核心提示：　　6采用轉(zhuǎn)差感應(yīng)電機(jī)的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)聶延生大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院遼寧6，26機(jī)系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。指出此類(lèi)系統(tǒng)所采用的先進(jìn)的電路形式和控制方法增加了管理維護(hù)的難度

　　6采用轉(zhuǎn)差感應(yīng)電機(jī)的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)聶延生大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院遼寧6，26機(jī)系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。指出此類(lèi)系統(tǒng)所采用的先進(jìn)的電路形式和控制方法增加了管理維護(hù)的難度。采用此類(lèi)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)綜合考慮節(jié)能效益和管理維護(hù)難度。

　　從節(jié)能的角度考慮，采用軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是切實(shí)可行的方案。在大型低速柴油機(jī)直接帶動(dòng)定距漿的船舶上，目前廣泛采用的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。

　　這里，軸帶發(fā)電機(jī)安裝在主機(jī)飛輪和螺旋槳軸之間。發(fā)電機(jī)發(fā)出頻率隨主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化的交流電，經(jīng)整流逆變后，磁場(chǎng)定向控制脈寬調(diào)制式逆變器轉(zhuǎn)換成滿足要求的交流電。系統(tǒng)的輸出電壓通過(guò)同步補(bǔ)償器的調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，同步補(bǔ)償器還為系統(tǒng)提供無(wú)功功率和短路電流。軸帶發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流由勵(lì)磁用可控硅整流裝置提供。改變整流裝置的控制角以控制軸帶發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出功率發(fā)電機(jī)般采用無(wú)刷他勵(lì)相同步發(fā)電機(jī)。有關(guān)資料明，在系統(tǒng)輸出功率大于12001；的領(lǐng)域，這種型式的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)仍將在世界軸帶發(fā)電機(jī)市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位。但是，在系統(tǒng)額定輸出功率為500kW左右的范圍內(nèi)，這種型是最佳。研究發(fā)現(xiàn)，其中的同步補(bǔ)償器所產(chǎn)生的損耗相對(duì)較大，此外，由于靜止變頻裝置是在主供電電路中，造價(jià)和體積也比較大。為此，西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)出了種采用轉(zhuǎn)差感應(yīng)電機(jī)的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為軸帶感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)81介1如，口，6，131.這種型式的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)定位在10O0kW到500kW左右的應(yīng)用領(lǐng)域。其目的是為了降低成本和提效率。

　　2軸帶感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理軸帶感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框2.

　　柴油主機(jī)需要通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)這樣做的原因是感應(yīng)電機(jī)要求它的氣隙較小，并且轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也決定了這種方法的采用。這樣，就可以采用常規(guī)機(jī)，從而降低成本和維修費(fèi)用。變流裝置和系統(tǒng)電抗器在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁回路上，而不是在主供電電路上，其容量和體積顯著降低。

　　變流裝置的逆變器采用了先進(jìn)的脈寬調(diào)制，丁，取代了普通晶閘管。

　　門(mén)極可關(guān)斷晶閘管，具有普通晶閘管的功能，即施加個(gè)持續(xù)時(shí)間很短的門(mén)極電流脈沖可使，丁，觸發(fā)導(dǎo)通，旦導(dǎo)通以后，即使沒(méi)有門(mén)極電流存在，仍可保持其導(dǎo)通狀態(tài)。但是，與普通晶閘管不同的是可以施加個(gè)負(fù)的門(mén)極陽(yáng)極電壓來(lái)使，1關(guān)斷。即在關(guān)斷時(shí)，門(mén)極上要流過(guò)個(gè)相當(dāng)大的負(fù)電流。在關(guān)斷時(shí)間內(nèi)，這負(fù)的門(mén)極電流雖然只需持續(xù)幾微秒但它必須要有很大的幅值。在實(shí)際電路中，下，起個(gè)可控開(kāi)關(guān)的作用。在電感性電路中，為了降低，在關(guān)斷時(shí)陽(yáng)極上所承受的1山，必須在0丁0兩端加上緩沖吸收電路，以使；丁在關(guān)斷時(shí)的仙1降到盡可能的低母線側(cè)變流電路是兩套相全控橋，它們之間采用反并聯(lián)接法，這樣可以保證能舒波電容器取代了傳統(tǒng)的平波電抗器。在電機(jī)側(cè)，除了脈寬調(diào)制式逆變器外，還增加了組反饋極管。其作用是把滯后的電流反饋到濾波電容器，提高逆變器換流工作的穩(wěn)定性該系統(tǒng)的個(gè)突出的特點(diǎn)就是取消了同步補(bǔ)償器，從而使整個(gè)系統(tǒng)的損耗得以降低。

　　由迭加原理和感應(yīng)電機(jī)的物理性質(zhì)可以得出關(guān)系式其中，5定子繞組的電壓頻率單位為轉(zhuǎn)分；Fn轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率。定子繞組的電壓頻率和電網(wǎng)的電壓頻率相同，通常為601或502.轉(zhuǎn)子的札械旋轉(zhuǎn)頻率，1隨主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，因此要使，5保持不變，只能在，0！變化盱，相應(yīng)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子繞組的電壓頻率Fn.詞節(jié)規(guī)律滿足方程Fn=Fsp.Fm.矣踐中，的調(diào)節(jié)是通過(guò)脈寬調(diào)制逆變器輊路實(shí)現(xiàn)。

