南華大學學報(理工版)同步發電機新型無刷勵磁系統的研宄盛義發,鄧國揚,陳文光,王浩宇(南華大學電氣工程學院,湖南衡陽421001)能逆變滅磁的勵磁系統。采用了光電系統和高速開關器件。文中給出了詳細的電路,并對原勵磁系統和新型勵磁系統進行了比較,勵磁控制系統是由同步發電機、勵磁功率單元及勵磁調節器共同組成的自動控制系統。由圖可見,勵磁調節器檢測發電機的電壓電流和其他狀態量,然后按給定的調節準則對勵磁功率單元發出控制信號,實現控制功能。在電力系統運行中的各種比例調節器,在U(;b*U(;a區間內都具有中線段ab所示的特性,即發電機電壓Ug升高時,調節器經測量后,減小輸出電流。當Ug降低時,它的輸出電流增大,它與勵磁機配合,控制發電機的轉子電流,實現對發電機端電壓的自動調節。 1.2新型無刷勵磁系統原理是新型無刷勵磁系統的原理接線圖。它的副勵磁機是永磁發電機,其磁極是旋轉的,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、發電機的勵磁繞組都在同一根軸上旋轉,所以它們之間不需要任何滑環與電刷等接觸元件,這就實現了無刷勵磁。 同時,與原無刷勵磁系統相比,新型勵磁機轉子上裝有高速開關器件一IGBT三相橋,它的觸發電路采用光電系統,即其觸發電路為套在軸上旋轉的光環(暫稱為光轉子)勵磁機定子上裝有接成若干對極的勵磁繞組和光環靜止部分(暫稱為光定子),勵磁機控制器在綜合控制信號和同步發電機運行參數的基礎上,將控制信息準確無誤地傳遞到旋轉著的IGBT橋上的觸發電路,而且能實現逆變滅磁。 3光電系統的結構是光電系統的基本結構。信息源的被測量經光學系統處理后。被光電探測器接收,以電量形式輸出,再經功率放大,得到觸發脈沖。 2元件參數的選擇和,實驗的步驟分兩步。第一步為單相靜止式即光定子和光轉子都為靜止,使得兩者可靠的發射和接收,并能可靠的觸發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,在ne= 1400r/min的同軸轉子上安裝光電系統和勵磁功率單元。并與Pw為120W,Uo為220V的同步發電機的轉子繞組相接,同時去掉轉子繞組的電刷,便得到一個新型無刷勵磁系統的同步發電。 在單機正常運行試驗中,通過對無刷勵磁系統和新型無刷勵磁系統的電能質量進行分析,結果后者明顯優于前者。 無刷勵磁系統新型無刷勵磁系統相差(°)一3結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,該光電系統在頻率為0104Hz內均能準確的觸發IGBT.新型無刷勵磁系統的空間幾何結構布局還待進一步優化。尤其是光轉子和光定子的空間布局關系到新型勵磁機的可靠性,特別是在變高速轉動的情況下。 系統還沒有兼顧調節器(AVR)、穩定器(PSS)和線形最優勵磁控制(IDEC)等諸多方面的協調考慮。