旋转整流器无刷同步发电机起动交流励磁仿真分析

旋转整流器式无刷同步电机具有功率因数可调、效率高等优点，在航空电源系统中得到广泛的应用。为了适应未来飞机电源系统发展的要求，航空发电机需要具有起动/发电双功能。本文给出无刷同步电机的新型单相交流励磁方案，在励磁机直流励磁绕组通入单相交流电，在气隙中建立脉振磁场，使励磁机转子电枢绕组中产生感应电势，经过旋转整流器整流，为主发电机提供励磁电流，解决零速下主发电机励磁问题。文中建立了考虑励磁机铁损耗的仿真模型，并运用仿真手段详细地分析励磁机的单相交流励磁的频率和幅值对主发电机励磁电流幅值的影响，最后给出发电机起动过程中，励磁机单相交流励磁的控制规律。     

新型无刷三相同步发电机

１引言广泛应用的小型水轮发电机,一般为三相交流无刷同步发电机,采用带交流励磁机（ＧＡ）的无励励磁系统。ＧＡ为旋转电枢式,其输出由安装在机组旋转部分的硅整流器（ＵＲ）整流后,直接送到同步发电机的转子励磁绕组中。ＧＡ的励磁电源则取自主发电机定子槽中的附加绕组（如三次谐波无刷励磁系统）或取自并联在发电机端的励磁变压器（Ｔ）,其工作原理如图１所示。这种发电机由于转子励磁绕组、整流器和交流励磁机电枢都在同一轴上旋转,而彼此处于相对静止状态,因此可用固定的导线进行连接,且不需电刷、滑环等部件。它具有结构紧凑…     

无刷交流发电机主机转子绕组短路故障诊断方法

1 前言 自励恒压无刷交流发电机中,输出电压和励磁电流出现异常是其常见故障,而励磁系统、励磁机定子绕组、励磁机转子绕组、旋转整流器或主机转子绕组中任一环节发生故障均会导致发电机输出电压和励磁电流出现异常,由于在发电机运行时励磁系统和励磁机定子绕组在机械上处于静止状态,可以方便地对其进行测试诊断,许多文献对这部分的故障诊断方法都有较为详细的论述,对此本文不再赘述,而励磁机转子绕组,旋转整流器和主机转子绕组均在转子上同轴安装,且往往只有发电机工作即转子高速旋转时在离心力作用下故障才显现,静止状态的测试手段难以发现,这给发电机故障判断和故障点的定位带来很大的困难。因此,如何在转子旋转中通过间接检测来准确确定故障部位从而采取针对性的维修措施是一个值得探索的问题。 下面以某型无刷同步发电机为例进行探讨。     

基于定子电流谐波法的无刷励磁机旋转二极管开路故障检测

旋转整流器是无刷励磁机的关键部件,同时也是无刷励磁机稳定运行时的薄弱环节。旋转二极管的开路故障是无刷励磁机的典型电气故障,给发电机励磁系统带来了安全隐患。本文根据无刷励磁机的电气结构特点,分析了旋转整流器的二极管一管开路对电枢磁场以及定子电流的影响,运用定子电流谐波法来检测无刷励磁机的旋转二极管开路故障。本文以22极39相无刷励磁机为例,通过有限元仿真验证了定子电流谐波法的检测性能。     

2500kW高压无刷三相同步发电机

介绍了同步发电机的几种励磁方式和2500kW高压无刷三相同步发电机的无刷励磁系统。着重叙述了该发电机（包括主机，交流励磁机，旋转整流器，副绕组和恒压装置）的结构特点以及试验结果。     

基于免疫算法的无刷励磁发电机旋转整流器故障诊断

在大型发电机的无刷励磁系统中,旋转整流器承受着强大的离心力和电磁作用,故障发生率相对较高。采用旋转整流器故障时交流励磁机旋转电枢产生的谐波磁场在其定子励磁线圈中感应谐波电势的电磁特性,从中提取旋转整流器故障信号波形。运用傅里叶分解故障信号波形,对故障信号波形的特征值进行编码处理,并用免疫算法中的反向选择算法对傅里叶分解后的故障特征值进行计算,完成旋转整流器的故障诊断。利用人工免疫的反向选择算法,对一台15 kW无刷励磁同步发电机旋转整流器的短路与开路故障进行仿真诊断。仿真结果表明,基于免疫系统反向选择机制的人工免疫算法,与傅里叶分解算法相结合,进一步提高了无刷励磁同步发电机旋转整流器故障诊断的准确率,可达95%以上。     

