3、無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的組成
(1)靜態(tài)勵(lì)磁裝置
由于電力電子技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的無(wú)刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)采用開(kāi)關(guān)電源靜止勵(lì)磁裝置向交流勵(lì)磁機(jī)定子勵(lì)磁繞組提供勵(lì)磁電源。
(2)交流勵(lì)磁機(jī)
一般采用旋轉(zhuǎn)電樞式同步發(fā)電機(jī),其功率、電壓及功率因數(shù)取決于最大勵(lì)磁電流及其相應(yīng)的勵(lì)磁電壓(強(qiáng)勵(lì)要求)和整流回路的接線方式。而頻率可任意選擇,頻率越高,時(shí)間常數(shù)越小,反應(yīng)快速性好。但頻率決定于轉(zhuǎn)速、極數(shù)和發(fā)電機(jī)使用特性的要求。
交流勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)激磁可由外電源供給,但在眾多的大中型無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)中為了提高運(yùn)行的可靠性,不受外電源的影響往往由靜態(tài)勵(lì)磁裝置供給。
(3)旋轉(zhuǎn)整流器
旋轉(zhuǎn)整流器是指由硅整流元件連同散熱器,有時(shí)還包括相應(yīng)的整流橋。大多采用三相全波整流橋。旋轉(zhuǎn)整流器是無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中最重要的部分,必須保證其工作在正常狀態(tài)。
4、高速無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行

風(fēng)力機(jī)帶動(dòng)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),與主軸一起旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)出三相交流電,該三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流橋整流后供給同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁電流。調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)定子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流,就可使勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子所發(fā)出的三相交流電壓得到調(diào)整,從而改變同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流。這種由勵(lì)磁發(fā)電機(jī)從轉(zhuǎn)子發(fā)電,整流器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行整流供給同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁的方式,就不再需要有靜止部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的相互接觸導(dǎo)電,完全省去了電刷和滑環(huán)的接觸。而且隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,能夠利用機(jī)械性能好、高電壓、大電流的硅整流元件作為旋轉(zhuǎn)整流器使得無(wú)刷勵(lì)磁成為一種很有發(fā)展前途的勵(lì)磁方式。
勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要功能是根據(jù)風(fēng)速的變化,自動(dòng)的調(diào)節(jié)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁,使同步發(fā)電機(jī)的電壓達(dá)到規(guī)定值,同時(shí),勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還有過(guò)電壓、過(guò)電流、超載等保護(hù)功能。

5. 高速同步無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
高速同步無(wú)刷風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)以“高速同步、旋轉(zhuǎn)無(wú)刷勵(lì)磁、全功率逆變”為核心。這是借鑒國(guó)內(nèi)已有的火電、水電、風(fēng)電等相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,首次在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)方案。
(1)高可靠性。同步發(fā)電機(jī)在火電和水電系統(tǒng)中占有絕對(duì)的主流地位,它在電壓調(diào)節(jié)和工作效率以及可靠性等方面具有其他發(fā)電機(jī)系統(tǒng)無(wú)法相比的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。這種發(fā)電機(jī)具有同等功率下體積小、效率高和安裝方便的特點(diǎn)。而旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁技術(shù)的采用使得在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)嶄新的發(fā)展路線。與同步直驅(qū)技術(shù)相比,更有利于分散系統(tǒng)危險(xiǎn),技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)更小;
(2)風(fēng)能利用范圍寬。由于采用全功率變流技術(shù),理論上發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速可從0到額定轉(zhuǎn)速變化,經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)后,可提高齒輪箱效率,增大調(diào)速范圍,最大限度利用風(fēng)能;
(3)高電能質(zhì)量。采用全功率逆變的電源供電技術(shù),可以在很大程度上提高供電電源的質(zhì)量。逆變裝置的使用將發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的隔離,可以有更多的方案和方法實(shí)現(xiàn)低電壓穿越,保證整體電網(wǎng)的安全,并網(wǎng)也很方便;
(4)并網(wǎng)方便。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行前,需要將發(fā)電機(jī)接入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行,進(jìn)入正常的發(fā)電運(yùn)行模式,發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)行的“起點(diǎn)”。高速同步無(wú)刷勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)機(jī)系統(tǒng)采用全功率逆變,通過(guò)對(duì)變流的控制及可輸出高質(zhì)量的電能,采用軟并網(wǎng)技術(shù),對(duì)電網(wǎng)的沖擊少,并網(wǎng)方便;
(5)可廣泛應(yīng)用于海上大型風(fēng)電機(jī)組。由于無(wú)碳刷、滑環(huán)、退磁氧化、易遭腐蝕等不可靠問(wèn)題的出現(xiàn),使風(fēng)電機(jī)組免維護(hù),壽命長(zhǎng),為海上大型風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展提供了全新的技術(shù)方案;
(6)全功率逆變方案的其他優(yōu)勢(shì):如快速的響應(yīng)控制速度(毫秒級(jí))和靈活的控制能力。