Бесщёточный синхронный генератор

Одним из основных недостатков при обслуживании судовых синхронных генераторов является наличие щёточно-кольцевого аппарата. Этот узел наиболее изнашивается в процессе работы. Большое количество пыли от угольных щёток загрязняет обмотки, создавая проводниковые мосты между токоведущими частями синхронного генератора и корпусом: ухудшается изоляция генератора, уменьшая срок их службы, требуется внеочередной ремонт с полной разборкой.

Всё это отсутствует у бесщёточных синхронных генераторов. Возбуждение СГ осуществляется небольшим по размерам возбудителем переменного тока, состоящим из трёхфазной обмотки, расположенной на роторе генератора и электромагнитных полюсов, находящихся на статоре рядом со статорной обмоткой основной машины. Обмотка возбуждения возбудителя питается постоянным током от автоматического регулятора напряжения. Трёхфазный переменный ток, генерируемый в роторной обмотке, выпрямляется трёхфазным выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя и поступает на роторную обмотку возбуждения генератора. Выпрямительное устройство бесщёточного генератора состоит из кремниевых диодов, соединённых по трёхфазной мостовой схеме, регулируемого балластного резистора и сглаживающего конденсатора.

Бесщёточный синхронный генераторБесщёточный синхронный генератор (рис. 1.1) состоит из следующих компонентов, где:

G — статорная обмотка, выходная;

FG — роторная обмотка возбуждения генератора;

Si — блок вращающихся кремниевых выпрямителей;

E — роторная обмотка возбудителя, выходная;

FE — статорная обмотка возбуждения;

EVA — внешний реостат задающего напряжения;

AVR — автоматический регулятор напряжения (АРН).

Статорная обмотка синхронного генератора уложена в пазы железа статора и представляет собой три обмотки, соединенные звездой.

Конструктивно БСГ объединён с возбудителем переменного тока и вращающимся выпрямительным устройством в один агрегат. Отличительной особенностью БСГ является отсутствие контактных колец и щёток.

Возбудитель представляет собой обращённый трёхфазный синхронный генератор, у которого обмотка возбуждения является неподвижной и питается непосредственно от автоматического регулятора напряжения. В некоторых рассматриваемых далее системах возбуждения и регулирования напряжения генераторов (например,“TAIYO”, “MITSUBISHI”) обмотка возбуждения возбудителя состоит из двух частей: основной и управляемой от AРН, что обеспечивает более надёжное начальное возбуждение. Трёхфазная роторная обмотка возбудителя, соединённая звездой подключена к роторной обмотке генератора через трёхфазный блок вращающихся кремниевых выпрямителей, который находится между этими двумя обмотками, ближе к возбудителю, на специально смонтированном изоляционном кольце. Кольцо и вентили вращаются вместе с роторами генератора и возбудителя и размещёны на общем валу.

Трёхфазный переменный ток, генерируемый при вращении в роторной обмотке возбудителя, выпрямляется трёхфазным кремниевым выпрямителем, расположенным на роторной обмотке возбудителя, и постоянное напряжение поступает на роторную обмотку генератора. Расположение вращающихся выпрямителей на роторной обмотке возбудителя удобно как для воздушного охлаждения, так и проведения обслуживания и ремонтных работ при проверке и замене вентилей.

В дополнение к кремниевому выпрямителю параллельно выходному напряжению подключается сглаживающий конденсатор и разрядный резистор для предотвращения обмотки возбуждения и конденсатора от пробоя.

Благодаря такой конструкции, исчезает необходимость в контактных кольцах и щётках для подвода тока к обмотке возбуждения генератора. Таким образом, возбудитель совместно с AРН позволяет поддерживать напряжение генератора с заданным отклонением при малых и больших нагрузках и обеспечивает защиту от короткого замыкания. Отсутствие щёточной аппаратуры значительно повышает надёжность БСГ, сокращает трудозатраты на обслуживание ввиду отсутствия угольной пыли на обмотках. Они также могут применяться и на высоких частотах вращения первичных двигателей, чем обеспечивается более надёжное возбуждение.