旋转整流器故障报警

无刷同步发电机,都有一套旋转整流器,它是无刷励磁系统中的主要部件。能否准确、及时地检测它的故障,是提高无刷发电机运行可靠性的重要措施之一。因此,旋转整流器故障报警,是无刷励磁系统中必不可少的环节。本文介绍的报警装置,简便、实用,可供参考。一、旋转整流器故障的鉴别试验表明,旋转整流器在正常、开路和短路时,将会在交流励磁机的检测绕组中感应不同的电势。利用它们之间的区别,来判断整流器运行状态是否正常。以三相全波为例,接线如图1所示     

BPZ系列旋转整流器变频机组

本系列变频机由异步电动机、凸极式同步发电机、交流励磁机及旋转整流器组成,制成同机座。发电机为旋转磁极式,定子是交流电枢绕组,转子是多极励磁绕组,与发电机同一轴上装有一个交流励磁机及旋转整流器。交流励磁机也是一个凸极式同步发电机,它的极数一般是主发电机的一倍。因此,它的输出频率一般是主发电机的一倍,它与主发电机相反。转子是交流电枢绕组,定子是多极励磁绕组,转子电枢绕组感应的电压经过旋     

核电站无刷励磁系统的电枢电流谐波分析研究

无刷励磁系统是核电站汽轮发电机组的重要组成部分。无刷励磁系统的旋转整流器同转子一起旋转时,旋转整流器由于承受着强离心力的作用会出现各种故障,而不同故障时电枢电流的谐波是不同的。针对六相无刷励磁系统励磁机旋转整流器在正常运行、一臂开路和一臂短路3种情况下的电枢电流谐波进行理论分析,并在Matlab中Simulink的环境下搭建三相、六相无刷系统进行仿真分析。通过与三相无刷励磁系统进行比较,得出六相无刷励磁系统的故障特征与三相无刷励磁系统相似,三相无刷励磁系统故障检测方法可以用于六相无刷励磁系统。     

新型混合励磁发电系统用无刷励磁机电磁性能分析

本文提出了新型混合励磁发电系统,它由混合励磁发电机、无刷励磁机和旋转整流器构成,其中混合励磁发电机转子由结构上独立的两部分——永磁体和电励磁组成,定子铁心沿轴向分为三段:永磁部分定子铁心、电励磁部分定子铁心以及中间部分定子铁心,其中中间部分定子铁心采用非导磁材料。新型混合励磁系统具有永磁电机高效、高功率密度的优点。本文仅针对新型混合励磁发电系统中的无刷励磁机进行分析,无刷励磁机结构与绕线式异步电机结构相似,定、转子均采用三相绕组,无刷励磁机的转子与混合励磁发电机转子同轴,转子绕组经固定在同发电机转轴上的二极管整流将交流变为直流,供给混合励磁发电机励磁。同时本文采用电磁场有限元法对无刷励磁运行机理和电磁性能进行分析,其中包括供电电源类型、定子电流特性和转矩特性等。本研究成果对掌握无刷励磁机运行特性具有重要作用。     

多相无刷励磁系统旋转整流器故障的仿真与识别

多相无刷励磁系统中旋转整流器的损坏时有发生,故障恶化将严重影响主发电机的正常安全运行。为识别旋转整流器的故障,建立了包括旋转整流器在内的整个多相无刷励磁系统的多回路数学模型,对旋转整流器的正常运行和常见故障状态进行了仿真,仿真结果同励磁机额定运行值以及实验结果吻合。分析了旋转整流器各种状态时励磁机稳态定子励磁电流的频谱,并对特征机理进行了理论分析,在此基础上提出以励磁机定子励磁电流的4次谐波分量同22次谐波分量的比值作为故障识别对象,为多相无刷励磁系统旋转整流器故障诊断提供了理论依据。     

