Rotary Transformer for Brushless Excitation of Synchronous Machines

Abstract

Tässä diplomityössä tutkittiin pyörivän muuntajan soveltuvuutta tahtikoneen harjattomaksi magnetointilaitteeksi. Magnetointiteho on 150 kW. Pyöriviä muuntajia käytetään elektroniikassa, mutta tehosovelluksissa niitä ei juuri ole käytetty. Pyörivä muuntaja koostuu kahdesta sisäkkäin asetetusta kolmivaiheisesta rengaskäämityksestä sekä säteittäisestä metallilevysydämestä. Ilmaväli magneettipiirin rautasydämessä mahdollistaa sen, että roottori voi pyöriä staattoriin nähden. Staattoria syötetään vaihtojännitteellä ja roottorissa on tasasuuntaaja. Muuntaja on mahdollista rakentaa pienemmäksi kuin perinteinen magnetointigeneraattori, sillä tilaa vieviä kääminpäitä ei ole. Tämän vuoksi se on edullinen sovelluksissa, missä pieni koko on tärkeä tekijä, kuten laivojen ruoripotkurijärjestelmissä. Geometriasta johtuen muuntajan toiminta ei riipu pyörimisnopeudesta, joten se voi syöttää aina tarvittavan magnetointitehon koko pyörimisnopeusalueella. Muuntajan magnetointivirrat muodostuvat epäsymmetrisiksi mutta sopivalla kytkennän valinnalla roottorivirrat saadaan symmetrisiksi. Lämpenemä ei tuota ongelmia. Loppupäätelmänä todetaan, että pyörivä muuntaja soveltuu tahtikoneen magnetointiin sekä mahdollisesti myös muihin sovelluksiin, missä sähkötehoa täytyy siirtää pyörivän liitoksen kautta.