单相、三相汽油发电机组工作原理及绕组设计

山东华全（159 0536 0712）讲述一下汽油发电机组单相、三相工作原理，发电机定子中嵌有一套主绕组,一套副绕组,主绕组输出三相交流电能和单相交流电能,每相绕组的尾端分别与三相分流电抗器的中间抽头M相联接,、首端为输出端,副绕组首端分别与电抗器每相一个端头d,相联接,尾端与三相整流桥相联,电抗器各相绕组另一个端头d:联在一起成为中点并向外引出。


目前,装备中仪器设备用电单、三相混用的情况较为普遍,普通的单相或三相交流发电机组都不能很好地满足需要,单相机组无法给三相设备提供电源,三相机组单相负载能力较差,而且在三相负载不平衡量较大的情况下,三相电压也极不平衡,严重威胁着用电设备及发电机组的安全使用。为了满足部队这一特殊需要,我们设计了单、三相汽油发电机装配汽油发电机组,满足了部队单三相混用的要求,并限度地抑制了三相电压的不平衡量,使各用电器均能安全可靠使用。下面就已通过技术鉴定的skw单、三相发电机组各项性能指标的设计作一介绍。

三相交流同步发电机工作原理

  根据单、三相交流同步发电机的特殊需要,我们采用性能好、结构简单的电抗分流励磁方式。
  发电机定子中嵌有一套主绕组,一套副绕组,主绕组输出三相交流电能和单相交流电能,每相绕组的尾端分别与三相分流电抗器的中间抽头M相联接,、首端为输出端,副绕组首端分别与电抗器每相一个端头d,相联接,尾端与三相整流桥相联,电抗器各相绕组另一个端头d:联在一起成为中点并向外引出。

  同步发电机在空载时,当转速达到额定值时,由于转子中有剩磁,故在副绕组中感应出电压,并向转子励磁绕组提供励磁电流易(电压分量),使磁通增强,如此继续下去,就能使电机自励,很快建立空载电压。负载时,依靠电抗器的负载电流分流,其中一部分电流成为转向励磁绕组的励磁电流I万(电流分量),补偿发电机负载时的去磁及压降作用,使转子励磁电流随负载的变化而自动调节,达到恒定端电压的作用。

三相汽油发电机组设计特点

  单三相汽油发电机设计计算和变通交流同步发电机相同,但应该注意的是单、三相参数的协调及性能指标平衡,因此,需要注意如下几点。

三相汽油发电机组绕组的设计

  由于本电机主要与方舱配套使用,对其体积、重量等指标有较严格的要求,因此电机定子绕组设计必须合理排布,在有限的空间内,使电机出力,同时相与相之间的互感系数较小,以减少运行时三相电压不平衡量。 简单直接的方法是将单相、三相绕组均设计成为独立的两套绕组,但这样势必增加电机的体积和重量,运行时操作也比较麻烦,而且无法实现单、三相混用。

  理想的办法是在三相发电机基础上,将其中一相设计输出相同功率的单相绕组,让该相承受单相负载,这样既节省了材料,又与实际使用情况相符。在设计过程中我们采用了两种方案。
  方案:发电机绕组系统见图2。定子线圈设有两套本相绕组,一套接作三相作为三相绕组,另一套接成单相和三相绕组中匝数较少的一相串联起来。这是一种常规的绕组排列,经试制及相关试验,发现有两点不足,一是由于单相绕组有部分线圈和另外两相空间上同相位,电机运行时,相间互感系数大;二是嵌线工艺复杂,有部分槽嵌有4种绕组,绝缘处理麻烦且效果不好。