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6采用轉差感應電機的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)聶延生大連海事大學輪機工程學院遼寧6，26機系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)的結構特點及工作原理進行了簡要的分析。指出此類系統(tǒng)所采用的先進的電路形式和控制方法增加了管理維護的難度。采用此類系統(tǒng)時應綜合考慮節(jié)能效益和管理維護難度。 從節(jié)能的角度考慮，采用軸帶發(fā)電機系統(tǒng)是切實可行的方案。在大型低速柴油機直接帶動定距漿的船舶上，目前廣泛采用的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)的結構形式。 這里，軸帶發(fā)電機安裝在主機飛輪和螺旋槳軸之間。發(fā)電機發(fā)出頻率隨主機轉速的變化而變化的交流電，經(jīng)整流逆變后，磁場定向控制脈寬調制式逆變器轉換成滿足要求的交流電。系統(tǒng)的輸出電壓通過同步補償器的調壓器進行調節(jié)。同時，同步補償器還為系統(tǒng)提供無功功率和短路電流。軸帶發(fā)電機的勵磁電流由勵磁用可控硅整流裝置提供。改變整流裝置的控制角以控制軸帶發(fā)電機的勵磁電流，調節(jié)系統(tǒng)的輸出功率發(fā)電機般采用無刷他勵相同步發(fā)電機。有關資料明，在系統(tǒng)輸出功率大于12001；的領域，這種型式的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)仍將在世界軸帶發(fā)電機市場上占有主導地位。但是，在系統(tǒng)額定輸出功率為500kW左右的范圍內，這種型是最佳。研究發(fā)現(xiàn)，其中的同步補償器所產(chǎn)生的損耗相對較大，此外，由于靜止變頻裝置是在主供電電路中，造價和體積也比較大。為此，西門子公司開發(fā)出了種采用轉差感應電機的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)，簡稱為軸帶感應發(fā)電機系統(tǒng)81介1如，口，6，131.這種型式的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)定位在10O0kW到500kW左右的應用領域。其目的是為了降低成本和提效率。 2軸帶感應發(fā)電機系統(tǒng)的結構特點和工作原理軸帶感應發(fā)電機系統(tǒng)的結構框2. 柴油主機需要通過齒輪傳動機構帶動發(fā)電機這樣做的原因是感應電機要求它的氣隙較小，并且轉子鐵心的結構特點也決定了這種方法的采用。這樣，就可以采用常規(guī)機，從而降低成本和維修費用。變流裝置和系統(tǒng)電抗器在發(fā)電機的勵磁回路上，而不是在主供電電路上，其容量和體積顯著降低。 變流裝置的逆變器采用了先進的脈寬調制，丁，取代了普通晶閘管。 門極可關斷晶閘管，具有普通晶閘管的功能，即施加個持續(xù)時間很短的門極電流脈沖可使，丁，觸發(fā)導通，旦導通以后，即使沒有門極電流存在，仍可保持其導通狀態(tài)。但是，與普通晶閘管不同的是可以施加個負的門極陽極電壓來使，1關斷。即在關斷時，門極上要流過個相當大的負電流。在關斷時間內，這負的門極電流雖然只需持續(xù)幾微秒但它必須要有很大的幅值。在實際電路中，下，起個可控開關的作用。在電感性電路中，為了降低，在關斷時陽極上所承受的1山，必須在0丁0兩端加上緩沖吸收電路，以使；丁在關斷時的仙1降到盡可能的低母線側變流電路是兩套相全控橋，它們之間采用反并聯(lián)接法，這樣可以保證能舒波電容器取代了傳統(tǒng)的平波電抗器。在電機側，除了脈寬調制式逆變器外，還增加了組反饋極管。其作用是把滯后的電流反饋到濾波電容器，提高逆變器換流工作的穩(wěn)定性該系統(tǒng)的個突出的特點就是取消了同步補償器，從而使整個系統(tǒng)的損耗得以降低。 由迭加原理和感應電機的物理性質可以得出關系式其中，5定子繞組的電壓頻率單位為轉分；Fn轉子繞組的電壓頻率。定子繞組的電壓頻率和電網(wǎng)的電壓頻率相同，通常為601或502.轉子的札械旋轉頻率，1隨主機轉速的變化而變化，因此要使，5保持不變，只能在，0！