新现代发电机知识介绍

1、发电机知识介绍（一）发电机基车知识介绍1发电机的工作制（GB755-2000）旋转电机（发电机、电动机）的工作制有9种，分别用字母SiS9表示。Si连续工作制，在恒定负载下运行的时间足以达到热稳定。如图所示从图知，连续工作制，并不是说电机（例如发电机）需要长时间不停的运行工作下去，只要能达到热稳定的运行时间，就是连续工作制。发电机一般均是连续工作，水电站的水轮发电机是长年累月连续工作的（除维护、检修时间外），火电厂的汽轮发电机也是常年累月连续工作的，作为备用电站或移动电站用的柴油发电机组的发电机也是连续工作制的，因为它的工作时间总会有达到热稳定的时候，一般发电机运行612h就会达到热稳定。S2

2、S9短时工作制或断续周期工作制等等，它们的最大特点是：电机的运行时间不足以达到热稳定。S2S9在发电机中一般是没有的，只在电动机中存在。例如机床用伺服电动机就是S2这里不多讲有兴趣的同志可查阅GB755-2000国家标准。2定额由制造厂对符合指定条件的电机所规定，并在铭牌上标明的电参量和机械量的全部数值。发电机定额的指定条件为：（1）海拔高度不超过1000m；（2）环境温度不超过40C；(3)环境空气相对湿度：90%(025C)。超出以上条件，发电机的温升限值应做修正，具体修正方法由各发电机制造厂在说明书中说明。有的已转换成功率修正，例如斯坦福公司、利莱森玛公司。详见表1。在发电机铭牌上的额定

3、数据如下：(a)额定容量(功率)(b)额定电压(c)额定电流(d)额定功率因数(e)额定频率(f)额定励磁电压(g)额定励磁电流表1利莱森玛修正数据环境温度海拔高度25C40C45C50C55C60C0to1000米1.04510.970.940.910.881000t01500米1.010.970.940.910.880.851500t02000米0.980.940.910.880.860.832000t02500米0.950.910.880.860.830.82500t03000米0.910.870.840.820.790.773温升(1)热稳定电机发热部件的温升在1h内的变化不超过2K的

4、状态。实际试验中是对电机铁心或出风温度进行测量，其1h内的温度变化不超过20C,认为达到热稳定。(2)温开发热部件的温度与当时环境温度之差为发热部件的温升。温升值是发热部件热稳定后测得的值，温度的单位是C；温升单位是Ko(3)温升限值温升限值是与绝缘等级有关，见下表2,共有七级；绝缘等级代号全世界通用表2绝缘等级Y级A级E级B级F级H级C级温升限值50K60K75K80K105K125K135K4超速柴油发电机的超速倍数是1.2倍额定转速水轮发电机的超速倍数是它的飞逸转速，一般在1.82.5倍。不同极数，飞逸转速不一样，极数少的飞逸转速倍数小，反之，大。柴油发电机组的超速保护限值即考虑了发电机

5、所规定的超速倍数，所以，一般定在1.15倍额定转速，这是安全的，又是可靠的。5电机外壳防护等级(GB4942.1-200O)电机外壳防护等级规定了电机外壳对以下二种防护所规定的各种等级。(1)防护含义A第一种防护防止人体触及或接近壳内带电部分；防止人体触及壳内转动部件；防止固体异物进入电机。B第二种防护防止电机进水而引起的有害影响(2)防护等级标志方法表示电机防护等级的代号由表征字母“IP”及附加在其后的两个表征数字组成。第一位数字表征第一种防护的各个等级，第二位数字表示第二种防护的各个等级。第一位表征数字表示的防护等级见表3表3第一位表征数字防护等级简述含义0无防护电机无专门防护1防护人丁5

