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永磁同步发电机电压调整方法
发布时间:2017-7-28 永磁同步发电机机采用永磁体取代电励磁,在运行中不存在励磁损耗,不需要从电网吸取滞后的励磁电流,大大节约了无功。永磁同步发电机并具有结构简单,运行可靠,体积小,质量轻等众多优点。近几年在汽车电源以及其他移动电源应用场合比传统的电励磁发电机有更多的优势,在移动电源领域永磁同步发电机越来越多的取代传统同步发电机。但是随着使用时间的变长,永磁总存在失磁现象,磁场变弱,导致输出电压不能满足要求。
目前,永磁同步发电机通过主要采用混合励磁中的电励磁部分来调节电机内部的磁场[2],从而调节发电机的输出电压,使之满足电压调整率要求。但是,混合励磁发电机结构较为复杂,成本较高。
本研究利用变压器原理,在发电机外部进行电压调节。当永磁同步发电机输出电压偏离额定要求时,通过控制装置调节变压器的变压比,对负载电压进行调节,使发电机到负载的输出电压满足要求。
2、带电压调整的永磁同步发电机[4]系统结构
利用双绕组变压器调节永磁同步发电机的系统结构如图1所示,主要由原动机,永磁同步发电机,多抽头双绕组变压器,变比控制器组成。抽头开关的关断采用晶闸管实现。主要是利用晶闸管关断额定电流大,额定电压高,无电弧产生,并且可以实现高频变换的众多优点。
3、 电压调节工作原理
三相双绕组变压器的高压边连接永磁发电机的输出端,将高压绕组不同的抽头通过控制开关接到输出端上。当发电机输出电压高于负载的额定电压时,将此变压器的高压边绕组通过控制开关增加绕组匝数;否则,通过控制开关减少绕组匝数。从而实现的不同变比的调节。
变压器高压绕组各抽头均用晶闸管控制通断,电压检测装置把输出电压反馈到控制器中,控制器在不同范围的电压下提供给相应的晶闸管门极电压信号,晶闸管触发导通即抽头实现了换接,利用变压器变比实现电压调节,使电压在可接受的范围内变化。
当检测到的输出电压U在以下范围时,所相对应的变压器变压比K如下所示:
通过上述控制装置,当发电机的电压为额定电压的0.87至1.25倍时,通过利用变压器高压绕组抽头的切换的调节功能,使二次侧电压稳定在Un2(1±2.5%)范围内,即实现率输出电压的调节。