無刷勵磁

一台交流發電機

無刷勵磁是不需要經過滑環和炭刷的勵磁系統。中小型三相同步發電機主要分為無刷勵磁系統和有刷勵磁系統兩大類。

無刷勵磁系統由電壓調節器對交流勵磁機的勵磁繞組勵磁勵磁機電樞繞組產生的交流電經旋轉整流器整流 后供主發電機的磁場繞組勵磁。

無刷勵磁系統有著本身不可被代替的優點,在危險工況下能穩定的運行,是現代中小型電機和大型無刷勵磁系統的首選勵磁方式

特點


無刷勵磁方式的特點:
(1)無刷勵磁沒有接觸部件碳刷滑環,維護簡單,可靠性高,可長期連續 運行且實現少維護或免維護。
(2)因沒有旋轉接觸的導電部件,不會產生火花,適用於有易燃氣體及多粉 塵等惡劣環境條件下的運行場合。
(3)勵磁功率較小,AVR的可靠性設計易於實現。
(4)對主機而言,屬於他勵式同步發電機,易於並聯運行。
(5)與有刷發電機相比,體積較大,有效材料消耗較多。
電力系統
▪ 電力系統▪ 交流系統▪ 直流系統▪ 交直流並聯輸電▪ 一次系統
▪ 二次系統▪ 電力系統互聯▪ 互聯電力系統▪ 非同步聯接▪ 聯網效益
▪ 電力系統管理▪ 工頻▪ 系統標稱電壓▪ 電壓等級▪ 低壓
▪ 高壓▪ 超高壓▪ 特高壓▪ 高壓直流▪ 特高壓直流
▪ 系統運行電壓▪ 系統最高運行電壓▪ 系統最低運行電壓▪ 線電壓▪ 相電壓
▪ 線對地電壓▪ 電力系統最大可能出力▪ 電力系統最大發電負荷▪ 電力系統最小發電負荷▪ 發電機可能出力
▪ 發電廠最小出力▪ 發電計劃▪ 基荷機組▪ 調節負荷機組▪ 尖峰負荷機組
▪ 交流輸電▪ 直流輸電▪ 靈活交流輸電▪ 超導輸電▪ 輸電容量
其他科技名詞
▪ 輸電效率▪ 電[力]網▪ 輸電▪ 變電▪ 供電
▪ 電網結構▪ 電力系統圖▪ 系統連接方式▪ 系統運行結線方式▪ 系統單線圖
▪ 受端系統▪ 送端系統▪ 主幹電網▪ 電磁環網▪ 網格系統
▪ 地下[輸電]系統▪ 架空[輸電]系統▪ 電力系統聯絡線▪ 單電源供電▪ 雙電源供電
▪ 備用電源▪ 饋線▪ 單饋線▪ 支線▪ T接線路
▪ 接戶線路▪ 分界點▪ 環形饋線▪ [三相系統]中性點▪ 中性點位移電壓
▪ 中性點接地方式▪ 中性點不接地系統▪ 中性點直接接地系統▪ 中性點阻抗接地系統▪ 中性點諧振接地系統
▪ 網損▪ 網損計算▪ 廠用電率▪ 電力系統儲能▪ 電力系統升級改造
▪ 電力系統數學模型▪ 等效網路▪ 有源等效網路▪ 無源等效網路▪ 網路變換
▪ 星形-三角形變換▪ 三角形-星形變換▪ 系統狀態變數▪ 系統參數▪ 系統阻抗
▪ 故障阻抗▪ 同步電機數學模型▪ 同步電機參數▪ 同步電機相量圖▪ 派克方程
▪ 轉子運動方程▪ 同步電機坐標系統▪ 同步電機磁動勢方程▪ 同步電機電動勢方程▪ 直軸同步電抗
▪ 交軸同步電抗▪ 直軸暫態電抗▪ 交軸暫態電抗▪ 直軸超/次暫態電抗▪ 交軸超/次暫態電抗
▪ 同步電機的時間常數▪ 機組慣性常數▪ 同步發電機暫態電勢▪ 同步發電機超/次暫態電勢▪ 直軸暫態短路時間常數
▪ 直軸超/次暫態短路時間常數▪ 直軸暫態開路時間常數▪ 直軸超/次暫態開路時間常數▪ 交軸暫態短路時間常數▪ 交軸超/次暫態短路時間常數
