無刷勵磁同步電機

無刷勵磁同步電機，勵磁電流不通過電刷和集電環(huán)送入的一種同步電機。軸上附有旋轉電樞型的交流勵磁機,勵磁機輸出的交流電經(jīng)過安裝在轉軸上的整流器成為直流電,直接送入該同步電機的勵磁繞組。

無刷勵磁方式的特點：

(1)無刷勵磁沒有接觸部件碳刷和滑環(huán)，維護簡單，可靠性高，可長期連續(xù) 運行且實現(xiàn)少維護或免維護。

(2)因沒有旋轉接觸的導電部件，不會產(chǎn)生火花，適用于有易燃氣體及多粉 塵等惡劣環(huán)境條件下的運行場合。

(3)勵磁功率較小，AVR的可靠性設計易于實現(xiàn)。

(4)對主機而言，屬于他勵式同步發(fā)電機，易于并聯(lián)運行。

(5)與有刷發(fā)電機相比，體積較大，有效材料消耗較多。2100433B

無刷勵磁發(fā)電機的軸端頭是一臺交流發(fā)電機，其轉子是發(fā)電繞組，發(fā)出的電流通過固定在發(fā)電機軸上的導線引導固定在軸上的硅整流管，整流后的直流直接進入轉子繞組，其中沒有整流刷這個東西，所以稱為無刷勵磁。曾經(jīng)風靡過一段時間，但是由于整流管壞了就得停機，所以已經(jīng)用的很少了，基本都采用自復勵系統(tǒng)。

典型的無刷發(fā)電機由五個部分組成： ①主發(fā)電機；②交流勵磁機；③旋轉整流器裝置；④自動電壓調節(jié)器； ⑤永磁副勵磁機 (選用部件)。

在一般中小型無刷同步發(fā)電機中，副勵磁機多數(shù)省略。而由主機定子中的輔助繞組或主繞組抽頭來代替副勵磁提供交流勵磁機的勵磁功率。

在三相無刷同步發(fā)電機中，交流勵磁機的型式有轉樞式同步發(fā)電機、異步 發(fā)電機和旋轉相復勵變壓器等，但以轉樞式三相同步發(fā)電機式的交流勵磁機使 用最廣泛。三相勵磁機的利用系數(shù)較高，有利于縮小體積。

無刷發(fā)電機的不足之處是勵磁系統(tǒng)的電磁慣性大，故而動態(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)船用無刷發(fā)電機勵磁機的頻率在100～150 Hz。另外無刷發(fā)電機對旋轉整流器的制造和安裝工藝要求較高。

60年代初期，國外開始在中型發(fā)電機采用交流勵磁機加半導體整流的方式對同步發(fā)電機進行勵磁，取得了良好的效果，已經(jīng)普遍采用半導體勵磁方式。也分為他勵半導體勵磁系統(tǒng)和自勵半導體勵磁系統(tǒng)。他勵半導體勵磁系統(tǒng)按照半導體整流器是靜止還是旋轉的分為他勵靜止式半導體勵磁系統(tǒng)和他勵旋轉式半導體勵磁系統(tǒng)。前者雖然去掉了換向火花的問題。但是系統(tǒng)還是需要滑環(huán)和炭刷。后者由于半導體與交流勵磁機同主發(fā)電機同軸一起旋轉。不需要經(jīng)過滑環(huán)和炭刷。因此被稱為無刷勵磁系統(tǒng)。

無刷勵磁的勵磁繞組由副勵磁機發(fā)出電能經(jīng)過晶閘管給交流勵磁機供電，副勵磁機一般選用交流電頻率較高的電機。晶閘管可控制流器的通斷是由勵磁控制器控制的，在數(shù)字芯片發(fā)達的時代，勵磁控制器可以由DSP 芯片構建?？梢源蟠筇岣呖刂齐娐返男詢r比。勵磁機勵磁繞組產(chǎn)生相應的勵磁電流，為交流勵磁機勵磁。交流勵磁機電樞電壓頻率一般比工頻高1到2倍。交流勵磁機感生出的電勢經(jīng)過不可控整流橋整流，產(chǎn)生出的直流電流為發(fā)電機勵磁繞組供電。