大型發電機勵磁裝置防靜電生產工藝研究

吳金山 沈建青 宗鵬飛

摘 要：大型發電機勵磁裝置的工作效能是極為重要的，因此需要減少靜電，保障其正常工作。本文對于其進行研究，通過對其研究現狀與工作原理分析，對其元件貯存、元件領用、電路板焊接和生產裝配過程進行了探討，為其進一步發展打下堅實的基礎。

關鍵詞：發電機；勵磁；防靜電

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A

0 引言

因無刷勵磁方式其結構中沒有轉動接觸元器件，如碳刷、滑環等，元件間安裝緊密，杜絕了因轉子滑環流過大電流引起的問題，不易有火花的產生，也避免了碳刷磨損造成的碳粉污染問題，增加電機絕緣壽命，所以現在大多數大中型發電機組都采用無刷勵磁。但旋轉二極管整流裝置在正常運行中高速旋轉，常見的直接監測方法無法測量其各類電氣量，因此防靜電技術是目前的技術難題，是無刷勵磁技術廣泛應用的瓶頸，本文對其進行分析。

1 大型發電機勵磁裝置概述

1.1 研究現狀

根據旋轉二極管正常與故障情況下勵磁電流頻譜的不同特點，先直接采集勵磁電流，然后對其進行頻譜分析，判斷旋轉二極管的故障狀態。并且識別結果可靠。采用75mV分流器通道和羅氏線圈通道兩種勵磁電流采集通道不但可以監視其各類電氣量，而且可以為識別旋轉二極管狀態提供可靠準確的數據。并且在實際應用中，無需對勵磁機進行改造。伴隨著電力技術的進步，發電機的勵磁電壓和功率也隨其單機容量的增大而變大。單個二極管容量也需要增大。實際應用中常采用數個二極管并聯后替代大容量的二極管，這樣可以使單個二極管的負載降低，但是這種將多個二極管并聯的方法對二極管的參數要求較高。故在國內，旋轉二極管故障判別方法以三相全波整流橋為對象進行研究。此優點是：（1）使二極管的負載減輕、容量降低；（2）整流電壓的直流程度被提高、電壓紋波系數有效降低等。缺點是：（1）整流二極管在多相無刷勵磁機中頻繁換相，過渡時較為激烈，這需要提高對旋轉整流二極管的保護；（2）在實際應用中理論分析多、工程實踐少、檢測元件要求高等，需要進一步的技術升級。

1.2 工作原理

在勵磁電機的工作過程當中，通過切割磁感線而產生電動勢，其中的交流電通過整流橋可以轉化為直流電，在整流橋之中需要加入熔斷絲，這樣的安排可以對二極管進行保護，二極管發生故障的時候，通過斷開熔斷絲可以讓整個電路的電流瞬間降到零，這樣就可以避免，對勵磁部分產生一定的危害，同時多出來的熱量，也可以通過散熱器進行逸散。

整流橋和無刷勵磁系統之間的連接較為復雜，旋轉整流裝置還可以將其輸出通入到發電機，所以我們可以認為，旋轉的整流橋是一個較大的電感，其對電流變化有著超前阻礙的作用，如果我們對換向過程進行忽略，就可以把整個過程視為理想化。無刷勵磁機的電樞電流為矩形波，高度是Id/2，寬度是π。旋轉整流橋的故障較多，但是由于其是無刷勵磁系統的重要組成部分，因此對其進行分析是極為重要的，如果電壓較大出現過電壓電流等異常情況，就會讓其出現故障的情況變多，旋轉二極管的故障是其主要原因，二極管的故障原因主要包括一管斷路、兩管斷路等各種情況，我們對于斷路和短路有著不同的處理方式，當旋轉的整流橋出現一定的問題時，旋轉電勢會由三相轉變為不正常的運行狀態，可能會產生橢圓電勢等，通過對電流進行分解，就可以看出來其諧波次數較高無法控制，所以我們對于常見的故障進行分析，以求為將來故障的排除提出一定的解決方案。下面我們對一管斷路的情況展開探究。由于無刷勵磁電機結構的構造是極為復雜的，因此，我們無法對旋轉二極管的內部電流進行直接的檢測，但是我們可以通過檢測其感應電勢和電流來判斷其運行情況，通過我們的工程驗證可以證實，無論是正常運行還是出現故障，電樞反應磁場都會得到一定的感應電勢，我們對其諧波分量展開探討，就可以將其工作狀態進行監測，這些電勢我們已經證明其來源于電樞磁場，所以磁場的諧波問題和旋轉二極管的工作情況是有著密切關系的。

