Дизель-генераторні установки (дизель-генератори), які в даний час застосовуються основними центрами обробки даних, як правило, оснащені безщітковою системою збудження, що складається з генератора з постійними магнітами (PMG) і збудника, тобто включає як PMG, так і збудник змінного струму. Ця структура називається дво-ступеневою безщітковою системою збудження або системою збудження PMG, і це стандартна конфігурація для сучасних високо-потужних дизельних двигунів.
I. Типова конфігурація: PMG плюс збудник змінного струму (дво-ступеневе збудження без щіток)
Система збудження сучасних генераторів ЦОД зазвичай складається з наступних трьох частин:
1.1. Генератор на постійних магнітах (PMG)
o Він встановлений на головному валу і обертається з тією ж швидкістю, що й головний ротор.
o Ротор є постійним магнітом, а статор видає три{0}}фазний змінний струм.
o На нього не впливають коливання напруги на клемі головного генератора та забезпечує стабільне та надійне початкове джерело живлення.
2.2. Збудник
o Це також роторний двигун, і його обмотка статора живиться від PMG.
o Якір ротора o обертається разом із віссю, генеруючи високо{0}}змінний струм.
o Вихідний сигнал випрямляється в постійний струм обертовим випрямлячем (діодним мостом).
3.3. Обертовий випрямляч + обмотка збудження ротора основного генератора
o Випрямлений постійний струм безпосередньо подається на обмотку збудження ротора основного генератора.
o Без щіток, без контактних кілець, досягнення безщіткового збудження.
o контрольне ядро:
Автоматичний регулятор напруги (AVR): отримує зворотний зв'язок щодо вихідної напруги головного генератора та регулює
Кут провідності (або еквівалентний керуючий сигнал) тиристора між PMG і статором збудника, таким чином точно контролюючи величину струму збудження.
II. Чому центрам обробки даних потрібно одночасно використовувати і PMG, і збудливі генератори?
Якщо для безпосереднього випрямлення до головного ротора використовується лише PMG? Теорія здійсненна, але вона має фатальні недоліки:
o Неможливо досягти швидкого сильного збудження (форсованого збудження) AVR;
o Вихідна напруга PMG є фіксованою, що ускладнює динамічне регулювання струму збудження.
o У разі короткого замикання або раптового збільшення навантаження він не може забезпечити достатньо великий миттєвий струм збудження (недостатня пікова напруга).
Наразі такі основні бренди, як Caterpillar, Cummins, MTU, Volvo Penta, Weichai, Yuchai тощо, мають такі стандартні моделі дизельних двигунів для центрів обробки даних (наприклад, C32, QSK60, 16V4000 тощо)
o Парний збудник постійного магніту PMG
o Головний збудник змінного струму + поворотний випрямляч
o Цифрові AVR (такі як Basler, Woodward, ComAp)