旋轉整流器勵磁系統是指由整流元件(二極體或晶閘管)、旋轉盤、勵磁調節器等組成的勵磁系統。為了保證無刷勵磁系統能正常工作，必須保證旋轉整流器工作在正常狀態，而且在其發生故障時，能夠快速且準確地診斷出故障類型。無刷勵磁發電機旋轉勵磁系統結構十分複雜，系統運行干擾源多。針對該複雜性的問題，採用自然界免疫系統抗干擾的功能對無刷勵磁發電機旋轉整流器故障診斷是非常有效的。
基本介紹
- 中文名：旋轉整流器勵磁系統
- 外文名：Rotary rectifier excitation system
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
- 範圍：能源
- 作用：故障檢測
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簡介
由於無刷勵磁方式取消了有刷勵磁中的滑動接觸部分和機械整流部分，從而具有無摩擦火花、維護簡單和可長期連續運行等許多優點，因此在大中型同步發電機中套用越來越多。在無刷勵磁系統中，核心部分就是旋轉整流器，其主要由整流元件(二極體或晶閘管)、旋轉盤、勵磁調節器等組成。為了保證無刷勵磁系統能正常工作，必須保證旋轉整流器工作在正常狀態，而且在其發生故障時，能夠快速且準確地診斷出故障類型。
旋轉整流器勵磁系統故障信號提取
無刷勵磁發電機組主要由1台大型同步發電機、1台交流勵磁機和旋轉整流器組成，交流勵磁機和旋轉整流器相連，旋轉整流器向大型同步發電機提供勵磁電流。因此，整流系統是連線大型同步發電機和交流勵磁機的關鍵部分，確保該系統工作在穩定可靠狀態十分重要。
利用一個電容分壓器，旋轉整流器故障信號可以從交流勵磁機的定子勵磁繞組中提取出來。然後，利用傅立葉級數對提取的故障信號進行傅立葉分解，分解後的故障信號波形可以看成是由不同的諧波組成。經過頻率分析處理後，不同諧波的振幅一般是不同的，而且振幅的值可以從傅立葉分解中得出。因此，最後就可以利用反向選擇算法對這些不同的振幅值進行分析，從而達到故障診斷的目的。當旋轉整流器故障的電壓信號數據被預處理後，藉助微處理器，利用反向選擇算法對預處理後的信號進行分析，就可以診斷出旋轉整流器發生的故障類型。
旋轉整流器勵磁系統故障診斷方法
反向選擇算法是受到反向選擇機理的啟發，其主要特點在於當利用該算法檢測異常時，並不需要先驗知識，但是該算法也有一些局限性。這意味著使用沒有經過改進的反向選擇算法進行故障診斷時，只能發現受檢測體是否發生故障，卻無法確定故障類型。但是，在故障診斷中，不僅需要知道系統是否發生故障，還需要及時確定故障類型。
需要受到監測保護的目標是無刷勵磁發電機的旋轉整流器，這代表受保護目標只有1個，因此有限字元串只有1個。在正常工作條件下，使用一個電容分壓器，旋轉整流器的電信號可以從交流勵磁機的定子勵磁繞組中獲得。因為反向選擇算法只能檢測出旋轉整流器是否發生故障，卻無法確定故障類型，因此需要對該算法進行一定的改進。
必須保證一個檢測器只能對應一種故障類型，這可以通過選擇合適的編碼方式實現。確定旋轉整流器出現異常和發生故障，同時根據匹配的檢測器所對應故障類型就可以判明出現的故障類型，所以使用反向選擇算法能對無刷勵磁發電機組的旋轉整流器進行故障診斷。
旋轉整流器勵磁系統故障診斷仿真
大型無刷發電機組的故障診斷系統主要由信號提取、數據處理和故障診斷部分組成。
1. 在交流勵磁機定子勵磁迴路中提取故障信號。
2. 對採集到的故障信號進行消噪和傅立葉級數處理。
3. 利用改進的免疫算法對故障信號進行故障診斷。
總結
仿真故障診斷準確度超過了95%，表明了基於免疫算法的診斷技術有較高的診斷精度。當故障模式空間越大，即監測器數目越多，基於免疫算法的無刷勵磁發電機旋轉整流器故障診斷的精度就會相應地提高。
基於反向選擇算法，對無刷勵磁發電機旋轉整流器故障診斷原理和診斷過程進行了研究，與其他故障診斷技術相比，該方法在無刷勵磁發電機旋轉整流器故障診斷精度和速度方面得到了提高。
