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无刷交流同步发电机原理与构造
永磁体是无刷交流同步发电机中的重要部件，它产生的磁场通过定子
线圈和转子线圈来感应电流。
永磁体通常由稀土永磁材料制成，具有高磁
场强度和稳定性。
定子线圈是发电机中产生电流的部分，由导线绕制成。
当永磁体旋转时，它的磁场穿过定子线圈，导致感应电流产生。
定子线圈通常由若干个
线圈组成，通过星形或△形连接，以获得更高的电压输出。
转子线圈是发电机中产生电流的另一部分，也是由导线绕制成。
它位
于永磁体的附近，当永磁体旋转时，由于磁场的改变，转子线圈中会产生
感应电流。
这些感应电流通过外部电路输出。
无刷交流同步发电机的工作原理可以分为密集型和稀疏型两种。
在密
集型结构中，定子线圈和转子线圈密集地绕制在铁芯上，可以获得更高的
电压输出。
而在稀疏型结构中，定子线圈和转子线圈之间存在一定的间隙，可以减小发电机的体积和重量。
无刷交流同步发电机的构造与有刷直流发电机有很大的差异。
它不需
要使用刷子和电刷来实现线圈间的电流传输，因此没有摩擦和电刷磨损的
问题。
另外，无刷交流同步发电机中的定子线圈和转子线圈通常采用三相
结构，可以输出交流电。
总之，无刷交流同步发电机利用磁场感应原理来产生电能，在结构和
工作原理上与传统的有刷直流发电机有很大的差异。
它的构造简单、寿命长，并且具有高效率和稳定性等优点，因此得到了广泛的应用。
随着科技
的不断发展，无刷交流同步发电机将在未来的能源领域中扮演越来越重要
的角色。
—输出额定功率（kW），用数字表示
T(TF) 同步发1——缺位，基本型；数字，设计序号。
1——X，不可控相复励；K，可控相复励。
2——机座号。
3——极数。
(3)引进德国西门子公司技术生产的无刷励磁同步发电机的型号，图中
的符号及数字代表了发电机的型号含义：
1——标准型：J，顶装空气水冷却器；
2——机座号和铁心长代号
3——磁极数。
4——L,陆用发电机;S，船用发电机;
A——励磁系统代号;
5——电压代号
举例：
TFW--64——64kw 无刷励磁同步发电机，4极。
TF-X--500—10不可控相复励同步发电机，机座号500，10极。
TFW225L--4——无刷励磁同步发电机，机座号225L，4极
1FC6454—4LA42——陆用西门子无刷励磁同步发电机：标准型；6号机座，铁心代号454；磁极为4，42代表230／400V。
三柴油发电机组的特点
(一)柴油发电机组的特点
(1)单机容量等级多
(2)配套设备结构紧凑、安装地点灵活
(3)热效率高，燃油消耗低。
1FC6型发电机故障浅析摘要：简介1FC6型发电机特点、原理，并提出常见故障分析及处理措施。
关键词：发电机故障措施1.前言铁路空调客车发电车一般采用1FC6、1FC5两种型号的发电机较多，两种发电机额定输出功率均可达到300KVA，且在控制原理上基本接近，只是1FC5型发电机在进行电压取样时采用的是三相取样，而1FC6型发电机采用的是二相取样。
本文以1FC6型发电机为例，对该型发电机的原理、一般故障原因及处理方式进行了研讨。
对现场教学及故障处理具有一定的指导意义。
2.概述本文共分两大部分2.1 1FC6型发电机原理：主要包括1FC6发电特点及原理简介。
2.2 1FC6型发电机常见故障分析及处理措施：主要包括不发电、发电超高、机械故障。
3. 1FC6型发电机故障浅析3.1 1FC6型发电机原理3.1.1型号发电车用发电机全型号代码为：1FC6356-4LA4，该发电机为西门子公司技术。
3.1.2机组发电特点及原理简介1FC6型发电机采用了先进的无刷相复励励磁系统。
