恒久磁石発電機の試験ガイドライン: 主要な運用基準,負荷手順,安全性の基本事項

常磁気同期発電機 (PMSG) は,高性能の稀土常磁気材料を使用して,常磁場を生成し,外部刺激電流を必要としない.極めて高い電力の変換効率 (通常92%~96%まで) と優れた電力の密度しかし,それらのユニークな物理構造は,電気出力の重要な特徴を決定します.

発電機が稼働している間,無負荷電圧は通常,全負荷電圧よりもかなり高い.主に発電機内には内部インピーダンスの (スタータルの巻き込み抵抗と漏れ反応性) があるからです.発電機が放電されたとき,出力電流は非常に小さく,内部の電圧低下はほぼゼロで,端電圧は理想の電動力に近い.完全負荷が接続されているとき内部インペダンスを通過する大きな電流は,出力端電圧の低下を起こすため,電圧の大幅な低下を引き起こす.

例えば,定位電圧690Vの常磁石発電機では,無負荷電圧は756V~780V程度で,これは完全に正常な物理現象であり故障ではありません.

永久磁石発電機の出力電圧は負荷特性に非常に敏感です.完全に安定している.負荷電力の大きさや性質が変化すると,出力電圧もそれに応じて変動する.

• 高電力の負荷が接続されると,ステータの電流は増加し,内部阻力電圧の低下が増加し,端電圧は減少します.
• 低電力の負荷が接続されると,端電圧が回復します.
• 非線形負荷 (LED照明,電源の切り替えなど) が接続されている場合負荷によって生成されるハーモニック電流は,発電機内の追加の逆回転磁場と電圧歪みを引き起こします.圧力の変動を引き起こす.

永久磁石は電気を刺激する発電機のように興奮電流を調整することで電圧低下を補えないため,電圧調節率は比較的弱い.永久磁石発電機が負荷で直接起動することは推奨されません. 負荷レベルが直接出力電圧の変化を引き起こします.

上記の特性に基づいて,永久磁石発電機を,出力スイッチを閉じて直接起動することは絶対禁止されています (すなわち,負荷が接続されている状態です).正確な操作手順は:

1. まず出力ACスイッチをOFFに設定します
2. 発電機を起動し,1~2分前熱するために無荷で動かせます (冷たい環境では3~5分まで延長します).
3. 単位速度,周波数,無負荷電圧が完全に安定した後,徐々に負荷を適用します.

ストレートで直接起動すると 巨大なスタート突入電流と 激しい電圧変動は 簡単に発電機の 絶縁の破損 保護のトリッピング,エンジンが停止したり 機械部品が損傷したり.

試験結果の正確性と恒久磁石発電機の装置の安全性を確保するために,駆動力は1未満でないモーター (または主要モーター) を使用することが強く推奨されます.運転用発電機の定位電力の1倍それは:

駆動電源 ≥発電機の定位電源 * 1.1

例えば,名乗電源が30kWの常磁石発電機の場合,電源が33kW未満の駆動モーターを選択すべきである.

発電機の名乗電力をはるかに下回る (例えば,5kWモーターで30kW発電機を動かす場合) の場合,次の重大な結果が生じる.

1. (1) 定速に達できない

発電機の出力電圧は速度に比例する. 駆動力が不十分である場合,モーターは発電機を定番速度まで加速することはできません.出力電圧と周波数の両方が名目値を下回る30kWの発電機は,電力を出力するために 30kW以上の機械入力電力を必要とする. 5kWのモントルは十分ではないし,速度は非常に低い.

1. (2) 出力電圧と周波数は仕様を満たしていない

• - 低電圧: 定位電圧 (例えば,380V/400V/690Vなど) に達できないため,定位状態の試験を適切に実施することはできません.
• - 低周波: 50Hz システムでは,速度は十分でないため,周波数が 50Hz から逸脱し,試験データは無効になります.
• - 全負荷試験を行うことができない: 無負荷または軽負荷での試験のみが行うことができ,発電機の負荷容量を検証することはできません.

1. (3) 駆動エンジンの過負荷による損傷

超負荷状態で駆動モーターを長時間運転すると,次のことが起こる.

