交流无刷励磁机、永磁发电机
励磁系统结构
励磁系统结构励磁系统结构主要包括调节器、励磁电源、功率整流、灭磁回路等几部分。
交流励磁机-整流器励磁系统1、带永磁副励磁机的交流励磁机-静止硅整流器励磁系统：该系统俗称三机系统，主励磁机的交流输出，经硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动励磁调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
2、交流励磁机-静止可控硅励磁系统：该系统俗称两机系统。
主励磁机的交流输出，经可控硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，采用自并励或他励方式。
自动励磁调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制发电机磁场整流桥输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
自动励磁调节器同时控制励磁机恒电压输出。
3、交流励磁机-旋转硅整流器无刷励磁系统：发电机的励磁由交流励磁机的输出经不可控硅二极管整流后供给，而交流励磁机的励磁则由永磁机的输出经可控硅整流后供给。
这里，与一般旋转电机不一样的是，交流励磁机的直流励磁绕组固定不动，而交流励磁机的交流电枢绕组、硅整流器与发电机的转子绕组一起，在一根转轴上旋转，因而发电机的励磁绕组与硅整流器处于相对静止的位置，是直接电连接在一起的，没有了其他励磁方式中的将静止部件中的电流引入旋转部件的滑环—电刷结构，帮称为无刷励磁。
系统概述励磁系统可控硅桥由励磁电源供电，受控的可控硅桥经磁场断路器为发电机提供直流励磁电流。
自动励磁调节器以高速IPC工业控制机为主要硬件核心。
辅以外围调理电路及信号回路，发出同步脉冲，去触发可控硅桥，从而控制发电机磁场电流，达到励磁控制系统的各种控制目标。
为提高励磁调节器的可靠性，有时采用双通道冗余系统：双通道的模拟量、开关量输入信号及调节通道的硬件配置是完全独立的，结构一致。
双通道采取主、从方式运行，如果一个通道故障，自动切至备用通道：无论哪一通道均可作为主通道，并没有硬性规定某一通道优先于另一通道，备用通道自动跟踪主用通道。
各种励磁系统介绍
7.1.4 交流励磁机励磁系统
1. 他励交流励磁机系统 2）旋转整流器系统（无刷励磁系统） 他 励 交流励磁 机 静止整流器系统对发电机提供励磁 电流的路径中有滑环与炭刷转子滑环通过的极限电流约 为8000～10000A，发电机的励磁电流超过这一极限应取 消滑环 ， 使整个系统都无滑动接触元件，产生了无刷励 磁系统。 它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流主励磁机正好相反。交流主 励磁机电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转，所以它们之间不需要任何滑环与电 刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。 旋转整流器系统（无刷励磁系统）与他励交流励磁机静止整流器励磁系统区别在于： ◆ 没有炭刷，交流副励磁机为永磁发电机。 ◆ 交流主励磁机的励磁绕组和电枢绕组的位置与一般发电机相反， 励磁绕组放在定子上静止不动； 电枢绕组放在转子上和发电机同轴旋转，而且永磁发电机的永磁极也在转子上。在发电机旋转时， 交流 励磁机的电枢绕组、整流器和发电机转子一起同轴旋转。 ◆ 由于整流器和发电机转子是相对静止的，所以不需要由滑环和炭刷将整流器的输出和转子绕组连 接起来，可直接连接，简化了运行维护，可靠性提高，无碳粉污染，电机寿命增长，适用于大机组。
7.1.4 交流励磁机励磁系统
2. 自励交流励磁机系统 2）静止整流器系统 发电机的励磁电流由交流励磁机经硅整流装置供给 ， 励磁调节器控制可控整流装置控制励磁机的机端电压， 从而达到调节发电机励磁的目的。 与自励交流励磁机静止可控整流器系统相比其响应 速度较慢，应为增加了交流励磁机自励回路环节，使动 态响应速度受到影响。 交流励磁机自并励方式使励磁系统结构大为简化， 过去是汽轮发电机常用的励磁方式。
IEE=IRC+IAVR 供的励磁电流。
2、励磁机、永磁发电机的检修工艺
