Els grups electrògens dièsel (generadors dièsel) adoptats actualment pels centres de dades principals estan equipats generalment amb un sistema d'excitació sense escombretes de generador d'imants permanents (PMG) més excitador, és a dir, que inclou tant PMG com excitador de CA. Aquesta estructura s'anomena excitació sense escombretes de dues etapes o sistema d'excitació PMG, i és una configuració estàndard per als motors dièsel d'alt rendiment-moderns.
I. Configuració típica: PMG més excitador de CA (excitació sense escombretes de dues etapes)
El sistema d'excitació dels generadors de centres de dades moderns sol estar compost de les tres parts següents:
1.1. Generador d'imants permanents (PMG)
o S'instal·la a l'eix principal i gira a la mateixa velocitat que el rotor principal.
o El rotor és un imant permanent i l'estator emet corrent altern-trifàsic.
o No es veu afectat per les fluctuacions de tensió al terminal del generador principal i proporciona una font d'alimentació inicial estable i fiable.
2.2. Excitador
o També és un motor rotatiu, i el seu bobinat de l'estator és alimentat per PMG.
o L'induït del rotor o gira juntament amb l'eix, generant un corrent altern d'alta-freqüència.
o La sortida es rectifica en corrent continu mitjançant un rectificador giratori (pont de díodes).
3.3. Rectificador giratori + bobinatge d'excitació del rotor del generador principal
o El CC rectificat es subministra directament al bobinat d'excitació del rotor del generador principal.
o Sense raspalls, sense anells lliscants, aconseguint una excitació sense escombretes.
o Nucli de control:
Regulador automàtic de voltatge (AVR): rep retroalimentació sobre la tensió de sortida del generador principal i regula
L'angle de conducció (o senyal de control equivalent) del tiristor entre el PMG i l'estator de l'excitador, controlant així amb precisió la magnitud del corrent d'excitació.
II. Per què els centres de dades necessiten utilitzar tant generadors PMG com excitadors simultàniament?
Si només s'utilitza PMG per a la rectificació directa al rotor principal? La teoria és factible, però té defectes fatals:
o No es pot aconseguir una excitació forta ràpida (excitació forçada) de l'AVR;
o La tensió de sortida de PMG és fixa, cosa que dificulta l'ajust dinàmic del corrent d'excitació.
o En cas de curtcircuit o augment sobtat de càrrega, no és capaç de proporcionar un corrent d'excitació instantània prou gran (tensió de pic insuficient).
Actualment, les marques principals com Caterpillar, Cummins, MTU, Volvo Penta, Weichai, Yuchai, etc., tenen tots els següents models de motor dièsel estàndard per a centres de dades (com ara C32, QSK60, 16V4000, etc.)
o Excitador de parells d'imants permanents PMG
o Excitador principal de CA + rectificador rotatiu
o AVR digitals (com Basler, Woodward, ComAp)