• - 巻き込み過剰加熱 隔熱老化加速 モーター寿命短縮
• - 超負荷保護のトリッピングを誘発し テストを中断する可能性があります
• - 重症の場合 駆動エンジンの燃焼

1. (4) 無効な検査結果

定数値で速度を安定させることができないため,すべての試験データ (電圧調節率,効率,温度上昇等) には基準値がありません.精密な試験結果が得られない.

パワーマッチングに加えて,駆動装置の速度安定も重要です.

• 速度変動は,定番速度の ± 1% の範囲で制御されるべきである.
• 超速パルスで出力電圧の周波数変動と波形歪みが発生します
• 正確で制御可能な速度を確保するために,速度制御装置を備えた変頻モーターまたはディーゼルエンジンを駆動源として使用することが推奨されます.

• 駆動モーターの電力は,発電機の定位電力の ≥ 1.1 倍であることを確認する.
• 駆動モーターと発電機の間のコップリングの調整を確認する.
• すべての発電機端末の接続がしっかりと信頼性が高く,相列が正しいことを確認します.
• 隔熱抵抗 (スターターのローリングと相間) を確認する.冷たい隔熱抵抗は500MΩ未満でなければならない.
• すべての計測器 (電圧計,アンプ計,電源計,周波数計,温度計など) が校正され,有効期間内にあることを確認します.
• 負荷箱または負荷装置の定位電圧が発電機の出力電圧と一致していることを確認する.

• - テストエリアに安全障壁を設置する. テスト以外の人には入場禁止.
• - 操作者は,隔熱手袋,隔熱靴,その他の個人保護具を着用する必要があります.
• - 試験前には,すべての保護装置 (過電流,過電圧,過熱) が動作していることを確認します.
• - 高電圧試験では,特別の人物を監督に割り当て, "破壊的な試験の前に非破壊的な試験"の原則を厳格に遵守する必要があります.低電圧から高電圧へ".
• - テスト後,機器を完全に放出してください.

1. 発電機の出力スイッチが開いた状態 (負荷なし) にあることを確認する.
2. 駆動モーターを起動し,発電機の定番速度まで速度をゆっくりと増加します.
3. 速度と周波数が安定した後,無負荷線電圧と相電圧を記録する.
4. 速度を徐々に調整し,無負荷電圧を異なる速度で記録し,無負荷特性の曲線を描きます.
5. 無負荷の電流を測定する (ゼロに近い).
6. 負荷なしでの温度上昇を記録する (30分間の動作後)

注: 常磁石発電機の無負荷電圧は,通常,全負荷電圧よりも高い.これは正常です.例えば,690Vの電源発電機では,負荷なしの電圧は756V程度.

1. 定速で,無負荷電圧が安定していることを確認します.
2. 段階的な負荷方式を採用し,負荷を名乗電力の25%,50%,75%および100%で徐々に増加させる.
3. 各負荷レベルが10~15分安定して動作した後,次のデータを記録する.

• ライン電圧,相電圧
• ライン電流,相電流
• 活性電源,反応電源,電源因数
• 頻度
• ローリング温度,ベアリング温度,ホイジング温度

1. 4圧力の調節率を計算する: ΔU% = (U0 - U) / U * 100% (U0は無負荷電圧,Uは名目負荷電圧)

1. 各部品の温度が安定するまで (温度上昇の変化が1K/hを超えない) 定位負荷で連続的に動作する.
2. 赤外線熱画像カメラや温度記録機を使用して:

• - スターターの巻き込み温度 (組み込み抵抗方法または熱対方法)
• - ベアリング温度
• - 永久磁石表面温度 (永久磁石材料の最大温度限度,通常は磁石グレードに応じて80~180°Cを超えてはならない)
• - 容器表面温度

1. 3各部品の温度上昇値を記録する (環境温度との関係)

定速は,発電機の設計操作のための基準速さである.この速さでは:

• 出力周波数は定番周波数 (例えば50Hzまたは60Hz)
• 出力電圧は,定数電圧 (例えば,380V/400V/690V)
• すべての性能パラメータ (効率,功率因子,温度上昇等) は,定速で試験値に基づいている.

