交流發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)組額定值的定義 交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值主要受繞組絕緣系統(tǒng)的熱能力控制 交流發(fā)電機(jī)的額定值定義了其向連接負(fù)載提供電力的能力。額定值以kVA為單位，并且是在發(fā)電機(jī)組應(yīng)用中交流發(fā)電機(jī)選型的起點(diǎn)。雖然在選型和選擇過(guò)程中還必須考慮其他因素，但本文討論的主題包括額定值和占空比的定義、行業(yè)中使用的術(shù)語(yǔ)以及這如何為協(xié)助GOEM為其發(fā)電機(jī)組選擇合適的交流發(fā)電機(jī)提供信息。 交流發(fā)電機(jī)額定值 交流發(fā)電機(jī)的kVA額定值主要取決于繞組絕緣系統(tǒng)的熱容量和所需的預(yù)期使用壽命。對(duì)于給定的使用壽命，絕緣等級(jí)越高，交流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱量越高。 下表列出了用于對(duì)絕緣系統(tǒng)的性能進(jìn)行分類(lèi)的字母和相應(yīng)的標(biāo)稱(chēng)工作溫度。 現(xiàn)代繞組絕緣的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是低壓系統(tǒng)為H級(jí)（<1kV），中壓和高壓系統(tǒng)為F級(jí)（>1kV）。 然而，應(yīng)該注意的是，分配給絕緣系統(tǒng)等級(jí)的字母不一定與交流發(fā)電機(jī)額定的溫升等級(jí)相同。如果交流發(fā)電機(jī)上的kVA額定值導(dǎo)致運(yùn)行溫度低于絕緣系統(tǒng)的標(biāo)稱(chēng)容量，則運(yùn)行壽命會(huì)延長(zhǎng)。相反，如果kVA額定值導(dǎo)致高于絕緣系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)能力的工作溫度，則工作壽命會(huì)縮短。 這兩種情況都是可接受的運(yùn)行條件，但是在為特定應(yīng)用選擇交流發(fā)電機(jī)時(shí)，必須考慮交流發(fā)電機(jī)繞組的預(yù)期壽命。 示例：備用電源與主電源應(yīng)用 在典型的備用電源應(yīng)用（例如醫(yī)院）中，每年的運(yùn)行時(shí)間很可能少于200小時(shí)。在安裝的整個(gè)生命周期內(nèi)，例如15年，這相當(dāng)于總共多3000小時(shí)運(yùn)行時(shí)間。鑒于運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較低，交流發(fā)電機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行，因此額定值相對(duì)較高。 出于這個(gè)原因，客戶(hù)將在備用應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)上達(dá)到kVA額定值峰值。 然而，在連續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中，例如嵌入式發(fā)電方案，運(yùn)行時(shí)間可能高達(dá)每年8000小時(shí)。這相當(dāng)于在同樣的15年期間運(yùn)行超過(guò)120000小時(shí)。在這種情況下，繞組的溫度必須使用相對(duì)較低的kVA額定值來(lái)降低。 因此，客戶(hù)的交流發(fā)電機(jī)將達(dá)到F級(jí)甚至B級(jí)kVA額定值。 熱損傷曲線說(shuō)明絕緣壽命隨工作溫度的變化，并與其他工具結(jié)合使用，以便在為特定發(fā)電應(yīng)用的交流發(fā)電機(jī)指定額定值時(shí)做出選型和選擇決定。 發(fā)電機(jī)組額定值 發(fā)電機(jī)組額定值原理引入了備用和主電源應(yīng)用的概念。在ISO8528-1的指導(dǎo)下，發(fā)電機(jī)組額定值的定義按應(yīng)用分為四個(gè)類(lèi)別。 ■ 應(yīng)急備用電源，（ESP額定值） ■ 限時(shí)主電源，（LTP額定值） ■ 主要額定功率，（PRP額定值） ■ 連續(xù)運(yùn)行功率，（COP額定值） 每個(gè)定義都規(guī)定了以下標(biāo)準(zhǔn)： ■ 負(fù)載類(lèi)型 其中包括可變負(fù)載，即負(fù)載循環(huán)的幅度和持續(xù)時(shí)間不同，另外還有恒定負(fù)載，即負(fù)載保持恒定水平，但負(fù)載循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可能會(huì)有所不同。 ■ 每年運(yùn)行小時(shí)數(shù) 將平均負(fù)載水平與發(fā)電機(jī)組的指定額定值進(jìn)行比較，并表示為額定kVA的百分比。發(fā)電機(jī)組必須能夠在規(guī)定的小時(shí)數(shù)中在平均負(fù)載水平運(yùn)行。 ■ 過(guò)載要求 過(guò)載能力表示可在指定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)高于指定kVA額定值的百分比。 交流發(fā)電機(jī)額定值的術(shù)語(yǔ)和定義因行業(yè)而異，與發(fā)電機(jī)組使用的術(shù)語(yǔ)和定義不一致。