重康动力（深圳）有限公司

摘要： 康明斯斯坦福品牌同步交流发电机和其它品牌电机一样，在铭牌上也标明它的型号和正常运行条件下的额定数据，同时规定了斯坦福发电机的主要技术数据和运行方式。这些数据就是斯坦福发电机的额定值，在使用中应当严格遵守，因为铭牌上的额定数据对斯坦福发电机各部分的结构和运行性能有很大的影响。康明斯公司在本文中以斯坦福UCI224交流发电机为例，说明斯坦福发电机铭牌的样式、生效时间与防伪查验方法，逐项解释额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定励磁电压、额定励磁电流、额定频率、额定转速、额定温升、效率与额定效率等参数，并按静止部分与转动部分介绍其结构组成。

 

一、斯坦福发电机铭牌概述

 

斯坦福系列产品发电机组在全世界将执行（中国区早已执行）全新升级设计方案的出厂铭牌，外观样本和实物图如图1、图2所示。在出厂铭牌界面的右侧，规范输出功率的发电机组您将见到有四列输出功率基本参数，第一列入您下订单信息时需必须的输出功率主要参数，后边三列入不一样频率及其不一样工时制度的附加输出功率主要参数。若您订购的发电机组为非标输出功率的型号，则出厂铭牌右边输出功率信息内容只显示信息一列，后边三列显示信息空白页。

1. 新铭牌的样式与功率参数布局

（1）铭牌的基本样式

斯坦福系列发电机组的出厂铭牌采用全新升级设计方案，铭牌上标明的信息包括型号、电机编号、额定数据以及功率参数等。外观样本与实物图分别如图1、图2所示。

（2）功率参数的列数安排

在出厂铭牌界面的右侧，规范输出功率的发电机组有四列输出功率基本参数。第一列是用户下订单信息时需必须的输出功率主要参数，后边三列则是不一样频率及其不一样工时制度的附加输出功率主要参数。

（3）非标功率型号的处理

若您订购的发电机组为非标输出功率的型号，则出厂铭牌右边输出功率信息内容只显示信息一列，后边三列显示信息空白页。

（4）功率参数布局的意义

四列参数的设置使同一台发电机在不同频率与不同工作制下的输出能力能够在一张铭牌上集中体现，便于用户根据实际使用条件选择对应的功率值；非标机型仅显示一列，则是因为其输出功率并非按标准频率与工作制的组合确定。

（5）识读铭牌时的注意点

识读铭牌时应先确认所关注的是哪一列参数，明确其对应的频率与工作制，避免将不同工况下的功率值混用。

2. 新铭牌生效时间

（1）中国工厂送货的斯坦福发电机

康明斯公司官宣全世界地域的新出厂铭牌起效时间（以出厂铭牌复印时间为标准）如下：中国工厂送货的斯坦福发电机为18年3月26日；

（2）美国、欧洲和印度送货的斯坦福发电机

美国、欧洲和印度送货的斯坦福发电机为18年五月中下旬；

（3）罗马尼亚克罗约瓦工厂送货的斯坦福发电机

罗马尼亚克罗约瓦工厂送货的斯坦福发电机为18年五月底。

（4）生效时间的意义

换句话说，您接到的斯坦福系列产品发电机组，从18年3月26日开始，将是全新设计方案的出厂铭牌。

（5）按送货地判断铭牌版本

由于不同工厂的生效时间不同，用户在核对铭牌版本时，应结合发电机的送货地判断该机应采用哪种版本的铭牌。

 

图1  S6L1D-H41斯坦福发电机铭牌实物图

图2  S4L1D-C41斯坦福发电机铭牌标准样本

 