У БСГ, также как и у обычных синхронных генераторов, имеется демпферная обмотка. Она находится на явных полюсах ротора и имеет вид широких медных шин, соединенных в беличью клетку. Назначением демпферной обмотки является предотвращение колебаний напряжения ввиду резкого изменения нагрузки при параллельной работе генераторов, а также ограничение повышения третьей гармоники напряжения с увеличением нагрузки.

В результате совместных усилий обмоток статора генератора и возбудителя создаётся результирующая магнитодвижущая сила а, следовательно, и поток возбуждения, обеспечивая реакцию ротора и падение напряжения в обмотке статора генератора во всех режимах работы – от холостого хода до номинальной нагрузки.

Возбудитель переменного токапредставляет собой обращённый синхронный генератор роторного типа. Ротор установлен на том же валу, что и ротор генератора и представляет собой трехфазную обмотку переменного тока. Нагрузкой возбудителя является обмотка возбуждения статора, поэтому необходим возбудитель переменного тока высокой частоты: чем выше частота, тем больше возбуждение. Однако высокая частота стремится увеличить потери в железе. Так как увеличение числа полюсов пропорционально увеличению частоты, то частота особенно ограничивается при использовании на низкой частоте вращения с точки зрения экономичности конструкции. В основном, для возбудителя переменного тока принята частота 60 Гц.

Кремниевый выпрямитель возбудителя переменного тока. Учитывая электрические и механические свойства, кремниевый выпрямитель для бесщёточного синхронного генератора должен быть высоконадежным, небольших габаритов и массы.

Он состоит из кремниевой части, которая закреплена вертикально на тонкой пластине основания, для надежного контакта пластины, основания и элемента, и питающего провода. Этот силовой тип контакта кремниевого элемента выпрямителя использует свою огромную силу, когда она приложена вертикально вместе с давлением по направлению к пластине основания и проявляет великолепные характеристики, учитывая такие механические недостатки как внешнее давление, центробежная сила, вибрация системы в действии. Все главные части кремниевого элемента типа P-N перехода помещены в кожух, в котором находится инертный газ, на работу которого не влияют окружающие атмосферные условия.

В дополнение к кремниевому выпрямителю параллельно подключены конденсатор и резистор для предотвращения от чрезмерного напряжения обмоток, предохраняя их от пробоя. При сборке вышеупомянутых компонентов FUJI El. произвел тщательную проверку их механической силы и местоположения, минимизируя пространство для установки, добиваясь однородной и эффективной вентиляции.

вал БСГПо габаритам БСГ сохранил те же размеры что и обычные СГ.

В настоящее время бесщеточные синхронные генераторы успешно используются на судах в качестве основных и аварийных источников электроэнергии.

Для предотвращения возникновения токов на валу генератора, появляющихся благодаря разбалансу магнитного сопротивления магнитных цепей, используются изоляторы на боковых крышках, как показано на рис. 1.2. Напряжение на валу для генераторов повышенных напряжений и частот обычно составляет 1 В и менее, и реже несколько вольт. Значение сопротивления изолятора должно быть 1-3 кΩ. Если масляная пленка с принудительной смазкой местами исчезает, это может привести к поломке подшипника или аварии генератора в целом.

 

В основном БСГ не требует особых трудозатрат на обслуживание. Достаточно почаще менять фильтры на воздухозаборах.

Таким образом, БСГ обеспечивает максимум надежности при минимуме трудозатрат на обслуживание.

 

 

Просмотров: 10859

Автор: Михайловский Максим Петрович

Дата: Четверг, 10 Ноября 2011

Обратите внимание на следующие товары:

Генератор Kipor KGE6500E3
Купить Купить
Генератор Kipor KGE6500E3

Компактный бензиновый генератор, 5,6-6 кВА, 3-фазный; ручной/элек/старт; размер: д.675*ш.520*в.540; вес 90кг; расх. 374г/кВтч; открыт/рама; аккум в комплекте, 1 год, Китай
22161 грн
+доставка
Генератор Kipor KGE12E3
Купить Купить
Генератор Kipor KGE12E3

Компактный бензиновый генератор 2 цилиндра, 9,5-10,5 кВА, 3-фазы; электростарт; размер: д.910*ш.600*в.620; вес 161кг; расх. 370г/кВтч; открыт/рама; колёса; аккум., 1 год, Китай
50516 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE6500T3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE6500T3