励磁机、永磁发电机的检修工艺目录1、设备规范 (2)2、结构简介 (2)3、设备检修 (4)附录B 标准项目检修材料 (7)1、设备规范1.1 交流无刷励磁机铭牌1.2 永磁发电机(南京汽轮机厂)2、结构简介2.1主励磁机主励磁机是一台三相同步发电机，其磁场静止、电枢旋转，电枢输出的三相交流电经同轴旋转的三相放置整流装置整流为直流，通入发电机磁场绕组，供给发电机励磁，因它取消了电刷和滑环所以称为无刷励磁机。
2.1.1定子部分机座是焊接件，其材料除机座圈是铸铁外，其它均为Q235钢板.电机共有6个磁极，其铁芯由钢板叠压而成，磁极线圈绕成型后，再用环氧树脂固定在铁芯上。
定子机座内壁里面放有二只加热器，加热器的用途主要是为了防止电机在停机期间由于潮湿空气影响而引起绝缘降低。
2.1.2转子部分电枢转轴中心为空的，电枢绕组输出的三相交流电经整流装置整流后变成直流电通过位于转轴中心孔内的连接导线接到同步发电机磁场绕组.电枢铁芯采用硅钢片叠压而成，铁芯有1-3个径向风道和30个轴向通风孔，线圈支架是用钢板焊接而成.电枢槽为开口槽，电枢绕组为星形连接。
2.1.3整流装置整流装置上共有6个整流二极管，每个桥臂上采用一个二极管，组成三相全波整流桥，其中3个整流二极管的正极共同装在一个整环上，3个整流二极管负极共同装在另一个整流环上。
每个整流二极管串联一个快速熔断器，二个整流环固定在风扇座上，三者之间用玻璃布板绝缘，风扇座固定在轴端上，风扇叶是用钢板制成焊接在风扇圈上，整流环和风扇座均用铸铝合金制成。
整流环同时具有散热的作用。
2.2副励磁机2.2.1定子铁芯固定在副励磁机机座内，其机座又做主副励磁机共用端盖，定子铁芯是用硅钢片迭压而成，二边放有端环，端环和铁芯通过外圆沟槽焊接在一起。
定子采用F级绝缘，按B级考核。
定子绕组为散下同心式绕组，电机引出线过机座下方出线孔引至主励磁机机座侧面的出线盒内，在出线盒内备有熔断器作为副励磁机过载保护用。
发电机励磁系统课件
励磁系统的运行和控制
励磁系统的运行方式
励磁系统的工作原理：通过 调节励磁电流，控制发电机 的输出电压和频率
励磁系统的组成：包括励磁 电源、励磁控制器、励磁调 节器等
励磁系统的控制方式：包括 手动控制、自动控制和自适
应控制等
励磁系统的运行状态：包括 正常状态、异常状态和故障
状态等
励磁系统的控制方式
功率和电压
励磁电压：控 制励磁电流的 大小，影响发 电机的磁场强 度和输出功率
励磁频率：控 制发电机的磁 场频率，影响 发电机的输出
频率和电压
励磁相位：控 制发电机的磁 场相位，影响 发电机的输出
功率和电压
励磁阻抗：控 制励磁电流的 传输，影响发 电机的磁场强 度和输出功率
励磁时间常数： 控制励磁电流 的响应速度， 影响发电机的 输出功率和电
超导车，提高动 力性能和续航里程
智能励磁系统：采用智能控制技术，提高 响应速度和稳定性
船舶和轨道交通领域：应用于船舶和轨道 交通，提高动力性能和节能效果
THANK YOU
汇报人：PPT
励磁系统的发展趋势和未来展望
发展趋势：智能化、数字化、网络化 技术进步：提高效率、降低能耗、提高稳定性 应用领域：电力、交通、工业、新能源等 未来展望：更加智能化、高效化、环保化
励磁系统的新技术和新应用场景
永磁同步发电机：采用永磁材料，提高效 率和稳定性
新能源发电领域：应用于风能、太阳能等 新能源发电系统，提高发电效率和稳定性
励磁电流控制：通过调节励磁电流来控制发电机的输出电压和频率 励磁电压控制：通过调节励磁电压来控制发电机的输出电压和频率 励磁功率控制：通过调节励磁功率来控制发电机的输出电压和频率 励磁电流和电压联合控制：通过调节励磁电流和电压来控制发电机的输出电压和频率
发电机系统铭牌参数
其转速都为3000转，
二期11600KW发电机系统参数
一期17000KW发电机系统参数
设备名称
功率
额定电压
额定电流
功率因数
频率
接法
励磁电流
励磁电压
同步发电机
18MW
6.3KV
2062A
0.8
50HZ
Y
355.2A
交流无刷励磁机
0.5KW
234V
449A
150HZ
Y
6.19A
44.9V
永磁发电机
190 V
15 A
0.9
400 HZ
备注：同步发电机型号为QFWL---18---2额定容量为22 .5MVA
永磁发电机为单相，励磁方式是:PM额定容量为2 .85KVA
其转速都为3000转，
设备名称
功率
额ห้องสมุดไป่ตู้电压
额定电流
功率因数
频率
接法
励磁电流
励磁电压
同步发电机
12MW
6.6KV
1375A
0.8
50HZ
Y
242A
交流无刷励磁机
70KW
235V
297A
150HZ
Y
5.33A
34.63V
永磁发电机
