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无刷励磁系统


无刷励磁系统
他励和自励交流励磁机系统中,发电机励磁电流全部由可控硅(或 二极管)供给,而可控硅(或二极管)是静止故称为静止励磁。静止 励磁系统中要滑环才能向旋转发电机转子提供励磁电流。 滑环是一种 转动接触元件。发电机容量快速增大,巨型机组出现,转子电流大大 增加(3000~5000 安培),转子滑环中如此大电流,滑环数量就要 增加很多。防止机组运行当中个别滑环过热,每个滑环必须分担同样 大小电流。提高励磁系统可靠性取消滑环这一薄弱环节,使整个励磁 系统都无转动接触元件,就产生了无刷励磁系统, 无刷励磁系统方案之一,副励磁机 FL 是一个永磁式中频发电机, 其永磁部分画旋转部分虚线框内。为实现无刷励磁,主励磁机与一般 同步发电机工作原理基本相同,电枢是旋转。其发出三相交流电二极 管整流后,直接送到发电机转子回路作励磁电源,励磁机电枢与发电 机转子同轴旋转,它们之间不需要任何滑环与电刷等转动接触元件, 这就实现了无刷励磁。主励磁机励磁绕组 JLLQ 是静止,即主励磁机 是一个磁极静止,电枢旋转同步发电机。静止励磁机励磁绕组便于自 动励磁调节器实现对励磁机输出电流控制, 以维持发电机端电压保持 恒定。 无刷励磁系统方案之二,方案一中,考虑到励磁机励磁绕组 LLQ 时 间常数,其响应速度较慢。提高响应速度可以采用方案二,就是将可 控硅整流桥装设旋转部分,代替方案一旋转部件中二极管整流桥。方 案二中由中频副励磁机 ZPF 供电给交流主励磁机 JL 直流励磁绕组

JLLQ。可控硅触发脉冲由同轴旋转触发脉冲发生器 PG 供给。PG 也是 一个由多相绕组组成电枢,它磁场由 d、q 两个互相垂直绕组磁场合 成,当 d、q 磁场大小作各种不同变化时,PG 合成磁场(相对 JLLQ 磁场)就作不同角度转变,转变范围为 90°。这样就使 PG 触发脉冲 与主励磁机 JL 各相交流电压之间,产生不同相角变化,控制主励磁 机送至发电机转子绕组励磁电流大小, 以达到维持发电机端电压恒定 目。 方案二中,不必考虑主励磁机励磁绕组 JLLQ 时间常数影响,其响应 速度比方案一快,其自动励磁调节器输出他励磁系统不同,显较为复 杂一些,但并不难实现。总来说,其优点是:革滑环和碳刷等转动接 触部分。其缺点是:监视与维修上有其不方便之处。与转子回路直接 连接元件都是旋转,转子回路电压电流都不能用普通直流电压表、直 流电流表直接进行监视,转子绕组绝缘情况便监视,二极管与可控硅 运行状况,接线是否开脱,熔丝是否熔断等等都不便监视。运行维护 上不太方便。但科技发展,监视问题正到逐步解决。无励磁机发电机 自并励系统优点是:不需要同轴励磁机,系统简单,运行可靠性高; 缩短了机组长度,减少了基建投资及有利于主机检修维护;由可控硅 元件直接控制转子电压,可以获较快励磁电压响应速度;由发电机机 端获取励磁能量,与同轴励磁机励磁系统相比,发电机组甩负荷时, 机组过电压也低一些。


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