大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置防靜電生產(chǎn)工藝研究

吳金山 沈建青 宗鵬飛

摘 要：大型發(fā)電機(jī)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(jìn)行研究，通過對其研究現(xiàn)狀與工作原理分析，對其元件貯存、元件領(lǐng)用、電路板焊接和生產(chǎn)裝配過程進(jìn)行了探討，為其進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；勵磁；防靜電

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

因無刷勵磁方式其結(jié)構(gòu)中沒有轉(zhuǎn)動接觸元器件，如碳刷、滑環(huán)等，元件間安裝緊密，杜絕了因轉(zhuǎn)子滑環(huán)流過大電流引起的問題，不易有火花的產(chǎn)生，也避免了碳刷磨損造成的碳粉污染問題，增加電機(jī)絕緣壽命，所以現(xiàn)在大多數(shù)大中型發(fā)電機(jī)組都采用無刷勵磁。但旋轉(zhuǎn)二極管整流裝置在正常運(yùn)行中高速旋轉(zhuǎn)，常見的直接監(jiān)測方法無法測量其各類電氣量，因此防靜電技術(shù)是目前的技術(shù)難題，是無刷勵磁技術(shù)廣泛應(yīng)用的瓶頸，本文對其進(jìn)行分析。

1 大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置概述

1.1 研究現(xiàn)狀

根據(jù)旋轉(zhuǎn)二極管正常與故障情況下勵磁電流頻譜的不同特點(diǎn)，先直接采集勵磁電流，然后對其進(jìn)行頻譜分析，判斷旋轉(zhuǎn)二極管的故障狀態(tài)。并且識別結(jié)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(jiān)視其各類電氣量，而且可以為識別旋轉(zhuǎn)二極管狀態(tài)提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。并且在實(shí)際應(yīng)用中，無需對勵磁機(jī)進(jìn)行改造。伴隨著電力技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)電機(jī)的勵磁電壓和功率也隨其單機(jī)容量的增大而變大。單個二極管容量也需要增大。實(shí)際應(yīng)用中常采用數(shù)個二極管并聯(lián)后替代大容量的二極管，這樣可以使單個二極管的負(fù)載降低，但是這種將多個二極管并聯(lián)的方法對二極管的參數(shù)要求較高。故在國內(nèi)，旋轉(zhuǎn)二極管故障判別方法以三相全波整流橋?yàn)閷ο筮M(jìn)行研究。此優(yōu)點(diǎn)是：（1）使二極管的負(fù)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(shù)有效降低等。缺點(diǎn)是：（1）整流二極管在多相無刷勵磁機(jī)中頻繁換相，過渡時較為激烈，這需要提高對旋轉(zhuǎn)整流二極管的保護(hù)；（2）在實(shí)際應(yīng)用中理論分析多、工程實(shí)踐少、檢測元件要求高等，需要進(jìn)一步的技術(shù)升級。

1.2 工作原理

在勵磁電機(jī)的工作過程當(dāng)中，通過切割磁感線而產(chǎn)生電動勢，其中的交流電通過整流橋可以轉(zhuǎn)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(jìn)行保護(hù)，二極管發(fā)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(chǎn)生一定的危害，同時多出來的熱量，也可以通過散熱器進(jìn)行逸散。

整流橋和無刷勵磁系統(tǒng)之間的連接較為復(fù)雜，旋轉(zhuǎn)整流裝置還可以將其輸出通入到發(fā)電機(jī)，所以我們可以認(rèn)為，旋轉(zhuǎn)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(jìn)行忽略，就可以把整個過程視為理想化。無刷勵磁機(jī)的電樞電流為矩形波，高度是Id/2，寬度是π。旋轉(zhuǎn)整流橋的故障較多，但是由于其是無刷勵磁系統(tǒng)的重要組成部分，因此對其進(jìn)行分析是極為重要的，如果電壓較大出現(xiàn)過電壓電流等異常情況，就會讓其出現(xiàn)故障的情況變多，旋轉(zhuǎn)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(dāng)旋轉(zhuǎn)的整流橋出現(xiàn)一定的問題時，旋轉(zhuǎn)電勢會由三相轉(zhuǎn)變?yōu)椴徽５倪\(yùn)行狀態(tài)，可能會產(chǎn)生橢圓電勢等，通過對電流進(jìn)行分解，就可以看出來其諧波次數(shù)較高無法控制，所以我們對于常見的故障進(jìn)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(jī)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是極為復(fù)雜的，因此，我們無法對旋轉(zhuǎn)二極管的內(nèi)部電流進(jìn)行直接的檢測，但是我們可以通過檢測其感應(yīng)電勢和電流來判斷其運(yùn)行情況，通過我們的工程驗(yàn)證可以證實(shí)，無論是正常運(yùn)行還是出現(xiàn)故障，電樞反應(yīng)磁場都會得到一定的感應(yīng)電勢，我們對其諧波分量展開探討，就可以將其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，這些電勢我們已經(jīng)證明其來源于電樞磁場，所以磁場的諧波問題和旋轉(zhuǎn)二極管的工作情況是有著密切關(guān)系的。

2 大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置生產(chǎn)原則

2.1 先進(jìn)技術(shù)

