本發(fā)明涉及一種勵(lì)磁系統(tǒng)，所述勵(lì)磁系統(tǒng)用于給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電，所述同步電機(jī)尤其是渦輪發(fā)電機(jī)。

此外，本發(fā)明涉及一種無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)用于給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電，所述同步電機(jī)尤其是渦輪發(fā)電機(jī)。

此外，本發(fā)明涉及一種用于給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電的方法，所述同步電機(jī)尤其是渦輪發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

呈渦輪發(fā)電機(jī)形式的同步電機(jī)在發(fā)電廠中用于產(chǎn)生電能。對(duì)此，渦輪發(fā)電機(jī)機(jī)械地與至少一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)和/或蒸汽輪機(jī)耦聯(lián)，其中渦輪發(fā)電機(jī)連同燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)形成渦輪機(jī)組。替選地，同步電機(jī)在未相應(yīng)地耦聯(lián)到渦輪機(jī)上的情況下可以以移相器運(yùn)行方式運(yùn)行。

在渦輪發(fā)電機(jī)中，產(chǎn)生發(fā)電機(jī)電壓所需要的磁性直流激勵(lì)場(chǎng)通過(guò)渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁繞組產(chǎn)生。

為了對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組供電，可以使用靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)。在靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)中，經(jīng)由固定的變流器、固定的碳刷和設(shè)置在渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上的滑環(huán)，將勵(lì)磁功率傳遞至渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組。所述靜態(tài)勵(lì)磁可以非?？斓貙?duì)負(fù)載變化做出反應(yīng)，這相對(duì)于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)帶來(lái)調(diào)節(jié)技術(shù)上的速度優(yōu)點(diǎn)。調(diào)節(jié)技術(shù)的速度優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)今變得非常重要，因?yàn)樵谌虻哪茉崔D(zhuǎn)型的過(guò)程中，大型發(fā)電廠的用于將電能饋送到供電網(wǎng)中的饋送單元向更小的分布式再生能量生成器轉(zhuǎn)變，并進(jìn)而在供電網(wǎng)中生成更多動(dòng)態(tài)性。然而，靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)由于需要規(guī)律地更換碳刷而視作為是維護(hù)密集的。此外，靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)的供電電壓主要從發(fā)電機(jī)端子得到，使得在電網(wǎng)故障期間在最不利的情況下不能夠?qū)⒆罡唠妷禾峁┙o渦輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。

替選地，為了對(duì)渦輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組供電，可以使用無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)。在無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中，渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組經(jīng)由隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的二極管整流器與構(gòu)成為外極發(fā)電機(jī)的主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子的交流繞組連接。主勵(lì)磁機(jī)的外極繞組經(jīng)由電壓調(diào)節(jié)器由永磁體勵(lì)磁的輔助勵(lì)磁機(jī)饋電。可以完全放棄電刷的維護(hù)密集的使用，由此無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)視作為幾乎是免維護(hù)的。此外，無(wú)刷勵(lì)磁與靜態(tài)勵(lì)磁相比能夠在供電網(wǎng)中有電網(wǎng)故障的情況下還將完整的功率提供給渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組。與靜態(tài)勵(lì)磁相比，在所連接的供電網(wǎng)中負(fù)載變化快時(shí)對(duì)為渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組供電的勵(lì)磁電流的跟蹤由于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的大的勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)而緩慢得多地進(jìn)行。具有無(wú)刷勵(lì)磁的渦輪發(fā)電機(jī)越來(lái)越不能滿足電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)全部饋送單元在動(dòng)態(tài)性方面持續(xù)增大的最小要求，所述動(dòng)態(tài)性是在負(fù)載變化時(shí)、在供電網(wǎng)中維持電壓時(shí)以及在有短時(shí)干擾時(shí)的動(dòng)態(tài)性，最小要求取決于供應(yīng)電網(wǎng)中的再生的能量生成器的大幅增長(zhǎng)。由勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁功率通常為渦輪發(fā)電機(jī)的額定視在功率的大約0.5％至大約5％。

在WO 2013/079761 A1中示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)和用于磁化無(wú)刷旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的方法，其中該方法包括：構(gòu)成靜態(tài)磁場(chǎng)，使勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子在靜態(tài)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生交變電流，借助于設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的可控制的電橋?qū)蛔冸娏髡鳎谵D(zhuǎn)子中無(wú)線地接收控制信息，借助于可控制的電橋基于控制信息來(lái)控制電流強(qiáng)度，并且將電流饋送到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的磁化繞組中。

