作为海上石油钻井平台用的电源必须是独立而且是移动的电站，故采用以柴油机为原动力的发电机组供电，励磁方式采用无刷励磁。传统的同步发电机转子绕组励磁用的直流电源须通过碳刷和集电环的滑动接触才能引进，而无刷同步发电机因取消了碳刷和集电环结构，不存在碳刷磨损和碳刷粉尘玷污线圈绝缘和其它零部件问题，因而维护简单，运行可靠。

　　作为海上石油钻井平台电站设备的同步发电机，除了应具备船用发电机的防潮、防霉、防盐雾以及可靠性高等特点外，还需具备一些特殊性能。因为发电机的主要负载是通过可控硅供电的直流电动机，发电机必须适应可控硅传动系统所引起的大量高次谐波和低功率因素运行状态。同时由于钻机负载变化大且快，电动机频繁启动，故要求发电机有良好的动态性能。

　　1无刷励磁同步发电机的结构无刷同步发电机由主发电机、交流励磁机和旋转整流装置等主要部分组成。主发电机转子、励磁机电枢和旋转整流装置都装在同一轴上一起旋转，励磁机磁极固定在定子内侧。发电机接线。

　　1. 1定子定子铁心由高导磁低损耗的冷轧电工钢片冲制迭压而成，冲片去毛并相互绝缘，以降低涡流损耗。

　　铁心沿轴向每隔一定距离垫入H型通风槽钢，形成多股径向通风道。为了削弱由齿槽脉动而引起的高次谐波产生的附加转矩和噪声，铁心按斜槽方式迭压，即把转子槽相对定子槽沿轴向扭斜了一个角度。

　　定子绕组为F级绝缘的双层波形绕组，线圈采用多股扁线绕制，以减少高次谐波电流损耗。用亚安薄膜和粉云母带作为匝间和对地绝缘，再用优良的NOM EX纸作铁心槽绝缘，因此定子绕组的耐热实际上高于F级绝缘的要求。线圈热压成型后嵌线，线圈连接处用银铜焊接并用云母带包扎，绕组端部的支撑和绑扎要求牢固，使之能耐受短路事故和其他冲击负荷所引起的强大拉力。绕组和铁心一起进行真空压力整体浸漆，最后烘干，使绕组成为一个坚固的整体。

　　线圈和嵌线的质量非常重要，除应对线圈进行匝间耐冲击电压试验外，还应分别在线圈包扎成型、线圈嵌线、绕组连线和浸漆烘干后进行对地耐高压试验，以保证电机绝缘水平较高。

　　1. 2转子转子采用凸极式结构。转子磁轭和转轴可用优质锻钢加工成一整体，磁极用钢片迭压而成后，再用高强度合金钢螺栓将其固定在磁轭上。磁极冲片沿圆周方向钻有一排小孔，内插铜条，铜条端部用端环连接在一起，形成阻尼绕组，用来抑制谐波，改善动态性能。磁场绕组采取多层侧绕方式直接绕制

　　在包有多层复合绝缘的磁极铁心上，绕制时涂刷特殊配方的环氧树脂，经过热压后，磁极和铁心形成一个坚固的整体，因而具有很高的机械强度和优良的导热性能，磁极之间安装支撑块以防超速时发生松动，磁极绕组需经过多次匝间耐冲击电压试验和对地耐高压试验，保证绝缘性能高度可靠。

　　1. 3交流励磁机励磁机实质上为三相交流发电机，与主发电机不同的是转子是电枢，电枢铁心用优质电工钢片冲制后，紧密迭压在电枢支架上，然后热套到转轴上。

　　电枢绕组端部用玻璃钢绑扎，具有3倍的安全系数，以承受高速旋转下的离心力。磁极用特殊钢片组成，具有适当的剩磁性能和足够的磁积能，以保证交流发电机能自励建立电压，为主发电机提供励磁电流。

　　为了提高励磁系统的反应速度，交流励磁机的频率一般比主发电机高，可高达数百赫兹，故交流发电机的极数比主发电机的多，但最好不成简单的整数倍（例如某台电机的极数为6，励磁机的极数为16）。

　　1. 4旋转整流装置旋转整流装置由三相全波整流桥、快速熔断器和过电压保护器组成，是无刷同步发电机的关键部位之一。快速熔断器作为过电流或短路保护串联于每个二极管支路，浪涌抑制器或压敏电阻并联于旋转整流装置的直流侧两端，用以吸收瞬时过电压，作过电压保护。旋转整流器与主发电机也是同轴安装，其输入端（交流侧）接交流励磁机的输出端，输出端（直流侧）通过转轴中心的轴孔与主发电机的转子绕组相连。交流励磁机在安装方式、绝缘方式、离心力、振动和热容量等方面经过精心设计制造和严格的振动、超速、高温等试验，使之具有很高的可靠性。如整流桥和励磁机的设计容量考虑了即便在一个整流管断开的情况下，仍能为发电机提供励磁电流，发电机仍可带病轻载运行，而不会出现故障扩大现象。若在控制系统中配以适当的故障监测装置，则可以在最合适的时刻停车和排除故障。

　　1. 5机座和通风型式机座采用优质钢板和气体保护焊接结构，电机通风为径向和轴向相结合的混流方式，空气从非驱动端进入，被极间隔板阻挡而通过转子气隙和定子通风道，风扇装在驱动轴上，把电机内部的热空气从驱动端抽出。

　　1. 6温升监测装置标准发电机一般没有装测温装置。也可根据需要将温度传感器置于定子槽各相绕组中，以便检测绕组的温度，并接入到控制系统的显示和报警装置中，确保电机的使用寿命。

　　1. 7抗凝露装置钻井平台电机工作在有凝露的环境气候条件下，故在发电机内部安装空气加热器，在电机停止运行时，接通加热器电源，使电机内部温度高于室温5°以上，防止电机内部产生凝露，保持电机的绝缘水平。

　　2工作原理当原动机拖动主发电机旋转时，交流励磁机的电枢绕组首先将切割剩磁自励发出交流电，然后经旋转整流器变成直流电后进入主发电机转子绕组以励磁，这时只要调节交流励磁机的励磁电流，就可以改变主发电机的励磁电流，从而控制主发电机的输出端电压，依靠连接于主发电机输出端和交流励磁机定子磁场绕组之间的自动电压调节器就可以稳定主发电机的端电压。

　　3结论此无刷同步发电机在结构上经过精心设计之后，能适应在有凝露、油雾、盐雾、霉菌的环境内工作，并能承受船舶运输中倾斜、摇摆、冲击、振荡的影响，且具有以下性能：a.确保发电机有很强的带无功负载的能力，以适应可控硅负载运行。

　　b.定子绕组采用最佳短距和分布系数，采用斜槽结构，加之磁极形状经过优化设计，因而电压波形远远优于普通发电机。

　　c.发电机为F级绝缘，实际上温升低于B级温升，故过载能力大，大多数情况下在1. 3倍额定负载转矩下长期过载运行也不会发生绕组过热，绝缘寿命长，可靠性高。

　　d.发电机具有3倍额定值以上的短路电流维持能力，以提高动力系统短路保护的可靠性。

　　e.瞬变电抗小，动态性能优良。