190V
15A
0.9
400HZ
备注：同步发电机型号为QFW2---12---2额定容量为12MVA
无刷电机资料
无刷交流发电机由于没有电刷和集电环，所以不会因为电刷和集电环的磨损和接触不良造成激磁不稳定或发电机不发电等故障；同时工作时无火花，也减小了无线电干扰。
无刷交流发电机分为爪极式、激磁机式和永磁式三种。
（一）爪极式无刷交流发电机见图2-181．爪极式无刷交流发电机的结构及工作原理爪极式无刷交流发电机磁场绕组是静止的，它通过一个磁轭托架固定在后端盖上,所以，不再需要电刷。
两个爪极中只有一个爪极直接固定在电机转子轴上，另一爪极则用非导磁联接环固定在前一爪极上。
当转子旋转时，一个爪极就带动另一爪极一起在定子内转动, 当磁场绕组中有直流电通过时，爪极被磁化, ,就形成了旋转磁场。
磁路如图2-18所示2.优点（1）结构简单、维护方便、工作可靠（2）不存在电刷与集电环接触不良导致的发电不稳或不发电故障。
3.缺点（1）爪极间连接工艺困难（2）由于磁路中间隙加大，发电机相同输出功率下需加大励磁电流。
（二）激磁机式无刷交流发电机见图2-19图2-19为德国波许公司生产的带有激磁机的无刷交流发电机。
它实际上是在一台爪极式三相交流发电机的基础上增加了一部专为其激磁的小型硅整流交流发电机，称为激磁机（图中4、5、6），激磁机的磁场绕组固定，而三相绕组是转动的。
当发电机转动时，在激磁机转子4的三相绕组中感应出三相交流电，在发电机内部经二极管整流后变为直流电，直接供给爪极式三相交流发电机的磁场绕组15激磁发电。
这种无刷发电机的优点是磁路中无附加气隙，因而漏磁少，输出功率大，但结构复杂。
（三）永磁式无刷交流发电机该种发电机与普通发电机不同的是转子部分——以永久磁铁作为转子磁极而产生旋转磁场，不仅去掉了电刷和滑环，而且不需要磁场绕组和爪极。
结构简单可靠、使用寿命长。
转子常用的永磁材料有铁氧体、铬镍钴、稀土钴、钕铁硼等。
由于转子为永磁结构，所以产生的旋转磁场强度是不变的、不可调的，因此，不能采用普通交流发电机通过调节器控制磁场电流的办法来调节发电机的输出电压。
发电机无刷励磁和有刷励磁有何区别
1、发电机无刷励磁和有刷励磁有何区别?前者有交流励磁机和旋转硅整流，但无碳刷，清洁维护工作量少。
后者有碳刷滑环，但励磁响应速度快。
唯一的区别是：有刷交流发电机的磁场烧组随发电机转子一起转动；而无刷交流发电机的磁场绕组是静止不动的，即不随转子一起转动。
因此，其磁场绕组的两条引线可直接从后端盖引出，省去了经常维护和检修炭刷和滑环的工作。
由于磁场绕组和电枢绕组一样，都固装在发电机后端盖上，所以，工作中装在转子总成上的爪形磁极是在电枢绕组和现场绕组之间的空隙中旋转。
无刷交流发电机的优点是：工作时无火花，对无线电设备干扰小，克服了有刷发电机因炭刷和滑环间的摩擦与磨损而引发的接触不良、不发电或发电不稳等常见故障。
其不足是：因磁路中增加了两个附加空隙，使其低速运转时的充电性能较有刷发电机略有下降。
发电机的原理都是一样的，有刷和无刷只是结构形式的差别。
有刷发电机只有主定子和主转子，最简单的就是发电机旋转后通过主转子的剩磁切割主定子线圈产生感应电动势发出微弱的电压，经过外部整流后形成直流电压，再通过电刷滑环到主转子形成更强的磁场，切割主定子线圈产生感应电动势得到额定电压。
无刷发电机有三部分：永磁发电机、励磁发电机和主发电机组成。
或者两部分励磁发电机和主发电机。
三部分：永磁发电机、励磁发电机和主发电机的转子是同轴的。
由永磁发电机（因为他的主转子是永磁的不需要励磁）直接发出电压经过外部整流后形成直流电压。
该电压接到励磁发电机的定子，定子形成磁场，励磁发电机的转子线圈切割磁力线产生电压再经过在主轴上的旋转二极管整流成直流电压接到主发电机的主转子上，主转子形成磁场，主定子切割磁力线形得到发电电压。
两部分：励磁发电机定子电压由主发电机的剩磁电压经整流后提供。
2、600MW发电机无刷励磁系统的原理及优缺点有哪些？永磁机定子产生的高频400HZ电源经过两组全控整流桥供给主励磁机励磁绕组，主励磁机电枢输出的中频200HZ电源供给旋转整流器，整流器的直流输出构成发电机的励磁电源，通过转子中心孔，导电杆馈送至发电机的励磁绕组。
发电机励磁原理
发电机励磁原理发电机励磁原理励磁机的作⽤:发电机原理为永磁极随转⼦旋转，产⽣交流电，交流电⼀部分作为AER的电源，⼀部分通过逆变器整流成直流为转⼦建⽴磁场。
通过调节导通⾓可以改变发电机的端电压（空载时）进⽽实现并⽹，在并⽹时调节向电⽹的⽆功输出。