其主要特点及工作原理为：3.1.2.1相复励励磁系统3.1.2.1.1当机组启动达到额定转速时，发电机转子部分由于剩磁原因存在剩磁电压，当转子旋转后，剩磁与定子线圈产生切割，从而在定子线圈产生电压，（若剩磁较小时，采用24V蓄电池对转子进行充电励磁）。
定子线圈产生的电压又进一步提升转子的励磁电压，最终在电机达到额定转速时，发电机建立起空载电压（按现有要求为400V，50Hz）。
3.1.2.1.2当发电机系统向外输出电流时，经过机组内部的互感器变压器T6，在励磁回路电压中叠加一个电压分量，该分量与流过互感器的主电流成比例关系，即电流越大，电压分量越高，提高励磁电压，从而满足在负荷输出情况下，励磁电压随输出电流的变化而变化，最终保持发电机组在电压恒定情况下输出电流。
3.1.2.1.3发电机励磁系统均采用直流励磁，由定子绕组及互感器提供的交流电压经过限压元件三相整流桥变成直流电压提供给转子励磁。
三相同步发电机控制屏使用说明书1 概述1.1 主要用途和适用范围GGD型柴油机发电机组控制屏(下称控制屏)与1FC6系列50Hz 、400V ／230V三相四线制无刷同步发电机组配套使用，作为测量、监视、保护及输送电能之设备，控制屏具有过电流、过电压、逆功率、超速、油温高、水温高和油压过低等保护功能及手动和自动励磁调节装臵(发电机内)，能实现单机自动恒压，双机并联自动恒压，无功功率自动均衡分配。
1.2 环境条件1.2.1 海拔高度不超过1000m。
1.2.2 周围环境温度不超过+40℃，而在24h周期内平均温度不高于35℃，周围环境温度下限为-15℃。
1.2.3 空气相对湿度在温度为+40℃时不超过50%。
1.2.4 使用环境无严重尘土，无爆炸危险的介质，无腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体，无导电微粒以及严重霉菌。
1.2.5 使用地点无剧烈振动与冲击。
1.2.6 控制屏相对于垂直基准轴的倾斜不大于5°。
2 基本结构2.1 本产品系户内安装封闭式低压集中控制屏，其基本结构采用薄钢板及角铁焊接组合而成。
2.2 一次屏安装有隔离开关、空气断路器、电流互感器及避雷器、屏后下方铜排为进线铜排。
2.3 二次屏的面板上装有各种测量仪表、信号灯、控制按钮、励磁调节器及各种开关的操作手柄，屏内装有各种电器元件。
2.4 控制屏具有良好的保护接地系统。
.3 控制屏的吊运、储存、安装及调试3.1 吊运及储存3.1.1 控制屏一般情况下应带箱吊运，在短途运输中也允许开箱吊运，但必须注意防止控制屏的外表油漆和电表等损坏。
3.1.2 控制屏应放在仓库内，用支座垫起；仓库内空气流通，相对湿度不大于75％且无有害气体、导电微粒及有爆炸危险的介质。
3.1.3控制屏严禁与化学药品、酸、碱及蓄电池等有腐蚀性的物品放在一起。
3.2 安装3.2.1 控制屏安装处应符合本文第1.2.4~1.2.6条及第3.1.3条之要求。
3.2.2 控制屏应用螺栓固定在基础上。
三相交流同步发电机的组成及工作原理介绍三相同步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，根据电磁应原理，三相定子绕阻便感应交流电势。
定子绕阻若接入用电负载，电机就有交流电能输出。
若认为磁路不饱和，则电枢磁势与磁极磁势各自产生相应的磁通，并在定子绕阻内感因电势。
对于极电机，电枢磁势所感应的电势可以表示为Ea=-jIaXa. Xa被称为电枢反应电抗。
Xa+Xσ=Xs隐极同步发电机的同步电抗。
对于凸极电机，因直轴.交轴处磁阻不同，可将电枢磁势分解成Fad和Faq分别研究。
