小型发电实用技术200问
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4.怎样将绕线式异步电动机改作同步发电机?

在绕线式电动机的转子回路中配上直流励磁机或加上硅整流电压,实际上就相当于同步发电机。绕线式电动机的绕组一般接成Y形。

(1)直流励磁机容量的计算

①采用图1-2(a)所示的接法时

图1-2 励磁机的接线

 

  Ux=1.41seE2e

 

②采用图1-2(b)所示的接法时

 

Ux=1.23seE2e

 

式中 E2e——作异步运行时转子滑环开路电压(见铭牌),V;

 se——额定异步转速的转差率,se=

 n1e——定子磁场额定转速(同步转速),r/min;

 n2e——转子磁场额定转速,r/min;

 I2e——作异步运行时的转子额定电流(见铭牌),A;

 Pe——作异步运行时电动机额定出力(见铭牌),kW。

根据以上公式所得的Ux(V)和Ix(A),便可选择电枢电压和电流分别接近,且不小于UxIx值的直流机作励磁机。

(2)硅整流变压器的输出电压和转子励磁电流的计算

绕线式异步电动机改为发电机的原理电路如图1-3所示。

图1-3 绕线式异步电动机改为发电机的原理电路

采用图1-3(a)所示的接法时

 

U1=1.41E2ese

 

采用图1-3(b)所示的接法时

 

U1=1.2E2ese

 

式中 U1——硅整流变压器的输出电压,V;

 I1——作同步发电机运行时转子的励磁电流,A。

(3)硅整流元件的选择

每个硅整流元件的反向工作峰值电压及额定正向整流电流,应大于元件所承受的反向电压最大值及流过元件的平均电流,可按下式计算:

 

 

式中 URM——反向工作峰值电压,V;

 IF——额定正向整流电流,A;

 Uafm——反向电压最大值,V;

 Ia——平均电流,A。

【例1-1】 有一台JR127-8型绕线式异步电动机,已知额定参数如下:Pe为130kW,n2e为729r/min,Ue为380/220V,Ie为240/415A,接法为Y/△,转子电压E2e为296V,转子电流I2e为261A。如何改成同步发电机运行?

 ①绕线转子励磁接线的选择。选用图1-3(a)和(b)所示的任一种接法均可,现以图1-3(b)所示的接法为例说明。

②选择整流变压器。按图1-3(b)所示的接法,转子励磁电流I1及整流变压器次级电压U1可按下列公式计算:

 

I1=1.41I2e=1.41×261=368A
U1=1.2E2ese=1.2×296×(750-729)/750≈10V

整流变压器容量的近似值为

 

U1I1=10×368×10-3=3.68kV·A

考虑到留有适当裕量,可选择5kV·A、220/24V的整流变压器。

整流变压器一次侧用一台单相自耦变压器来调压(5kV·A)。

③选择硅整流元件。由于选择单相整流变压器,所以只能采用单相桥式全波整流方式(有条件可采用三相桥式全波整流方式)。采用这种接法,每个元件所承受的反向电压(最大值)及平均电流可按下列公式计算:

 

 

Ia=I1/2=370/2=185A

考虑到硅元件的裕量,可选择ZP200A/30V的硅元件(电流大些、电压高的硅元件也可代用,但不能小于185A/20V)。

④硅整流元件的保护。见图1-3(c)。

⑤原动机的选择。由于发电机是130kW、750r/min,所以选择功率为200马力左右(约147kW)、转速为750~800r/min的柴油机或其他原动机,即能带动。