⼯作原理:众所周知，同步发电机要⽤直流电流励磁。
在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。
直流励磁机是⼀种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。
其多相闭合电枢绕组切割定⼦磁场产⽣了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作⽤，在电刷上获得了直流电，再通过另⼀套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转⼦，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是⼀个整流器，显然可以⽤⼀组硅⼆极管取代，⽽功率半导体器件的发展提供了这个条件。
将半导体元件与发电机的轴固结在⼀起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利⽤⼆极管换成直流电流。
直流送给转⼦励磁、绕组励磁。
这就是⽆刷系统。
下⾯我们以典型的⼏种不同发电机励磁系统，介绍它的⼯作原理。
⼀、相复励励磁原理由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压⼏何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。
负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进⾏电流补偿，由线形电抗器DK移相进⾏相位补偿。
⼆、三次谐波原理对⼀般发电机来源，我们需要的是⼯频正弦波，称为基波，⽐基波⾼的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最⼤，在谐波发电机定⼦槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），⽽这个绕组之间没有电的联系。
谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转⼦绕组LE 中进⾏励磁。
三、可控硅直接励磁原理可控硅直接励磁是采⽤可控硅整流器直接将发电机输出的任⼀相⼀部分能量，经整流后送⼊励磁绕组去的励磁⽅式，它是由⾃动电压调节器（AVR），控制可控硅的导通⾓来调节励磁电流⼤⼩⽽维持发电机端电压的稳定。
三机无刷励磁同步发电机永磁副励磁机设计原则
三机无刷励磁同步发电机永磁副励磁机设计原则作者：卢绪超张磊苏哲赵瑞来来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第09期摘要：本文主要介绍了三机无刷励磁同步发电机励磁原理及特点，永磁副励磁机优点及基本设计原则。
关键词：无刷励磁同步发电机三机无刷励磁原理永磁副励磁机1 三机无刷励磁同步发电机励磁原理及特点三机无刷励磁系统由交流主励磁机、永磁副励磁机、旋转整流盘三大部分组成。
永磁副励磁机为旋转磁极式，主励磁机为旋转电枢式。
励磁电流调节过程：永磁副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——发电机转子励磁绕组。
三机励磁结构特点：主励磁机电枢及其整流装置与发电机同轴旋转，给发电机提供励磁电流不需要任何滑环、换相器、集电环、炭刷等元件，减少了日常的工作维护量，提高设备的运行可靠性，避免了因炭刷炭粉和铜末对发电机绕组引起的绝缘污染，平常运行中基本不用对发电机本体进行任何操作；劣势在于：励磁回路没有专门的灭磁装置，通过可控硅整流桥逆变实现自然灭磁，灭磁时间相对较长（10s左右），另外，无法用常规的方法直接测量转子电流、转子温度、监视转子回路对地绝缘，监视旋转整流桥上的熔断器等。
2 采用永磁副励磁机的优势永磁副励磁机作为主励磁机的电源从发电机本身的输出端获得励磁电流，经过整流后向发电机转子回路提供励磁电流，永磁机供电电压稳定，不受系统电压影响，在系统电压降低时能迅速提供强励电压，系统电压回复时间短，提高了机组的稳定性。
3 永磁副励磁机基本设计原则3.1 磁钢材质的选取：国内常规三机无刷励磁发电机磁钢材质通常选用钕铁硼，牌号JNC-35SH，主要验收性能Br>1.18T，（BH）max>33MGOe、Hc>10.8kOe， Hcj>20kOe；钕铁硼主要成分是Nd2FeB，优点：最大磁能积大、剩磁密度高、矫顽力高；不足：居里温度低、温度稳定性差、最高工作温度通常为150℃，由于化学成分中含有大量钕和铁，易生锈，化学稳定性欠佳，其表面通常需做电镀处理或磷化处理或喷涂环氧树脂以减慢其氧化速度。