无刷同步发电机的调节器

具有自动电压调节器的无刷交流发电机,由下列部件组成:定子10和转子11。在定子10中,安放着主发电机12的定子绕组12_1,励磁机13的激磁绕组13_1,旋转变压器14的原边绕组14_1和脉冲发生器15的输出绕组15_1。励磁机13的励磁绕组13_1经过电流互感器77,电阻75和桥式二极管整流器,与发电机     

交流励磁机旋转整流器故障的微机识别快速报警装置研究

本文研究了一种快速识别交流励磁机旋转整流器故障的微机检测方法,并采用这种方法研制出以MCS-51系列单片机8031为核心的交流励磁机旋转整流器故障检测的微机报警装置,该装置已在15kW无刷励磁同步发电机上投入运行。本文较详细地介绍了这种装置系统的工作原理和硬件、软件设计。     

四川SFW-W、SF-W系列100～630千瓦水轮发电机无刷励磁的设计及对设计问题的探讨

本文根据对该系列发电机无刷励磁的设计及其后续工作,对无刷励磁设计中的下列问题进行进行了探讨:①交流励磁机的主要尺寸、电磁负载及强励比。给出了气隙磁密B_(?)线负载A、阿诺德常数C_A和强励比M_(fM)可供参考的取值范围。②旋转整流器交直流侧的折合与交流励磁机的电枢反应。③交流励磁机的磁极、空气隙、短路比、换相电抗、换相延缓角相互间关系,对性能的影响及选择时应注意的问题。④旋转整流线路及其元件的选择,保护与监视。⑤从励磁系统角度提高发电机组稳定性和动态性能的措施、励磁源和调节器的类型及其选择、调节器的扩大功能。     

无刷励磁交流发电机的交流励磁机计算

经分析认为无刷励磁交流发电机的励磁机实质上是一交流发电机,其输出经过旋转整流器输入主发电机励磁绕组励磁,其负载相当于大电感而旋转整流器则作为旋转开关,将负载电流从一相转换至另一相,本文通过分析推导计算公式,来确定励磁线路的有关参数。认为计算与实测结果都较接近。     

无刷励磁同步发电机旋转整流电路的应用

阐述采用多相（11相）旋转整流电路和交流励磁机多相（11相）电枢绕组相配合的特点,为无刷励磁发电机旋转整流电路的设计提供了依据。     

无刷励磁旋转整流器电流波形分析及其故障的微机识别

研究了无刷励磁同步电机旋转整流器正常或故障工况时，交流励磁发电机 电枢电流变化过程,并为旋转整流器运行工况的计算机识别提供了一种有效方法。     

配全氢冷300MW汽轮发电机用1650kW无刷励磁机组

1650kW无刷励磁机组由1650kW主励磁机和31.6kW永磁副励磁机组成。机组组装成一个整体并由外罩封盖。主励磁机电枢和整流盘以及副励磁机永磁钢磁体组装在一个转子上和发电机对接同轴线运行。主励磁机是静止磁场、旋转电枢的多极中频同步发电机,其静止磁场线圈由副励磁机供电而其旋转电枢的交流电电气上与旋转整流桥连接输出直流     

两种发电机励磁系统的浅析与研究

<正>主要介绍了无刷励磁系统与自并励静态励磁系统,并进行了性能比较,得出两种励磁系统的使用场合。无刷励磁系统的结构无刷励磁系统的结构原理如图1所示。励磁系统组成:1调节部分:调节器AVR、小容量可控整流器;2励磁电源:副励磁机、主励磁机、旋转整流器。无刷励磁系统最大、最明显的优点是无电刷。相应地,无这方面的维护量。另外,晶闸管整流器容量小,设计、生产简单。无刷励磁系统结构复杂,发电机轴系长,对     

汽轮发电机灭磁方式研究

汽轮发电机灭磁应以简单可靠为主,不同的励磁系统适用不同的灭磁方式,文章介绍了几种主要励磁系统的灭磁方式。直流励磁机励磁系统应采用发电机转子回路直流灭磁开关灭磁,无刷励磁系统或交流励磁机静止整流器励磁系统宜采用励磁机励磁回路灭磁方式,自并励励磁系统推荐采用逆变灭磁及交流侧开关灭磁方式。