аккумулятор, nom-мощность (кВт/кВА) 4,4/5,5 Максимальная мощность (кВт/кВА) 4,8/6,0 Номинальная частота (Гц) 50 Номинальное напряжение (В) 220/380 Номинальная сила тока (А) 7,9 Дизельный, двигатель, Yanmar type, KM186FAGET Одноцилиндровый, 4х-тактный, вертикальный Тип охлаждение Воздушное Уровень шума (Дб/7м) 70 Рабочий объем двигателя (куб.см) 418 nom-мощность двигателя (л.с.) 8,0 Объем топливного бака (л) 16 Потребление топлива (г/кВА-ч) 340 Время непрерывной работы (ч) 8 Габариты (см) 91*53*74 Вес (кг) 171...
33960 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE6500E3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE6500E3

Компктный дизельгенератор, 1-цилиндровый, 5,5-6,0 кВА, 3-фазы; ручной/элек/старт; размер: д.720*ш.492*в.655; вес 100кг; расх. 275г/кВтч; открыт/рама; аккум; колёса, 1 год, Китай
30707 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE19STA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE19STA3

Дизель генератор, MULTI-цилиндровый, 3000 об/мин., 16,2-18,8 кВА, 3-фазы; электростарт; размер: д.1550*ш.720*в.810; вес 442кг; расх. 280г/кВтч; в кожухе; аккум; колёса; цифровая панель, 1 год, Китай
140384 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE19EAO3 с автоматикой (АВР)
Купить Купить
Генератор Kipor KDE19EAO3 с автоматикой (АВР)

Дизельный генератор Kipor KDE12EAO3 с автоматикой (АВР), трёхфазный (380В), мощность 9,5 кВА, открытого исполнения, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов. Дизельгенератор Kipor KDE12EAO3 оснащен системой автоматического ввода резерва (АВР), что позволяет ему автоматически запускаться и принимать нагрузку при исчезновении напряжения в основной электросети. При появлении напряжения в основной электросети генератор автоматически остановится.
129579 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE19EA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE19EA3

Дизель генератор, MULTI-цилиндровый, 3000 об/мин., 16,2-18,8 кВА, 3-фазы; электростарт; размер: д.1210*ш.650*в.765; вес 320кг; расх. 280г/кВтч; на раме; аккум; колёса; цифровая панель, 1 год, Китай
121403 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE16STAO3 с автоматикой (АВР)
Купить Купить
Генератор Kipor KDE16STAO3 с автоматикой (АВР)

Дизельный генератор Kipor KDE16STAO3 с автоматикой (АВР), трёхфазный (380В), мощность 15 кВА / 12 кВт, в шумозащитном всепогодном кожухе, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов. Дизельгенератор Kipor KDE16STAO3 оснащен системой автоматического ввода резерва (АВР), что позволяет ему автоматически запускаться и принимать нагрузку при исчезновении напряжения в основной электросети. При появлении напряжения в основной электросети генератор автоматически остановится.
144294 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE16STA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE16STA3

Дизельный генератор Kipor KDE16STA3 трёхфазный (380В), мощность 15 кВА / 12кВт, в шумозащитном всепогодном кожухе, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов.
129704 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE16EA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE16EA3

Дизельный генератор Kipor KDE16EA3 трёхфазный (380В), мощность 15 кВА / 12 кВт, открытого исполнения, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов.
109499 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE12STAO3 с автоматикой (АВР)
Купить Купить
Генератор Kipor KDE12STAO3 с автоматикой (АВР)

Дизельный генератор Kipor KDE12STAO3 с автоматикой (АВР), трёхфазный (380В), мощность 9,5 кВА, в шумозащитном всепогодном кожухе, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов. Дизельгенератор Kipor KDE12STAO3 оснащен системой автоматического ввода резерва (АВР), что позволяет ему автоматически запускаться и принимать нагрузку при исчезновении напряжения в основной электросети. При появлении напряжения в основной электросети генератор автоматически остановится.
106801 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE12STA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE12STA3