▪ 交軸暫態開路時間常數▪ 交軸超/次暫態開路時間常數▪ 電樞時間常數▪ 保梯電抗▪ 定子[繞組]電阻
▪ 短路比▪ 同步發電機功[率]角▪ 同步發電機靜[態]穩定▪ 同步發電機動[態]穩定▪ 同步發電機暫[態]穩定
▪ 同步電機參數測定▪ 同步電機不平衡負荷承受能力▪ 同步電機的振蕩▪ 同步電機的突然短路▪ 同步電機的電樞反應
▪ 勵磁系統數學模型▪ 靜止整流器勵磁▪ 無刷勵磁▪ 複合[整流器]勵磁▪ 自並勵靜止勵磁系統
▪ 諧波勵磁▪ 強行勵磁▪ 頂值電壓▪ 勵磁 [調節] 控制系統▪ 自動電壓調節器
▪ 高起始響應勵磁系統▪ 系統穩態▪ 電力網計算▪ 潮流▪ 潮流計算
▪ 標幺制▪ 有名制▪ 基準值▪ 無限大母線▪ 參考節點
▪ 無源節點▪ 負荷節點▪ 電壓控制節點▪ 電壓中樞點▪ 平衡節點
▪ 節點導納矩陣▪ 節點阻抗矩陣▪ 高斯-賽德爾法▪ 牛頓-拉弗森法▪ 快速分解法
▪ 潮流計算直流法▪ 狀態估計▪ 量測冗餘度▪ 負荷數學模型▪ 負荷電壓特性
▪ 負荷頻率特性▪ 動態負荷特性▪ 靜態負荷特性▪ [系統]短路▪ 短路計算
▪ 短路容量▪ 短路電流允許值▪ 遠端短路▪ 近端短路▪ 短路電流
▪ 短路點電流▪ 故障電流▪ 故障點電流▪ 短路電流周期分量▪ 預期短路電流
▪ 對稱短路電流▪ 對稱短路電流初始值▪ 對稱短路視在功率初始值▪ 短路電流非周期分量▪ 短路電流峰值
▪ 穩態短路電流▪ 暫態短路電流▪ 次暫態短路電流▪ 短路電流的熱效應▪ [電力]系統事故
▪ [電力]系統事故處理▪ [電力系統]故障▪ 絕緣故障▪ 損壞性故障▪ 非損壞性故障
▪ 永久性故障▪ 瞬時故障▪ 金屬性短路▪ 線路故障▪ 母線故障
▪ 負荷轉移▪ 三相[對稱]短路▪ 不對稱短路▪ 單相接地故障▪ 兩相相間故障
▪ 兩相對地故障▪ 雙重故障▪ 多重故障▪ 發展性故障▪ 故障清除
▪ 正序網路▪ 負序網路▪ 零序網路▪ 正序阻抗▪ 負序阻抗
▪ 零序阻抗▪ 正序短路電流▪ 負序短路電流▪ 零序短路電流▪ 運算曲線法
▪ 電力系統穩定性▪ 系統暫態▪ 暫態過程▪ 小擾動▪ 大擾動
▪ 功角穩定▪ 電壓穩定▪ [電力系統]電壓崩潰▪ 頻率穩定▪ [電力系統]頻率崩潰
▪ 小擾動穩定性▪ 大擾動穩定性▪ 電力系統中長期穩定性▪ 電力系統靜態穩定性▪ 電力系統靜態不穩定性
▪ 電力系統動態穩定性▪ 電力系統暫態穩定性▪ 穩定儲備係數▪ 穩定措施▪ 電力系統穩定器
▪ 快速切除故障▪ 切負荷▪ 快速勵磁▪ 系統穩定計算▪ 直接法
▪ 交流電機內角▪ 兩電動勢間相角差▪ 搖擺曲線▪ 電力系統模擬裝置▪ 電力系統動態模擬
▪ 電力系統數字模擬▪ 暫態網路分析儀▪ 電力系統振蕩▪ 自持振蕩▪ 低頻振蕩
▪ 同步搖擺▪ 次同步諧振▪ 次同步振蕩▪ 非同步振蕩▪ 振蕩周期
▪ 電力系統正常狀態▪ 電力系統警戒運行狀態▪ 電力系統緊急運行狀態▪ 電力系統恢復狀態▪ 電力系統瓦解
▪ 電力系統黑啟動▪ 電力系統運行▪ 系統運行方式▪ 正常運行方式▪ 穩態運行
▪ 正常檢修運行方式▪ 事故運行方式▪ 事故后運行方式▪ 最小運行方式▪ 最大運行方式
