旋轉整流器勵磁

同步發電機的勵磁電流由交流勵磁機經旋轉整流器供給的勵磁方式，簡稱旋轉整流器勵磁。按整流器是否可控又可分為旋轉不可控整流勵磁和旋轉可控整流勵磁。

基本介紹

• 中文名：旋轉整流器勵磁
• 外文名：Rotating rectifier excitation
• 適用場合：大容量的汽輪發電機
• 所屬領域：電機工程
• 特點：無電刷、集電環
• 測量方法：轉子勵磁電流測量等

工作原理

電樞電流經裝在同一軸上的旋轉整流環整流後直接引到主機的轉子勵磁繞組，不需要電刷和集電環，故通常稱為無刷勵磁。其控制方式與靜止不可控整流勵磁方式相同，因此無刷勵磁方式除具有與後者相同的特點外，還具有下列特點：①由於無電刷、集電環，勵磁電流從理論上來說可達很大值，不受集電環極限容量的限制，也不必考慮電刷電流的分配和腐蝕，維護工作量大為減少，最大勵磁功率已達5300kW；②發電機勵磁迴路內不能裝設滅磁電阻，滅磁開關等設備，所以，不能直接滅磁，只能採用對勵磁機的勵磁繞組進行滅磁的方法，故滅磁速度慢；③整流器及其相應的保護元件(快速熔斷器、電阻、電容等)都處於高速旋轉狀態，故要求它們能承受相當大的離心力；④勵磁系統旋轉部分的參數(勵磁電壓、電流、溫度、絕緣電阻等)的測量和監視需用無線電傳送或用輔助滑環引出。隨軸轉動的快速熔斷器的監視也比較麻煩。這種勵磁方式雖然因交流勵磁機時間常數較大，使勵磁系統反應速度較慢，但只要在勵磁系統內增加適當的反饋控制並提高勵磁機的頂值電壓，仍可獲得時間常數小和高起始回響的特性，較大地改善動態性能。

適用場合

這種勵磁方式多用於大容量的汽輪發電機，中、小容量的汽輪發電機也有採用。現這種勵磁方式已用於1300MW的汽輪發電機上。中國曾在6 MW和25MW汽輪發電機上進行過這種勵磁方式的試驗研究，1976年開始在100MW汽輪發電機上予以採用，近年來中國生產的300MW和600 MW汽輪發電機也採用無刷勵磁。
為了解決旋轉不可控整流勵磁方式存在的勵磁反應速度慢及不能在發電機勵磁迴路內實現滅磁的困難，可以採用旋轉可控整流勵磁方式。旋轉可控整流器的控制由控制勵磁機引入，也可由旋轉變壓器或光電耦合方式輸入。

檢測系統

旋轉整流器勵磁方式(無刷勵磁方式)取消了發電機主勵磁迴路的滑環和電刷後，將無法用常規的方法直接測量轉子勵磁電流、轉子溫度、監視轉子迴路對地絕緣。

(1)轉子勵磁電流測量。通過裝在主勵磁機轉子上的方形軸線圈發出的輸出信號。濾出基波，進行勵磁電流的測量。

(2)旋轉整流二極體及其熔斷器迴路的監測。運行操作人員在設備現場，通過頻閃儀對旋轉整流二極體及其熔斷器迴路進行監測；有些機組在該迴路上裝有自動監測裝置，其工作原理是利用霍爾感測器，掃描經過三相導線流到各旋轉整流二極體的電流，並將霍爾感測器的電壓模擬量轉換成數字量，自動監測各旋轉整流二極體分支及其熔斷器迴路。

(3)接地檢測系統。主勵磁機和主發電機運行期間，利用接地檢測系統來測量主勵磁機電樞、整流裝置、主發電機轉子和全部內連線導體的絕緣電阻，每24h檢查一次，探測時間為1min，根據檢測結果，發出相應的報警和指示。檢測原理為運行中檢測器電路將直流試驗電壓加於滑環上，並產生一個對地接通的小環流，此電流反比於絕緣電阻。

運行特點

旋轉整流器勵磁(無刷勵磁)系統，發電機勵磁的調節是通過調節主勵磁機的磁場電流間接實現的。即正常情況下，副勵磁機的電樞產生的交流中頻(如：400Hz)電源經兩組三相全控橋式整流後，通過電刷供給主勵磁機的磁場繞組，數字式自動電壓調節器則根據系統和發電機的運行參數，通過閉環控制該三相全控橋式晶閘管整流器的導通角來調節主勵磁機的磁場迴路電流，繼而控制主勵磁機電樞(轉子)的交流輸出，而主勵電樞產生的交流電(如250Hz)經旋轉整流器(不可控)整流後，作為發電機轉子繞組的勵磁電流，該勵磁電流直接影響發電機輸出。因而，發電機電壓的閉環控制是通過一靜態勵磁裝置控制發電機的主勵磁機的勵磁繞組的輸人而間接實現的。

該系統數字式自動電壓調節器即是一套靜態勵磁裝置。該裝置的電源接自與發電機同軸旋轉的中頻(如400Hz)永磁發電機的定子繞組的輸出，經三相全控橋式整流後，其輸出接至主勵磁機勵磁繞組，即是主勵磁機常用勵磁電源；主勵磁機的備用勵磁電源則從保全電源經感應調壓器、三相整流後供給，即50Hz手動勵磁。當永磁副勵磁機或自動電壓調節器因故退出運行時，由備用勵磁電源50Hz手動勵磁向發電機主勵磁機的勵磁繞組的供電。50Hz
手動勵磁兼作發電機試驗時運用。