SR4B Generators Caterpillar

Generator Operation

Usage:

SR4B 1BN

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图 1	g00609958
SR4B 发电机 (1) 发电机端子排 (2) 主电枢（定子） (3) 主磁场（转子） (4) 转子轴 (5) 永久先导励磁机（PMPE） (6) 励磁机 (7) 轴承 (8) 风扇

发动机供电，使转子轴 (4) 转动。励磁机电枢 (6) 和主磁场 (3) 附接到转子轴。转子轴转动时，励磁机产生交流电。整流器部件将励磁机交流电转化为直流电。该直流电传输到主磁场。主磁场电极周围产生磁场。主磁场随转子轴转动时，磁场也跟着旋转。磁场诱发静态主电枢 (2) 中产生交流电压。主电枢是一个缠绕多匝导线的线圈。通过主电枢的电流流向负载。

两个整流器向主磁场 (3) 提供直流电。通过改变流向励磁机电枢的电流来控制负载电压。 SR4B 发电机采用两种励磁方式：

永久磁铁副励磁式发电机（PMPE）
自励磁（SE）

永久先导励磁（PMPE）发电机

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图 2	g00609975
PMPE 发电机配线图 (CR1 - CR6) 二极管 (CR7) 变阻器 (L1) 励磁机磁场（定子〕 (L2) 励磁机电枢（转子） (L3) 主磁场（转子） (L4) 主电枢（定子） (L5) 副励磁机电枢 (PM) 永久磁体 (R5) 电阻器 (RFA) 旋转磁场总成 (TR1) 选装的电压降变压器 (T0、T1、T2、T3、T7、T8、T9) 发电机端子及/或发电机引线

永久先导励磁（PMPE）发电机从副励磁机获取电压调节器工作用电。自励磁发电机从主电枢获取电压调节器工作用电。副励磁机由永久磁铁（PM）和副励磁机电枢 (L5) 组成。副励磁机独立运行，与发电机输出电压无关。在大负载应用环境中可以产生恒定励磁。发电机输出电压的不规则性不会反馈到励磁机，因此可产生恒定励磁。发电机输出电压的不规则性由负载条件造成。独立运转也可以使发电机短时间维持过电流。

发动机开始旋转 (旋转绕组总成) （RFA）时，永久磁体（PM）诱发副励磁机电枢 L5 产生交流电。副励磁机电枢有三个线圈。副励磁机电枢产生三相交流电（AC）。产生的交流电流经导线 "11"、"12" 和 "13"，到达电压调节器。三相交流电在电压调节器内整流成直流电（DC）。通过端子 "F1" 和 "F2" 向励磁机磁场 (L1) 输送定量直流电。

直流电流向励磁机磁场 (L1) ，产生磁场。励磁机电枢 (L2) 在磁场中旋转。励磁机磁场和励磁机电枢产生三相交流电。 AC 然后经三相全波电桥式整流电路整流。该整流器电路由以下二极管组成：CR1, CR2, CR3, CR4, CR5 和 CR6。

来自桥式整流器的直流输出通过发电机轴中的导管输送到主磁场 (L3) 。流经主磁场的电流产生发电机磁场。主磁场旋转时，主磁场会诱发主电枢 (L4) 中的三相交流电压。该电压发送到以下端子：T0, T1, T2 和 T3。这些接线端是负载的接线。

要在负载改变时保持输出电压恒定，需要控制励磁机电流。励磁机电流控制是电压调节器的一种功能。电压调节器感应以下导线处的发电机输出电压："20", "22" 和 "24"。调节器将电流通过导线 "F1" 和 "F2" 传输至励磁机。电流量取决于感知的电压。电流从副励磁机和电枢（导线 "11"、"12" 和 "13"）获取。不管是哪种发电机（PMPE 发电机或自励磁发电机），改变励磁机电流对发电机的运转有相同影响。有关励磁机电流改变时发电机运转的描述，请参见自励磁发电机。

注: 有关电压调节的更多信息，请参见相应的电压调节器保养手册。

PMPE 发电机提供起动时的磁力。永久磁体 (PM) 提供起动时所需的初步磁力。起动发电机无须起励。

自励磁（SE）发电机

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图 3	g00610159
SE 发电机配线图 (CR1 - CR6) 二极管 (CR7) 变阻器 (L1) 励磁机磁场（定子〕 (L2) 励磁机电枢（转子） (L3) 主磁场（转子） (L4) 主电枢（定子） (RFA) 旋转磁场总成 (TR1) 选装的电压降变压器 (T0、T1、T2、T3、T7、T8、T9) 发电机端子及/或发电机引线