▪ 季運行方式▪ 年運行方式▪ 兩相運行▪ 同步時間▪ 同步時間偏差
▪ 系統同步運行▪ 發電機組計劃運行▪ 電機同步運行▪ 同步電機非同步運行▪ 失步運行
▪ 失磁運行▪ 再同步▪ 並聯同步電機振蕩▪ 兩系統同步▪ 自同步並列
▪ 准同步並列▪ 並列▪ 解列▪ 電網解列▪ 解列點
▪ 合環▪ 解環▪ 電網局部輻射運行▪ 電網局部環式運行▪ 孤立系統
▪ 孤立運行▪ 互聯運行▪ 分網運行▪ 並聯運行▪ 電力系統異常運行
▪ 電力系統頻率異常運行▪ 周期性電壓變化▪ 不平衡運行▪ 非同步運行▪ 非全相運行
▪ 功率/頻率調節▪ 調頻方式▪ 一次調頻▪ 二次調頻▪ 發電機組[二次]功率調節
▪ 機組頻率靜特性▪ [電力]系統頻率靜特性▪ 系統功率/頻率[調節]特性▪ 功率調節範圍▪ 發電機組的調節範圍
▪ 調頻容量▪ 功[率]角▪ 傳輸角▪ 功角特性曲線▪ [電力]系統調峰
▪ 調峰方案▪ 調峰容量▪ 強送電▪ 線路過負荷能力▪ 聯絡線輸送容量
▪ 電壓監控點▪ 調壓方式▪ 逆調壓▪ 順調壓▪ 常調壓
▪ 縱向電壓調節▪ 橫向電壓調節▪ 無功[功率]電壓調節▪ 無功[功率]補償▪ 快速調節型無功補償裝置
▪ 串聯補償▪ 並聯補償▪ 靜止無功補償裝置▪ 發電機調相運行▪ 供電連續性
▪ 停電▪ 負荷恢復▪ 缺供電量▪ 每千瓦時停電損失▪ 負荷備用
▪ 事故備用▪ 檢修備用▪ 熱備用▪ 冷備用▪ 備用容量係數
▪ 聯絡線負荷▪ 自動低頻減負荷▪ 負荷的功率調節係數▪ 系統需量控制▪ 電力系統安全分析
▪ 電力系統安全控制▪ 電力系統繼電保護▪ 電力系統繼電保護配置▪ 反事故措施▪ 切機和遠方切機
▪ 電力平衡▪ 電量平衡▪ 電力電量綜合平衡▪ 電力系統有功功率平衡▪ 電力系統無功功率平衡
▪ 負荷預測模型▪ 時間序列分析法▪ 用電單耗法▪ 回歸分析法▪ 彈性係數法
▪ 負荷密度法▪ [電力]負荷曲線▪ 日負荷曲線▪ 周負荷曲線▪ 月[最大]負荷曲線
▪ 年最大負荷曲線▪ 年持續負荷曲線▪ 有功負荷▪ 無功負荷▪ 低谷負荷
▪ 最低負荷▪ 基本負荷▪ 尖峰負荷▪ 最高[大]負荷▪ 腰荷
▪ 日[平均]負荷率▪ 日[最小]負荷率▪ 負荷同時率▪ 有功電能▪ 衝擊負荷
▪ 被切負荷▪ 可控負荷▪ 負荷中心▪ 不對稱負荷▪ 年利用小時數
▪ 削峰填谷▪ 電力短缺▪ 電能短缺▪ 經濟負荷▪ 功率損耗
▪ 電能損耗▪ 輸電損耗▪ 配電損耗▪ [電能]損耗因數▪ 損耗費用現在值
▪ 停電費用▪ 電能質量▪ 電能質量監測▪ 電能質量評估▪ 電能質量控制
▪ 供電點▪ 公共連接點▪ 供電質量▪ 供電可靠性▪ 用電質量
▪ 頻率偏差▪ 頻率合格率▪ 供電電壓▪ 電壓質量▪ 電壓偏差
▪ 電壓合格率▪ 欠電壓▪ 電壓恢復▪ 電壓消失▪ 電壓調整
▪ 三相電壓不平衡▪ 三相電流不平衡▪ 電壓波動▪ 閃變▪ 公用電網諧波
▪ 波形畸變▪ 基波分量▪ 諧波分量▪ 間諧波成分▪ 諧波源
▪ 陷波▪ [直流]偏置▪ 電壓暫降▪ 電壓暫升▪ 短時間電壓中斷
▪ 微[型]電網▪ 低電壓過渡能力
以上科技名詞按拼音字母排序,排名不分先後。

