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喬明雷。 廣東省,廣州市 廣州市地處中國華南地區(qū)、珠江下游、瀕臨南海,地理坐標介于東經(jīng)112°57′~114°3′、北緯22°26′~23°56′之間,屬南亞熱帶季風氣候,氣候溫和,海洋性氣候特征顯著。廣州市為丘陵地區(qū),地勢東北高西南低,背山面海,北部是丘陵山區(qū),東北部為中低山地,中部是丘陵盆地,南部為沿海沖積平原。
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無刷充電機的工作原理
發(fā)動機起動期間,發(fā)電機電壓小于蓄電池電壓時,整流二極管截止,發(fā)電機不能對外輸出,由蓄電池供給磁場電流。路徑為:蓄電池正極→點火開關SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負極。
流入勵磁繞組的電流,在勵磁鐵心中建立一個帶狀的磁通量。這個帶狀磁通量沿著各個導磁元件環(huán)行,在整個磁回路中,這個磁通量將在勵磁繞組周圍找到一個 磁阻的通道:勵磁電流產(chǎn)生的磁力線通過勵磁鐵心(磁軛托架)→輔助氣隙g1→轉(zhuǎn)子N極→主氣隙g→定子鐵心→主氣隙g→轉(zhuǎn)子S極→輔助氣隙g2→勵磁鐵心形成一個閉合的磁路系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)子爪極外徑與定子內(nèi)表面之間的氣隙(稱為主氣隙)外,在閉合的磁路系統(tǒng)中,增加了兩個有相對運動的徑向附加氣隙,使閉合回路的磁阻增大。所以必須通過增加磁場繞組的激磁安匝來補有效磁通量所減小的部分,才能保證無刷交流發(fā)電機的輸出。
隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),使通過定子鐵心的磁通量發(fā)生變化,定子繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢,定子繞組發(fā)出三相交流電壓,通過三相橋式整流電路整流成直流。當轉(zhuǎn)速達到1000r/min左右時,發(fā)電機應能正常發(fā)電并對外輸出,經(jīng)濾波電容C后輸出28V直流電壓,發(fā)電機電壓大于蓄電池電壓,發(fā)電機自勵,并對蓄電池充電,或?qū)ζ渌撦d供電。N端通過VD4、廣東廣州附近VD5、廣東廣州附近VD6中的一個硅管整流,與對地端形成半波整流電壓,被稱為中性點電壓,其輸出信號為14V直流脈動電壓( 負載不能超過2A),N端可用于接轉(zhuǎn)速表。中性點電壓除了直流成分外,還含有交流成分,且幅值隨發(fā)電機的轉(zhuǎn)速而變,與中性點相連的二極管(VD10、廣東廣州附近VD11)就稱為中性點二極管。當中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負極管(VD11)電位 時,中性二極管亦處于正向?qū)?,可對外輸出,能有效利用中性點電壓來增加發(fā)電機的輸出功率。實踐證明,在交流發(fā)電機上安裝中性二極管后,輸出功率可增加10%~15%。
定子繞組的三相交流電壓經(jīng)三相全橋整流后,經(jīng)調(diào)節(jié)器向勵磁繞組供電。調(diào)節(jié)器以通/斷方式調(diào)節(jié)勵磁電流,使充電機的輸出電壓保持在(28±0.3)V范圍內(nèi)波動,給蓄電池浮充電。發(fā)電機調(diào)節(jié)器電路如圖8-14中調(diào)節(jié)器部分所示,主要由3個電阻R1、廣東廣州附近R2、廣東廣州附近R3,2個三極管VT1、廣東廣州附近VT2和1個穩(wěn)壓管VR組成。R1、廣東廣州附近R2,為分壓電阻,VT1為小功率三極管,接在大功率管的前一級,起功率放大作用,也稱前級放大。三極管VT2為大功率三極管,其集電極與發(fā)電機磁場繞組相連,磁場繞組為VT2負載,VT2導通時,磁場電流接通反之磁場電流切斷。因此,可以通過控制三極管VT2的導通與截止,改變磁場電流使發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定。
穩(wěn)壓二極管VR是感受元件,其一端接三極管VT1的基極,另一端接分壓電阻R1、廣東廣州附近R2、廣東廣州附近以組成電壓檢測電路,監(jiān)測發(fā)電機電壓的變化。當發(fā)電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設定電壓時,VR擊穿,VT1有基極電流使VT1導通,VT2截止,這就使發(fā)電機的F點不接地面切斷了磁場繞組的電路,發(fā)電機電壓便會下降。發(fā)電機電壓下降時又使VR、廣東廣州附近VT1截止,VT2導通,發(fā)電機電壓重又升高如此反復作用,使發(fā)電機端電壓被控制在一定的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在集成電路電壓調(diào)節(jié)器也被廣泛使用。用集成電路開發(fā)的電壓調(diào)節(jié)器體積很小,可方便地安裝在發(fā)電機的內(nèi)部與發(fā)電機組成一個整體,稱之為整體式交流發(fā)電機。集成電路調(diào)節(jié)器的基本工作原理與晶體管調(diào)節(jié)器完全一樣,都是根據(jù)發(fā)電機的電壓信號(輸入信號),利用三極管的開關特性控制發(fā)電機的磁場電流以此達到穩(wěn)定發(fā)電機輸出電壓的目的。集成電路調(diào)節(jié)器有內(nèi)、廣東廣州附近外搭鐵之分,以外搭鐵形式居多。



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柴油發(fā)電機的環(huán)流產(chǎn)生的靜態(tài)分析
以模塊化并聯(lián)控制系統(tǒng)為例,發(fā)電機組的并聯(lián)調(diào)試一般先把并聯(lián)機組空載并聯(lián)時的環(huán)流調(diào)平衡、廣東廣州足夠小且穩(wěn)定運行,再通過負荷分配器把有功功率調(diào)平衡,其中關鍵是解決空載并聯(lián)時的環(huán)流問題。以兩臺機組并聯(lián)為例,空載并聯(lián)常出現(xiàn)的問題:
(1)環(huán)流過大,遠遠超過并聯(lián)機組額定電流的10%;
(2)并聯(lián)后,環(huán)流隨運行時間逐漸變大,直至逆功率報警;
(3)環(huán)流不穩(wěn)定,隨機性忽大忽小。
由以上分析可知:
(1)將兩臺機組并聯(lián),首先要將兩臺機組的空載電壓、廣東廣州調(diào)壓特性調(diào)整到完全相同,這是保證兩臺機組無功功率完全平均分配的前提條件,也是后續(xù)調(diào)整兩臺機組功率平均分配的基礎。當上述兩項調(diào)整平衡后,才能保證并聯(lián)運行的兩臺機組輸出端電壓在任意負荷下都相等,同時保證功率平均分配,才能保證環(huán)流為0(理想狀態(tài))。表明:環(huán)流產(chǎn)生的根本原因是兩臺機組空載電壓不是完全相等或調(diào)壓特性有差異,造成輸出端電壓不相等而產(chǎn)生了環(huán)流。
(2)兩臺機組的空載電壓、廣東廣州調(diào)壓特性都相等,而兩臺機組的輸出電流不相等,也就是兩臺機組的功率分配不均勻,也會造成U1和U2不相等,而產(chǎn)生環(huán)流。
(3)影響無功功率分配的因素還有很多,像自動電壓調(diào)節(jié)器特性、廣東廣州用均壓線環(huán)節(jié)的穩(wěn)定作用等,在此不再分析。