Дизель генератор, MULTI-цилиндровый, 3000 об/мин., 10-11 кВА, 3-фазы; электростарт; размер: д.1350*ш.650*в.760; вес 310кг; расх. 285г/кВтч; в кожухе; аккум; колёса; цифровая панель, 1 год, Китай
97354 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE12EAO3 с автоматикой (АВР)
Купить Купить
Генератор Kipor KDE12EAO3 с автоматикой (АВР)

Дизельный генератор Kipor KDE12EAO3 с автоматикой (АВР), трёхфазный (380В), мощность 9,5 кВА, открытого исполнения, водяное охлаждение. Можно использовать как резервный автономный источник питания для частного дома, коттеджа, коммерческих и прочих объектов. Дизельгенератор Kipor KDE12EAO3 оснащен системой автоматического ввода резерва (АВР), что позволяет ему автоматически запускаться и принимать нагрузку при исчезновении напряжения в основной электросети. При появлении напряжения в основной электросети генератор автоматически остановится.
98653 грн
+доставка
Генератор Kipor KDE12EA3
Купить Купить
Генератор Kipor KDE12EA3

Дизель генератор, MULTI-цилиндровый, 3000 об/мин., 10,0-11,0 кВА, 3-фазы; электростарт; размер: д.1030*ш.600*в.790; вес 200кг; расх. 285г/кВтч; на раме; аккум; колёса; цифровая панель, 1 год, Китай
76254 грн
+доставка
Электростанция Honda ECMT7000K1 GV
Купить Купить
Электростанция Honda ECMT7000K1 GV

Электростанция Honda ECMT7000K1 GVW - Honda GX 390, 4-тактный, одноцилиндровый, 3,6/6,5 кВА, 220В, 55х54х80 см, 12 месяцев, 77 кг, Япония
64900 грн
+доставка
Генератор Stark PSG 3500L PRO
Купить Купить
Генератор Stark PSG 3500L PRO

Ресурс 2000 моточасов, 2,5 кВт,15л,1ф, 3 года, Германия/Китай - бензиновый генератор STARK PSG 3500L PROFI достаточно популярен из-за компактных размеров и небольшой массы. Наличие надежного ручного стартера облегчает процесс запуска электрогенератора STARK PSG3500L PRO даже физически слабыми людьми. Этот генератор легко и без проблем заводят и женщины и пожилые люди.
15235 грн
+доставка
Генератор Stark PSG 2500L Profi
Купить Купить
Генератор Stark PSG 2500L Profi

2,5 кВа, 15 л, 1ф., 3 года, Германия/Китай/ PSG 2500L PROFI — однофазный профессиональный генератор с 4-тактным двигателем Honda Type и счетчиком моточасов. Максимальная мощность — 2.2 кВт. Объем бака — 15 л. Розетка на 16 А — 2 шт.
13059 грн
+доставка
Генератор Stark PSG 12000EL 1p
Купить Купить
Генератор Stark PSG 12000EL 1p

PSG 12000 EL — 1 фазный бензиновый генератор с V-образным 4-тактным двигателем Honda Type, счетчиком моточасов и электростартером. Максимальная мощность — 8.5-10.5 кВт. Объем бака — 25 л. Розетка на 16 А — 2 шт. Розетка на 32 А — 1 шт., Германия, 2 года
62424 грн
+доставка
Генератор Stark DG 6500 LE
Купить Купить
Генератор Stark DG 6500 LE

max.5.5кВа,бак10л 1ф - Модель STARK DG6000LE имеет большие топливные баки, электростартер, АКБ, современный дизайн, систему контроля уровня масла, тепловую защиту от перегрузки по мощности, выход 12В для зарядки АКБ, указатель уровня топлива. Модель может работать при полном баке 8.5 часов и весит 102 кг.
30552 грн
+доставка
Генератор Stark 6500 ECO
Купить Купить
Генератор Stark 6500 ECO

5 кВт, бак 10л, 1ф, Германия/Китай, 2 года. 6500 ЕСО — однофазный бензиновый генератор с 4-тактным двигателем Honda Type. Максимальная мощность — 5.5 кВт. Объем бака — 18 л. Розетка на 16 А — 2 шт.
21259 грн
+доставка