CN1633014A - 高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，由交流励磁机、同轴旋转的旋转整流器6、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁回路监测仪四部分组成，交流励磁机位于高炉煤气余压发电机励磁端，励磁机前端是高炉煤气余压发电机定子2和发电机转子1以及发电机后轴承3，交流励磁机电枢5直接套在发电机转子1上，与发电机同轴，交流励磁机自身无轴承，旋转整流器6位于高炉煤气余压发电机末端，本发明具有以下优点：维护简便、技术先进、可靠成熟，取消了集电环和碳刷，尤其适用于有防爆及防火要求的场合，且无粉尘污染，该系统具有先进、稳定、可靠等特点，还采用了“无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状态的监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种机电产品，特别是一种由高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统。
技术背景
随着国家能源政策的调整，纯粹的中小型火力发电站已逐步被取缔，同时由于国家对环境保护要求的日益提高，为降低因工业化的快速发展所造成的环境污染，提高工业企业的综合经济效益，国家鼓励中小型同步发电机用于余压发电、余热发电、热电联供、城市垃圾处理等具有环保意义的项目。
我国是一个产钢大国，近年来随着国家能源基础工业的快速发展，钢材的需求量加大，钢材价格也不断上涨，全国各地纷纷新建钢厂，这就使得我国钢铁产能进一步扩大，甚至将出现供大于求的可能。由于钢铁行业是一个高能耗产业，同是也是污染较严重的行业。如何做到既能降低能耗又能得到环境保护要求，是每一个钢铁企业面临的而且必须解决的问题。高炉煤气余压同步发电装置正是为满足这一需求而开发的一种新型环保发电系统。
高炉煤气余压同步发电机是指原动机为高炉煤气余压的一种同步发电机，该装置是将炼钢高炉产生的压力煤气通过除尘装置除尘后直接驱动涡轮机，从而带动发电机发电，是一种将压能转化为电能的系统装置。该系统与燃煤发电系统最大的区别在于不需配置锅炉。近年来该系统在国内得到逐步应用，并取得了良好的社会和经济效益。由于该系统具有一次性投入成本相对较低，且成本回收快、无污染等特点，具有广泛的市场前景。由于该发电装置安装于有煤气泄漏的场所，因此发电机励磁均采用无刷励磁。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种使用时无环境污染和无环火产生的高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，它维护简便、技术先进、可靠成熟。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，无刷励磁系统主要由交流励磁机、同轴旋转的旋转整流器、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁回路监测仪四部分组成，交流励磁机位于高炉煤气余压发电机励磁端，励磁机前端是高炉煤气余压发电机定子和发电机转子以及发电机后轴承，交流励磁机电枢直接套在发电机转子上，与发电机同轴，交流励磁机自身无轴承，旋转整流器位于高炉煤气余压发电机末端；
电气结构是交流励磁机定子绕组和励磁机电枢绕组为第一对绕组，高炉煤气余压发电机励磁绕组和高炉煤气余压发电机定子绕组为第二对绕组，两对绕组之间有同轴旋转整流器和励磁控制装置连接组成。
同轴旋转整流器，在交流电枢绕组和高炉煤气余压发电机励磁绕组之间，交流励磁机电枢绕组三相(U、V、W)分别与全控桥整流二极管D联接，整流回路中装有阻容件与L2端(正极)和L1端(负极)并联。
高炉煤气余压发电机定子绕组的(U、V、W)三相输出通过励磁变压器接入到励磁控制装置中，励磁控制装置有输出线与交流励磁机定子绕组联接，交流励磁机定子绕组中的无接触式监测线圈将感应到的控制信号输入到励磁控制装置中。
通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点：使用时无环境污染和无环火产生的高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，它维护简便、技术先进、可靠成熟，随着现代电子技术的发展和用户要求的提高，无刷励磁作为一种先进的励磁方式应用于高炉煤气余压发电装置带动的发电机，它的主要特点是取消了集电环和碳刷，尤其适用于有防爆及防火要求的场合，且无粉尘污染，该系统具有先进、稳定、可靠等特点，尤其采用了“无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状态的监测。
附图说明
图1为本发明机械结构图
图2为本发明电路原理图
图3为本发明旋转整流器电路原理图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：如图1所示，每一个序号代表的部件分别为：1、高炉煤气余压发电机转子；2、高炉煤气余压发电机定子；3、高炉煤气余压发电机轴承；4、交流励磁机定子；5、无刷交流励磁机电枢；6、旋转整流器；7、地板；8、辅助轴承。
高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，无刷励磁系统主要由交流励磁机、同轴旋转的旋转整流器6、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁回路监测仪四部分组成，交流励磁机位于高炉煤气余压发电机励磁端，励磁机前端是高炉煤气余压发电机定子2和发电机转子1以及发电机后轴承3，交流励磁机电枢5直接套在发电机转子1上，与发电机同轴，交流励磁机自身无轴承，旋转整流器6位于高炉煤气余压发电机末端，以便于安装、检修。
如图2、图3所示，每一个序号代表的部件分别为：9、交流励磁机定子绕组；10、交流励电枢绕组；11、高炉煤气余压发电机励磁绕组；12、高炉煤气余压发电机定子绕组；13、监测线圈；14、励磁控制装置。
电气结构是交流励磁机定子绕组9和励磁机电枢绕组10为第一对绕组，高炉煤气余压发电机励磁绕组11和高炉煤气余压发电机定子绕组12为第二对绕组，两对绕组之间有同轴旋转整流器6和励磁控制装置14连接组成，
