1. 設備名稱

汽車發(fā)電機沙塵試驗箱

2. 設備用途

用于汽車發(fā)電機進行防塵試驗。

3. 依據標準

QC/T 729——2005      汽車用交流發(fā)電機技術條件

GB/T 4942.1——2001   旋轉電機外殼防護分級（ＩＰ代碼）23100NDS00  [7]       交流發(fā)電機（NDS日產）

注：本技術要求還引用通用相關標準中內容，具體要求按本技術要求中試驗方法項規(guī)定為準。

4. 試驗方法

A : 行業(yè)標準（QC/T 729——2005）防塵試驗：將被試電機放置在試驗箱內，試驗箱內灰塵濃度為２kg/m3。使用真空泵將箱內空氣抽入電機，抽氣速度應不超過每小時６０倍殼內容積空氣體積。在任何情況下，壓力計上的壓差應不超過２kPa（20mbar）,抽氣速度在每小時４０～６０倍殼內容積體積，共進行２小時試驗為止。

B : 通用標準灰塵試驗：發(fā)電機必須能夠在如下所述充滿灰塵的條件下運行96小時，而不損壞其滿足性能規(guī)范中規(guī)定要求的能力。測試樣品應放置在一個充滿灰塵的測試室內，并具有充分的空氣流動性，以保持50.0g/m3的灰塵濃度。另外：

1． 采用合適的匹配調壓器連接器完成電連接。

2． 采用符合SAE J726 b中所述顆粒等級的灰塵。

3． 將進氣口空氣溫度限定在+71℃。

4． 在6500 rpm和50%額定負荷下運行發(fā)電機96小時。

5． 完成所需小時數后，讓發(fā)電機恢復至室溫，然后在6500 rpm轉速先測試滿負荷輸出。

C : 日產標準（23100NDS00  [7]）粉塵試驗

發(fā)電機安裝于粉塵試驗裝置

發(fā)電機按以下條件運轉

 

轉速

輸出電流

周圍溫度

冷 / 熱機器

調整電壓

 

0      5000r/min

 

 

0    以下

額定輸出的50%

—

從冷態(tài)開始工作

—

 

粉塵的種類： GB 13269-1991煤飛灰粉塵/或GB/T 13268-1991黃土塵

粉塵濃度：3000（mg/m3）以上

相對濕度：無規(guī)定

攪拌時間：5秒、停止時間：15分鐘，反復此操作

總計運轉時間：8小時

發(fā)電機運轉情況如右圖

5. 控制方式

本試驗臺能夠按照試驗方法中規(guī)定的要求自動完成相關試驗后到時間自動停止。

6. 設備結構、功能及試驗要求

試驗箱符合GB/T 4942.1——2001要求，試驗箱能夠按相關標準要求完成規(guī)定的試驗。該設備由三部分組成：拖動裝置、抽氣裝置和試驗箱。試驗箱工作室內壁和發(fā)電機安裝支座均為全不銹鋼結構。箱體內容積：８00×８00×８00mm3，。箱門有觀察窗。試驗箱具有沙塵烘干功能，能保持試驗用粉塵干燥。試驗箱有金屬篩網，篩絲直徑為５０µm金屬方孔篩，篩孔尺寸為７５µm。拖動裝置、抽氣裝置要與箱體做成整體或自身成一整體。

箱體側面有一Ф50mm的穿線孔。

試驗箱工作電壓380V±10﹪，試驗臺可以在環(huán)境溫度－10～50℃下連續(xù)長期工作；

吹沙量可按試驗方法規(guī)定的要求進行條節(jié)，并自動控制（停止時間、吹沙時間可設定的范圍：0~24h）。

試驗臺有顯示裝置，可以顯示發(fā)電機輸出電壓、輸出電流、工作轉速、環(huán)境溫度。

發(fā)電機有28V和14V兩種工作電壓，相關負載工作電壓要求與發(fā)電機工作電壓一致，發(fā)電機負載箱采用純電阻型負載。拖動輪包含多契帶（8峰）和三角帶（A型）。

抽氣裝置有空氣流量計、壓力計、空氣流量調節(jié)閥，抽氣裝置有過濾裝置，防止沙塵進入真空泵（建議用發(fā)動機空濾）。由抽氣裝置至沙塵箱的連接管要可承受200mbar以上的負壓差不變形。試驗箱內與電機連接的抽氣軟管接口處直徑為Φ150mm。