3. 合格证查验

（1）合格证的附随

每台发电机出厂时均会附上一张合格证，上附系列防伪标志（具体识别方法请见图3）。

（2）编号的一一对应

合格证上电机编号与发电机机身及铭牌上电机编号为一一对应关系，且具有唯一性。

（3）查验方法

验收时应核对合格证上的电机编号、机身上的电机编号与铭牌上的电机编号三者是否一致，若不一致应查明原因。

（4）适用范围

注意：合格证查验方法仅适用于康明斯发电机技术中国工厂出产的斯坦福品牌发电机产品。

（5）查验的意义

合格证查验是判断发电机是否为正品、是否与订单一致的重要环节，尤其在二手设备交易或大修后验收时更应重视。

4. 外表商标钢印

（1）钢印的位置

在每一台正品斯坦福发电机机身上，康明斯公司均会印STAMFORD® logo。

（2）钢印示例

例如图4中压印在斯坦福™ S6机身上的“STAMFORD®”logo。

（3）钢印的作用

钢印是判断发电机是否为正品的外观标志之一，与合格证查验相互配合，可提高识别的可靠性。

（4）检查时的注意点

检查时应确认钢印清晰、位置规范，若钢印模糊或位置异常，应进一步核实设备来源。

 

图3  康明斯斯坦福发电机合格证标准样板

图4  康明斯斯坦福发电机LOGO钢印

 

二、斯坦福发电机参数解释

 

1. 额定容量SH

（1）定义

额定容量是指发电机在额定运行情况和额定功率因数时，输出的视在功率，SH=UHIH单位为kVA。亦允许以发电机出线端的有功功率PH来表示，即：PH=√3UHIHcosPH，单位为kW。

（2）作用

它表征斯坦福发电机的发电能力，是发电机主要的参数之一。

（3）额定容量与额定功率的区分

对斯坦福发电机来说，额定容量是指出线端输出的额定视在功率，一般以kVA（千伏安）或MVA（兆伏安）为单位；额定功率PN是指发电机输出的额定有功功率，也就是说，在额定运行时（额定频率、电压、电流、功率因数），斯坦福发电机所能发出的最大的有功功率。一般以kW（千瓦）或MW（兆瓦，即百万瓦）为单位。

（4）两项参数的用途

对斯坦福发电机，通过额定容量可以确定额定电流，通过额定功率（PN）可以确定配套的柴油机的容量。

2. 额定电压UH

（1）定义

额定电压是指额定运行时发电机三相定子绕组的三相电压值，单位为V（伏）或kV（千伏）。

（2）运行要求

斯坦福发电机在此值运行，绕组的升温不会超过允许的范围。

（3）接线方式

斯坦福发电机一般接成Y连接，同步电动机有Y连接或△连接。

3. 额定电流IH

（1）定义

额定电流是指斯坦福发电机在额定运行时，流过定子绕组的线电流，单位是A或kA。

4. 额定功率因数cosφH

（1）定义

额定功率因数的φH角是用电角度来表示的，表明斯坦福发电机额定运行时，每相定子绕组电压与电流之间的相角差。

（2）确定依据

发电机额定功率因数是根据电力系统的需要情况而定的。

（3）常见取值

通常小型斯坦福发电机的额定功率因数为0.8滞后（cosΦN=PN/SN）。

5. 额定励磁电压UFH

（1）定义

额定励磁电压是指当励磁绕组内励流达到额定值，同时发电机冷却介质达到最高允许温度的情况下，发电机额定运行到稳定温度时，在励磁绕组线端或滑环之间的电压，单位为V。

（2）常见取值

小型斯坦福发电机的励磁电压一般都小于100V。

6. 额定励磁电流IFH

（1）定义

额定励磁电流是指发电机在额定运行时的励磁电流，单位为A。

（2）作用

在该电流的激励下，发电机的端电压能达到额定值，同时能保证发电机输出额定容量。

7. 额定频率FH

（1）定义

额定频率是指发电机额定运行时的频率，我国规定的工业频率为50Hz。

8. 额定转速nH

（1）定义

额定转速是指发电机在额定运行时，每分钟的转速数，单位为r/min（转/分）。

9. 额定温升QH

（1）定义

额定温升是指额定运行时，发电机定子绕组和转子励磁绕组最高允许温度等额定温升加上环境温度。

（2）环境温度规定

我国规定环境温度为40℃。

10. 效率η

（1）定义

斯坦福发电机输出的有功功率与输入的有功功率的比值称为效率，用百分数表示。

（2）作用

它是衡量发电机运行经济性的重要指标。

11. 额定效率ηN

（1）定义

额定效率是指发电机在额定的运行时的效率。它是指发电机有功输出功率和额定有功输入功率之比（%）。

（2）有功输出功率的计算

有功输出功率等于输入功率减去发电机总消耗。

 

