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通常同步發(fā)電機(jī)采用旋轉(zhuǎn)磁極式,交流勵(lì)磁機(jī)采用旋轉(zhuǎn)電樞式。交流勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)整流器與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在同一根軸上,這樣交流勵(lì)磁機(jī)發(fā)出的中頻交流電經(jīng)同軸的旋轉(zhuǎn)整流器整流成直流電,再送至同軸的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組,所以替代了碳刷與滑環(huán)。

無刷發(fā)電機(jī)的不足之處是勵(lì)磁系統(tǒng)的電磁慣性大,因而其動(dòng)態(tài)特性相對(duì)較差。為了提高動(dòng)態(tài)特性,采取的措施是交流勵(lì)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(lì)磁功率的制約,大多數(shù)艦船用無刷發(fā)電機(jī)的交流勵(lì)磁機(jī)的頻率為100~150Hz。另外,無刷發(fā)電SJLX寸旋轉(zhuǎn)整流器的制造和安裝工藝要求較高。

無刷勵(lì)磁方式,一般是指交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁形式。目前,艦船用無刷發(fā)電機(jī)所采用的無刷勵(lì)磁方式主要有以下兩種。

直接可控勵(lì)磁

直接可控勵(lì)磁方式如下圖所示。由圖所知,交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁功率直接來自發(fā)電機(jī)的出線端。發(fā)電機(jī)起壓時(shí),由轉(zhuǎn)子主磁極的剩磁在發(fā)電機(jī)定子4中產(chǎn)生剩磁電壓,這一剩磁電壓通過自動(dòng)電壓調(diào)整器6對(duì)交流勵(lì)磁機(jī)的定子繞組5進(jìn)行勵(lì)磁,這樣在交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子3中感生出中頻的交流電,經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器2整流成直流,作為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流。這種勵(lì)磁方式簡(jiǎn)單方便,但動(dòng)態(tài)性能稍差。

可控復(fù)勵(lì)勵(lì)磁

可控復(fù)勵(lì)勵(lì)磁方式如下圖所示。它的特點(diǎn)是交流勵(lì)磁機(jī)有兩套勵(lì)磁繞組WE1與WE2電流互感提供的二次電流,經(jīng)整流橋向WE1繞組提供適量的勵(lì)磁功率;發(fā)電機(jī)出線端經(jīng)過自動(dòng)電壓調(diào)整器AVR向另一個(gè)繞組WE2提供一定的勵(lì)磁功率。勵(lì)磁繞組WE1的勵(lì)磁電流與負(fù)載電流的變化成正比,即具有電流復(fù)勵(lì)的作用,因此其動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良,由于增設(shè)了電力電流互感器,所以其相應(yīng)成本和體積都有所增加。

能實(shí)現(xiàn)無刷雙頻發(fā)電,也能實(shí)現(xiàn)無刷變頻發(fā)電。雙頻變頻無刷同步發(fā)電機(jī)能使雙頻發(fā)電和變頻發(fā)電實(shí)現(xiàn)無刷化,取消了滑環(huán)電刷,無火花高頻干擾,無滑環(huán)與炭刷磨損問題;發(fā)電時(shí)工頻和中頻電壓互不干擾,電壓波形下弦性好,供電品質(zhì)優(yōu)良;發(fā)電機(jī)可靠性高,維護(hù)簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)電站的智能自動(dòng)化控制。