在DE 23 66 003 A1中示出一種用于渦輪發(fā)電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)的半導(dǎo)體勵(lì)磁的裝置，其中設(shè)有至少一個(gè)變流輪(Stromrichterrad)，所述變流輪的承載盤構(gòu)成為與軸抗扭地連接的輪轂，所述輪轂具有軸向延伸的空心柱形的延伸部。在延伸部的內(nèi)直徑中設(shè)置有半導(dǎo)體構(gòu)件，所述半導(dǎo)體構(gòu)件具有冷卻體和保護(hù)電路。此外，作為半導(dǎo)體閥設(shè)有受控的晶閘管，并且變流輪的承載盤具有另一個(gè)與所述的空心柱形的延伸部相對(duì)置的空心柱形的延伸部，在該延伸部的內(nèi)直徑上絕緣地設(shè)置有用于晶閘管的控制單元。在承載盤的外殼面上安置有無(wú)接觸和無(wú)碰觸的信號(hào)傳輸裝置的旋轉(zhuǎn)部分，所述信號(hào)傳輸裝置的固定部分固定在機(jī)器殼體中。

DE 10 2010 060 998 A1示出無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，所述同步發(fā)電機(jī)具有：定子，所述定子具有至少一個(gè)主繞組和至少一個(gè)輔助繞組，以產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)；和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有凸極幾何形狀的主勵(lì)磁繞組。同步發(fā)電機(jī)的特征在于，轉(zhuǎn)子還具有隱極幾何形狀的輔助勵(lì)磁繞組，所述輔助勵(lì)磁繞組與主勵(lì)磁繞組施加到共同的電樞上并且與所述主勵(lì)磁繞組經(jīng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的整流橋連接。在具有這種無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)裝置中，設(shè)有至少一個(gè)電容器，所述電容器連同定子的輔助繞組形成振蕩回路。

EP 2 262 101 A1示出具有發(fā)電機(jī)以及蒸汽輪機(jī)的裝置和勵(lì)磁裝置，其中勵(lì)磁裝置構(gòu)成為，使得在額定運(yùn)行期間，輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)成為永磁體勵(lì)磁的同步電機(jī)，并且在盤車運(yùn)行期間，輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)成為同步馬達(dá)或盤車馬達(dá)。

在EP 0 254 129 A1中示出無(wú)刷同步發(fā)電機(jī)，所述同步發(fā)電機(jī)與恒定勵(lì)磁的勵(lì)磁機(jī)耦聯(lián)，所述勵(lì)磁機(jī)的電壓借助于整流器整流并且輸送給同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。由負(fù)載引起的電壓改變能夠簡(jiǎn)單地通過(guò)下述方式修正：在同步發(fā)電機(jī)的氣隙中設(shè)置有霍爾傳感器，所述霍爾傳感器的霍爾電壓用于控制同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。

US 2012/153904 A1示出具有勵(lì)磁線圈的發(fā)電機(jī)，所述勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)在線圈裝置中感生出電。勵(lì)磁線圈勵(lì)磁系統(tǒng)具有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)具有輸出線圈裝置，用于產(chǎn)生交變電壓。整流器在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上將交變電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。節(jié)點(diǎn)之間的電容器構(gòu)成諧振電路，由此電壓和電流以預(yù)設(shè)的相移振蕩。開關(guān)和勵(lì)磁線圈在節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接?？刂茊卧獙㈤_關(guān)在預(yù)設(shè)的時(shí)間段中切換成導(dǎo)通。開關(guān)通過(guò)在該時(shí)間段結(jié)束之后最小電流的第一次出現(xiàn)變成不導(dǎo)通。預(yù)設(shè)的相移能夠?qū)崿F(xiàn)，檢測(cè)最小電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，將靜態(tài)勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)與無(wú)刷勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合。

根據(jù)本發(fā)明的用于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)用于給同步電機(jī)尤其渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電，該調(diào)節(jié)裝置包括：

-至少一個(gè)檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置構(gòu)建成用于檢測(cè)在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生的磁通量的強(qiáng)度或至少一個(gè)與所述磁通量關(guān)聯(lián)的參數(shù)；

