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發(fā)電機容易產(chǎn)生的問題
該系統(tǒng)不但要求發(fā)電機組自動化程度高,更要求發(fā)電機必須適應(yīng)UPS這一非線性負(fù)載的特性,使其在無市電的情況下保障UPS對負(fù)載的可靠供電。
但在實際選配和使用發(fā)電機過程中,經(jīng)常出現(xiàn)由于發(fā)電機容量不足或維護不當(dāng)?shù)仍?,造成市電停電時發(fā)電機不能正常工作的情況。如何正確選配金融業(yè)機房供電系統(tǒng)中發(fā)電機組,如何做好發(fā)電機組與UPS的匹配及發(fā)電機的使用維護等工作是機房管理人員要特別重視的問題。
一、江蘇無錫發(fā)電機使用中容易產(chǎn)生的問題
金融業(yè)機房一般采用“市電——發(fā)電機——UPS”并機系統(tǒng)組成的供電系統(tǒng)。系統(tǒng)中,發(fā)電機的負(fù)載主要包括UPS、江蘇無錫機房專用空調(diào)、江蘇無錫應(yīng)急照明、江蘇無錫消防電梯等,這些負(fù)載啟動或運行時都會對發(fā)電機產(chǎn)生振蕩和干擾。盡管在組成“市電——發(fā)電機——UPS”供電系統(tǒng)時,發(fā)電機的負(fù)載量在其額定輸出容量范圍內(nèi),但在實際情況中,市電中斷而發(fā)電機投人運行過程中卻經(jīng)常發(fā)生工作不穩(wěn)定,產(chǎn)生多種使“發(fā)電機——UPS”系統(tǒng)不能正常工作的現(xiàn)象。
1、江蘇無錫負(fù)載反饋的波動電壓造成發(fā)電機輸出電壓穩(wěn)定度較差,常出現(xiàn)發(fā)電機組輸出電壓振蕩現(xiàn)象。UPS整流器允許的輸人電壓范圍一般在±15%巧或更寬,發(fā)電機的輸出電壓不穩(wěn)定對其影響較小。
2、江蘇無錫UPS整流器的輸人諧波造成多個過零點。
3、江蘇無錫發(fā)電機的頻率(轉(zhuǎn)速)振蕩一般情況下,頻率振蕩比電壓、江蘇無錫電流振蕩范圍小,但影響比較大,導(dǎo)致UPS處于頻繁切換及非正常工作狀態(tài)。頻率振蕩一般在±5%以內(nèi),由于負(fù)載有規(guī)律地忽大忽小,造成發(fā)電機組工作也忽強忽弱,加劇機組振動,加速機械磨損,甚至引起機件嚴(yán)重?fù)p壞。頻率振蕩明顯的特征之一,即柴油機工作噪聲有規(guī)律地忽大忽小,因此必須引起高度重視。
4、江蘇無錫工作不正??照{(diào)壓縮機啟動和電梯升降的瞬間會導(dǎo)致發(fā)電機發(fā)生±Hz頻率漂移,造成UPS頻繁切換。當(dāng)頻率、江蘇無錫電壓振蕩變化超出UPS輸入工作范圍時,UPS由蓄電池供電,而發(fā)電機在無UPS負(fù)載時恢復(fù)正常,隨即UPS又自動投人,這樣交錯進行。頻率漂移會對UPS正常運行產(chǎn)生兩方面影響。
?、俨荒芘月贰T谂月冯娫吹念l率和電壓處于允許的范圍內(nèi),UPS的逆變器輸出跟蹤旁路電源,逆變電源與旁路電源鎖相、江蘇無錫同步。當(dāng)旁路電源由發(fā)電機提供時,頻率會發(fā)生快速的變化。當(dāng)頻率變化超出預(yù)先設(shè)定的極限值時,逆變器頻率變化就跟不上旁路電源的頻率變化。這時靜態(tài)旁路開關(guān)將禁止切換到旁路在這種情況下切換,有可能造成逆變器過流、江蘇無錫短路。在這種旁路電源頻率無法跟蹤的狀況下,UPS只會發(fā)出警示性告警,逆變器仍繼續(xù)提供電源給負(fù)載。
?、陔姵貕勖s短。瞬間的大負(fù)載波動可能導(dǎo)致發(fā)電機頻率產(chǎn)生±5Hz的漂移,這將導(dǎo)致可控硅整流器的驅(qū)動信號與輸入交流電失去同步,造成整流器關(guān)閉。在整流器重新啟動進人正常工作期間,UPS轉(zhuǎn)為電池供電,這樣過分的放電循環(huán)將明顯縮短電池壽命,更嚴(yán)重的情形是會將電池能量全部放光,中斷輸出。



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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(guān)SW(或點火繼電器觸點)→磁場燒組調(diào)節(jié)器→搭鐵→蓄電池負(fù)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(dǎo)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(yīng)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(dāng)轉(zhuǎn)速達到1000r/min左右時,發(fā)電機應(yīng)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?fù)載供電。N端通過VD4、江蘇無錫VD5、江蘇無錫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(fù)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、江蘇無錫VD11)就稱為中性點二極管。當(dāng)中性點二極管的正極管(VD11)電位 或負(fù)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、江蘇無錫R2、江蘇無錫R3,2個三極管VT1、江蘇無錫VT2和1個穩(wěn)壓管VR組成。R1、江蘇無錫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(fù)載,VT2導(dǎo)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(dǎo)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、江蘇無錫R2、江蘇無錫以組成電壓檢測電路,監(jiān)測發(fā)電機電壓的變化。當(dāng)發(fā)電機的輸出電壓在分壓電阻R1上的電壓達到VR的設(shè)定電壓時,VR擊穿,VT1有基極電流使VT1導(dǎo)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、江蘇無錫VT1截止,VT2導(dǎo)通,發(fā)電機電壓重又升高如此反復(fù)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(guān)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)、江蘇無錫外搭鐵之分,以外搭鐵形式居多。
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