6、0mm固体的电机能防止大面积的人体(如手)偶然或意外地触及或接近壳内带电或转动部件(但/、能防止故意接触)能防止直径人丁50mm的固体异物进入冗内2防护大于12mm固体的的电机能防止手指或长度不超过80mm的类似物体触及或接近壳内带电或转动部件能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内3防护大于2.5mm固体的电机能防止直径大于2.5mm的工具或导线触及或接近3壳内带电或转动部件能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内4防护人丁1mm固体的电机能防止直径或厚度大于1mm的导线或片条触及或接近壳内带电或转动部件能防止直径大于1mm的固体异物进入壳内5防尘电机能防止触及或接近壳内带电或转动部件进尘

7、量不足以影响电机的正常运行第二位表征数字表示的防护等级见表4表4第一位表征数字防护等级简述含义0无防护电机无专门防护1防滴电机垂直滴水应尢有宙影响215。防滴电机当电机从正常位置向任何方向倾斜15以内任意角度时，垂直滴水应无有害影响3防淋水电机与垂直线成600角范围内的淋水应无有害影响4防溅水电机承受任何力1可的溅水应尢有害影响5防喷水电机承受人和方向的喷水应无有害影响6防海浪电机承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时，电机的进水量应达/、到有害的程度7防浸水电机当电机浸入规定压力的水中经规定时间时，电机的进水量应达/、到有害的程度8潜水电机电机在制造厂规定的条件下能长期潜水。电机一般为水密型，但对某

8、些类型电机也可以允许水进入，但应达/、到有害的程度(3)防护标志方法举例第二位表征数字“3”一一防淋水电机第一位表征数字“2”一一防护大于12mm固体异物进入壳内外壳防护等级代号的表征字母(3)实例IP22斯坦福发电机的标准型IP23一一斯坦福电机、利莱森玛发电机的标准防护等级。IP23一般是船用发电机的外壳防护等级。IP55一一我公司生产的整装式轴带无刷直流发电机的防护等级代号，该电机为防尘、防喷水的全密封发电机，使用在汽车底盘下的极其恶劣条件下。防护等级代号全球统一，全球通用。6电机的结构及安装型式代号(GB/T997-2008)/(IEC60034-7:2001)电机的结构及安装型式代号

9、已国际通用了，统一了、国际化了。该知识的掌握有助于发电机组设计时，对发电机的结构与安装型式的选型。发电机的结构及安装型式有二大类，一类是卧式安装电机，通常叫它为卧式电机；另一类是立式安装电机，通常叫立式电机。先前，只有水轮发电机和电动机才同时有立式和卧式二种安装方式；柴油发电机只有卧式电机或卧式安装方式。但近期一种盘型永磁发电机出来后，柴油发电机也出现了立式安装型式，立式的盘型永磁发电机安装在立式柴油机上组成柴油发电机机组，近期德国哈茨公司即在中国推出了一种10KVA的立式永磁柴油发电机组。这种机组长度极短，有它的优势！发电机的结构及安装型式代号表达方式有二种。一种是代码1方式一一字母数字代号

10、法；第二种是代码2方式一一全数字代号法。二种代码法的详细规定见GB/T997-2008.下面说明一下表达方式和实用举例、(1)代码1(字母数字代号)a)卧式安装电机的代号IMB34R|接线盒位置，在右侧即从D端视之，接线盒在3点钟位置,L在左侧，即9点钟位置，T顶部，即12点钟位置。安装型式代码，可以是二位数，也可是一位数，具体详见RGB/997-2008。34是底脚在下，底脚安装，用D端的凸缘止口附加安装的结构形式。卧式代号国际安装代号注：D端为电机的传动端。在柴油发电机中，通常选用下面三种卧式安装结构的电机。IMB3底脚在下，用底脚安装，早期柴油发电机多采用此型式电机。现在被慢之淘汰，实用

11、很少。安装困难，安装同心度难保证。IMB34底脚在下，借底脚安装，用D端的凸缘止口作附加安装，此安装方式仍在大量使用，安装较方便，能保证安装的同心度。IMB15底脚在下，借底脚安装，用机座端面或过渡节端面作附加安装（带有标准SAE法兰和SAE驱动片及单轴承）。此安装方式是近年来大量推广的安装结构方式，安装方便，可保证有很高的同心度精度，可缩短机组长度。b）立式安装电机的代号立式安装电机在柴油发电机中基本不用，故不再做详细介绍（2）代码2（全数字代号）代码2没有明显的立式与卧式安装代号之分，而是用数字混合表达，详见GB/T9972008。代码2中电机的代号由字母IM（国际安装）空一格，然后为4位