三、斯坦福发电机结构组成

 

下面以斯坦福UCI224交流发电机为例，其外观俯视图、侧视图、主视图以及部件分解图如图5、图6、图7、图8所示。

1. 静止部份（定子）

定子由机座、定子铁心、定子绕组所组成。定子铁心及定子绕组是产生感应电势、电流的部分，亦称电枢。

（1）机座

① 作用

机座是发电机的整体支架，用来固定电枢并和前后两端盖一道支承转子。

② 结构

机座内壁分布筋条用以固定电枢，两端面加工有止口及螺孔与端盖配合固定，机座下部铸有底脚，以便于发电机固定在底架或基础上。

③ 出线盒

机座上一般有出线盒，或位于机座的右侧面（从轴伸端看），或位于机座上部，出线盒装有接线板，以便引出交流电等。位于机座上部的出线盒一般均装有励磁调节器。

（2）定子铁心

① 作用

定子铁心是发电机磁路的组成部分。

② 材料与结构

铁心采用0.5mm厚的硅钢片迭压而成。铁心开有均匀分布的槽，以嵌放线圈。为了减少铁心的涡流损耗，硅钢片两面涂有绝缘漆。

③ 拼片方式

斯坦福系列由于转子采用1mm低碳钢板做铁心，所以为了提高材料利用率，定子铁心常用扇形硅钢片来拼成一个整圆铁心，拼时把每层的接缝互相错开。

（3）定子绕组

① 结构

绕组由线圈组成，线圈采用高强度聚酯漆包圆铜线绕制，并按一定的方式连接，嵌入铁心槽中。这是产生感应电势、流通交流电流的部分，是发电机的核心。

② 绝缘

定子绕组嵌于铁心槽中，还必须有层间绝缘、相间绝缘和对地绝缘。主绝缘材料多采用B级材料即D·M·D聚酯薄膜无纺布复合箔，F级绝缘采用N·M·N。

③ 紧固

线圈在铁心槽内受到交变电磁力及平行导线之间的电动力，可能使线圈移动或振动，因此绕组要紧固，不能松动。一般可用玻璃布板做成槽楔在槽内压紧线圈，同时在两端部用玻璃纤维带扎紧，再把整个电枢经绝缘处理，使电枢形成一个坚固的整体。

