构 1.主定子
2020/12/12
11
一、斯坦福发电机的结构 2. 转子
过渡轮毂 过渡盘片
2020/12/12
16
二、斯坦福发电机的励磁方式
◆自励系统（SHUNT） ：励磁电源系取自发电机自 身或发电机所在的电力系统。目前小功率机组大多数 都是此方式，沒有持续能力。 ◆他励系统（AREP）：采用独立的电压监测回路辅 助线圈供应自动稳压器电源。 ◆永久磁发电机系统（PMG)：励磁系统的发电机比 自励系统多一个发电机，它将自动稳压器的工作电源 从主定子上分离出来。由永磁发电机独立供给电源， 因此自动稳压器将不受负载的干扰。
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
无刷交流发电机的工作原理
对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁， 其转子电枢绕组将发出交流电，经过整流 后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供 电，从而使主发电机在定子的电枢绕组感 应出所需的交流电来。这就是一般交流发 电机的“无刷”工作原理。
无刷同步发电机
无刷交流发电机实际上是两台发电机构成的，一台作为 励磁机，一台才是主发电机。主发电机的励磁绕组在转 子，电枢绕组在定子（将发出的电输出）；励磁机的电 枢绕组在转子，励磁绕组在定子。
2020/12/12
1
同步发电机的基本结构
主机定子
励磁机定子
2020/12/12
转子
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
2020/12/12
19
二、斯坦福发电机的励磁方式
2.永磁机励磁（系列3）
电力输出
参考值设定
检测
A.V.R.
输出
主机定子
主机磁场 (转子)
机械旋转 动力输入
2020/12/12
励磁机磁场
(定子)
永磁机
定子
旋转二极管
励磁机 转子 (电枢) 永磁机磁场
(转子)
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永磁发电机（PMG）励磁发电机
永磁发电机（PMG）励磁发电机通过MX341(或321)AVR
单轴承主转子总成
发电机的驱动端由发动机的飞轮支撑.
励磁转子
轴承 (密封)
主转子
风叶
轴承 （密封）
PMG转子
(建议用于 UC 机整)流模块
2020/12/12
(BC 机装在非驱动侧)
双轴承主转子总成
轴
12
一、斯坦福发电机的结构
3.永磁发电机定子和永磁体转子
2020/12/12
13
一、斯坦福发电机的结构
3.附件：电压调整器 STF AVR
2020/12/12
14
ROTATING RECTIFIER ASSEMBLY
Field lead connections
F1 - + Positive lead
F2 (-) Negative lead
2020/12/12
15
二、斯坦福发电机的励磁方式
调压性能规范要求
2020/12/12
5
康明斯/斯坦福凸极同步发电机
2020/12/12
6
STAMFORD发电机
产品型号识别
I
型号
控制系统
MX341/ MX321 SX440/ SX421
陆用 船用
机座号
极数
轴承数
铁芯长度
2020/12/12
7
STAMFORD发电机
产品型号的识别
型号
轴的中心高 (厘米)
M - 船用 I - 陆用l
轴承数 极数
铁芯长度
控制系统
3 - PMG / AVR
4 - 自励/ AVR 5 - 自励
2020/12/12
8
STAMFORD发电机
产品型号识别 发电机为UCM274G13 UC为发电机型号，M为船用，27是轴的中
心高度，4指4极机，G指铁芯长度，1指 轴承数为1个，3指带永磁机/AVR。