無刷交流發電機勵磁系統分析

王杰, 孫中華, 王瑞成

(1.海軍士官學校 機電系, 安徽 蚌埠 233012；2.海軍航空大學 青島校區，山東 青島 266041)

0 引 言

勵磁系統是無刷交流同步發電機最核心部分之一，為保證發電機穩定可靠的運行,對勵磁系統的要求如下: ①保證發電機可靠起勵，建立額定空載電壓；②負載變化時，有良好的靜態和動態特性；③系統發生短路時，有一定的強行勵磁能力；④發電機并聯運行時，保證無功功率按發電機容量成比例分配；⑤當機組轉速低于額定轉速80%時，具有過壓、過流和低速保護作用。

圖1 無刷交流同步發電機結構圖

為滿足上述要求，勵磁系統主要由勵磁功率單元與勵磁調節器(AVR)兩個重要部分組成(如圖1所示)。勵磁功率單元主要是向勵磁機提供勵磁電流,勵磁調節器(AVR)主要是根據輸入電壓信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出，從而實現對發電機輸出電壓的控制。當前基于該結構的勵磁方式主要有可控相復勵勵磁、三次諧波勵磁和永磁副勵磁機勵磁。文獻[1-2]主要運用數學模型仿真方法對可控相復勵勵磁系統的靜、動態特性進行了研究。文獻[375-76-4]主要對可控相復勵勵磁系統相關部件參數對輸出電壓的影響進行了分析。文獻[5-6]主要對諧波繞組的放置位置及其相關參數如何設計計算進行了分析；文獻[720-24-8]針對永磁勵磁發電機存在電壓不易調節的問題，提出了混合勵磁的方案。但以上文獻都未對三種勵磁系統的工作原理進行定性分析，也未對其性能特點進行對比分析。……