Бесщеточные синхронные генераторы

Рассмотренные выше индукторные генераторы также относятся к бесщеточным машинам, однако их применение в качестве возбудителей мощных синхронных генераторов требует применения контактных колец и щеток у последних. Применение щеточного аппарата у С.Г. с мощностями 500, 800, 1000, 1200 МВт уже практически невозможно по условиям габаритов, охлаждения, очистки от пыли и др.

По этим причинам в качестве возбудителей мощных турбогенераторов стали применять бесщеточные системы возбуждения, состоящие из обращенного синхронного генератора переменного тока, вращающихся кремниевых выпрямителей и подвозбудителей, в качестве которых могут применяться С.Г. с постоянными магнитами или индукторные генераторы.

Структурная схема бесщеточной системы возбуждения показана на рисунке, где обозначены:

ПВ – подвозбудитель;

В – возбудитель,

Выпр. – вращающиеся выпрямители;

СГ – синхронный генератор;

АРВ – система регулирования возбуждения;

ОВ – обмотка возбуждения перевозбцудителя (индукторного типа);

ВОВ; ООВ – вспомогательная и основная обмотки возбуждения возбудителя.

		Рисунок 4. Структурная схема бесщеточной системы возбуждения СГ.

Основной возбудитель системы бесщеточного возбуждения ТГ представляет собой обращенный синхронный генератор переменного тока повышенной частоты, у которого обмотки возбуждения расположены на статоре и, следовательно, неподвижны. Обмотка переменного тока (обмотка якоря) расположена на роторе и подключена к вращающимся выпрямителям. Выпрямленный ток поступает в обмотку возбуждения синхронного турбогенератора непосредственно.

Различают трехфазные и многофазные возбудители. У трехфазных возбудителей обмотка переменного тока собрана в звезду и подает питание на мостовую схему выпрямительного устройства. При этом каждая фаза имеет по нескольку параллельных ветвей, каждая из которых подключена к отдельной ветви мостовой схемы выпрямителя (всего 6 ветвей в фазе).

В многофазных возбудителях используют не три, а много фаз обмотки переменного тока. Например, шестнадцать фаз, которые включены на самостоятельные ветви мостовой схемы выпрямителя. Это решение позволяет увеличить быстродействие системы возбуждения С.Г. в переходных режимах.

Еще большее быстродействие обеспечивает тиристорное выпрямление переменного тока возбудителя, но при этом возникает потребность подачи импульсов управления на вращающиеся тиристоры, например, с помощью скользящего контакта щеток с кольцами на валу генератора.