1 励磁系统
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。
2 工作原理
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。
3 同步发电机
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。