大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中必須確保擁有相應(yīng)的前瞻性，借助成熟、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，在保證性價比高的前提下，選取可靠成熟的技術(shù)方法與中高端設(shè)備，使開發(fā)出來的大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置科技含量較高，并在整個大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置行業(yè)中處于靠前位置，使合理性價比條件處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

2.2 實(shí)戰(zhàn)服務(wù)

建設(shè)大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置應(yīng)該與國家相關(guān)部門的規(guī)定、要求相契合。通過與上級應(yīng)急指揮調(diào)度的響應(yīng)，立足實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，使指揮效能提升、指揮手段完善，在輔助指揮環(huán)節(jié)當(dāng)中最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的功能功效。

2.3 節(jié)約資源

大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置應(yīng)該將現(xiàn)階段所具備的系統(tǒng)資源最大限度的整合，使得網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備最大限度地利用起來，將信息數(shù)據(jù)予以有效共享，樹立實(shí)用與經(jīng)濟(jì)理念，預(yù)防出現(xiàn)重復(fù)建設(shè)。

2.4 可持續(xù)發(fā)展

受到科技發(fā)展迅速的影響，加之工廠不斷擴(kuò)大的規(guī)模，建設(shè)的大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置必須將眼光放在將來，基于實(shí)戰(zhàn)的考慮，新建的系統(tǒng)應(yīng)和擴(kuò)展、更新、調(diào)整的需要相適應(yīng)，能夠兼容別的系統(tǒng)，擁有可持續(xù)發(fā)展能力。

2.5 可靠穩(wěn)定

大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置所從事的工作關(guān)系著工廠的財(cái)產(chǎn)和保密安全，那么在建設(shè)過程當(dāng)中應(yīng)該將實(shí)時運(yùn)轉(zhuǎn)大量數(shù)據(jù)信息資源、軟件系統(tǒng)、硬件設(shè)備最大限度考慮進(jìn)來，穩(wěn)定運(yùn)行系統(tǒng)，應(yīng)該存在著周密備份方案，可以讓系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時候及時的進(jìn)行補(bǔ)救，除此之外，還應(yīng)該進(jìn)行自動恢復(fù)，冗余容錯數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)與關(guān)鍵設(shè)備。應(yīng)該實(shí)施分散控制與集中管理的方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使各個子系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)支持下集中管理，從而擁有著相對完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

3 大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置防靜電生產(chǎn)工藝分析

3.1 元件貯存

防靜電帶蓋元件盒，材質(zhì)：塑料；可以有效的釋放物體表面積累的靜電荷，使其不會產(chǎn)生電荷積聚和高電位差；具有堅(jiān)韌耐磨，防潮防腐，隔熱防震，經(jīng)濟(jì)耐用等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)?？梢源蟠鬁p少電子元件在生產(chǎn)過程中的損壞率，減低了成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和利潤；主要用途：消除靜電，大量用于電子元器件及產(chǎn)品生產(chǎn)過程的貯存以及運(yùn)輸。

3.2 元件領(lǐng)用

當(dāng)工作人員在發(fā)動機(jī)改進(jìn)工作中需要采購新元器件必須提供相關(guān)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，電路原理圖和元件清單。并由設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人填寫《元器件需求單》，簽字交實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人審核后，由發(fā)電站站長批準(zhǔn)。經(jīng)同意后由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行采購，由專人進(jìn)行購買，登帳保管。

3.3 電路板焊接

在大型電機(jī)勵磁裝置防靜電設(shè)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(yù)熱、回流、冷卻等3個環(huán)節(jié)共同組成的。其中預(yù)熱環(huán)節(jié)采用相關(guān)黏度和絲網(wǎng)性能的溶劑為主的，以對其溫度加熱為主要手段來進(jìn)行處理。需要注意的是在預(yù)熱中需要對溫度加熱時間進(jìn)行控制，避免由于元件外部溫度加熱過快而出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

3.4 生產(chǎn)裝配

生產(chǎn)裝配是在大型電機(jī)勵磁裝置防靜電設(shè)備生產(chǎn)的最后階段，是采用庫存的通用零部件裝配來滿足相關(guān)設(shè)備應(yīng)用作用和質(zhì)量要求的一個工作環(huán)節(jié)。這些零部件是在相關(guān)工作人員使用之前根據(jù)其計(jì)劃安排來進(jìn)行生產(chǎn)和存儲的，等到設(shè)備進(jìn)入使用場地之后直接裝配成一個完整的產(chǎn)品并投入使用。

結(jié)語

在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該將系統(tǒng)連接、安全隔離等安全措施考慮進(jìn)來，從而為系統(tǒng)安全提供保證，大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置應(yīng)當(dāng)與舊產(chǎn)品、同類其他產(chǎn)品兼容，做好防靜電工作。

參考文獻(xiàn)

[1]婁玲嬌. 大型水輪發(fā)電機(jī)組繼電保護(hù)若干問題研究[D].華中科技大學(xué)，2014.

[2]紀(jì)大堯.大型發(fā)電機(jī)勵磁裝置防靜電生產(chǎn)工藝研究[J].科技與企業(yè)，2013（10）：379.