发电机的励磁控制原理
发电机的励磁系统同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的方式：1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW 以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠、结构简单、维护方便等优点。
3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
交流无刷励磁机磁发电机
交流无刷励磁机磁发电机————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：0NQ.140.232交流无刷励磁机、永磁发电机安装使用维护说明书南京汽轮电机（集团）有限责任公司南京汽轮电机（集团）有限责任公司代号0NQ.140.232交流无刷励磁机永磁发电机安装使用维护说明书代替第 1 页共11页编制田宏2010.2.7校对张利光2010.2.7审核葛淑明2010.2.10会签标准审查巫旭明2010.3.1审定姜兴林2010.3.9批准2 换2010励L009-004 更详尽说明拆装整流环田宏的过程标记数量页次文件代号简要说明签名磁盘号底图号旧底图号归档签名目录1 概述 (4)2 主励磁机 (5)2.1 主励磁机典型产品电气数据 (5)2.2 内部接线原理图 (6)2.3 结构简介 (7)3 副励磁机 (8)3.1 副励磁机电气数据 (8)3.2 结构简介 (8)4 转子接地检测滑环 (8)5 安装 (9)6 使用说明 (11)6.1 运行前的准备工作 (11)6.2 主励磁机整流装置的保护 (11)6.3 副励磁机充磁 (12)备注：由于设计和制造在不断改进，本说明书所介绍的情况可能与制造的情况有所出入．在进行设备的任何调试或检查之前，应通读本说明书,以全面掌握设备的工作性能．本说明书适用于南京汽轮电机有限责任公司制造的3MW~75MW汽轮发电机及燃气轮发电机之交流无刷励磁机。
本说明书可作为安装、运行和维护检修工作的指导性文件。
用户在安装、使用前请仔细阅读。
本说明书中未涉及和未规定的部分，按国家标准中有关技术规定执行。
如有特殊要求及供货范围有变化时，应在签订技术协议时明确提出。
按国家标准GB755—2000《旋转电机定额和性能》和JB/T7784—2002《透平同步发电机用交流励磁机技术条件》中的规定，机组使用条件：海拔不超过1000m；冷却空气温度不超过40℃；安装在掩蔽的厂房内，环境温度不低于5℃。
励磁系统在电力中的作用1
励磁系统在电力中的作用1励磁系统是发电机的重要组成部分，它对发电机本身及电力系统的安全稳定运行有着重要的作用。
励磁系统在电力系统中的作用:a. 维持电力系统某点电压的恒定。
b. 调整各个并联运行机组之间的无功分配。
c. 提高电力系统的静态稳定和动态稳定。
d. 故障切除后，可以缩短电动机自启动的时间。
e. 提高带延时的继电保护的明确性。
在电力系统正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要作用。
优良的励磁控制系统不仅可以靠运行并提供合格的电能，而且还可有效地提高系统的技术指标。
根据运行方式的要求，励磁控制系统的任务① 电压控制电力系统在正常运行时，负荷总是经常波动的，同步发电机的功率就相应变化。
由于发电机内部压降的存在，动，机端电压就会相应的发生变化，这就需要对励磁电流进行调节以维持机端或系统中某点的电压在给定的水控制系统担负了维持电压水平的任务。
② 控制无功功率的分配与无限大容量电网并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。
但是，在实际运行中联运行的母线并不是无限大母线，即系统的等值阻抗不等于零。
它的电压将随着负荷波动而改变，改变其中一磁电流不但影响它的电压和无功功率，而且也将影响与之并联运行机组的无功功率，其影响程度与系统情况有步发电机的励磁自动控制系统还担负着并联运行机组间的无功功率合理分配的任务。