-至少一個(gè)可連接在輔助勵(lì)磁機(jī)和主勵(lì)磁機(jī)之間的調(diào)節(jié)單元，所述調(diào)節(jié)單元構(gòu)建成用于通過(guò)對(duì)由輔助勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的輔助勵(lì)磁三相電流進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生可輸送給主勵(lì)磁機(jī)的輔助勵(lì)磁直流電流，并且所述調(diào)節(jié)單元構(gòu)建成，對(duì)輔助勵(lì)磁直流電流的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生的磁通量與可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)地保持恒定；和

-至少一個(gè)抗扭地與同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸連接的調(diào)控單元(Stelleinheit)，所述調(diào)控單元可連接在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組之間，所述調(diào)控單元構(gòu)建成用于通過(guò)對(duì)由主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生勵(lì)磁電流，并且用于對(duì)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

由于有調(diào)控單元或由此引起的對(duì)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度的間接的調(diào)節(jié)，設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)于靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)非?？斓貙?duì)負(fù)載變化做出反應(yīng)，這與調(diào)節(jié)技術(shù)上的速度優(yōu)點(diǎn)關(guān)聯(lián)。對(duì)此，必須在轉(zhuǎn)子軸上實(shí)現(xiàn)有源的整流。尤其，借助于調(diào)控單元可以產(chǎn)生正的和負(fù)的勵(lì)磁電壓，其中借助于負(fù)的勵(lì)磁電壓可以對(duì)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組進(jìn)行快速去勵(lì)磁。由此，無(wú)刷勵(lì)磁的構(gòu)思得以明顯擴(kuò)寬并且改進(jìn)。因此，借助根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置，可以改進(jìn)同步電機(jī)的調(diào)節(jié)特性和穩(wěn)定性，以便滿足電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)與供應(yīng)電網(wǎng)連接的饋送單元的普遍提高的最小要求，由此可以支持全球的能源轉(zhuǎn)型。

對(duì)饋送單元的最小要求例如是關(guān)于在同步電機(jī)空載運(yùn)行中在低溫下對(duì)于無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)而言在通常描述的800ms之內(nèi)從1pu到0.9pu的參考電壓突變的要求。在未對(duì)同步電機(jī)或其轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組主動(dòng)去勵(lì)磁的情況下(在傳統(tǒng)的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中情況如此)，對(duì)于空氣冷卻的大型同步電機(jī)的這種要求幾乎是不可實(shí)現(xiàn)的。而借助于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置，可以對(duì)同步電機(jī)進(jìn)行適合的去勵(lì)磁。此外，在供電網(wǎng)中的突然的負(fù)載下降的情況下，需要的是，盡可能快地修正出現(xiàn)的過(guò)壓，這借助于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的調(diào)控單元是可行的。此外，必要的是，為了在供電網(wǎng)中有電網(wǎng)故障期間維持同步電機(jī)的穩(wěn)定性，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行商對(duì)饋送單元的相應(yīng)的最小要求在電網(wǎng)電壓恢復(fù)的時(shí)刻，同步電機(jī)在200ms至250ms中在最大過(guò)激勵(lì)下運(yùn)行，這同樣借助于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置或其調(diào)控單元是可能的。為了盡可能快地到達(dá)最大過(guò)激勵(lì)的所述狀態(tài)，需要盡可能小的勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)，所述勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)可以通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)根據(jù)本發(fā)明地使用調(diào)控單元或其功能——替代常規(guī)使用：無(wú)源的或不可控的整流器單元與直接經(jīng)由對(duì)主勵(lì)磁機(jī)通電進(jìn)行的對(duì)同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁結(jié)合——對(duì)于可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度的調(diào)節(jié)有利的是，由主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓具有恒定的大小。這能夠借助于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)單元實(shí)現(xiàn)，借助所述調(diào)節(jié)單元，對(duì)此將可輸送給主勵(lì)磁機(jī)的輔助勵(lì)磁直流電流的電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)成，使得在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間產(chǎn)生的磁通量與可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)地保持恒定。通過(guò)磁通量保持恒定，將由主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓的大小保持恒定。