自励磁发电机可选装。标准发电机是 PMPE 发电机。

自励磁发电机从发电机电枢（发电机输出）获取励磁工作用电。发动机开始转动旋转磁场总成（RFA）时，励磁机磁场 (L1) 中的残留磁性会使励磁机电枢 (L2) 中产生少量交流电压。感应电压产生电流。该电流在励磁机电枢中。 AC 然后经三相全波电桥式整流电路整流。该整流器电路由以下二极管组成：CR1, CR2, CR3, CR4, CR5 和 CR6。然后直流电流经主磁场 (L3) 。通过主磁场的交流电产生磁场。该磁场叠加到主磁场的现有残留磁性中。主磁场旋转时，激发主电枢 (L4) 中产生交流电压，该电压在以下输出端子处变为三相直流电压：T0, T1, T2 和 T3。电压调节器通过导线 "20", "22" 和 "24" 获取交流电输出。起动时，电压调节器感应获取的输出。电压调节器将此输出电压当作低压输出状况。因此，电压调节器到励磁机磁场的输出增加，发电机输出继续增加到额定电压。

流经励磁机的电流量直接影响发电机的输出电压。负载变化时，电压调节器维持恒定发电机输出电电压。电压调节器控制直流电压和直流电流。直流电压和直流电流输送到产生输出电压的发电机。电压调节器感应导线 "20", "22" 和 "24" 处的发电机输出电压。然后电压调节器通过导线 "F1" 和 "F2" 向励磁机提供受控的直流电压和直流电流。

注: 关于电压调节的更多信息，请参见电压调节器, "保养手册"。

电压调节器感知输出电压降低时，会提高直流电压和直流电流。该直流电压和直流电流通过导线 "F1" 和 "F2" 输送到励磁机。励磁机磁场的磁场增加。随着励磁机磁场中的磁场增加，励磁机电枢中诱发的交流电压增加。励磁机电枢 (L2) 中增加的交流电压导致交流电增加。然后交流电经三相全波桥式整流器电路整流。该整流器电路由以下二极管组成：CR1, CR2, CR3, CR4, CR5 和 CR6。来自桥式整流器的增加直流输出通过导线输送到主磁场线圈 (L3) 。这些导线沿发电机轴布线。流经主磁场线圈的增加电流使发电机磁场增加。增加的磁场使主电枢 (L4) 的交流电压增加。三相交流电压增加，直至电压调节器不再感知到输出电压降低。

电压调节器感知到输出电压增加时，将降低输送到励磁机的直流电压和电流。这会导致发电机输出电压降低。

自励磁发电机起动需要残留磁性。停机后残余少量磁性的磁钢上的主励磁线圈已破损。年深日久或经历特定状况后，残留磁性可能降低。这样，残留磁性就不足以起动发电流程。这种情况下，请参考测试和调整章节, "励磁机磁场 - 起励"。

整流器电路

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图 4	g00610163
整流器电路 (CR1 - CR6) 二极管 (CR7) 变阻器 (L2) 励磁机电枢（转子） (L3) 主磁场（转子） (R5) 电阻器

以下二极管构成桥式整流器电路：CR1, CR2, CR3, CR4, CR5 和 CR6。桥式整流器电路从励磁机电枢 (L2) 获取三相交流电。桥式整流器电路将交流电整流成直流电。然后直流电源传输至主磁场 (L3) 。

二极管 "CR1" - "CR6" 包含在旋转整流器块中。目前， SR4B 发电机中使用三种不同的旋转整流器块。发电机类型和尺寸决定了使用的旋转整流器块。

有三种旋转整流器块：

两个二极管的整流器块 - 两个二极管的整流器块含有两个二极管。需要三个相同的块。

三个二极管的整流器块 - 三个二极管的整流器块含有三个二极管。需要两个不同的块。一个块是正极，另一个是负极。

六个二极管的整流器块 - 六个二极管的整流器块含有六个二极管。需要一个块。

整流电流会产生热量。旋转整流器块固定连接到吸热设备。这些吸热设备散开热量。这些吸热设备还使旋转整流器块可以在较低温度下运转。

两个二极管的整流器块

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图 5	g00610186
两个二极管的整流器块

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图 6	g00610197
三个二极管的整流器块的位置

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图 7	g00610202
三个二极管的整流器块配线 (1) "L2"（导线通道） (2) 吸热设备组件 (3) 三个二极管的整流器块 (4) "L3"（导线通道） (5) R5 (6) CR7

三个相同的两个二极管的整流器块 (3) 互相串接，组成桥式整流器电路。每个两个二极管的整流器块包含以下一组两个二极管：

"CR1" 和 "CR4"
"CR2" 和 "CR5"
"CR3" 和 "CR6"

两个二极管的整流器块必须正确接线。请参阅插图 7。每个"交流电"端子连接到一个励磁机电枢导线 (1) 。 "正极"端子相互连接。 "正极"端子还连接到主磁场的一个 "L3" 导线 (4) 。 "负极"端子相互连接。 "负极"端子还连接到主磁场的一个 "L3" 导线 (4) 。

两个二极管的整流器块 (3) 安装到吸热设备组件 (2) 。吸热设备组件位于发电机轴端。吸热设备组件 (2) 也包含变阻器 (6) 和电阻器 (5) 。变阻器和电阻器用于保护发电机电路。请参考发电机运行, "- 发电机电路保护"。