變化盱，相應地調節(jié)轉子繞組的電壓頻率Fn.詞節(jié)規(guī)律滿足方程Fn=Fsp.Fm.矣踐中，的調節(jié)是通過脈寬調制逆變器輊路實現(xiàn)。 脈寬調制式逆變器是種通斷型逆變器。由于其直流側可以認為是個直流電壓源，因此，它屬于電壓源逆變器的種。脈寬調制的方式很多，在逆變器電路中，主要有等脈寬調制和正弦脈寬調制等脈寬調制就是把電壓源逆變器180導通的方波控制分割成若千個脈沖控制，控制信號是由等腰角波稱為載波與可調的直流電壓相比較的方法產(chǎn)生。其輸出電壓和電流的波形都是非正弦波，具有許多次諧波成分。正弦脈寬調制與等脈寬調制不同之處就是脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。載波信號仍舊為角波，而參考信號是正弦波。這樣輸出電壓也會按正弦規(guī)律變化。在這種情況下，輸出電壓所包含的最低次諧波就是脈沖頻率的2倍，從而大大降低了輸出電壓中的諧波成分。在軸帶感應發(fā)電機系統(tǒng)中采用的就是正弦脈寬調制式逆變器。 要實現(xiàn)正弦脈寬調制必須要實時地計算出參考信號正弦波和載波角波的所有交點的時間坐標，根據(jù)計算結果，有序地向逆變器電路中各了0元件發(fā)出通和斷的動作指令。因此，正弦脈寬調制中，控制部分采用西門子公司的控制系統(tǒng)51烈和5，0砰耵的模塊組成。而順序和邏輯控制功能是通過5550可編程控制器實現(xiàn)的。 從控制的角度來看，感應電機是個多變量且相互耦合的非線性對象，為此采用了矢量控制技術。矢量控制在去耦和線性化方面作用顯著。矢量控制的基本思想是將電機的定子電流沿電機磁通坐標軸分解成兩個分量，即平行分量和垂直分量。與磁通軸線平行的分量即相應為電機的磁場電流分量，用來產(chǎn)生電機的磁場；與磁通軸線垂直制分為兩類，類是磁場定向控制類是轉子磁極位置定向控制。本系統(tǒng)中采用的是磁場定向控制。所謂的磁場定向控制，就是將旋轉坐標系的實軸取在磁場軸上，隨磁場同步旋轉。如把轉子磁場軸線作為實軸，稱之為轉子磁場定向控制；若把定子磁場軸線作為實軸，稱之為定子磁場定向控制。該控制思想是在1971年由西門子公司的工程師們首先提出來的，目前己在交流變頻調速中得到了廣泛的應用。 3結束語根據(jù)以上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)，西門子公司研制開發(fā)的這種軸帶發(fā)電機系統(tǒng)，采用了在交流調速系統(tǒng)研究中所取得的先進技術和成果，是現(xiàn)代交流變速控制計算機控制和電力電子學先進成果的完美結合。其先進性是無可置疑的。所采用的技術和元器件都是在陸用控制系統(tǒng)中經(jīng)過證實了的，因此，實船使用的可靠性估計也不會存在太大的技術問。比較突出的問是如何維護，管理這種先進的系統(tǒng)，盡管西門子公司是從節(jié)能的角度研制開發(fā)這種系統(tǒng)的，但作為船東來說，采用這種軸帶發(fā)電機系統(tǒng)，很可能會由于輪管人員難以有效的對其維護管理，從而導致增加的維修費用超過其節(jié)能所帶來的效益。換句話說，就是得不償失。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅對輪管人員是個挑戰(zhàn)，對從事船員培訓和航海等教育的人員也是個挑戰(zhàn)。知識更新和拓寬知識面不僅是船舶管理人員必須面對的問，從事船員逆變器仍處于觸發(fā)脈沖被封鎖的狀態(tài)，逆變器不能工作。軸帶發(fā)電機系統(tǒng)停機時，027=經(jīng)使037軸帶發(fā)電機系統(tǒng)的啟動，由啟動程序控動程序不能往下進行。只有0矣6，時，才有037=0，程序才能進行，完成啟動過程。從而保證逆變器運行中，不會因逆變角過大造成逆變失敗。 調1移動方波025的位置，同時調逆變角調節(jié)器輸出端的下限幅值，可調黃俊。半導體變流技術。機械工業(yè)出版社，1984上接第頁培訓和航海高等教育的人員也必須面對這問，而且要求更，更緊迫。 1徐銀根。交流調速系統(tǒng)及其應用。紡織工業(yè)出2聶延生。種微機控制的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)。世
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