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永磁直驅軸帶發電機在船舶中的應用

永磁發電機相對于電勵磁發電機的第二大優點是其機械結構更簡單,因為電勵磁發電機始終需要一臺為旋轉的轉子磁極繞組供電的勵磁裝置。船舶行業中的電勵磁發電機一貫采用所謂的無刷勵磁機,因為無刷勵磁機需要較少量的維護工作,但電刷會被磨損凤凰彩票下载app,必須定期更換凤凰彩票下载app。無刷勵磁機包含一臺小型輔助發電機凤凰彩票下载app,其輸出通過二極管整流橋連接至轉子磁極繞組。勵磁機的AC輸出必須整流成磁極繞組適用的DC輸出凤凰彩票下载app。在工業應用中凤凰彩票下载app,這種發電機從外部電網獲取勵磁功率凤凰彩票下载app。然而,船舶經常使用無需外部電網的自發電系統,比如黑啟動凤凰彩票下载app凤凰彩票下载app。這意味著,勵磁裝置還包含一臺小型永磁發電機作為勵磁機,來實現軸帶發電機完全獨立于電網啟動。除這兩臺小型輔助發電機和二極管橋以外凤凰彩票下载app凤凰彩票下载app,還需要控制電子裝置來調節勵磁功率。這一切使電勵磁軸帶發電機成為相對復雜的系統。這意味著有許多輔助組件凤凰彩票下载app,可能會最終導致系統可靠性很低凤凰彩票下载app。永磁發電機不需要任何降低系統可靠性的輔助設備凤凰彩票下载app,并且其無刷運行使維護工作量降至最小凤凰彩票下载app凤凰彩票下载app。磁場是由永磁體而非轉子磁極繞組提供,這意味著無需外部設備。一旦將磁鋼安裝在轉子上,即可在整個發電機工作壽命內提供必要的磁場凤凰彩票下载app。


永磁軸的第三個優點與其簡單的轉子結構有關。電勵磁發電機的轉子包含一個裝有大量磁極和繞組的鋼制軸/轉子支架凤凰彩票下载app,而永磁發電機的轉子基本上就是一個表面裝有磁鋼的空心鋼筒凤凰彩票下载app。鋼筒的厚度(即轉子支架)通常只有30至 50mm,磁鋼的厚度是15至 20mm。因此永磁軸帶發電機轉子具有極低的轉動慣量和旋轉質量凤凰彩票下载app。對于整個軸系的動力性能(包括扭轉振動)來說,低轉動慣量和旋轉質量極其重要。

作為對比,1.5 兆瓦電勵磁軸帶發電機的轉子轉動慣量約為5300 kgm2凤凰彩票下载app,重量是8噸,而同性能的永磁發電機的數據分別為600kgm2和2噸凤凰彩票下载app?梢钥闯龇锘瞬势毕略豠pp,永磁發電機的轉動慣量要低十倍左右。轉子的旋轉質量也要少6噸。對比具有相同的轉速和幾乎相同的外部尺寸的電勵磁發電機和斯維奇公司設計的永磁軸帶發電機時凤凰彩票下载app,從可比較的參數對比中可明顯看出永磁發電機的優點凤凰彩票下载app。

可以看出,轉子空心程度較大凤凰彩票下载app,使軸系的轉動慣量和旋轉質量顯著降低凤凰彩票下载app。螺旋槳軸穿過轉子凤凰彩票下载app,通過收縮聯軸器和轉子連在一起。


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