無刷勵磁是指沒有碳刷換向,通過與轉(zhuǎn)子同軸的勵磁機輸出勵磁電流,直接通入轉(zhuǎn)子線圈勵磁。無刷勵磁系統(tǒng)由電壓調(diào)節(jié)器對交流勵磁機的勵磁繞組勵磁,勵磁機的電樞繞組產(chǎn)生的交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后供主發(fā)電機的磁場繞組勵磁。無刷勵磁系統(tǒng)有著本身不可被代替的優(yōu)點,在危險工況下能穩(wěn)定的運行,是現(xiàn)代中小型電機和大型無刷勵磁系統(tǒng)的首選勵磁方式。
目前使用無刷勵磁的設備主要包括以下幾種:
大型風力發(fā)電機:在大型風電機群中,無刷勵磁機組可以顯著地提高發(fā)電量,其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高,能滿足風力機大規(guī)模生產(chǎn)、安裝和運行的要求。通過無刷勵磁機組能夠?qū)崿F(xiàn)風電機組的低速直驅(qū)發(fā)電,降低整個系統(tǒng)的噪聲和振動,提高發(fā)電效率。
汽車發(fā)電:常規(guī)的車用發(fā)電機由于設計星形四線的激磁,因此會產(chǎn)生停車充電性能差、壽命短等問題。
特別早的還沒淘汰的小容量發(fā)電機。
某些大中型火電機組:比如330MW、600MW的北重機型,代表電廠有浙能臺州發(fā)電廠等,這些機組是原Alstom的多相無刷勵磁技術(shù)。也有百萬千瓦火電,比如我國最早的百萬千萬電廠,華能玉環(huán)電廠,這是上電的機型,是西門子技術(shù),采用三機無刷勵磁。
大容量核電機組:中廣核目前在運的大多都是無刷勵磁,東電機型,原alstom的技術(shù),多為39相無刷勵磁。無刷的好處是,取消了滑環(huán)和碳刷,可靠性高,所以核電用的多。尤其是是特大容量的,比如世界最大單機容量的臺山1750MW核電,用的就是46相無刷勵磁。
無刷勵磁的特征主要包括:
1. 結(jié)構(gòu)簡單,維護方便:無刷勵磁系統(tǒng)取消了電刷和滑環(huán)等易磨損的部件,因此結(jié)構(gòu)簡單,維護工作量大幅減少。
2. 可靠性高,壽命長:由于沒有電刷和滑環(huán)等易磨損的部件,無刷勵磁系統(tǒng)的可靠性較高,使用壽命較長。
3. 高效節(jié)能:無刷勵磁系統(tǒng)的效率較高,可以有效降低能源消耗和減少環(huán)境污染。
4. 環(huán)境適應性較強:無刷勵磁系統(tǒng)可以在各種惡劣環(huán)境下工作,如高溫、低溫、強磁等環(huán)境。
5. 控制精度高:無刷勵磁系統(tǒng)可以通過電路或控制器實現(xiàn)各種控制和調(diào)節(jié)功能,控制精度較高。
6. 少維護或免維護:由于結(jié)構(gòu)簡單和可靠性高,無刷勵磁系統(tǒng)可以實現(xiàn)少維護或免維護。
7. 適用于多塵和易燃氣體等惡劣環(huán)境:由于沒有旋轉(zhuǎn)接觸的導電部件,不會產(chǎn)生火花,因此無刷勵磁系統(tǒng)適用于有易燃氣體及多粉塵等惡劣環(huán)境條件下的運行場合。
應用舉例:無刷發(fā)電機是一種以電磁感應原理產(chǎn)生電能的設備,它通過轉(zhuǎn)子內(nèi)部的磁場與定子外部的異步電場相互作用來實現(xiàn)能量傳遞。與傳統(tǒng)的有刷電機不同,無刷發(fā)電機沒有電刷,轉(zhuǎn)子的磁場是通過外部的電子控制器來實現(xiàn)。
無刷發(fā)電機主要由主發(fā)電機、交流勵磁機、旋轉(zhuǎn)整流器裝置等組成。在無刷發(fā)電機中,交流勵磁機的作用是提供勵磁電流,確保主發(fā)電機能夠正常工作。旋轉(zhuǎn)整流器裝置則將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為發(fā)電機提供穩(wěn)定的直流電源。
典型的無刷發(fā)電機由以下五個部分組成:
主發(fā)電機:是發(fā)電機的核心部分,負責產(chǎn)生電能。
交流勵磁機:主要作用是提供勵磁電流,確保主發(fā)電機能夠正常工作。
旋轉(zhuǎn)整流器裝置:該裝置負責將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為發(fā)電機提供穩(wěn)定的直流電源。
自動電壓調(diào)節(jié)器:用于自動調(diào)節(jié)發(fā)電機的輸出電壓,使其保持穩(wěn)定。
永磁副勵磁機(選用部件):如果需要,該部件可為發(fā)電機提供額外的勵磁支持。
無刷發(fā)電機的優(yōu)點包括:
1. 可靠性高:由于取消了電刷和滑環(huán)等易磨損的部件,無刷發(fā)電機的可靠性較高,使用壽命較長。
2. 維護方便:由于結(jié)構(gòu)簡單,無刷發(fā)電機的維護工作量大幅減少,可以節(jié)省大量的維護時間和成本。
3. 高效節(jié)能:無刷發(fā)電機的效率較高,可以有效降低能源消耗和減少環(huán)境污染。
4. 環(huán)境適應性較強:無刷發(fā)電機可以在各種惡劣環(huán)境下工作,如高溫、低溫、強磁等環(huán)境。
5. 控制精度高:無刷發(fā)電機可以通過電路或控制器實現(xiàn)各種控制和調(diào)節(jié)功能,控制精度較高。
6. 少維護或免維護:由于結(jié)構(gòu)簡單和可靠性高,無刷發(fā)電機可以實現(xiàn)少維護或免維護。
7. 適用于多塵和易燃氣體等惡劣環(huán)境:由于沒有旋轉(zhuǎn)接觸的導電部件,不會產(chǎn)生火花,因此無刷發(fā)電機適用于有易燃氣體及多粉塵等惡劣環(huán)境條件下的運行場合。