無刷發(fā)電機
通常同步發(fā)電機采用旋轉磁極式,交流勵磁機采用旋轉電樞式。交流勵磁機的轉子和旋轉整流器與發(fā)電機轉子在同一根軸上,這樣交流勵磁機發(fā)出的中頻交流電經同軸的旋轉整流器整流成直流電,再送至同軸的發(fā)電機勵磁繞組,所以替代了碳刷與滑環(huán)。
無刷發(fā)電機的不足之處是勵磁系統(tǒng)的電磁慣性大,因而其動態(tài)特性相對較差。為了提高動態(tài)特性,采取的措施是交流勵磁機采用中頻頻率。由于受發(fā)電機體積尺寸與所需勵磁功率的制約,大多數(shù)艦船用無刷發(fā)電機的交流勵磁機的頻率為100~150Hz。另外,無刷發(fā)電SJLX寸旋轉整流器的制造和安裝工藝要求較高。
無刷勵磁方式,一般是指交流勵磁機的勵磁形式。目前,艦船用無刷發(fā)電機所采用的無刷勵磁方式主要有以下兩種。
直接可控勵磁
直接可控勵磁方式如下圖所示。由圖所知,交流勵磁機的勵磁功率直接來自發(fā)電機的出線端。發(fā)電機起壓時,由轉子主磁極的剩磁在發(fā)電機定子4中產生剩磁電壓,這一剩磁電壓通過自動電壓調整器6對交流勵磁機的定子繞組5進行勵磁,這樣在交流勵磁機轉子3中感生出中頻的交流電,經旋轉整流器2整流成直流,作為發(fā)電機磁場的勵磁電流。這種勵磁方式簡單方便,但動態(tài)性能稍差。
可控復勵勵磁
可控復勵勵磁方式如下圖所示。它的特點是交流勵磁機有兩套勵磁繞組WE1與WE2電流互感提供的二次電流,經整流橋向WE1繞組提供適量的勵磁功率;發(fā)電機出線端經過自動電壓調整器AVR向另一個繞組WE2提供一定的勵磁功率。勵磁繞組WE1的勵磁電流與負載電流的變化成正比,即具有電流復勵的作用,因此其動態(tài)性能優(yōu)良,由于增設了電力電流互感器,所以其相應成本和體積都有所增加。
能實現(xiàn)無刷雙頻發(fā)電,也能實現(xiàn)無刷變頻發(fā)電。雙頻變頻無刷同步發(fā)電機能使雙頻發(fā)電和變頻發(fā)電實現(xiàn)無刷化,取消了滑環(huán)電刷,無火花高頻干擾,無滑環(huán)與炭刷磨損問題;發(fā)電時工頻和中頻電壓互不干擾,電壓波形下弦性好,供電品質優(yōu)良;發(fā)電機可靠性高,維護簡單,容易實現(xiàn)電站的智能自動化控制。
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