12、数字组成，第1、2、3位数字表示结构的状态；第4位数字表示轴伸的型式；第4位数字后的字母表示接线盒位置，详细规定见GB/T997-2008.举例：IM201R1接线盒位置，同前一页个圆柱形轴伸卧式，底脚在下1个轴承底脚安装电机，仅有端盖式轴承国际安装代号(3)卧式安装电机代码1(IMB,)和代码2之间的关系卧式安装电机代码1与代码2之间的关系见表5表5代码1代码2IMB3IM1001IMB5IM3001IMB6IM1051IMB7IM1061IMB8IM1071IMB9IM9101IMB10IM4001IMB14IM3601IMB15IM1201IMB20IM1101IMB25IM2401IM

13、B30IM9201IMB34IM2101IMB35IM2001(二)发电机的分类及其特点从欧洲法拉第在十九世纪二十年代发明永磁式发电机到今天已有200年左右的历史，发电机的技术己有了很大的发展，发电机的种类已发生了巨大的变化，随着技术的发展，今年又出现了许多新型的发电机。从工作需要出发，下面作一些不同的介绍，与工作有关的多介绍一些，与工作关系不大的简单介绍一些。(1)从电机工作原理耒划分发电机分为同步发电机和异步发电机。(A)同步发电机同步发电机是一种交流发电机。它的转子旋转速度(由原动机驱动)与气隙旋转磁场的旋转速度是相等的，处于“同步”状态的一种交7流发电机。这是一种最常用的交流发电机。广

14、泛使用在水轮发电机、汽轮发电机、内燃(柴油)发电机中。(B)异步发电机一一异步发电机也是一种交流发电机。它的转子的旋转速度(由原动机驱动)与气隙旋转磁场的旋转速度是不相等的，处于“异步”状态的一种发电机。在异步发电机中，转子旋转速度高于气隙旋转磁场的旋转速度；而在异步电动机中，正好相反转子旋转速度低于气隙旋转磁场的旋转速度。由于异步发电机存在许多缺真，限止了它的推广使用。只在风力发电机中和在并网的调军水电站的发电机中有所应用。(2)从原动机不同来划分发电机分为水轮发电机、汽轮发电机、中、小型柴油(内燃)发电机、风力发电机。(A)水轮发电机一一用水轮机作原动力白发电机，具特点是转速低，从100多

15、转/分1000转/分。该型发电机极数多，体积大，为粗壮扁平型，大的其直径有几十米大。多为立式，功率由几千瓦到几十万千瓦。其飞逸转速倍数高，因水轮发电机组带有很大飞轮。飞逸速度一般为1.62.5倍。(B)汽轮发电机一一用汽轮机作原动力的发电机，具特点是转速高，一般均为3000转/分，极数为二极，他们均为细长形，外径小，轴向长度长。多为卧式。功率由几百千瓦到上百万千瓦。其飞逸转速倍数为1.2倍。(C)内燃发电机一一用柴油机(或汽油机，燃气轮机等)作原动力的发电机，其特真为：均是中、高速的转速，大多为750转/分3000转/分，也有上万转的，大功率的转速低，小功率的转速高。其中1500转/分的柴油发

16、电机使用最多，功率从1kW到几千千瓦。其飞逸转速倍数为1.2倍。(D)风力发电机一一用风机作原动力的发电机，该发电机转速极低，一般在几十转到1200转/分(直驱式)，若用变速箱，转速也可为近千转/分。风力发电机有异步发电机和永磁发电机等几种。目前，永磁风力发电机已占主导地位，功率从几百瓦到几千千瓦。(3)从相数来划分从相数来划分，有单相发电机和三相发电机。(A)单相发电机一一只有一个单相线圈的发电机，其线端标志为U1U2,UIU2如图：-丫、二；有的还有电容励磁绕组，虽然电机有二个单相绕组，但这还是单相电机，因为二个单相绕组或未连接组合在一起0(B)三相发电机一一有三个单相绕组，且三个单相绕组