因此，借助于根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)裝置，能夠?qū)o(wú)刷勵(lì)磁的常規(guī)的優(yōu)點(diǎn)與靜態(tài)勵(lì)磁的優(yōu)點(diǎn)、尤其是其調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)結(jié)合。

檢測(cè)裝置可以直接測(cè)量在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通量的強(qiáng)度。替選地，借助于檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)至少一個(gè)與所述磁通量關(guān)聯(lián)的參數(shù)，所述參數(shù)允許推斷出在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通量的相應(yīng)的強(qiáng)度。也可以存在兩個(gè)或更多個(gè)相應(yīng)的檢測(cè)裝置。

為了調(diào)節(jié)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度，調(diào)控單元可以通信地與調(diào)節(jié)電子裝置連接，所述調(diào)節(jié)電子裝置將由同步電機(jī)產(chǎn)生的三相電流的實(shí)際電流強(qiáng)度與預(yù)設(shè)的期望電流強(qiáng)度相比較，以便執(zhí)行對(duì)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。替選地，調(diào)控單元本身可以包括相應(yīng)的調(diào)節(jié)電子裝置。

優(yōu)選地，調(diào)控單元具有至少一個(gè)可控的整流器單元。借助于這種可控的整流器單元，不僅可以對(duì)由主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓進(jìn)行整流而且可以對(duì)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)此，可控制的整流器單元可以具有可控的整流器。

根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)用于給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電，所述同步電機(jī)尤其是渦輪發(fā)電機(jī)，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)具有：

-至少一個(gè)主勵(lì)磁機(jī)，所述主勵(lì)磁機(jī)構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)的外部極子電機(jī)，所述主勵(lì)磁機(jī)具有：抗扭地與所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸連接的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子繞組；和帶有外部極子繞組的定子，其中所述轉(zhuǎn)子繞組能夠?qū)щ姷嘏c所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組連接；

-至少一個(gè)輔助勵(lì)磁機(jī)，所述輔助勵(lì)磁機(jī)構(gòu)成為永磁體勵(lì)磁的內(nèi)部極子電機(jī)，所述輔助勵(lì)磁機(jī)具有：抗扭地與所述同步電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子軸連接的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有永磁體；和帶有定子繞組的定子，其中所述定子繞組能夠?qū)щ姷嘏c所述主勵(lì)磁機(jī)的外部極子繞組連接；和

-至少一個(gè)根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案中任一個(gè)或其任意組合所述的調(diào)節(jié)裝置。借助無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，在上文中參照調(diào)節(jié)裝置提到的優(yōu)點(diǎn)和實(shí)施例相應(yīng)地結(jié)合。主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組經(jīng)由抗扭地與同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸連接的調(diào)控單元、尤其一起旋轉(zhuǎn)的整流器能夠?qū)щ姷嘏c同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組連接。輔助勵(lì)磁機(jī)的定子繞組可以經(jīng)由執(zhí)行元件導(dǎo)電地與主勵(lì)磁機(jī)的外部極子繞組連接。

根據(jù)本發(fā)明的用于給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的至少一個(gè)勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電的方法，所述同步電機(jī)尤其是渦輪發(fā)電機(jī)，所述方法具有下述步驟：

-借助于主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生恒定的勵(lì)磁三相電壓，所述主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子抗扭地與所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接；

-借助于調(diào)控單元通過(guò)對(duì)恒定的所述勵(lì)磁三相電壓進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生勵(lì)磁電流，所述調(diào)控單元抗扭地與所述同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接；和

-借助于所述調(diào)控單元調(diào)節(jié)所述勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度。

利用該方法，在上文中參考調(diào)節(jié)裝置提到的優(yōu)點(diǎn)相應(yīng)地結(jié)合。尤其，調(diào)節(jié)裝置可以構(gòu)建成用于執(zhí)行該方法。

作為調(diào)控單元優(yōu)選使用至少一個(gè)可控的整流器單元。借助于這種可控的整流器單元，不僅可以執(zhí)行對(duì)由主勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓的整流，而且也可以執(zhí)行對(duì)可輸送給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。對(duì)此，可控的整流器單元可以具有可控的整流器。

優(yōu)選地，恒定的勵(lì)磁三相電壓通過(guò)對(duì)用由輔助勵(lì)磁機(jī)產(chǎn)生的經(jīng)整流的輔助勵(lì)磁三相電流給主勵(lì)磁機(jī)供電進(jìn)行調(diào)節(jié)來(lái)產(chǎn)生。這暗示在主勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的恒定的磁通量。