（4）端盖

① 作用

端盖与机座配合后用于支承转子，因此在端盖中心有轴承室圆孔，以便装轴承。

② 精度要求

端盖的端面有止口与机座配合，与柴油机专配的发电机在轴伸端的端盖两端面，均有端面止口。所有这些止口与轴承室的同轴度加工精度要求高，以便保证转子装配后的同轴度要求。

③ 材料

斯坦福系列发电机端盖用铸铁铸造。

（5）交流励磁机定子

① 作用

交流励磁机定子为磁场。

② 结构

斯坦福系列发电机励磁机定子铁心用1mm低碳钢板制成，具有若干磁极，而后套以激磁线圈，并用槽楔予以固定，然后定子进行浸烘绝缘处理。

2. 转动部份（转子）

转子一般包括转轴、转子铁心（磁极铁心）、转子线圈（磁极绕组）、轴承、风扇、交流励磁机电枢、旋转整流器等。

（1）转轴

转轴一般由45号钢加工而成。通过轴伸上的联轴器与原动机对接。它是将机械能变成电能的关键零件，因此要求具有一定的机械强度和刚度。

（2）转子铁心（磁极铁心）

斯坦福系列转子铁心（磁极铁心）一般用1mm厚的低碳钢板冲制的磁极冲片迭压成的。

（3）转子线圈

① 型式

转子线圈亦称磁极绕组，斯坦福系列发电机型式为凸极式绕组。

② 分离式凸极结构的绕制

凸极式磁极绕组为集中式绕组，对分离式凸极结构发电机，在预先制好的铁板框架四周包好云母板、玻璃漆布等绝缘，上下放上玻璃布板衬垫，而后连续绕制线圈，再浸烘绝缘漆，最后直接套在磁极铁心上，再用磁极螺钉固定在磁轭上。

③ 整体凸极式的绕制

对整体凸极式而言，在预先铆焊好的整体转子上，在极身四周包好绝缘，而后整体用机械绕上线圈，最后经F级绝缘浸烘处理形成坚固的磁极整体，用热套方法套入转轴。

④ 风扇的安装位置

风扇一般装在前端盖内，对专配柴油机组的也有装于前端盖外的，此时风扇装在发电机轴伸上的半联轴器上。发电机运行过程中，冷空气由后端盖和机座两侧进入发电机内部，冷却电枢绕组、磁极绕组、定转子铁心等，而后通过前端盖的盖板窗孔把热风排出机外，使发电机的温升控制在允许的范围内。

（4）交流励磁机电枢

① 作用

无刷同步发电机利用交流励磁机的电枢，经旋转整流器变成直流供给发电机磁场使用。

② 结构

交流励磁机电枢铁心用硅钢片迭压而成，然后嵌以三相交流绕组，并经绝缘处理形成电枢。

③ 安装位置的差异

斯坦福系列发电机交流励磁机电枢一般装在后端盖的外部，靠电枢支架固定在转轴上，这种结构使发电机轴向长度加长；而TFE系列交流励磁机电枢则装在后端盖内部，它直接套在转轴上，使整机轴向长度缩短、紧凑。

（5）旋转整流器

① 安装位置

斯坦福系列发电机的旋转整流器装置于交流励磁机外侧，用螺钉固定在转轴上，便于维修与安装。

② 电路形式

旋转整流器有三相半波或三相全波两种。三相半波有三个旋转硅二极管，三相全波有六个旋转整流管，装在一块公共的绝缘安装板上。

③ 二极管配置

为安装方便起见，三相全波用的旋转整流管有正、反烧两种管型，即两种正负极刚好相反，这种接法可以减少彼此之间的连线，可靠性好。

④ 过电压保护

为了保护旋转硅整流管在运行中偶然因过电压击穿而损坏，在旋转整流器上还并有压敏电阻，以吸收线路上可能的过电压。

 

图5  斯坦福UCI224交流发电机俯视图	图6  斯坦福UCI224交流发电机侧视图
图7  斯坦福UCI224交流发电机主视图	图8  无刷三相同步发电机结构分解图

 

 

总结

本文以斯坦福UCI224交流发电机为例，介绍了斯坦福发电机的铭牌识别、参数含义与结构组成。铭牌右侧对标准功率机组列出四列功率参数，非标机组仅显示一列；新铭牌自2018年3月26日起在中国工厂送货的发电机上生效，合格证上的电机编号与机身及铭牌一一对应，机身上印有STAMFORD®钢印。主要参数包括额定容量、额定电压、额定电流、额定功率因数、额定励磁电压与电流、额定频率、额定转速、额定温升、效率与额定效率，其中额定容量用于确定额定电流，额定功率用于确定配套柴油机容量。结构上分为静止部分与转动部分，静止部分由机座、定子铁心、定子绕组、端盖与交流励磁机定子组成，转动部分由转轴、转子铁心、转子线圈、轴承、风扇、交流励磁机电枢与旋转整流器组成。理解铭牌参数与结构组成，有助于在选型、验收与维护中准确核对机组数据、识别正品并把握各部件的作用与维护重点。

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