三个二极管的整流器块

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图 8	g00610236
三个二极管的整流器块 (1) 正极整流器块 (2) 负极整流器块

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图 9	g00610240
两个三个二极管的整流器块位置

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图 10	g00610241
三个二极管的整流器块配线 (1) 正极整流器块 (2) 负极整流器块 (3) "L3"（两线通道） (4) 吸热设备组件 (5) R5 (6) "L2"（三线通道） (7) CR7

要组成桥式整流器电路，将两个类似的三个二极管的整流器块相连。每个三个二极管的整流器块均包含三个二极管。正极整流器块 (1) 包含二极管 "CR1"、"CR2" 和 "CR3"。负极整流器块 (2) 包含二极管 "CR4"、"CR5" 和 "CR6"。

三个二极管的整流器块必须正确接线。请参阅插图 10。每个"交流电"端子连接到励磁机电枢 (6) 中的"L2" 导线。 "正极"端子相互连接。 "正极"端子还连接到主磁场的一个 "L3" 导线 (3) 。 "负极"端子相互连接。 "负极"端子还连接到主磁场的一个 "L3" 导线 (3) 。

正极整流器块 (1) 和负极整流器块 (2) 安装到吸热设备组件 (4) 。吸热设备组件位于发电机轴端。吸热设备组件 (4) 也包含变阻器 (7) 和电阻器 (5) 。变阻器和电阻器用于保护发电机电路。请参考发电机运行, "- 发电机电路保护"。

六个二极管的整流器块

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图 11	g00610322
六个二极管的整流器块

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图 12	g00610330
六个二极管的整流器块位置（内置轴承）

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图 13	g00610335
六个二极管的整流器块位置（外置轴承） (1) 励磁机 (2) 六个二极管的整流器块 (3) 盘 (4) 主磁场

六个二极管的整流器块包含桥式整流器电路的六个二极管。每个"交流电"端子连接到一个励磁机电枢导线。 "正极"端子和"负极"端子连接到主磁场 (4) 。

在内置轴承式发电机上，六个二极管的整流器块位于发电机轴端。在外置轴承式发电机上，六个二极管的整流器块 (2) 安装在盘 (3) 上。盘 (3) 位于励磁机 (1) 和主磁场 (4) 之间。

六个二极管的整流器块还包含变阻器 (CR7) ，用于保护发电机电路。请参考发电机运行, "- 发电机电路保护"。

发电机电路保护

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图 14	g00609975
PMPE 发电机配线图 (CR1 - CR6) 二极管 (CR7) 变阻器 (L1) 励磁机磁场（定子〕 (L2) 励磁机电枢（转子） (L3) 主磁场（转子） (L4) 主电枢（定子） (L5) 副励磁机电枢 (PM) 永久磁体 (R5) 电阻器 (RFA) 旋转磁场总成 (TR1) 选装的电压降变压器 (T0、T1、T2、T3、T7、T8、T9) 发电机端子及/或发电机引线

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图 15	g00610379
变阻器 (CR7)

变阻器 (CR7) 通过抑制异常瞬态峰值电压保护以下二极管：CR1, CR2, CR3, CR4, CR5 和 CR6。在使用两个二极管的整流器块或三个二极管的整流器块的发电机上，变阻器 (CR7) 是一个单独部件，安装在吸热设备组件上。在使用六个二极管的整流器块的发电机上，变阻器 (CR7) 包含在六个二极管的整流器块中。

注: 某些发电器还提供另一个变阻器 (CR8) ，以增强保护。

电阻器 (R5) 是安装在吸热设备组件上的单独部件。电阻器仅用于某些较大的发电机。电阻器 (R5) 从绝缘绕组输送低电阻电路到旋转磁场总成 (RFA) 的轴和芯。电阻器 (R5) 的电阻值为 27000 欧姆。绕组上的空气摩擦可能造成静电荷。如果未安装电阻器，这些电荷可能造成电压升高，从而损坏绕组绝缘层。电阻器 (R5) 可以让电荷在产生时即消散。电阻器还防止电压升高。由于电阻器 (R5) 的电阻值和额定功率，旋转磁场总成（RFA）上任意位置的接地故障都不会阻止发电机正常运转。接地故障不会损坏电阻器 (R5) 。

电压调节器和相关部件也同样保护发电机。所有电压调节器都有保险丝，可阻止电流流向励磁机。如果励磁机无电压，发电机输出电压会降低到极低电位。这些保险丝可快速熔断。这样可以防止由其他部件故障导致的二次损坏。如果要更换保险丝，务必使用型号和电流额定值相同的保险丝。如果使用额定值较大或不能迅速断开的保险丝，则保险丝不会起到防止其他部件损坏的作用。

所有电压调节器均有过电流保护电路，也可以断开励磁回路。

注: 有关电压调节的更多信息，请参见相应的电压调节器保养手册。