發(fā)電機支座和抽氣裝置設計方案需要經過用戶確認。

7. 控制參數量程及精度要求

箱體溫度范圍：0~100℃         控制精度：±2℃

發(fā)電機負載電流：0~150A         控制精度：±

發(fā)電機工作轉速：0~6500 r/min    控制精度：±5 r/min

（以發(fā)電機實際工作轉速為準，測量可采用測拖動軸經變比顯示。）

空氣流量量程：0~0.5m3/h       精度等級： 0.1m3/h

壓力計量程：0~50mbar         精度等級： 5 mbar

zui大抽氣速率：大于1 m3/h

zui大抽氣負壓差：大于50mbar

8. 干擾抑制功能

試驗控制裝置不應產生干擾信號影響被試產品的工作。

本標準未規(guī)定處以國家相關標準為準。

9. 附件要求

試驗夾具                      一套

試驗臺專用、通用工具          一套

設備說明書                    兩本       （紙質和電子版）

電氣原理圖                    兩份       （紙質和電子版）

（包括：抽氣裝置及試驗箱，含電器元件清單）

試驗臺拖動裝置及發(fā)電機支座圖紙  兩份     （紙質和電子版）

1公斤裝干燥滑石粉            10袋（密封防潮）

10. 設備驗收

設備由用戶驗收，驗收以本技術要求為依據進行，設備各項功能、精度、可靠性需符合本要求的相關規(guī)定。驗收分為預驗收和終驗收。預驗收在出賣人所在地進行；終驗收在買受人現場進行。

附圖1

發(fā)電機外形尺寸圖

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

發(fā)電機外形尺寸表

尺寸代號

A

B

C

D

變化范圍（mm）

100~150

140~160

120~190

120~230

 

其中發(fā)電機皮帶輪直徑變化范圍為：50～80mm

附圖：2

發(fā)電機接線圖

 

         

 

 

要求說明：與發(fā)電機連接的電線均采用耐高溫電線并且與發(fā)電機連接端裝有接線鼻子（接線孔為：Φ10和Φ6兩種）；接線端子+和接線端子—為與外接負載箱連接端子，蓄電瓶用戶自備。

摘要：介紹了汽車發(fā)電機轉子動平衡自動去重系統(tǒng)設計，對比了兩種實際應用系統(tǒng)的優(yōu)缺點，有針對地提出了系統(tǒng)各部分設計方案的改進方法，為提高汽車發(fā)電機轉子自動動平衡設備的制造水平提出了實用方法。
關鍵詞：汽車發(fā)電機；轉子；自動動平衡

隨著汽車發(fā)電機轉子轉速的提高，對轉子不平衡的控制要求越來越嚴格，因此，轉子的動平衡越來越受到發(fā)電機生產單位和發(fā)動機主機生產單位的重視。

對汽車發(fā)電機轉子的動平衡，目前普遍還是采用手工動平衡的方法，這種方法有如下缺點： ① 效率低。由于操作員憑經驗操作，因而往往一臺轉子動平衡要反復多次； ② 精度差。由于加工中人的因素，因而平衡品質不可避免地會受人的情緒等影響； ③ 操作員勞動強度大。因此，在大規(guī)模生產中手工動平衡方法必然被機器自動加工所代替，目前，國內只有一些條件較好的發(fā)電機生產單位配備了相關設備，其中有國內科研單位開發(fā)生產的，也有引進的，但它們各自存在不足。從引進設備來講，雖然其技術比較先進，性能較好，但存在成本較高、維護困難和不太適合中國國情等缺點。就國產設備來講，也主要存在測試穩(wěn)定性不夠、調整操作復雜和機械系統(tǒng)設計自動化程度低等不足。因此，如何改進國產設備的設計，使其更好地滿足國內需要，對節(jié)約外匯，提高國產設備的制造水平和發(fā)展經濟具有重要的現實意義。

1汽車發(fā)電機轉子動平衡自動去重方法

汽車發(fā)電機轉子動平衡一般采用的是去重法［1,2］。圖1為某一汽車發(fā)電機轉子(六爪極)的結構示意圖，一般利用其左右端面作為去重校正平面，其去重過程如下：首先利用動平衡測試儀測試，給出不平衡量等效到兩校正平面的量，即在兩端面上的去重位置(相對基準位置的相位角度)和去重量，去重量是以“重徑積”的形式給出的，即被去質量與其距離轉子回轉中心的距離的乘積［3］。