③ 提高同步发电机并联运行的稳定性保持同步发电机稳定运行是保证电力系统可靠供电的首要条件，电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，发电机组能够恢复到原来的运行状态或过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的，其主要标志是在暂态同步发电机能维持或恢复同步运行。
电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
所谓静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后行状态的能力。
而暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能够过渡到一个新的稳定者恢复到原来运行状态的能力。
发电机励磁方式有哪几种
发电机励磁方式有哪几种有何特点？发电机的励磁有五种方式：他励方式、自励方式、混合式励磁、转子绕组双轴励磁及定子绕组励磁方式。
（1）他励方式。
这种励磁方式，发电机的励磁不是同步发电机本身供给，而是由其他电源供给。
根据电源形式的不同，通常有如下几种：1）同轴直流励磁机供电的励磁方式。
这是小容量发电机普遍使用的一种励磁方式，其优点是励磁可靠，调节方便，但换向器和电刷设备的维护量大。
2）不同轴直流励磁机供电的励磁方式，如采用单独供电的感应电机拖动或经减速齿轮与发电机大轴连接的低速直流发电机，当转速在1000r/min以下时，可应用在大容量的机组上，但结构复杂，应用不多。
对水轮发电机，因转速低，故直流发电机的换向不是主要问题，但在过低转速下，容量太大的直流发电机也存在着结构上困难。
3）同轴交流励磁机－静止整流器供电的励磁方式（可控或不可控）。
这是交流发电机和整流装置的组合，适用在较大容量的发电机上。
4）同轴交流励磁机－旋转整流器供电供电的励磁方式。
无刷励磁系统主要由同轴交流励磁机与主轴一起旋转的硅整流装置组成。
同轴交流励磁机的三相交流绕组装在转子上，而直流励磁绕组则装在定子上，这样励磁机发出的交流经旋转硅整流装置整流后，通入主发电机的励磁绕组，不需要换向器、电刷和滑环等设备。
它解决了大容量机组励磁系统中大电流滑动接触的滑环制造和维护的问题，结构简单、维护方便、因而可靠性高。
但也存在一些问题：装在高速旋转大轴上的硅整流元件和附属设备在运行中承受很大的离心力，因而存在机械强度上的问题。
发电机励磁回路的监测问题。
快速灭磁问题。
整流元件的保护问题，当励磁回路元件故障时，无法使用备用励磁机。
5）不同轴交流励磁机供电的励磁方式。
如采用经齿轮减速器与发电机轴连接的静止可控整流。
6）单独供电的硅整流励磁方式（可控或不可控）。
（2）自励方式。
这种励磁方式，发电机的励磁由同步发电机本身发出的交流经整流后供给。
一般有如下两种：1）自励静止半导体供电的励磁方式。
无刷发电机工作原理
无刷发电机工作原理
无刷发电机是一种常用的电力转换设备，其工作原理主要包括磁场产生、电枢激励和转子运动三个部分。
首先，磁场产生是无刷发电机工作的基础。
在无刷发电机中，通常由永磁体或电磁铁产生静态磁场。
这个磁场是通过驱动系统中的磁铁或永磁铁产生的。
这个磁场是固定的，不会随着转子的旋转而改变。
其次，电枢激励是无刷发电机的关键。
在无刷发电机的转子上，安装有一组电枢绕组，它们被连接到外部电源上。
当电流通过电枢绕组时，会产生一个磁场，这个磁场与静态磁场相互作用，从而产生一个转矩，推动转子旋转。
最后，转子运动是无刷发电机的核心。
转子上的永磁体或电枢绕组会随着转子的旋转而移动，从而改变与静态磁场之间的相对位置。
当永磁体或电枢绕组与静态磁场相互作用时，会在转子上产生感应电动势。
这个电动势会驱动电流在转子绕组中产生，并最终输出电能。
总结起来，无刷发电机的工作原理可以归纳为：通过静态磁场产生的磁场作用下，利用电枢激励产生的磁场与静态磁场相互作用，从而推动转子旋转，最终产生感应电动势并输出电能。
发电机获得励磁电流的几种方式
同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。
缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
