同步发电机无刷励磁系统的设计方案

核心提示：　　叙词无刷电机同步发电机励磁系统1引言同步发电机的励磁系统对于发电机和电力系统的可靠性有重要意义，它直接影响到发电机的性能可靠性和技术要求，因此励磁系统的研究成了电机发展的个重要课。原来直采用直流发

　　叙词无刷电机同步发电机励磁系统1引言同步发电机的励磁系统对于发电机和电力系统的可靠性有重要意义，它直接影响到发电机的性能可靠性和技术要求，因此励磁系统的研究成了电机发展的个重要课。原来直采用直流发电机来励磁，但随着电机容量的不断增大，直流电机的换向已成为大难，并且需要碳刷和滑环，存在碳刷磨损和碳刷粉末玷污线圈绝缘和其它零部件问随着旋转整流装置的发展，无刷励磁方式的日益完善，推动了无刷电机的发展，目前工业发达国家已形成电机无刷化的趋势。

　　2同步发电机励磁方式的发展自同步发电机问世以来，直采用直流励磁机，它分同轴直流励磁机和不同轴直流励磁机两种。直流励磁机实质上是直流发电机。随着半导体技术的发展，大容量的电机发展为半导体励磁。

　　按励磁方式有他励系统和自励系统两种。常用的励磁方式有自并励如，公司有些产品；相复励或带电压调节器。相复励又有电抗移相电磁相复励和电抗移相电流相复励，其励磁电源都取自发电机输出端或发电机定子绕组上的附加绕组。，这种原理的发电机称为自励恒压发电机。

　　般依靠自己的剩磁起励，有时为了提高起励的可靠性，不仅在励磁回路中采取起励措施，而且还在交流励磁机的定子磁极极靴处安放小块永久磁铁加以励磁。按整流器的安装方式又可分为静止装置放在专门的柜子里，需要滑环将直流电引入发电机转子绕组，实质上是用交流励磁机代替直流励磁机，用整流器来代替换向器，后者把半导体整流装置装在主发电机的轴上，用钢环及螺钉固定，和主发电机同轴旋转，利用旋转整流装置将励磁机电枢输出的交流整流成直流，再输送给主发电机的转子绕组励磁。从而取消了碳刷滑环，故称无刷励磁。

　　3无刷励磁系统的设计方案3.1交流励磁机和旋转整流器交流励磁机和旋转整流器是使同步电机从有刷进化到无刷的关键部件。下面就某厂生产的无刷同步发电机的励磁系统进行说明。交流励磁机实质上为交流发电机，与主发电机不同的是，交流励磁机是转枢式的，励磁绕组固定在定子机座上，通以直流来励磁，转子是电枢。为了提高励磁系统的反应速度，交流励磁机的频率般比主发电机高，可高达数百因此，交流励磁机的极数比主发电机的极数多，但最好不成简单的整数倍，目的是为了防止发电机发生相对称短路时。转子磁场线圈中的感应电流流过正在导通的极管，而使极管损坏。旋转整流器由半导体旋转整流极管快速熔断器过电压保护器等元件组成，快速熔断器作为过电流或短路保护串联于每个极管支路，浪涌抑制器或压敏电阻并联于旋转整流装置的直流侧两端可以吸收瞬时过电压，作过电压保护。旋转整流器与主发电机转子也是同轴安装，整流电路单相相应与交流励磁机的相数相同，可以是全桥整流式或半桥整流式1旋转整流器的输入端交流侧接交流励磁机的输出端，其输出端直流侧通过转轴中心的轴孔与主发电机的转子励磁绕组相连，电机技术2001供给主发电机励磁。原理2.

　　1定子出线端2主机定子3主机转子4压敏电阻5旋转整流器6，磁机转子7励磁机定子8调压器连接端子1串联电阻器1压降补偿电流互感器1整流变压器，静止整流器旋转整流器3.2无刷同步发电机的工作原理当原动机拖动主发电机旋转时，交流励磁机后经旋转整流器变成直流电后进入主发电机转子绕组以励磁。这时只要调节交流励磁机的励磁电流。就可以改变主发电机的励磁电流，从而控制主发电机的输出端电压，依靠连接于主发电机输出端和交流励磁机定子磁场绕组之间的自动电压调节器就可以稳定主发电机的端电压。无刷同步发电机接线原理。