附圖說(shuō)明

下面根據(jù)所附的示意圖闡述根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)選的實(shí)施方式。附圖示出：

圖1示出與渦輪發(fā)電機(jī)組合的傳統(tǒng)的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的示意圖；

圖2示出與同步電機(jī)組合的根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；和

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的主勵(lì)磁機(jī)的示意的和立體的視圖。

在附圖中，功能相同的構(gòu)件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

圖1示出與渦輪發(fā)電機(jī)1組合的常規(guī)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)2的示意圖，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)用于給渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子3的至少一個(gè)未示出的勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電。渦輪發(fā)電機(jī)1與渦輪機(jī)4組合成渦輪機(jī)組。

勵(lì)磁系統(tǒng)2具有構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)的外部極子電機(jī)的主勵(lì)磁機(jī)5、抗扭地與渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子軸6連接的具有未示出的轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子7和具有未示出的外部極子繞組的定子8，其中轉(zhuǎn)子繞組與渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子3的勵(lì)磁繞組可導(dǎo)電地連接。

此外，勵(lì)磁系統(tǒng)2包括構(gòu)成為永磁體勵(lì)磁的內(nèi)部極子電機(jī)的輔助勵(lì)磁機(jī)9，所述輔助勵(lì)磁機(jī)具有：抗扭地與渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子軸6連接的轉(zhuǎn)子10，所述轉(zhuǎn)子具有未示出的永磁體；和定子11，所述定子具有未示出的定子繞組，其中定子繞組可以導(dǎo)電地與主勵(lì)磁機(jī)5的定子8的外部極子繞組連接。

此外，勵(lì)磁系統(tǒng)2包括抗扭地與轉(zhuǎn)子軸6連接的整流器單元12，該整流器單元連接在主勵(lì)磁機(jī)5的轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)子繞組和渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子3的勵(lì)磁繞組之間，所述整流器單元構(gòu)建成用于對(duì)由主勵(lì)磁機(jī)5產(chǎn)生的三相電壓進(jìn)行不可控的或無(wú)源的整流。整流器單元12對(duì)此具有呈彼此連接的二極管的形式的不可控的未示出的整流器。

輔助勵(lì)磁機(jī)9產(chǎn)生輔助勵(lì)磁三相電流，所述輔助勵(lì)磁三相電流的電流強(qiáng)度借助于調(diào)節(jié)器13進(jìn)行調(diào)節(jié)和整流，以便為主勵(lì)磁機(jī)5或其外部極子繞組輸送輔助勵(lì)磁直流電流。調(diào)節(jié)器13調(diào)節(jié)要輸送給主勵(lì)磁機(jī)5的輔助勵(lì)磁直流電流的電流強(qiáng)度并進(jìn)而根據(jù)要由渦輪發(fā)電機(jī)1產(chǎn)生的三相電流來(lái)調(diào)節(jié)要輸送給渦輪發(fā)電機(jī)1的轉(zhuǎn)子3的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度，這要通過(guò)圖1中的虛線14示出。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)15的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，所述無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)給同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的至少一個(gè)未示出的勵(lì)磁繞組用勵(lì)磁電流供電。同步電機(jī)17與渦輪機(jī)4組合成渦輪機(jī)組。

無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)15包括：構(gòu)成為旋轉(zhuǎn)的外部極子電機(jī)的主勵(lì)磁機(jī)5、抗扭地與同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子軸6連接的具有未示出的轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子7和具有未示出的外部極子繞組的定子8。轉(zhuǎn)子繞組可導(dǎo)電地與同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的勵(lì)磁繞組連接。在圖3中示出主勵(lì)磁機(jī)5的一個(gè)示例性的實(shí)施方式。

此外，無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)15包括構(gòu)成為永磁體勵(lì)磁的內(nèi)部極子電機(jī)的輔助勵(lì)磁機(jī)9，所述輔助勵(lì)磁機(jī)具有抗扭地與同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子軸6連接的具有未示出的永磁體的轉(zhuǎn)子10和具有未示出的定子繞組的定子11。定子繞組可以抗扭地與主勵(lì)磁機(jī)5的外部極子繞組導(dǎo)電地連接。

