永磁同步發(fā)電機(jī)工作方式

發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的幾種方式
1、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方式
這種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)具有專用的直流發(fā)電機(jī)，這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁電流獨(dú)立，工作比較可靠和減少自用電消耗量等優(yōu)點(diǎn)，是過去幾十年間發(fā)電機(jī)主要?jiǎng)?lì)磁方式，具有較成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度較慢，維護(hù)工作量大，故在10MW以上的機(jī)組中很少采用。
2、交流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式
現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上，它輸出的交流電流經(jīng)整
流后供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，此時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式屬他勵(lì)磁方式，又由于采用靜止的整流裝置，故又稱為他勵(lì)靜止勵(lì)磁，交流副勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流副勵(lì)磁機(jī)可以是永磁測(cè)量裝置機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓裝置的交流發(fā)電機(jī)。為了提高勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度，交流勵(lì)磁機(jī)通常采用100--200HZ的中頻發(fā)電機(jī)，而交流副勵(lì)磁機(jī)則采用400--500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒有繞組，像個(gè)齒輪，因此，它沒有電刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件，具有工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是噪音較大，交流電勢(shì)的諧波分量也較大。

3、無勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式
在勵(lì)磁方式中不設(shè)置專門的勵(lì)磁機(jī)，而從發(fā)電機(jī)本身取得勵(lì)磁電源，經(jīng)整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁，稱自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方式。自并勵(lì)方式它通過接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流，經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，這種勵(lì)磁方式具有結(jié)簡單，設(shè)備少，投資省和維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。自復(fù)勵(lì)磁方式除設(shè)有整流變壓外，還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)生短路時(shí)，給發(fā)電機(jī)提供較大的勵(lì)磁電流，以彌補(bǔ)整流變壓器輸出的不足。這種勵(lì)磁方式具有兩種勵(lì)磁電源，通過整流變壓器獲得的電壓電源和通過串聯(lián)變壓器獲得的電流源。

                                                                      永磁同步發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)

1、損耗低、溫升低
由于永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁場是由永磁體產(chǎn)生的，從而避免通過勵(lì)磁電流來產(chǎn)生磁場而導(dǎo)致的勵(lì)磁損耗，即銅耗;轉(zhuǎn)子運(yùn)行無電流，顯著降低電動(dòng)機(jī)溫升，在相同負(fù)載情況下溫升低20K以上。
2、功率因數(shù)高
永磁同步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)高，且與電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)無關(guān)，電動(dòng)機(jī)滿負(fù)載時(shí)功率因數(shù)接近1，這樣相比異步電動(dòng)機(jī)，其電動(dòng)機(jī)電流更小，相應(yīng)地電動(dòng)機(jī)的定子銅耗更小，效率也更高。而異步電動(dòng)機(jī)隨著電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)的增加，功率因數(shù)越來越低。而且，因?yàn)橛来磐诫妱?dòng)機(jī)功率因數(shù)高，電動(dòng)機(jī)配套的電源(變壓器)容量理論上是可以降低，同時(shí)可以降低配套的開關(guān)設(shè)備和電纜等規(guī)格。
3、效率高
相比異步電動(dòng)機(jī)，永磁同步電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)效率值要高很多，其高效運(yùn)行范圍寬，在25%~120%范圍內(nèi)效率大于90%，永磁同步電動(dòng)機(jī)額定效率可達(dá)現(xiàn)行國標(biāo)的1級(jí)能效要求，這是其在節(jié)能方面，相比異步電動(dòng)機(jī)**的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。實(shí)際運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí)很少以滿功率運(yùn)行。其原因是:一方面，設(shè)計(jì)人員在電動(dòng)機(jī)選型時(shí)，一般是依據(jù)負(fù)載的極限工況來確定電動(dòng)機(jī)功率，而極限工況出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是很少的，同時(shí)，為防止在異常工況時(shí)燒損電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)也會(huì)進(jìn)一步給電動(dòng)機(jī)的功率留裕量;另一方面，電動(dòng)機(jī)制造商為**電動(dòng)機(jī)的可靠性，通常會(huì)在用戶要求的功率基礎(chǔ)上，進(jìn)一步留一定的功率裕量。這樣就導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，大多數(shù)工作在額定功率的70%以下，特別是驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)或泵類負(fù)載，電動(dòng)機(jī)通常工作在輕載區(qū)。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)來講，其輕載效率很低，而永磁同步電動(dòng)機(jī)在輕載區(qū)，仍能保持較高的效率。
4、其它優(yōu)勢(shì)
永磁同步電動(dòng)機(jī)還具有高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)時(shí)間較短、高過載能力的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際軸功率降低設(shè)備驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量，節(jié)約能源同時(shí)減少固定資產(chǎn)的投資。永磁同步電動(dòng)機(jī)控制方便，轉(zhuǎn)速恒定，不隨負(fù)載的波動(dòng)、電壓的波動(dòng)而變化，只決定于頻率，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。由于轉(zhuǎn)速嚴(yán)格同步，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好，適合變頻控制。永磁同步電動(dòng)機(jī)的安裝外形尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，可以直接替換三相異步電動(dòng)機(jī)，防護(hù)等級(jí)可以做到IP54和IP55，個(gè)別廠家還生產(chǎn)防爆型永磁同步電動(dòng)機(jī)。