无刷发电机及励磁系统的调试.pptVIP

无刷同步发电机 无刷励磁系统实例 一、无刷同步发电机 1．有刷发电机存在的问题 ①碳刷与滑环磨损的碳粉既脏又会导致发电机绝缘下降，严重时将影响发电机的安全运行，故此需要经常做维护、保养； ②碳刷与滑环在运动中的电气连接，会出现电火花产生干扰电磁波，不仅会影响无线电通信，而且是自动化机舱发生误报警、误动作的主要干扰信号源之一。 2．无刷发电机的基本思路 把常规发电机定、转子间的直接电的联接改为磁的联系。 这就需要一个励磁机(Exciter)与发电机相配合如图9-49所示。发电机采用旋转磁场式，其励磁绕组1装在转子上；而交流励磁机采用旋转电枢式，其励磁绕组5装在定子上。发电机的励磁绕组1和励磁机的电枢绕组3固定于同一转轴上，转轴上还有整流器2，称为旋转整流器，这样，转子部分自成闭合电路。励磁机的励磁电流则由发电机通过励磁调节装置6提供。 图9-49 直接可控励磁方式1—发电机转子(磁场)；2—旋转整流器；3—励磁机转子(电枢)；4—发电机定子(电枢)；5—励磁机定子(磁场)；6—自动电压调整器(AVR) 3．无刷励磁 这种结构形式没有换向器和碳刷滑环，发电机的励磁电流由交流励磁机提供，若我们把励磁机看作是一个放大励磁电流的器件，自励方式的各种励磁调节装置仍可应用于无刷励磁方式中，最典型的就是相复励装置了。由于调节装置调节对象是励磁机的励磁电流，与自励装置相比，其输出功率则会显著减小。 4．无刷励磁带来的问题及解决方案 由于交流励磁机的引入，励磁调节系统中增加了一个较大的电磁惯性环节，系统的动态性能变差了，一般可采取以下措施： (1)电机采用隐极转子，减小转子漏抗，从而减小暂态电抗，电压恢复时间缩短。但制造工艺较凸极机复杂，要求励磁电流较大。 (2)在发电机转子上安装阻尼绕组，使次暂态电抗减小。 (3)适当提高交流励磁机的频率，以减小其时间常数。但磁极数太多会增加制造上的困难。 (4)采用强励性能好的励磁装置。 为了改善动态性能，更为有效的措施是改旋转整流器为旋转可控硅，如图9-50所示。虽然仍由励磁机为发电机提供励磁电流，但励磁电流的调节回路把励磁机排除在外了，调节装置从发电机电路中取得电压、电流信号及电压偏差信号，通过旋转变压器把可控硅需要的触发脉冲信号传到转子上。旋转变压器的电感量小、信号频率高，所以其电磁惯性比励磁机小得多。触发脉冲也可通过旋转电容器、光环等结构来传送。 图9-50 采用旋转可控硅的无刷励磁 使用可控硅元件后，将会影响到发电机的起压，因此，实用装置中还须配一个辅助励磁机，如图9-51所示。辅励磁机EP(Pilot Exciter)是一个永磁式小发电机，当转子达额定转速时，其定子电枢绕组就建立额定电压，向励磁机的励磁绕组及调节装置供电，使它们正常工作。因此发电机的起压与其自身剩磁电压无关。 图9-51 有辅助励磁机的无刷励磁系统 二、无刷励磁系统实例