此外，無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)15包括調(diào)節(jié)裝置25。

調(diào)節(jié)裝置25包括檢測(cè)裝置26，所述檢測(cè)裝置構(gòu)建成用于檢測(cè)在主勵(lì)磁機(jī)5的轉(zhuǎn)子7和定子8之間產(chǎn)生的磁通量的強(qiáng)度或與所述磁通量關(guān)聯(lián)的參數(shù)。

此外，調(diào)節(jié)裝置25包括在輔助勵(lì)磁機(jī)9和主勵(lì)磁機(jī)5之間連接的調(diào)節(jié)單元27，所述調(diào)節(jié)單元構(gòu)建成用于通過(guò)對(duì)由輔助勵(lì)磁機(jī)9產(chǎn)生的輔助勵(lì)磁三相電流進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生可輸送給主勵(lì)磁機(jī)5的輔助勵(lì)磁直流電流，并且所述調(diào)節(jié)單元構(gòu)建成，對(duì)輔助勵(lì)磁直流電流的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得將在主勵(lì)磁機(jī)5的轉(zhuǎn)子7和定子8之間產(chǎn)生的磁通量與可輸送給同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)地保持恒定。

此外，調(diào)節(jié)裝置25包括抗扭地與同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子軸6連接的調(diào)控單元18，所述調(diào)控單元連接在主勵(lì)磁機(jī)5的轉(zhuǎn)子7和同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的勵(lì)磁繞組之間，所述調(diào)控單元構(gòu)建成用于通過(guò)對(duì)由主勵(lì)磁機(jī)5產(chǎn)生的勵(lì)磁三相電壓進(jìn)行整流來(lái)產(chǎn)生勵(lì)磁電流并且用于對(duì)可輸送給同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)此，調(diào)控單元18通信地與調(diào)節(jié)電子裝置19連接。調(diào)控單元18包括至少一個(gè)未示出的可控的整流器單元。

輔助勵(lì)磁機(jī)9產(chǎn)生輔助勵(lì)磁三相電流，所述輔助勵(lì)磁三相電流借助于調(diào)節(jié)單元27來(lái)調(diào)節(jié)和整流，以便為主勵(lì)磁機(jī)5或其外部極子繞組輸送直流電流。調(diào)節(jié)單元27根據(jù)由檢測(cè)裝置26檢測(cè)到的在主勵(lì)磁機(jī)5的轉(zhuǎn)子7和定子8之間的磁通量的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)可輸送給主勵(lì)磁機(jī)5的輔助勵(lì)磁直流電流的電流強(qiáng)度，這要通過(guò)虛線28表示。調(diào)節(jié)電子裝置19根據(jù)要由同步電機(jī)17產(chǎn)生的三相電流的電流強(qiáng)度來(lái)控制調(diào)控單元18，這要通過(guò)圖2中的虛線29表示。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)15的一個(gè)實(shí)施例的主勵(lì)磁機(jī)5的示意的和立體的視圖。主勵(lì)磁機(jī)5的定子8包括八個(gè)外部極子繞組20，所述外部極子繞組經(jīng)由共同的、圓環(huán)形地構(gòu)成的鐵芯21連接，對(duì)此在鐵芯21上構(gòu)成徑向向內(nèi)伸展的突出部22，所述突出部穿過(guò)外部極子繞組20。此外，主勵(lì)磁機(jī)5具有轉(zhuǎn)子7，所述轉(zhuǎn)子具有三個(gè)通過(guò)其電感表示的轉(zhuǎn)子繞組23。在勵(lì)磁系統(tǒng)15運(yùn)行時(shí)，在主勵(lì)磁機(jī)5中在外部極子繞組20和轉(zhuǎn)子繞組23之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)通過(guò)箭頭24表示。借助根據(jù)本發(fā)明的勵(lì)磁系統(tǒng)15，可以與要輸送給同步電機(jī)17的轉(zhuǎn)子16的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流的電流強(qiáng)度無(wú)關(guān)地將與所述磁場(chǎng)關(guān)聯(lián)的磁通量保持恒定。

雖然本發(fā)明在細(xì)節(jié)上通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)地說(shuō)明和描述，本發(fā)明并不限于公開的示例，并且其他變型形式能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員從中導(dǎo)出，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。