同轴旋转整流器6，在交流电枢绕组10和高炉煤气余压发电机励磁绕组11之间，交流励磁机电枢绕组三相U、V、W分别与全控桥整流二极管D联接，整流回路中装有阻容件与L2端(正极)和L1端(负极)并联，如图3所示。
高炉煤气余压发电机定子绕组12的U、V、W三相输出通过励磁变压器接入到励磁控制装置14中，励磁控制装置14有输出线与交流励磁机定子绕组9联接，交流励磁机定子绕组9中的无接触式监测线圈13将感应到的控制信号输入到励磁控制装置14中，如图2所示。
可根据不同容量机型的需要，在交流励磁机外侧增加一个辅助轴承8。
采用了无接触检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状况。
本无刷励磁系统工作原理是：高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机在高炉煤气余压发电装置的驱动下，以同步转速恒定旋转，由励磁装置供给交流励磁机一定励磁电流，产生一个恒定磁场，交流励磁机的旋转电枢感应三相对称电势，经旋转整流器整流，将交流电势变为直流电势供发电机转子励磁绕组励磁，发电机定子绕组便感应出三相对称电势。发电机负载的变化将引起发电机端电压的变化，保持端电压的恒定是通过励磁装置对供给交流励磁机励磁电流的控制来实现的，发电机起励方式以残压起励为主，自备直流电源为辅。无刷励磁系统主要由交流励磁机、同轴旋转的旋转整流器、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁回路监测仪等四部分组成，其系统原理图详见图1。其中，机械和电气匹配关系相当重要，灭磁时转子回路形成RLC振荡放大回路时间控制要求相当高。另外，在该系统中，大胆创新，采用了“无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状况等。
交流励磁机工作原理：交流励磁机主要由定子、旋转电枢、信号线圈、旋转整流器等组成，交流励磁机定子绕组输入一定励磁电流后，旋转电枢将感应出一个交流电势并直接输送给同轴旋转的旋转整流器。同轴旋转的旋转整流器工作运行原理是将交流励磁机的三相旋转电枢绕组感应的交流电势传输到三相整流桥上，整流桥将交流电势转变为直流电势，再供给发电机转子励磁绕组励磁。同轴旋转的旋转整流器中的旋转二极管、电阻、电容及熔断器均装设于安装环上。为防止过电压或过电流击穿二极管，每桥臂采用两只二极管串联，以保证当一只被击穿后电路还能正常工作；为防止高炉煤气余压发电装置带动的发电机转子失步(或定子机端短路)在转子励磁绕组内产生过电压，旋转整流回路还设有阻容保护电路。旋转整流器工作原理图详见图3。
励磁控制装置14是微型电脑(16位单片机)。
Claims (3)
1、高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，其特征在于：无刷励磁系统主要由交流励磁机、同轴旋转的旋转整流器(6)、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁回路监测仪四部分组成，交流励磁机位于高炉煤气余压发电机励磁端，励磁机前端是高炉煤气余压发电机定子(2)和发电机转子(1)以及发电机后轴承(3)，交流励磁机电枢(5)直接套在发电机转子(1)上，与发电机同轴，交流励磁机自身无轴承，旋转整流器(6)位于高炉煤气余压发电机末端；
电气结构是交流励磁机定子绕组(9)和励磁机电枢绕组(10)为第一对绕组，高炉煤气余压发电机励磁绕组(11)和高炉煤气余压发电机定子绕组(12)为第二对绕组，两对绕组之间有同轴旋转整流器(6)和励磁控制装置(14)连接组成。
同轴旋转整流器(6)，在交流电枢绕组(10)和高炉煤气余压发电机励磁绕组(11)之间，交流励磁机电枢绕组三相U、V、W分别与全控桥整流二极管D联接，整流回路中装有阻容件与L2端即正极和L1端即负极并联。
高炉煤气余压发电机定子绕组12的U、V、W三相输出通过励磁变压器接入到励磁控制装置(14)中，励磁控制装置(14)有输出线与交流励磁机定子绕组(9)联接，交流励磁机定子绕组(9)中的无接触式监测线圈(13)将感应到的控制信号输入到励磁控制装置(14)中。
2、根据权利要求1所述的高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，其特征在于：可根据不同容量机型的需要，在交流励磁机外侧增加一个辅助轴承(8)。
3、根据权利要求1所述的高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统，其特征在于：采用了无接触检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行状况。
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| CN 200410081626 CN1633014A (zh) | 2004-12-30 | 2004-12-30 | 高炉煤气余压发电装置带动的同步发电机无刷励磁系统 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104426297A (zh) * | 2013-08-23 | 2015-03-18 | 科勒公司 | 一种用于交流发电机的非周期励磁机 |
| CN104805245A (zh) * | 2015-04-25 | 2015-07-29 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 一种基于高炉超导冷却的余热发电系统 |
| CN104831011A (zh) * | 2015-04-25 | 2015-08-12 | 成都中冶节能环保工程有限公司 | 一种基于高炉超导冷却的双极性振荡式余热发电系统 |
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| CN105978424A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-28 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种励磁斩波器 |
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