永磁直驱轴发电机在船舶上的应用,这方面的知识非常实用。

发表于:2020-10-17 19:01 阅读:165

图4开关厂1.5 MW直驱永磁轴发电机背靠背试验装置。

结论永磁电机已广泛应用于大功率工业应用(泵、风机、变送器等)。和分布式发电(风能、潮汐、小水电)。以及空间、重量和惯性限制(电梯、伺服电机、混合动力汽车等)。其他领域也取得了突破性进展。它在船舶推进中的应用已经非常普及,在船舶发电方面的应用也取得了突破性进展。

电动励磁电机接入变频器可以实现变速运行,但总的功率转换效率只有90%左右,甚至更低。使用永磁发电可将效率提高3%~4%,最高可达94%,其中包括变频器的损耗,从而大大降低燃料成本。降低油耗进一步有助于实施减排条例(如海事组织第三层)。除了上述优点外,与变频器相连的永磁轴带发电机可以很容易地满足轴带发电机系统的所有传统要求,如同步、与其他发电机并联运行、无功控制和发电机故障诊断。

永磁直驱轴带发电机在船舶中的应用,这些知识很实用

可以看出,转子的中空程度较大,大大降低了轴系的转动惯量和转动质量。传动轴通过转子并通过收缩联轴器连接到转子。

到目前为止,该交换机已设计制造了约20台不同转速和额定功率的直驱轴发电机。每台电机都在交换机的工厂验收测试中进行了满功率测试,由于测试结果(如效率)非常好,因此人们对这些机器的兴趣显著增加。认证机构验收结果也很好,首批设备已安装在船厂船舶上。

相比之下,1.5 MW电励磁轴发电机转子惯量约为5300 kgm2,重量为8t,而同等性能的永磁发电机转子惯量分别为600kgm2和2t。可以看出,永磁发电机的转动惯量要低十倍左右。转子的旋转质量也减少了6吨。将相同转速、几乎相同外形尺寸的电励磁发电机与开关公司设计的永磁轴发电机进行比较,从可比参数的对比中可以清楚地看出永磁发电机的优势。

磁极绕组中的大量匝数产生高电阻。当电流通过绕组时,会在转子中造成很大的损耗,导致效率低下。从电流损耗转换而来的热量必须从电机中消除,因此对冷却性能提出了更高的要求。

与电励磁发电机相比,永磁发电机的第二个优点是机械结构更简单,因为电励磁发电机总是需要一个励磁装置来为旋转的转子磁极绕组供电。造船行业的电动励磁发电机一直使用所谓的无刷励磁机,因为无刷励磁机需要的维护工作较少,但刷子会磨损,必须定期更换。无刷励磁机由一台小型辅助发电机组成,其输出通过二极管整流桥连接到转子磁极绕组。励磁器的交流输出必须整流为适合磁极绕组的直流输出。在工业应用中,这种发电机从外部电网获得励磁功率。然而,船舶经常使用不需要外部电网的自发电力系统,如黑启动。这意味着励磁装置还包括一个小型永磁发电机作为激励器,以完全独立于电网启动轴发电机。除了这两台小型辅助发电机和二极管桥外,还需要控制电子设备来调节励磁功率。这使得电励磁轴发电机成为一个相对复杂的系统。这意味着有许多辅助部件最终可能导致系统的低可靠性。永磁发电机不需要任何辅助设备来降低系统的可靠性,其无刷运行最大限度地减少了维护工作量。磁场是由永磁体提供的,而不是转子磁极绕组,这意味着不需要外部设备。一旦磁钢安装在转子上,必要的磁铁