圖1轉子外形及去重位置示意圖

由圖1可見，在轉子左右端面上比較方便的去重位置為端面和端面肩部，采用這兩種在左右兩端面上校正時，可以采用去重鉆頭不動而通過轉子轉位來獲得去重的相位位置，也可以采用轉子固定而鉆頭在以轉子回轉中心為圓心的圓周上運動來獲得去重的相位位置。第一種方法動力頭設計較為簡單，但轉子夾緊的夾具設計復雜，兩動力頭不能同時進給，因而加工效率較低；第二種方法必須保證鉆頭的運動軌跡圓嚴格地以轉子回轉中心為回轉中心，這是此方法加工的主要誤差來源。此方法有如下的優(yōu)點：①兩動力頭可以同時進給，效率較高；②鉆頭工進量控制方便。但它存在著動力頭設計復雜，控制系統(tǒng)要求較高、較為復雜，因而制造成本高，在實際使用中采用這種方案的設備較少，而大多采用端面肩部的去重方案。

采用左右端面肩部去重時，去重鉆頭只在進給方向運動，轉子上去重位置只能由轉子轉位獲得。該方法的優(yōu)點是，①動力頭設計簡單，可直接采用通用的動力頭；②去重位置在端面肩部，接近于轉子的最大外圓，因而單位質量的去重量大；③沒有同時動作要求，也就沒有相應的控制要求，控制系統(tǒng)設計簡單。其缺點是，①動力頭不能同時進給，效率較低；②實現去重鉆頭的精確工進困難。但總的來說，這種方案系統(tǒng)設計簡單可靠，設備制造成本低，比較有競爭力。

2汽車發(fā)電機轉子動平衡自動去重關鍵設計

轉子動平衡自動去重設計，關鍵要解決高精度和高效率兩方面的問題。提高轉子動平衡精度的關鍵在于：

① 提高測量精度。測量精度取決于測試設備，轉子動平衡自動去重系統(tǒng)中，測試設備是較為關鍵的部分之一。動平衡測試方法很多，應用在生產中，要求其測試穩(wěn)定性好，調整簡單方便，目前它的發(fā)展方向是向信號處理的全數字化，即整個測試信號處理完全由數字處理系統(tǒng)取代模擬電路［4］。

圖2動力頭結構示意圖

② 提高去重加工精度。影響去重加工的因素歸納起來有如下兩方面：一方面是去重加工的相位位置，另一方面是去重量。提高去重重量的精度控制關鍵是要精確控制去重鉆頭的工進位置(即動力頭剛接觸轉子時開始工進)及鉆頭進給深度，此時可采用圖2所示的動力頭結構［5］。

要提高生產效率，就是要縮短一個轉子的動平衡加工時間，包括測試時間、加工裝夾時間、加工時間和復測時間。這可采取如下措施：

① 加快測試過程。這一部分和測試方法直接相關，采用快速穩(wěn)定的測試方法，是縮短測試時間的主要途徑。

圖3轉子自動裝夾機構示意圖

② 縮短裝夾時間。在轉子去重加工前應對轉子進行必要的裝夾，對于動力頭中鉆頭轉位的端面去重方法，轉子在加工過程中是固定不動的，只需在加工前對轉子進行周向定位，裝夾過程較為簡單；對于加工中轉子轉位的端面肩部去重方法，因在去重時靠轉子轉位來確定去重位置，所以必須對轉子進行很好的裝夾處理，以保證轉子精確轉位。而人工完成這些操作是比較費時的，可采用如圖3所示的自動裝夾機構。其操作過程如下：

當機構檢測到轉子放下的信息后，由氣缸1將轉子推至轉位活套，活套內有彈性楔塊，用于捕捉轉子上的基準鍵槽，轉子由氣缸1推到位后，由轉位電機(步進電機或伺服電機)帶動活套旋轉；當活套楔塊旋轉至鍵槽位置時，彈性楔塊自動插入鍵槽，利用楔塊帶動轉子做轉位旋轉；當轉子平衡加工完成后，由頂出氣缸2將轉子頂出活套至初始位置，由卸料機構取走轉子(氣缸2的缸徑要大于氣缸1的缸徑，以保證在氣缸1不卸載的情況下能順利地將轉子頂回)。利用這一機構，轉子的定位裝夾均是自動完成的，省去了人工操作時間。