　　脈寬調(diào)制式逆變器是種通斷型逆變器。由于其直流側(cè)可以認(rèn)為是個(gè)直流電壓源，因此，它屬于電壓源逆變器的種。脈寬調(diào)制的方式很多，在逆變器電路中，主要有等脈寬調(diào)制和正弦脈寬調(diào)制等脈寬調(diào)制就是把電壓源逆變器180導(dǎo)通的方波控制分割成若千個(gè)脈沖控制，控制信號(hào)是由等腰角波稱為載波與可調(diào)的直流電壓相比較的方法產(chǎn)生。其輸出電壓和電流的波形都是非正弦波，具有許多次諧波成分。正弦脈寬調(diào)制與等脈寬調(diào)制不同之處就是脈沖寬度是按正弦規(guī)律變化的。載波信號(hào)仍舊為角波，而參考信號(hào)是正弦波。這樣輸出電壓也會(huì)按正弦規(guī)律變化。在這種情況下，輸出電壓所包含的最低次諧波就是脈沖頻率的2倍，從而大大降低了輸出電壓中的諧波成分。在軸帶感應(yīng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中采用的就是正弦脈寬調(diào)制式逆變器。

　　要實(shí)現(xiàn)正弦脈寬調(diào)制必須要實(shí)時(shí)地計(jì)算出參考信號(hào)正弦波和載波角波的所有交點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，有序地向逆變器電路中各了0元件發(fā)出通和斷的動(dòng)作指令。因此，正弦脈寬調(diào)制中，控制部分采用西門(mén)子公司的控制系統(tǒng)51烈和5，0砰耵的模塊組成。而順序和邏輯控制功能是通過(guò)5550可編程控制器實(shí)現(xiàn)的。

　　從控制的角度來(lái)看，感應(yīng)電機(jī)是個(gè)多變量且相互耦合的非線性對(duì)象，為此采用了矢量控制技術(shù)。矢量控制在去耦和線性化方面作用顯著。矢量控制的基本思想是將電機(jī)的定子電流沿電機(jī)磁通坐標(biāo)軸分解成兩個(gè)分量，即平行分量和垂直分量。與磁通軸線平行的分量即相應(yīng)為電機(jī)的磁場(chǎng)電流分量，用來(lái)產(chǎn)生電機(jī)的磁場(chǎng)；與磁通軸線垂直制分為兩類(lèi)，類(lèi)是磁場(chǎng)定向控制類(lèi)是轉(zhuǎn)子磁極位置定向控制。本系統(tǒng)中采用的是磁場(chǎng)定向控制。所謂的磁場(chǎng)定向控制，就是將旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的實(shí)軸取在磁場(chǎng)軸上，隨磁場(chǎng)同步旋轉(zhuǎn)。如把轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線作為實(shí)軸，稱之為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制；若把定子磁場(chǎng)軸線作為實(shí)軸，稱之為定子磁場(chǎng)定向控制。該控制思想是在1971年由西門(mén)子公司的工程師們首先提出來(lái)的，目前己在交流變頻調(diào)速中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　3結(jié)束語(yǔ)根據(jù)以上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)，西門(mén)子公司研制開(kāi)發(fā)的這種軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，采用了在交流調(diào)速系統(tǒng)研究中所取得的先進(jìn)技術(shù)和成果，是現(xiàn)代交流變速控制計(jì)算機(jī)控制和電力電子學(xué)先進(jìn)成果的完美結(jié)合。其先進(jìn)性是無(wú)可置疑的。所采用的技術(shù)和元器件都是在陸用控制系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)證實(shí)了的，因此，實(shí)船使用的可靠性估計(jì)也不會(huì)存在太大的技術(shù)問(wèn)。比較突出的問(wèn)是如何維護(hù)，管理這種先進(jìn)的系統(tǒng)，盡管西門(mén)子公司是從節(jié)能的角度研制開(kāi)發(fā)這種系統(tǒng)的，但作為船東來(lái)說(shuō)，采用這種軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，很可能會(huì)由于輪管人員難以有效的對(duì)其維護(hù)管理，從而導(dǎo)致增加的維修費(fèi)用超過(guò)其節(jié)能所帶來(lái)的效益。換句話說(shuō)，就是得不償失。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅對(duì)輪管人員是個(gè)挑戰(zhàn)，對(duì)從事船員培訓(xùn)和航海等教育的人員也是個(gè)挑戰(zhàn)。知識(shí)更新和拓寬知識(shí)面不僅是船舶管理人員必須面對(duì)的問(wèn)，從事船員逆變器仍處于觸發(fā)脈沖被封鎖的狀態(tài)，逆變器不能工作。軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，027=經(jīng)使037軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的啟動(dòng)，由啟動(dòng)程序控動(dòng)程序不能往下進(jìn)行。只有0矣6，時(shí)，才有037=0，程序才能進(jìn)行，完成啟動(dòng)過(guò)程。從而保證逆變器運(yùn)行中，不會(huì)因逆變角過(guò)大造成逆變失敗。

　　調(diào)1移動(dòng)方波025的位置，同時(shí)調(diào)逆變角調(diào)節(jié)器輸出端的下限幅值，可調(diào)黃俊。半導(dǎo)體變流技術(shù)。機(jī)械工業(yè)出版社，1984上接第頁(yè)培訓(xùn)和航海高等教育的人員也必須面對(duì)這問(wèn)，而且要求更，更緊迫。

　　1徐銀根。交流調(diào)速系統(tǒng)及其應(yīng)用。紡織工業(yè)出2聶延生。種微機(jī)控制的軸帶發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。