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无刷发电机
时间:2020-04-20 08:11

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  无刷发电机实际上是两台发电机构成的,一台作为励磁机,一台才是主发电机,还有二极管(或晶闸管)构成的旋转整流器。主发电机的励磁绕组在转子,电枢绕组在定子(将发出的电输出)。励磁机的电枢绕组在转子,励磁绕组在定子。1950年代由美国人克莱伦斯.算恩发明。

  自励恒压同步发电机的励磁电流,需经过电刷装置(包括碳刷与滑环)流入发电机励磁绕组。碳刷与滑环磨损出的碳粉容易导致发电机的绝缘下降,因此需要经常进行清理维护工作;此外电刷装置产生的电火花易影响无线电通信,是导致自动化机舱发生误报警、误动作。因此无刷励磁系统应运而生,即发电机的励磁电流由交流励磁机提供,即属于他励形式。

  通常同步发电机采用旋转磁极式,交流励磁机采用旋转电枢式。交流励磁机的转子和旋转整流器与发电机转子在同一根轴上,这样交流励磁机发出的中频交流电经同轴的旋转整流器整流成直流电,再送至同轴的发电机励磁绕组,所以替代了碳刷与滑环。

  无刷发电机的不足之处是励磁系统的电磁惯性大,因而其动态特性相对较差。为了提高动态特性,采取的措施是交流励磁机采用中频频率。由于受发电机体积尺寸与所需励磁功率的制约,大多数舰船用无刷发电机的交流励磁机的频率为100~150Hz。另外,无刷发电SJLX寸旋转整流器的制造和安装工艺要求较高。

  无刷励磁方式,一般是指交流励磁机的励磁形式。舰船用无刷发电机所采用的无刷励磁方式主要有以下两种。

  直接可控励磁方式如下图所示。由图所知,交流励磁机的励磁功率直接来自发电机的出线端。发电机起压时,由转子主磁极的剩磁在发电机定子4中产生剩磁电压,这一剩磁电压通过自动电压调整器6对交流励磁机的定子绕组5进行励磁,这样在交流励磁机转子3中感生出中频的交流电,经旋转整流器2整流成直流,作为发电机磁场的励磁电流。这种励磁方式简单方便,但动态性能稍差。

  绕组提供适量的励磁功率;发电机出线端经过自动电压调整器AVR向另一个绕组WE

  的励磁电流与负载电流的变化成正比,即具有电流复励的作用,因此其动态性能优良,由于增设了电力电流互感器,所以其相应成本和体积都有所增加。

  无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁,其转子电枢绕组将发出交流电,经过旋转整流器后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电,从而使主发电机在定子的电枢绕组感应出所需的交流电来。这就是一般交流发电机的“无刷”工作原理。

  这是一种双频变频无刷同步发电机,该双频变频无刷同步发电机中频(400 Hz)发电机、工频(50 Hz)发电机,交流励磁机、旋转整流器、无刷投励装置、离合器、风扇、机座、前端盖、后端盖和轴承等组成,变频无刷发电机则是某种频率(50 Hz)的发电机利用外电进行异步启动、同步投励、同步运行,驱动另一种频率(400 Hz)的发电机发电,整个过程都是无刷化。

  能实现无刷双频发电,也能实现无刷变频发电。双频变频无刷同步发电机能使双频发电和变频发电实现无刷化,取消了滑环电刷,无火花高频干扰,无滑环与炭刷磨损问题;发电时工频和中频电压互不干扰,电压波形下弦性好,供电品质优良;发电机可靠性高,维护简单,容易实现电站的智能自动化控制。

  无刷发电机最早装用的是南京NJ131A型汽车,如供柴油车配套的带线型发电机。它与有刷发电机相比,应该说故障率较少。维修时,应先拆下发电机后尾的真空泵,将各硅元件以及与定子绕组的连接线用烙铁分开,测量正反硅元件电阻值,若有异常则更换。然后再测量定子各绕组的对壳绝缘,以及检查激磁绕组电阻值(19~20Ω)。若各部电阻值正常,可检查发电机线]