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0NQ.140.232交流无刷励磁机、永磁发电机安装使用维护说明书南京汽轮电机（集团）有限责任公司编制田宏2010.2.7 校对张利光2010.2.7 审核葛淑明2010.2.10 会签标准审查巫旭明2010.3.1 审定姜兴林2010.3.9 批准目录1 概述 (4)2 主励磁机 (5)2.1 主励磁机典型产品电气数据 (5)2.2 内部接线原理图 (6)2.3 结构简介 (7)3 副励磁机 (8)3.1 副励磁机电气数据 (8)3.2 结构简介 (8)4 转子接地检测滑环 (8)5 安装 (9)6 使用说明 (11)6.1 运行前的准备工作 (11)6.2 主励磁机整流装置的保护 (11)6.3 副励磁机充磁 (12)备注：由于设计和制造在不断改进，本说明书所介绍的情况可能与制造的情况有所出入．在进行设备的任何调试或检查之前，应通读本说明书,以全面掌握设备的工作性能．本说明书适用于南京汽轮电机有限责任公司制造的3MW~75MW汽轮发电机及燃气轮发电机之交流无刷励磁机。
本说明书可作为安装、运行和维护检修工作的指导性文件。
用户在安装、使用前请仔细阅读。
本说明书中未涉及和未规定的部分，按国家标准中有关技术规定执行。
如有特殊要求及供货范围有变化时，应在签订技术协议时明确提出。
按国家标准GB755—2000《旋转电机定额和性能》和JB/T7784—2002《透平同步发电机用交流励磁机技术条件》中的规定，机组使用条件：海拔不超过1000m；冷却空气温度不超过40℃；安装在掩蔽的厂房内，环境温度不低于5℃。
1 概述配发电机组的励磁机由一台主励磁机和一台副励磁机组成，其主励磁机采用一台三相交流无刷励磁机，副励磁机采用一台单相永磁发电机，转子通过法兰与同步发电机联接在一起。
其系统见下示意图：图1G 三相同步发电机EX 主励磁机GS 副励磁机V 三相旋转整流装置L1 同步发电机磁场绕组L2 主励磁机磁场绕组FU 副励磁机熔断器主励磁机是一台三相同步发电机，其磁场静止、电枢旋转，电枢输出的三相交流电经同轴旋转的三相旋转整流装置整流为直流，通入发电机磁场绕组，供给发电机励磁，因它取消了电刷和滑环所以称为无刷励磁机。
副励磁机是一台单相同步永磁发电机，磁极在转子上，极身用永磁材料制成。
主励磁机和副励磁机设计在同一个闭路管道通风壳体内，它的进风、出风全通到励磁机底架，然后再通到同步发电机进风口处。
示意图见图2.图22 主励磁机2.1 主励磁机典型产品电气数据TFLW70-3 34.6 5.33 5.5167 0.00527TFLW8-3000A .16 5.29 5.8073 0.00545 TFLW 49 234 44.9 6.19 6.156 0.00566 TFLW118-3000A 118 480 246 48.5 6.15 6.6985 0.00599TFLW-3000A 7 46.1 6.2 5.34 0.00139 TFLW139-300 .1 6.1 5.34 0.00139 TFLW 30 210 58 6.4 7.551 0.00163 TFLW2-3000A 61.2 6.65 7.8115 0.00163 JWL130-300 .1 6.2 5.34 0.00139表12.2 内部接线原理图当励磁机的额定电流大于500A时，内部接线采用图3。
当励磁机的额定电流在500A以下（含500A）时，内部接线采用图4。
L1 主励磁机磁场绕组L2 主励磁机电枢绕组L3 同步发电机磁场绕组L4 同步发电机定子绕组FU1～12 快速熔断器V1～12 整流二极管图3L1 主励磁机磁场绕组L2 主励磁机电枢绕组L3 同步发电机磁场绕组L4 同步发电机定子绕组FU1～6 快速熔断器V1～6 整流二极管图42.3 结构简介2.3.1 定子部分：2.3.1.1 机座是焊接件，其材料除机座圈是用铸钢外，其它均为Q235钢板，电机共有６个磁极，其铁芯由钢板叠压而成，磁极线圈绕成型后再用环氧树脂固定在铁芯上。
2.3.1.2 配汽轮发电机的励磁机二个接线盒位于电机机座二侧。
从发电机端看，交流无刷励磁机接线盒在左侧，永磁机接线盒在右侧。
配燃气轮发电机的励磁机只有一个接线盒。
2.3.1.3 定子机座内壁里面放有二只加热器。
停机期间建议投入加热器，以保证机内相对湿度不大于50%，防止由于潮湿引起电机绝缘电阻降低。
2.3.2 转子部分：2.3.2.1 电枢转轴中心为空的，电枢绕组输出的三相交流电，经过整流装置整流后变为直流电，通过位于转轴中心孔内的发电机导电杆（见图2），接到同步发电机磁场绕组。
2.3.2.2 电枢铁芯采用硅钢片叠压而成。
铁芯有径向风道和轴向通风孔，线圈支架是用钢板焊接而成，电枢槽为开口槽，电枢绕组为星形连接。
