摘要：我厂生产的发电机，在外使用运行的时候，发现励磁电流偏小，康明斯发电机公司从各个角度解析了可能发生的原因，并对实际运行所需的励磁电流进行了二次校核计算。在发电机的实际运行中，会发生各种原因引起励磁电流下降。通过分析，康明斯发电机公司认为该发电机的励磁部分作业正常。该规格柴油发电机(以下简称发电机)为隐极式无刷励磁三相四极交流同步柴油发电机，发电机设计为封闭循环通气系统，适用于热电站或轻工、化工自备热电站，也可作为小型电站发电设备。发电机详细由同步发电机、交流励磁机、永磁副励磁机和励磁调整柜构造。本发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流器全波整流后供给。而交流励磁机的励磁电流由永磁副励磁机发出的电流经励磁调节柜调节后供给。该机组设计功率为6000kW，容量因数为0.8，励磁电流值为346.1A，励磁机端励磁电流为7.07A。机组稳定运行时间下的运行容量为3500kW，运转功率因数为0.94，监测到的励磁机励磁电流值为2.8A，即实际运转的励磁机电流值不到设计值的一半。同步发电机其电枢绕组与三相大电相连。发电机的额定励磁电流值是通过对发电机的额定功率 以及额定容量因数 进行计算而得出的。其中额定功率因数 和额定功率 有如下关系： 。发电机实际运转功率比额定功率低，则会反应在额定输出电流上，当额定输出电流减小时，则发电机定子绕组中的电枢反应也会相应减小。当发电机电枢绕组中的电枢反应降低，发电机励磁绕组所需的励磁电流值也将进一步降低。同时容量因数比设计值较高，引起实际输出的无功容量变小，也会进一步降低主机所需的励磁。发电机的实际运转功率以及功率因数的偏低，致使励磁电流减少。在同一台发电机中，励磁绕组的电流值减少时，绕组内的电流密度也相应地降低，引起励磁绕组的发热量下降，这一部分的发热，反应在发电机损耗中就是励磁损耗。同时发电机额定输出电流值的减少，电枢绕组内的电密也相应下降，减小了电枢绕组的发热量。当定转子的发热量都在下降的时候，整个发电机的温升会显着下降。在同样速度及通风的状况下，发电机主励磁绕组的温升实际值将比设计值更低。主励磁线圈的温升降低的情形下，其励磁绕组的直流电阻也会比在额定容量运行情况下的电阻值低，当励磁电流值一定的情形下，将进一步降低励磁电压。发电机的励磁电流是由励磁机发出的三相交流电，经旋转整流硅二极管进行三相全波整流后得到的单相脉动性直流电。整流电路分为半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种。整流电路是利用二极管的单相导电特点，其导通电压由输入交流电压供应。通过电力电子学的相关常识，可以熟悉到不同型式的整流桥会对励磁部分产生影响。整流部分大致可分为二极管整流桥和相控整流器。本机组采用的是硅整流二极管三相全波整流。实际运行中，康明斯发电机公司监测到冷却器两端出风口的温升不同。由于机组在设计的步骤中，大朗发电机出租励磁机和永磁机部分的通风和主机的通风装置设计成为一体式的，励磁机和永磁机通过离心式风扇将风排出并进入主机的风路之中。励磁机和永磁机部分的发热进入一端的通气装置，造成通风装置内的热量不均衡，从而导致发电机冷却器两端出风口的温升不相等。运用电磁计算流程，带入实际运行容量3500kW以及实际容量因数0.94，康明斯发电机公司计算得到如下的结果：额定励磁电流：218.9 A 额定励磁电压：66.87V在计算额定励磁电压的时候，采用的计算公式： ，其中 为转子绕组在130℃时候的电阻值，计算出的转子绕组的温度约为80℃。根据温度对电阻的影响，康明斯发电机公司采用如下公式将 折算成 ，即 ，可计算出额定的励磁电压值为： V。由此可见，运行的不饱和会对励磁电压造成很大的影响。在全波整流和半波整流下，不同整流管的选用也会对发电机的励磁电压造成影响。其中半波整流电路，整流后的直流电压只有原有交流电压的0.45倍，而全波整流电路，整流后的直流电压为原有交流电压的0.9倍，若带有滤波电容的全波整流桥式电路而言，输出的直流电压值是交流电压的1.414倍。现在的整流基本都是采用全波桥式整流电路为主。在励磁机的计算程序中，为了避免繁琐的流程，康明斯发电机公司采用了一个固定温升下的励磁电流值。这同样将公式里面的温升带入实际计算中的温升时，发现励磁机的励磁电压减小了很多。在计算过程中，引用的计算公式未曾考虑到实际的温升情形，同主机励磁电流的计算一样，选用了一个恒定的温升作为计算值。在对计算公式仅进行重新核算的时候，康明斯发电机公司发现在计算励磁电压的时候，选取的计算公式为： ，而励磁机侧的温升，通常相对来说都比偏低。康明斯发电机公司带入前面取得的结果参数：额定励磁电流值218.9A以及额定励磁电压值57.63V，然后可以算出，发电机位于额定点时的励磁电流和励磁电压值分别为4.96A和50.4V。此时励磁机励磁线℃。发电机维修将励磁机的实际温升带入换算程序中，有： 。通过以上的解析与计算，康明斯发电机公司确认励磁电流值偏小属正常现。

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