它们所感应的电势分别写成Ead=-jIdXad和Eaq=-jIqXaq，式中Xad.Xaq分别是直轴及交轴电枢反应电抗。
Xad+Xσ=Xd.Xaq+Xσ=Xq,Xd和Xq分别为直轴同步电抗和交交轴同步电抗。
Xσ为漏磁通引起的电抗。
同步电抗是决定同步电机性能的一个重要参数，通个开路实验和稳态实验就可求取。
同步发电机的空载特性是一个很重要的特性，它直接影响着电机的其它特性，通个开路实验还可以发现励磁系统的故障。
态短路特性和零功率因数特性也都属于同步电机的重要特性，和空载特性配合，可以求出同步发电机的态参数及确定出补偿电枢的励磁电流。
同步发电机的外特性曲线用来求取电机运行时的重要指标之一及电压调整率。
同步发电机的调整特性可使运行人员知道在功率因数一定时，不改变端电压值.负载电流到多小而不使励磁电流超过规定值。
国家标准"GB1029" 对三相同步电机的实验方法作了具体规定，适用于普通三相同步发电机的型式实验或检查实验。
通过实验可以确定该电机各性能指标。
各种电机的效率和电压调整率均在部颁标准的相应技术条件中有具体规定，将实验结果与标准规定数据比较即可确定某同步发电机的质量和性能了。
若求取额定励磁电流和电压变化率，一般用做图法，跟国家标准GB1029介绍，其具体步骤如下：（1）如图1上绘制开路特性曲线，并沿纵轴额定相电压相量UN.（2）自原点O作额定电枢电流相量IN，与纵轴成ΦN角（cosΦN 为额定功率因数）。
柳州佳力新电机有限公司1FC6 456-6LA42发电机主要技术参数一、额定参数及结构形式1.型号1FC6 456-6LA422.额定容量（功率）625kVA（500 kW）3.额定电压400 V4.额定电流902 A5.额定频率50 Hz6.功率因数COS￠=0.87.额定转速1000 r/min8.效率93.7 ％9.相数 310.接线方式三相四线制11.励磁方式无刷自励（相复励）12.绝缘等级F级13.工作制连续工作制（S1）14.防护方式IP2315.冷却方式风扇自冷（IC01）16.安装方式IM B2017.轴承结构双轴承18.整机重量 2850 kg19.转动惯量 22.2 kgm220.环境温度/海拔≤40℃/≤1000m21.旋转方向顺时针（从发电机驱动端看）22.发电机引出线方向右边（从发电机轴伸端看）二、主要性能指标1.稳态电压调整率单机运行：±1%并联运行：±2.5%2.瞬态电压调整率 -15%～+20% U N3.过载在110%额定负载运行1小时（以6小时为周期）4.过电流倍数 1.5I N，时间2分钟5.维持短路电流能力：励磁系统可提供3倍额定电流的持续电流，持续时间5s后，发电机必须卸载三、短路计算参数1.直轴同步电抗 X d=3.52.交轴同步电抗 X q=2.73.直轴瞬变电抗 X d’=0.184.直轴超瞬变电抗 X d”=0.1045.交轴超瞬变电抗 X q”=0.1296.负序电抗 X2=0.1167.定子绕组直流电阻 r1=0.028.直流分量时间常数 T a=0.019s9.瞬态分量时间常数 T d’=0.053s10.超瞬态电流时间常数 T d”=0.002s四、出厂编号：NO.2012046。
三机无刷励磁同步发电机永磁副励磁机设计原则作者：卢绪超张磊苏哲赵瑞来来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第09期摘要：本文主要介绍了三机无刷励磁同步发电机励磁原理及特点，永磁副励磁机优点及基本设计原则。
关键词：无刷励磁同步发电机三机无刷励磁原理永磁副励磁机1 三机无刷励磁同步发电机励磁原理及特点三机无刷励磁系统由交流主励磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘三大部分组成。
