南華大學(xué)學(xué)報(理工版)同步發(fā)電機新型無刷勵磁系統(tǒng)的研宄盛義發(fā),鄧國揚,陳文光,王浩宇(南華大學(xué)電氣工程學(xué)院,湖南衡陽421001)能逆變滅磁的勵磁系統(tǒng)。采用了光電系統(tǒng)和高速開關(guān)器件。文中給出了詳細(xì)的電路,并對原勵磁系統(tǒng)和新型勵磁系統(tǒng)進(jìn)行了比較,勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機、勵磁功率單元及勵磁調(diào)節(jié)器共同組成的自動控制系統(tǒng)。由圖可見,勵磁調(diào)節(jié)器檢測發(fā)電機的電壓電流和其他狀態(tài)量,然后按給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則對勵磁功率單元發(fā)出控制信號,實現(xiàn)控制功能。在電力系統(tǒng)運行中的各種比例調(diào)節(jié)器,在U(;b*U(;a區(qū)間內(nèi)都具有中線段ab所示的特性,即發(fā)電機電壓Ug升高時,調(diào)節(jié)器經(jīng)測量后,減小輸出電流。當(dāng)Ug降低時,它的輸出電流增大,它與勵磁機配合,控制發(fā)電機的轉(zhuǎn)子電流,實現(xiàn)對發(fā)電機端電壓的自動調(diào)節(jié)。 1.2新型無刷勵磁系統(tǒng)原理是新型無刷勵磁系統(tǒng)的原理接線圖。它的副勵磁機是永磁發(fā)電機,其磁極是旋轉(zhuǎn)的,電樞是靜止的,而交流勵磁機正好相反。交流勵磁機的電樞、可控硅整流元件、發(fā)電機的勵磁繞組都在同一根軸上旋轉(zhuǎn),所以它們之間不需要任何滑環(huán)與電刷等接觸元件,這就實現(xiàn)了無刷勵磁。 同時,與原無刷勵磁系統(tǒng)相比,新型勵磁機轉(zhuǎn)子上裝有高速開關(guān)器件一IGBT三相橋,它的觸發(fā)電路采用光電系統(tǒng),即其觸發(fā)電路為套在軸上旋轉(zhuǎn)的光環(huán)(暫稱為光轉(zhuǎn)子)勵磁機定子上裝有接成若干對極的勵磁繞組和光環(huán)靜止部分(暫稱為光定子),勵磁機控制器在綜合控制信號和同步發(fā)電機運行參數(shù)的基礎(chǔ)上,將控制信息準(zhǔn)確無誤地傳遞到旋轉(zhuǎn)著的IGBT橋上的觸發(fā)電路,而且能實現(xiàn)逆變滅磁。 3光電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是光電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。信息源的被測量經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)處理后。被光電探測器接收,以電量形式輸出,再經(jīng)功率放大,得到觸發(fā)脈沖。 2元件參數(shù)的選擇和,實驗的步驟分兩步。第一步為單相靜止式即光定子和光轉(zhuǎn)子都為靜止,使得兩者可靠的發(fā)射和接收,并能可靠的觸發(fā)IGBT.第二步把功率為30W的他勵交流不可控的勵磁機作了一定的改制,改制為功率為30W,電壓為12V的無刷勵磁系統(tǒng),在ne= 1400r/min的同軸轉(zhuǎn)子上安裝光電系統(tǒng)和勵磁功率單元。并與Pw為120W,Uo為220V的同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組相接,同時去掉轉(zhuǎn)子繞組的電刷,便得到一個新型無刷勵磁系統(tǒng)的同步發(fā)電。 在單機正常運行試驗中,通過對無刷勵磁系統(tǒng)和新型無刷勵磁系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行分析,結(jié)果后者明顯優(yōu)于前者。 無刷勵磁系統(tǒng)新型無刷勵磁系統(tǒng)相差(°)一3結(jié)論及存在的問題靜止實驗時,通過輸入不同頻率的控制信號,該光電系統(tǒng)在頻率為0104Hz內(nèi)均能準(zhǔn)確的觸發(fā)IGBT.新型無刷勵磁系統(tǒng)的空間幾何結(jié)構(gòu)布局還待進(jìn)一步優(yōu)化。尤其是光轉(zhuǎn)子和光定子的空間布局關(guān)系到新型勵磁機的可靠性,特別是在變高速轉(zhuǎn)動的情況下。 系統(tǒng)還沒有兼顧調(diào)節(jié)器(AVR)、穩(wěn)定器(PSS)和線形最優(yōu)勵磁控制(IDEC)等諸多方面的協(xié)調(diào)考慮。