無刷發電機實際上是兩台發電機構成的，一台作為勵磁機，一台才是主發電機，還有二極體（或晶閘管）構成的旋轉整流器。主發電機的勵磁繞組在轉子，電樞繞組在定子（將發出的電輸出）。勵磁機的電樞繞組在轉子，勵磁繞組在定子。1950年代由美國人克萊倫斯.算恩發明。
基本介紹
- 中文名：無刷發電機
- 外文名：Brushless generator
- 基本構成：兩台發電機構成的
- 一台：勵磁機（旋轉電樞式發電機）
- 一台：主發電機（旋轉磁極式發電機）
- 優點：發電機可靠性高，維護簡單
勵磁系統,直接可控勵磁,可控復勵勵磁,工作原理,同步發電機,發電機的檢修,
勵磁系統
自勵恆壓同步發電機的勵磁電流，需經過電刷裝置（包括碳刷與滑環）流入發電機勵磁繞組。碳刷與滑環磨損出的碳粉容易導致發電機的絕緣下降，因此需要經常進行清理維護工作；此外電刷裝置產生的電火花易影響無線電通信，是導致自動化機艙發生誤報警、誤動作。因此無刷勵磁系統應運而生，即發電機的勵磁電流由交流勵磁機提供，即屬於他勵形式。
通常同步發電機採用旋轉磁極式，交流勵磁機採用旋轉電樞式。交流勵磁機的轉子和旋轉整流器與發電機轉子在同一根軸上，這樣交流勵磁機發出的中頻交流電經同軸的旋轉整流器整流成直流電，再送至同軸的發電機勵磁繞組，所以替代了碳刷與滑環。
無刷發電機的不足之處是勵磁系統的電磁慣性大，因而其動態特性相對較差。為了提高動態特性，採取的措施是交流勵磁機採用中頻頻率。由於受發電機體積尺寸與所需勵磁功率的制約，大多數艦船用無刷發電機的交流勵磁機的頻率為100~150Hz。另外，無刷發電SJLX寸旋轉整流器的製造和安裝工藝要求較高。
無刷勵磁方式，一般是指交流勵磁機的勵磁形式。目前，艦船用無刷發電機所採用的無刷勵磁方式主要有以下兩種。
直接可控勵磁
直接可控勵磁方式如下圖所示。由圖所知，交流勵磁機的勵磁功率直接來自發電機的出線端。發電機起壓時，由轉子主磁極的剩磁在發電機定子4中產生剩磁電壓，這一剩磁電壓通過自動電壓調整器6對交流勵磁機的定子繞組5進行勵磁，這樣在交流勵磁機轉子3中感生出中頻的交流電，經旋轉整流器2整流成直流，作為發電機磁場的勵磁電流。這種勵磁方式簡單方便，但動態性能稍差。
直接可控勵磁可控復勵勵磁
可控復勵勵磁方式如下圖所示。它的特點是交流勵磁機有兩套勵磁繞組WE1與WE2電流互感提供的二次電流，經整流橋向WE1繞組提供適量的勵磁功率；發電機出線端經過自動電壓調整器AVR向另一個繞組WE2提供一定的勵磁功率。勵磁繞組WE1的勵磁電流與負載電流的變化成正比，即具有電流復勵的作用，因此其動態性能優良，由於增設了電力電流互感器，所以其相應成本和體積都有所增加。
可控復勵勵磁工作原理
無刷交流發電機的工作原理是對勵磁機在定子上的勵磁繞組提供勵磁，其轉子電樞繞組將發出交流電，經過旋轉整流器後在轉子向主發電機在轉子的勵磁繞組供電，從而使主發電機在定子的電樞繞組感應出所需的交流電來。這就是一般交流發電機的“無刷”工作原理。
同步發電機
這是一種雙頻變頻無刷同步發電機，該雙頻變頻無刷同步發電機中頻（400 Hz）發電機、工頻（50 Hz）發電機，交流勵磁機、旋轉整流器、無刷投勵裝置、離合器、風扇、機座、前端蓋、後端蓋和軸承等組成，變頻無刷發電機則是某種頻率（50 Hz）的發電機利用外電進行異步啟動、同步投勵、同步運行，驅動另一種頻率（400 Hz）的發電機發電，整個過程都是無刷化。
能實現無刷雙頻發電，也能實現無刷變頻發電。雙頻變頻無刷同步發電機能使雙頻發電和變頻發電實現無刷化，取消了滑環電刷，無火花高頻干擾，無滑環與炭刷磨損問題；發電時工頻和中頻電壓互不干擾，電壓波形下弦性好，供電品質優良；發電機可靠性高，維護簡單，容易實現電站的智慧型自動化控制。
發電機的檢修
無刷發電機最早裝用的是南京NJ131A型汽車，如供柴油車配套的帶真空泵的JFB2525型發電機。它與有刷發電機相比，應該說故障率較少。維修時，應先拆下發電機後尾的真空泵，將各矽元件以及與定子繞組的連線線用烙鐵分開，測量正反矽元件電阻值，若有異常則更換。然後再測量定子各繞組的對殼絕緣，以及檢查激磁繞組電阻值（19~20Ω）。若各部電阻值正常，可檢查發電機真空泵專用油封(14X24X7)是否損壞。