永磁副励磁机为旋转磁极式，主励磁机为旋转电枢式。
励磁电流调节过程：永磁副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——发电机转子励磁绕组。
三机励磁结构特点：主励磁机电枢及其整流装置与发电机同轴旋转，给发电机提供励磁电流不需要任何滑环、换相器、集电环、炭刷等元件，减少了日常的工作维护量，提高设备的运行可靠性，避免了因炭刷炭粉和铜末对发电机绕组引起的绝缘污染，平常运行中基本不用对发电机本体进行任何操作；劣势在于：励磁回路没有专门的灭磁装置，通过可控硅整流桥逆变实现自然灭磁，灭磁时间相对较长（10s左右），另外，无法用常规的方法直接测量转子电流、转子温度、监视转子回路对地绝缘，监视旋转整流桥上的熔断器等。
2 采用永磁副励磁机的优势永磁副励磁机作为主励磁机的电源从发电机本身的输出端获得励磁电流，经过整流后向发电机转子回路提供励磁电流，永磁机供电电压稳定，不受系统电压影响，在系统电压降低时能迅速提供强励电压，系统电压回复时间短，提高了机组的稳定性。
3 永磁副励磁机基本设计原则3.1 磁钢材质的选取：国内常规三机无刷励磁发电机磁钢材质通常选用钕铁硼，牌号JNC-35SH，主要验收性能Br>1.18T，（BH）max>33MGOe、Hc>10.8kOe， Hcj>20kOe；钕铁硼主要成分是Nd2FeB，优点：最大磁能积大、剩磁密度高、矫顽力高；不足：居里温度低、温度稳定性差、最高工作温度通常为150℃，由于化学成分中含有大量钕和铁，易生锈，化学稳定性欠佳，其表面通常需做电镀处理或磷化处理或喷涂环氧树脂以减慢其氧化速度。
无刷交流同步发电机原理与构造国民经济建设和人民生活时刻离不开电能，同步发电机由原动机驱动而旋转，把机械能转换成电能，向用电设备提供交流电源。
无刷同步发电机由于其无线电干扰小，无电刷，维护工作量少，运行可靠，性能优越，又便于实现无人值守，当今国内外己普遍推广应用。
第一节无刷同步发电机工作原理一、电与磁的关系（一）通电导体周围有磁场在导体中通入电流之后，导体周围便产生磁场，而且沿导体全部长度上都存在着，该磁场的强弱决定于电流的大小，电流越大，磁场强度越强，磁场的方向按右手定则决定，如图8-1所示，将右手姆指伸直表示电流方向，将其余四指卷曲，这时四指所指的方向，就是磁场方向。
通电线圈或螺线管周围也产生磁场。
磁场的强度与线圈匝数及电流大小成正比 , 磁场方向也以右手定则决定 , 如图 8一2 所示 , 伸出右手姆指，其余四指卷曲，使四指的方向符合线圈中电流方向 , 那么伸直的姆指所指的方向就是磁场方向。
发电机的磁场就是在磁极铁心外套上线图通以直流电而形成南、北磁极。
当线圈断电后，磁极铁心仍有一定的磁性，俗称“剩磁”，这是发电机自建电压的必不可少的条件。
（二）电磁感应当导体(线)在磁场中运动或磁场在导体周围运动，两者互相切割时，在导体(线)中便感应电动势，这种现象称为电磁感应。
感应电动势的方向与导体运动方向和磁场方向有关，可用“右手定则”来判定。
伸右手于磁场内，手心对着N极,四指与大姆指互相垂直，让大姆指指向导体运动方向，那么四指所指方向就是感应电动势方向。
发电机就是根据这个原理工作的。
如图8－3所示。
感应电动势的大小e与磁感应强度B,导体切割磁力线的速度 v和导体长度l成正比。
e=B1v要增大感应电动势，可采用下列办法：1、增加被切割的磁力线数目，即增强磁场强度，磁场越强，感应电动势越大。
2、增加导体切割磁力线速度，速度越快，感应电动势越大。
3、增加切割磁场的导体有效长度，即增加线圈匝数，匝数越多，感应电动势越大。