速度計算式: n = 60f / p

fは定番周波数 (Hz),pはポールペアの数である.

例えば,50Hzの12極 (p=6) 発電機では,定速 n = 60*50/6 = 500rpmとする.

• 速度は高すぎます:出力電圧と周波数が増加し,隔熱過圧を引き起こす可能性があり,試験データは高すぎます.
• 速度は低すぎます:出力電圧と周波数が低下し,指定条件に達できず,試験データは低すぎて無効になります.
• 速度の変動:電圧周波数の変動と波形歪みを引き起こし,試験データは大きな分散を呈します.

• 定速変動: ≤ ± 1%
• 速度ステップ応答回復時間: ≤ 5秒 (急激な負荷変化後)
• スピードフィードバック閉ループ制御付きの変頻駆動モーターを使用することが推奨されます.

発電機の出力電圧は,試験装置の定位電圧に厳密に一致しなければならない.試験の前に,発電機の無負荷出力電圧を確認するために,マルチメーターまたは電力品質分析器を使用することを確認してください.試験装置の許容電圧範囲内であることを確認する.

発電機の出力電圧が高すぎると (試験装置の定位電圧を10%以上超えると)

• 隔熱障害:過度の電圧は,試験装置の内部電子部品および隔熱材料の耐電電圧制限を上回る.
• コンデンサターの破裂:電解コンデンサターは過電圧により損傷します.
• 半導体のバーナウト:電源半導体装置は過電圧故障により故障する.
• 磁気回路の飽和: トランスフォーマーやモーター型試験装置では,過度の電圧が磁気回路の飽和を引き起こし,磁気電流が急激に増加します.装置は急速に熱くなって燃え尽きる.

• 試験の前に,駆動モーターの回転速度またはサポートコンバータを調整することによって,電圧を容認される設備の名限範囲に低下させる.
• 永久磁石発電機では,興奮を調整できないため,出力電圧は主に駆動速度を調整することによって制御されます.
• 変換器,電圧安定電源,周波数安定電源を設置することが推奨されます.または発電機の出力端末の制御器/インバーターで,異なる名値電圧を持つ試験装置と一致させ,ネットワーク接続とエネルギー貯蔵の要件を満たす.

通常の電動刺激発電機は,刺激電流を調整することで出力電圧の安定を維持できます.永久磁石発電機の磁場は永久磁石によって供給され,恒常である.常磁石発電機は,負荷を徐々に適用する前に,まず無負荷で安定して動作する必要があります.

1. すぐ放電し,徐々に放電し,高電流スイッチを直接開かないでください.
2. 運転速度が定数値で安定しているかどうかを確認する.
3. 負荷が大きすぎるか ショートサーキットがあるか確認します
4. ワイヤリングが正しければ 松散したり 接触が不良かを確認します
5. 電圧が異常である場合は,検査のために即座に機械を停止してください.

1. 徐々に無負荷に放出し,冷却のために2~3分間実行します.
2. 負荷スイッチを開け
3. ゆっくりと駆動モーターの速度をゼロに
4. 電源を切って
5. 発電機の出力端末を放出する
6. 試験データと機器の状態を記録する.

常磁石発電機の試験の主なポイントは以下の4つにまとめられる.

1. 1駆動力は十分である必要があります: 駆動エンジンのパワー ≥ 発電機の名乗電力 * 1.1"小さな馬が大きな馬車を引く"を 厳しく禁止します
2. 2速度が安定している必要があります: 定数速度変動 ≤ ± 1%,変頻駆動が推奨されます.
3. 3負荷で開始し,負荷を適用する.負荷で開始することは厳禁です.負荷は段階的に適用され,次のレベルを加える前に各レベルを安定させなければなりません.
4. 4電圧のマッチング:電源の出力電圧が試験装置の定位電圧にマッチすることを確認し,過電圧が装置を燃やさないようにします.

上記の試験ガイドラインの厳格な遵守は,恒磁発電機の試験の安全性とデータの正確性を保証します.