發展沿革


60年代初期,國外開始在中型發電機採用交流勵磁機加半導體整流的方式對同步發電機進行勵磁,取得了良好的效果,已經普遍採用半導體勵磁方式。也分為他勵半導體勵磁系統和自勵半導體勵磁系統。他勵半導體勵磁系統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和他勵旋轉式半導體勵磁系統。前者雖然去掉了換向火花的問題。但是系統還是需要滑環和炭刷。後者由於半導體與交流勵磁機同主發電機同軸一起旋轉。不需要經過滑環和炭刷。因此被稱為無刷勵磁系統。
無刷勵磁的勵磁繞組由副勵磁機發出電能經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,在數字晶元發達的時代,勵磁控制器可以由DSP 晶元構建。可以大大提高控制電路的性價比。勵磁機勵磁繞組產生相應的勵磁電流,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過不可控整流橋整流,產生出的直流電流為發電機勵磁繞組供電。

基本介紹


無刷勵磁發電機的軸端頭是一台交流發電機,其轉子是發電繞組,發出的電流通過固定在發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,所以成為無刷勵磁。曾經風靡過一段時間,但是由於整流管壞了就得停機,所以現在已經用的很少了,基本都採用自復勵系統。
典型的無刷發電機由五個部分組成: ①主發電機;②交流勵磁機;③旋轉整流器裝置;④自動電壓調節器; ⑤永磁副勵磁機 (選用部件)。
在一般中小型無刷同步發電機中,副勵磁機多數省略。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。
在三相無刷同步發電機中,交流勵磁機的型式有轉樞式同步發電機、非同步 發電機和旋轉相復勵變壓器等,但以轉樞式三相同步發電機式的交流勵磁機使 用最廣泛。三相勵磁機的利用係數較高,有利於縮小體積。
無刷發電機的不足之處是勵磁系統的電磁慣性大,故而動態特性相對較差。為了提高動態特性,採取的措施是交流勵磁機採用中頻頻率,由於受發電機體積尺寸與所需勵磁功率的制約,大多數船用無刷發電機勵磁機的頻率在100~150 Hz。另外無刷發電機對旋轉整流器的製造和安裝工藝要求較高。
無刷勵磁
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