③ 縮短平衡加工時間。平衡加工時間由鉆頭鉆削時間決定，對于采用端面肩部去重方法，因去重部位只能在轉子爪極上進行，因此最后的去重位置必須落實到某幾個爪極上完成。這里就需有一套算法［3］，要將左右端面上任意角度和大小的不平衡量分別分配到爪極上。如六爪極的轉子，在某一端面較多有3個相鄰的爪極上分配有去重量，利用它們的矢量和來合成其端面上的總的去重量和去重角度位置。由于這種方法去重時轉子必須通過轉位才能使動力頭在要求的爪極上去重，動力頭重復運動的次數較多，所以這種方法需要的加工時間較長，但可以通過縮短動力頭退刀時間來縮短整個加工過程的時間。 柴油發(fā)電機組應用范圍

　　作為應急、備用電源，無論是單機運行還是并聯運行其穩(wěn)定性十分重要。在柴油發(fā)電機組實際運行中，由于種種原因供油有干擾，產生干擾力矩，這種干擾力矩在單機運行時產生的影響不嚴重，但在并聯運行時容易產生交互振蕩。本文對象是柴油發(fā)電機組并聯運行時產生的功率交互振蕩，對其進行分析、控制，最后消除了振蕩現象，所做具體工作如下:

　　1.對產生功率交互振蕩的原因進行分析，得出這種振蕩現象產生的原因是由供油干擾造成的;

　　2.對現在消除功率交互振蕩的措施和控制方法進行分析，找出這些措施、方法的不足，加以改進;

　　3.分析發(fā)電機轉子方程，找出角速度和電磁功率在加負荷和有干擾兩種情況下的變化規(guī)律，借以判斷功率變化是由加負荷造成的還是由供油有干擾造成的;

　　4.由3分析出結果，如果是負荷變化的原因，控制不加入;如果是由供油干擾的原因，就施加控制?？刂品椒ㄊ窃谡{速器始端加入負反饋，反饋信號為，控制規(guī)律采 用PID控制規(guī)律;

　　5.通過Matlab仿真得出振蕩現象、驗證控制方法，得出控制方法在短時間(10s)和長時間(600s)起到了較好的效果，控制方法正確。

　　1.控制點是在機組的調速器上，但由于調速器調節(jié)速度緩慢，反應沒有勵磁系統(tǒng)反應快，把控制規(guī)律加在勵磁系統(tǒng)這一點值得考慮。

　　2.在分析發(fā)電機轉子方程時，沒有考慮加負荷和有干擾一起發(fā)生的情況，這一點薩登公司在以后研究中會加以考慮。

　　目前，為了滿足戰(zhàn)時供電保障需求，在我國*軍港配備了小型移動式柴油發(fā)電機組。但是，對于用電量不大的碼頭，如果配備一臺大中型可移動式小型柴油發(fā)電機組，由于容量大，機組體積、重量將增大，這樣就會失去移動式柴油發(fā)電機組的機動、靈活性;如果配備多臺小型的機組，這就需要這些機組并聯運行，來滿足戰(zhàn)時供電保障需求?？紤]到電能的經濟性和利用率的情況下，一般場合都配有兩臺以上的柴油發(fā)電機組。一方面，隨著負載量的變化，供電系統(tǒng)投入運行的發(fā)電機組的臺數要不斷地變化;另一方面，當系統(tǒng)發(fā)生某些故障時，往往也要求能將備用機組迅速投入運行。多臺柴油發(fā)電機組并聯運行比單機運行有許多優(yōu)點:

　　1.提高供電質量，電壓穩(wěn)定。特別是當大負荷投入時，往往引起電壓和頻率的波動，并聯運行可以減輕這種波動。

　　2.提高了供電的可靠性。多臺機組并聯運行，一方面，即使有機組發(fā)生故障，只須將故障機組切除，仍可保證重點負荷用電需要;另一方面，系統(tǒng)有更大的備用能量，可以應對意外情況。

　　3.經濟性好，供電方式靈活。采用并聯運行可根據實際負荷的大小，決定并聯運行機組的臺數。避免運行中出現的“大馬拉小車”或“小馬拉大車”的現象。

標簽: 柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機組 柴油發(fā)電機組應用范圍_柴油發(fā)電機組

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