电动机应选择多大的功率柴油发电机？
发布时间：2024-12-14 点击：405
柴油发电机组与电动机的匹配数据分析
对于柴油发电机组容量的选择，有些设计人员往往采用估算法，很少检验发电机启动时是否满足瞬时压降、最大峰值电流及最大峰值功率等要求。康明斯公司在本文中通过计算比较，指出哪种电动机的启动顺序方式对发电机的启动更为有利。
一、容量选择
1、第一步，根据负载之和初选发电机容量，并检验柴油发电机在负荷峰值电流冲击下的电压降，使其不超过允许值；
2、第二步，校验柴油机的能力，即在负载峰值功率（与电动机有效启动容量相似的涵义）冲击下，柴油机不得熄火停转，而应使所拖动的发电机把负载电动机启动起来，也就是柴油机的功率必须大于负荷的峰值功率。
完成第一步工作后，可求出负载峰值电流为负荷电流的多少倍，查图1的曲线，检验电压降，看看发电机能否满足要求。第二步工作，需计算出作用在柴油机轴上的峰值功率，并与柴油机制动功率比较。
图1 柴油发电机最大峰值电流与瞬时压降关系图
二、选型校验表
现以康明斯（cummins）柴油发电机为例（该柴油发电机允许端电压瞬时压降为20%）说明这一过程。
选一台康明斯柴油发电机，为功率分别为15kw、27kw、27kw、27kw、45kw、55kw、95kw 的异步电动机供电，按三种启动次序启动，表1为按电动机的功率由小到大次序方式启动，表2按电动机功率由大到小次序方式启动，表3为按电动机启动电流由大到小次序方式启动。根据负荷电流初选主发电机功率为360kw，型号为cv360。
下面分别按表1～3的计算结果进行校验：
（1）在表1中，最大峰值电流为731.1a，最大峰值功率为411.3kw，初选机组cv360的长期持续电流（即额定电流）684a，峰值电流为发电机额定电流731.1/684=1.07倍。查图中的曲线，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的16%。此机组柴油机的制动功率为360×1.1=396（kw）（柴油机制动功率按发电机主发电功率千瓦数的1.1倍配备），不满足发电机峰值功率411.3kw的要求。
（2）在表2中，最大峰值电流为778.4a，最大峰值功率388.2kw，检验计算方法同上，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的17%，机组柴油机的制动功率396kw，满足发电机峰值功率388.3kw 的要求。
（3）在表3中，最大峰值电流为636.4a，最大峰值功率386.3kw，检验计算方法同上，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的14%，机组柴油机的制动功率396kw，满足发电机峰值功率386.3kw 的要求。
经比较，电动机按表1启动顺序方式虽满足发电机的瞬时电压降（20%）要求，但不满足发电机峰值功率要求，而电动机按表2或表3启动顺序方式不但满足持续负荷要求，也同时满足电压降及功率峰值的要求。但表3的最大峰值电流及最大峰值功率为最小，这对发电机的启动更为有利。
表1按电动机的功率由小到大次序方式启动
启动顺序
电动机功率
(kw)
启动方式
负荷电流
(a)
启动电流
(a)
峰值电流
(a)
电动机输入功率
(kw)
启动功率
(kw)
峰值功率
(kw)
1
15.0
直接启动
28.4
170.5
170.5
18.8
42.7
42.7
2
27.0
直接启动
51.1
306.8
335.2
33.8
77.0
95.7
3
27.0
直接启动
51.1
306.8
386.4
33.8
77.0
129.5
4
27.0
直接启动
51.1
306.8
437.5
33.8
77.0
163.2
5
45.0
星-三角启动
85.2
170.5
352.3
56.3
78.8
198.8
6
55.0
星-三角启动
104.2
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一、容量选择
1、第一步，根据负载之和初选发电机容量，并检验柴油发电机在负荷峰值电流冲击下的电压降，使其不超过允许值；
2、第二步，校验柴油机的能力，即在负载峰值功率（与电动机有效启动容量相似的涵义）冲击下，柴油机不得熄火停转，而应使所拖动的发电机把负载电动机启动起来，也就是柴油机的功率必须大于负荷的峰值功率。
完成第一步工作后，可求出负载峰值电流为负荷电流的多少倍，查图1的曲线，检验电压降，看看发电机能否满足要求。第二步工作，需计算出作用在柴油机轴上的峰值功率，并与柴油机制动功率比较。
图1 柴油发电机最大峰值电流与瞬时压降关系图
二、选型校验表
现以康明斯（cummins）柴油发电机为例（该柴油发电机允许端电压瞬时压降为20%）说明这一过程。
选一台康明斯柴油发电机，为功率分别为15kw、27kw、27kw、27kw、45kw、55kw、95kw 的异步电动机供电，按三种启动次序启动，表1为按电动机的功率由小到大次序方式启动，表2按电动机功率由大到小次序方式启动，表3为按电动机启动电流由大到小次序方式启动。根据负荷电流初选主发电机功率为360kw，型号为cv360。
下面分别按表1～3的计算结果进行校验：
（1）在表1中，最大峰值电流为731.1a，最大峰值功率为411.3kw，初选机组cv360的长期持续电流（即额定电流）684a，峰值电流为发电机额定电流731.1/684=1.07倍。查图中的曲线，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的16%。此机组柴油机的制动功率为360×1.1=396（kw）（柴油机制动功率按发电机主发电功率千瓦数的1.1倍配备），不满足发电机峰值功率411.3kw的要求。
（2）在表2中，最大峰值电流为778.4a，最大峰值功率388.2kw，检验计算方法同上，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的17%，机组柴油机的制动功率396kw，满足发电机峰值功率388.3kw 的要求。
（3）在表3中，最大峰值电流为636.4a，最大峰值功率386.3kw，检验计算方法同上，可求得发电机瞬时端电压降为额定电压的14%，机组柴油机的制动功率396kw，满足发电机峰值功率386.3kw 的要求。
经比较，电动机按表1启动顺序方式虽满足发电机的瞬时电压降（20%）要求，但不满足发电机峰值功率要求，而电动机按表2或表3启动顺序方式不但满足持续负荷要求，也同时满足电压降及功率峰值的要求。但表3的最大峰值电流及最大峰值功率为最小，这对发电机的启动更为有利。
表1按电动机的功率由小到大次序方式启动
启动顺序
电动机功率
(kw)
启动方式
负荷电流
(a)
启动电流
(a)
峰值电流
(a)
电动机输入功率
(kw)
启动功率
(kw)
峰值功率
(kw)
1
15.0
直接启动
28.4
170.5
170.5
18.8
42.7
42.7
2
27.0
直接启动
51.1
306.8
335.2
33.8
77.0
95.7
3
27.0
直接启动
51.1
306.8
386.4
33.8
77.0
129.5
4
27.0
直接启动
51.1
306.8
437.5
33.8
77.0
163.2
5
45.0
星-三角启动
85.2
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