17、的末端联在一起组成一个三相绕组的中性真，用N表示；三个单相绕组的起头的线端标志分别由字母U、V、W表示，这种发电机叫三相发电机如图:三个单相绕组UN、VN、WN在空间互差120电角度。这种三相绕组接通在畤问上互差120电角度的三相电流后，在电机气隙中会产生气隙旋转磁场。(4)从频率来划分从频率来划分有工频发电机、中频发电机、双频发电机、直流发电机。其中，工频发电机、中频发电机、双频发电机又是交流发电机。(A)三频发电机一一频率为50Hz/60Hz的发电机为工频发电机，工频发电机中有50Hz和60Hz两种供电制式。欧洲、原苏联地区、中国、日本等国家地区为50Hz供电制式；美国、拉丁美洲、菲律宾等

18、国家、地区为60Hz供电制式。所以，出口发电机组要注意出口地区和供电制式。(B)中频发电机一一频率从200Hz到1000Hz的发电机均为中频发电机，军用中频发电机多为400Hz,电炉炼钢的中频发电机则为1000Hz。(C)双频发电机一一发电机同时既能发出工频电压，又能发出中频电压供用户使用的发电机为双频发电机。双频发电机的频率多为50Hz/400Hz,双频发电机是一种特殊发电机，只在军事设备中才会用到。(D)直流发电机一一频率为零，发出恒定不变化输出电压波形的发电机为直流发电机，例如：我公司的10kW轴带无刷直流发电机就是中频整流后的直流发电机；还有用工频整流的直流发电机。中频直流发电机输出电

19、压纹波小，供电品质好。工频直流发电机输出电压纹波大，供电品质差一些，但造价低。(5)从使用地点或用户来划分从使用地点或用户来划分有陆用柴油发电机、船用柴油发电机之分。(A)用柴油发电机一一陆用柴油发电机是一种标准型发电机，陆用发电机没有三防要求(军用除外)，陆用发电机无特殊性能要求。(B)船用柴油发电机一一船用柴油发电机是一种特殊用途发电机，具技术要求、性能参数要求均有其特殊性。船上动力负荷多，并相对来说较大，而船上电站容量较小，船上对设备安全性要求高，所以，船用发电机是与陆用发电机有较大区别的。船用发电机有三防要求(防潮、防霉、防盐雾)，船用发电机对发电机的短路比或超瞬变电抗值有严格要求，使

20、其短路保护能有效，可靠实现。船用发电机还要求其励磁系统具有强大的复励能力，才能带船上较大的动力负荷，所以，以前船用发电机多采用相复励磁发电机或谐波励磁发电机。为了获得比较大的短路比，一般船用发电机气隙6也很大，电机也做的比较大，以便获得较大短路比、较小瞬态电抗，来满足船上短路保护动态性能要求。所以船用电机比陆用电机要做得大，环境适应性要求也高。所以价格也高，组装的船用发电机组卖价也要高。技术人员，特别是销售人员要清楚这些。(6)从电压等级来划分从电压等级来划分，有低压发电机、高压发电机之分。(A)船压发电机一一电压低于或等于660V的发电机为低压发电机。由于地区不同、国家不同，低压电压等级又有许多，50Hz供电制式地区，三相发电机的电压等级为：400V(线)/230V(相)，单相发电机的电压等级为230V或220V。60Hz供电制式或地区，其电压等级就多种多样：有230V、400V、420V、440V、460V(线电压)等等。所以出口企业技术人员，应注意此情况，不要搞错了。(B)高压发电机一一电压3300V的发电机为高压发电机。高压发电机的电压等级有三种：3300V,6300V