2 大型發電機勵磁裝置生產原則

2.1 先進技術

大型發電機勵磁裝置在設計過程當中必須確保擁有相應的前瞻性，借助成熟、先進的設計理念，在保證性價比高的前提下，選取可靠成熟的技術方法與中高端設備，使開發出來的大型發電機勵磁裝置科技含量較高，并在整個大型發電機勵磁裝置行業中處于靠前位置，使合理性價比條件處于國內領先地位。

2.2 實戰服務

建設大型發電機勵磁裝置應該與國家相關部門的規定、要求相契合。通過與上級應急指揮調度的響應，立足實戰應用，使指揮效能提升、指揮手段完善，在輔助指揮環節當中最大限度地發揮系統的功能功效。

2.3 節約資源

大型發電機勵磁裝置應該將現階段所具備的系統資源最大限度的整合，使得網絡與通信設備最大限度地利用起來，將信息數據予以有效共享，樹立實用與經濟理念，預防出現重復建設。

2.4 可持續發展

受到科技發展迅速的影響，加之工廠不斷擴大的規模，建設的大型發電機勵磁裝置必須將眼光放在將來，基于實戰的考慮，新建的系統應和擴展、更新、調整的需要相適應，能夠兼容別的系統，擁有可持續發展能力。

2.5 可靠穩定

大型發電機勵磁裝置所從事的工作關系著工廠的財產和保密安全，那么在建設過程當中應該將實時運轉大量數據信息資源、軟件系統、硬件設備最大限度考慮進來，穩定運行系統，應該存在著周密備份方案，可以讓系統出現異常的時候及時的進行補救，除此之外，還應該進行自動恢復，冗余容錯數據存儲系統與關鍵設備。應該實施分散控制與集中管理的方式設計系統結構，使各個子系統在通信網絡支持下集中管理，從而擁有著相對完整的系統結構。

3 大型發電機勵磁裝置防靜電生產工藝分析

3.1 元件貯存

防靜電帶蓋元件盒，材質：塑料；可以有效的釋放物體表面積累的靜電荷，使其不會產生電荷積聚和高電位差；具有堅韌耐磨，防潮防腐，隔熱防震，經濟耐用等多項優點。可以大大減少電子元件在生產過程中的損壞率，減低了成本，提高了產品質量和利潤；主要用途：消除靜電，大量用于電子元器件及產品生產過程的貯存以及運輸。

3.2 元件領用

當工作人員在發動機改進工作中需要采購新元器件必須提供相關的改進設計方案，電路原理圖和元件清單。并由設計項目負責人填寫《元器件需求單》，簽字交實驗室負責人審核后，由發電站站長批準。經同意后由實驗室進行采購，由專人進行購買，登帳保管。

3.3 電路板焊接

在大型電機勵磁裝置防靜電設備電路板安裝與焊接的過程中，通過都是采用錫球回流焊接為主的，其在工作中是通過預熱、回流、冷卻等3個環節共同組成的。其中預熱環節采用相關黏度和絲網性能的溶劑為主的，以對其溫度加熱為主要手段來進行處理。需要注意的是在預熱中需要對溫度加熱時間進行控制，避免由于元件外部溫度加熱過快而出現斷裂現象。

3.4 生產裝配

生產裝配是在大型電機勵磁裝置防靜電設備生產的最后階段，是采用庫存的通用零部件裝配來滿足相關設備應用作用和質量要求的一個工作環節。這些零部件是在相關工作人員使用之前根據其計劃安排來進行生產和存儲的，等到設備進入使用場地之后直接裝配成一個完整的產品并投入使用。

結語

在設計過程中，應該將系統連接、安全隔離等安全措施考慮進來，從而為系統安全提供保證，大型發電機勵磁裝置應當與舊產品、同類其他產品兼容，做好防靜電工作。

參考文獻

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