　　电机技术200123.3励磁系统的故障分析及预防措施旋转整流器不仅工作在高速高温和有振动机故障率较高的部件，因为在电机受到外界干扰时，尽管由负载电流产生的定子旋转磁场与转子绕组间无相对运动，但随着定子磁场幅值的突变，在转子绕组中便会感应出变压器电势；而当电机负载不对称时，定子绕组中将会流过负序电流，这个负序电流所产生的负序磁场对转子有两倍同步转速的相对速度，将在转子磁场绕组中感应出旋转电势；异相合闸常发生在同步设备检修后，因电压互感器相错误连接而造成，当发电机电压与系统电压之间的相位角为60度合闸时，会导致很高的转子电压，在非对称短路或并网的误操作过程中，上述旋转电势和变压器电势将可能于某瞬间同时产生，这两个瞬时电势加上交流励磁机电枢输送给旋转整流器的电势，再和主发电机转子磁场绕组中原有的电流相迭加注意转子磁场绕组是感性元件，共同作用于旋转整流极管，可使导通的极管流过很大的正向电流，也可能使截止的极管承受很高的反向电压，将可能损坏极管，在气隙较小阻尼不良或没有阻尼的凸极同步发电机中，这现象更为突出。若交流励磁机的极对数是主发电机的极对数的整数倍，当发电机相对称短路时，转子线圈中的感应电流将流过正在导通的极管，使极管受损。

　　基于以上分析，必须采取适当的措施来预防可能发生的故障在转子磁极面上装有阻尼绕组。以改善动态性能；交流励磁机的极对数和主发电机过流保护；选择旋转极管额定容量时留有较大裕量。因此，旋转整流装置在安装方式绝缘方和严格的振动超速高温等试验，使其具有很高的可靠性，整流桥输出侧装有压敏电阻，以防发电机磁场绕组出现过电压时损坏整流极管，而熔断器则作为过流或短路保护串联于每个极管支路，万整流管出现故障，则与之串联的快速熔断器可保证使其自动断开，从而防止励磁机头弯插入式转子线圈的设计大连伯顿电机有限公司1 16023王小岱吴作成李龙石子线圈端部弯曲整形通常采用手工工艺，若扁铜线截面较大，其端部整形难度很大甚至根本行不通。本文根据实际经验介绍了头弯插入式转子绕组的结构及其计算过程。采用此方法可降低转子线圈手工操作的难度，解决了中型绕线转子电动机转子下线的关键问。

　　叙词异步电动机转子线圈绕线转子全线圈1引言长期以来，极数多型号大的起重冶金用绕线转子电动机的转子通常采用单匝扁铜线波绕组结构，其特点是线圈采用整距，扁铜线做成上下层半线圈，两线圈边分别由上下层半线圈组合而成。该种转子线圈往往端先在胎具上压弯，另端做成直的，待插入转子铁心后再用手工弯曲整形。此种工艺在中心高400以下电动机尚可，若在较大型号中使用，因铜线粗硬，操作上将十分困难，而且端部绝缘易被损伤。为此我们将传统线后直线端不需弯曲。该方法在中型绕线转子电动机2560河10设计中采用，收到了非常好的效果。

　　2线圈的结构及计算针对整距线圈已知数据转子外经，2极数2铁心长1转子槽数线圈节距线规3父绝缘规范及接法。

　　两线圈边所在的槽所跨的机械角度相邻两线圈斜边导线间的距离兄相邻两线圈斜边间隙，选用3.0，上层线圈端部边射线之弧长令命名令幸幸令唪幸命幸幸肀命命命争争命争争令争令局部严重超载过热；整流桥和励磁机的设计容量应考虑即使在个整流管断开的情况下，仍能为发电机提供励磁电流，则发电机仍可带病轻载运行而不会出现故障扩大现象。若在控制系统中配以适当的故障监测装置，则可以在最合适的时刻停车和排除故障。

　　4结论效的防止过电压过电流对极管的冲击，把旋转整流器和交流励磁机装在非传动端的外侧。从转轴中心打孔，用导线将旋转整流器整流后的直流电穿过轴孔送到主发电机转子磁场绕组，这样虽给轴承更换增加了麻烦，但是可以给旋转整流砚置的检修维护带来方便，使极管熔断器的吏换比较容易，提了运行的可靠性。

　　邓秋玲女1966年生讲师电机技术20012