無刷勵磁同步電機(jī)簡介

無刷勵磁同步電機(jī)，勵磁電流不通過電刷和集電環(huán)送入的一種同步電機(jī)。軸上附有旋轉(zhuǎn)電樞型的交流勵磁機(jī),勵磁機(jī)輸出的交流電經(jīng)過安裝在轉(zhuǎn)軸上的整流器成為直流電,直接送入該同步電機(jī)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(hù)簡單，可靠性高，可長期連續(xù) 運(yùn)行且實現(xiàn)少維護(hù)或免維護(hù)。

(2)因沒有旋轉(zhuǎn)接觸的導(dǎo)電部件，不會產(chǎn)生火花，適用于有易燃?xì)怏w及多粉 塵等惡劣環(huán)境條件下的運(yùn)行場合。

(3)勵磁功率較小，AVR的可靠性設(shè)計易于實現(xiàn)。

(4)對主機(jī)而言，屬于他勵式同步發(fā)電機(jī)，易于并聯(lián)運(yùn)行。

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

無刷勵磁發(fā)電機(jī)的軸端頭是一臺交流發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子是發(fā)電繞組，發(fā)出的電流通過固定在發(fā)電機(jī)軸上的導(dǎo)線引導(dǎo)固定在軸上的硅整流管，整流后的直流直接進(jìn)入轉(zhuǎn)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(fēng)靡過一段時間，但是由于整流管壞了就得停機(jī)，所以已經(jīng)用的很少了，基本都采用自復(fù)勵系統(tǒng)。

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

在一般中小型無刷同步發(fā)電機(jī)中，副勵磁機(jī)多數(shù)省略。而由主機(jī)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(jī)的勵磁功率。

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

無刷發(fā)電機(jī)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(jī)采用中頻頻率，由于受發(fā)電機(jī)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(jī)勵磁機(jī)的頻率在100～150 Hz。另外無刷發(fā)電機(jī)對旋轉(zhuǎn)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(jī)采用交流勵磁機(jī)加半導(dǎo)體整流的方式對同步發(fā)電機(jī)進(jìn)行勵磁，取得了良好的效果，已經(jīng)普遍采用半導(dǎo)體勵磁方式。也分為他勵半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)和自勵半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)。他勵半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)按照半導(dǎo)體整流器是靜止還是旋轉(zhuǎn)的分為他勵靜止式半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)和他勵旋轉(zhuǎn)式半導(dǎo)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(dǎo)體與交流勵磁機(jī)同主發(fā)電機(jī)同軸一起旋轉(zhuǎn)。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(jī)發(fā)出電能經(jīng)過晶閘管給交流勵磁機(jī)供電，副勵磁機(jī)一般選用交流電頻率較高的電機(jī)。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(dá)的時代，勵磁控制器可以由DSP 芯片構(gòu)建?？梢源蟠筇岣呖刂齐娐返男詢r比。勵磁機(jī)勵磁繞組產(chǎn)生相應(yīng)的勵磁電流，為交流勵磁機(jī)勵磁。交流勵磁機(jī)電樞電壓頻率一般比工頻高1到2倍。交流勵磁機(jī)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(jī)勵磁繞組供電。