交流發(fā)電機(jī)的定義以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8528-3、IEC 60034-1和一些全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)（如NEMA MG 1-32（北美））為指導(dǎo)，這些標(biāo)準(zhǔn)本身引入了進(jìn)一步的變化。 下表總結(jié)了根據(jù)ISO 8528-1對(duì)發(fā)電機(jī)組的定義以及ISO 8528-3和IEC 60034-1對(duì)交流發(fā)電機(jī)的定義。盡管存在差異，但該表顯示了如何匹配交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組的額定值和運(yùn)行負(fù)荷。 需要注意的是，與標(biāo)準(zhǔn)相比，GOEM可能決定提供更高水平的性能，例如更高的平均負(fù)載或更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。 在將交流發(fā)電機(jī)與發(fā)電機(jī)組額定值和應(yīng)用相匹配時(shí)，需要考慮到這一點(diǎn)。

發(fā)電機(jī)為什么能發(fā)電？ 發(fā)電機(jī)原理及構(gòu)造——發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) 眾所周知，同步發(fā)電機(jī)要用直流電流勵(lì)磁。在以往的他勵(lì)式同步發(fā)電機(jī)中，其直流電流是有附設(shè)的直流勵(lì)磁機(jī)供給。直流勵(lì)磁機(jī)是一種帶機(jī)械換向器的旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場(chǎng)產(chǎn)生了多相交流電，由于機(jī)械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用，在電刷上獲得了直流電，再通過(guò)另一套電刷，滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁繞組去勵(lì)磁，因此直流勵(lì)磁機(jī)的換向器原則上是一個(gè)整流器，顯然可以用一組硅二節(jié)管取代，而功率半導(dǎo)體器件的發(fā)展提供了這個(gè)條件。將半導(dǎo)體元件與發(fā)電機(jī)的軸固結(jié)在一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則可取消換向器、滑塊等滑動(dòng)接觸部分、利用二極管換成直流電流。直流送給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁、繞組勵(lì)磁。這就是無(wú)刷系統(tǒng)。 下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，介紹它的工作原理。 一、相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁原理 由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經(jīng)過(guò)橋式整流器ZL整流，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。負(fù)載時(shí)由電流互感器LH供給所需的復(fù)勵(lì)電流，進(jìn)行電流補(bǔ)償，由線形電抗器DK移相進(jìn)行相位補(bǔ)償。 二、三次諧波原理 對(duì)一般發(fā)電機(jī)來(lái)源，我們需要的是工頻正弦波，稱(chēng)為基波，比基波高的正弦波都稱(chēng)為諧波、其中三次諧波的含量 ，在諧波發(fā)電機(jī)定子槽中，安放有主繞組和諧波勵(lì)磁繞組（s1、s2），而這個(gè)繞組之間沒(méi)有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應(yīng)出來(lái)，經(jīng)過(guò)ZL橋式整流器整流，送到主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組LE中進(jìn)行勵(lì)磁。 三、可控硅直接勵(lì)磁原理 可控硅直接勵(lì)磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機(jī)輸出的任一相一部分能量，經(jīng)整流后送入勵(lì)磁繞組去的勵(lì)磁方式，它是由自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR），控制可控硅的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小而維持發(fā)電機(jī)端電壓的穩(wěn)定。 四、無(wú)刷勵(lì)磁原理 無(wú)刷勵(lì)磁主要用于西門(mén)子、斯坦福、利萊等無(wú)刷發(fā)電機(jī)。它是利用交流勵(lì)磁機(jī)，其定子上的剩磁或 磁鐵（帶永磁機(jī)）建立電壓，該交流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流起整流后，送入主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組，使發(fā)電機(jī)建壓。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）能根據(jù)輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的所設(shè)定電壓近似不變