2.3.2.3 整流装置：当内部接线原理图采用图3时，整流装置上共有12个整流二极管，每个桥臂采用二个二极管并联使用，组成三相全波整流桥，其中6个整流二极管正极共同装在一个整流环上，6个整流二极管负极共同装在另一个整流环上。
当内部接线原理图采用图4时，整流装置上共有6个整流二极管，每个桥臂上采用一个二极管，组成三相全波整流桥，其中3个整流二极管正极共同装在一个整流环上，3个整流二极管负极共同装在另一个整流环上。
每个整流二极管串联一个快速熔断器，二个整流环固定在风扇座上，三者之间用玻璃布板绝缘，风扇座固定在轴端上，风扇叶是用钢板制成焊接在风扇圈上，整流环和风扇座均用锻铝合金制成。
整流环同时具有散热的作用。
主励磁机采用F极绝缘材料，按B级绝缘等级考核。
3 副励磁机表23.2 结构简介3.2.1 定子铁芯固定在副励磁机机座内，其机座又作为主、副励磁机共用端盖，定子铁芯是用硅钢片叠压而成，二边放有端环，端环和铁芯通过外圆沟槽焊接在一起。
3.2.2 定子采用F极绝缘材料，按B级绝缘等级考核。
3.2.3 定子绕组为散下同心式绕组，电机引出线通过机座下方出线孔，引至主励磁机机座侧面的出线盒内，在出线盒内备有熔断器,作为副励磁机过载保护用。
3.2.4 磁极装在转轴上永磁机段。
极身用永久磁钢制成，极靴用钢板制成，通过螺钉将极靴和极身固定在转轴上，磁极螺钉和转轴连接处涂有粘接剂,以防止由于电机运转引起螺钉松动。
4 转子接地检测滑环在发电机励端有两个滑环，分别与发电机转子正负极相连。
厂家随机提供两个刷架，现场安装在端盖上，再将碳刷固定在刷架上。
在发电机的汽（气）端，设有大轴接地碳刷。
这三个碳刷引出的三个信号接至发电机保护柜，用于转子接地故障检测。
由于碳刷到保护柜之间的引线长度难以确定，引线由用户自行考虑。
5 安装5.1 发电机定、转子安装完毕后，拆励磁机转子上的整流环，在拆卸过程中，所有拆下的零件必须做好记号，以备重新安装时不改变平衡：（1）先将励磁机整流环上与励磁机导电杆相连接一面的固定快速熔断器的螺母（图5项1）卸下，并拆下熔断器；（2）再将励磁机转子的带绝缘轴头上的螺钉拆掉（图5项3）；（3）然后将图5所示,两个导电铜排与发电机导电杆相连接的螺钉拆下（图5项4）；（4）最后将整流环与励磁机转轴相连接的三个螺钉全部卸下（图5项2）。
5.2 将励磁机定子端盖（非永磁机端）卸下，将永磁机定子和励磁机定子整体吊装到励磁机底板上，并垫好垫片就位，按图纸要求分别调整好励磁机和永磁机定转子之间气隙最大值（最小值）- 平均值（| |）≤5%，固定好励磁机、永磁机定子。
平均值5.3安装整流环：图5是图2的局部放大图:图5（1）将整流环按记号位置装在励磁机转轴上（将励磁机导电杆连接片对准图5项1位置螺钉孔），并均匀的将整流环与励磁机转轴连接的三颗螺钉（图5项2）旋紧，扭矩为18N.m。
（2）然后装上快速熔断器，将锁片垫上，旋紧螺母（图5项1），励磁机导电杆连接片与熔断器连接处表面必须清洁平整，固定完后，用塞规检验，必须满足间隙小于0.03mm，接触面大于90％的要求，最大限度减少接触电阻。
(3) 再旋紧导电铜排与发电机导电杆相连接的螺栓（图5项4）。
导电铜排与发电机导电杆连接处表面必须清洁平整，固定完后，用塞规检验，必须满足间隙小于0.03mm,接触面大于90％的要求，最大限度减少接触电阻。
（4）最后将轴头装上，均匀旋紧螺钉（图5项3），扭矩为18N.m。
5.4 将外端盖、出风接口分别安装到位，按图纸要求调整好风扇与端盖间的间隙，旋紧螺钉。
5.5 装上全部定位销。
6 使用说明6.1 运行前的准备工作6.1.1 检查各部分安装是否完毕，并且是否完全符合图纸要求。
6.1.2 检查各线路接线是否正确，接触是否良好，元件有无损坏。
6.1.3 用短接线将每一个旋转整流二极管正、负极短接好，再用500伏兆欧表测量绕组、整流环对地绝缘电阻。
拆掉旋转整流二极管上的短接线。
6.2 主励磁机整流装置的保护6.2.1 在运行当中，二极管有可能发生故障，所以每个二极管串联了一个快速熔断器，假如一个二极管击穿而短路，引起较正常值大的电流时，将使相应熔断器熔断，这样就可以把故障二极管从电路中断开。
此时同一桥臂相邻的二极管和熔断器将用来承受原来由两个并联支路平分的整个电流。
由于每个支路设计时已考虑了足够的余量，所以在正常情况下，整流桥臂上并联的二个支路有一个支路断开，仍能保证电机在满负荷下继续运行。
6.2.2 在运行中如有一个桥臂断开，二极管故障检测将发出声光报警信号，电机仍能继续运行，但应尽量及时停机将已损坏的二极管﹑快速熔断器换下，更换时应注意更换的二极管极性﹑型号应与原来的一致。
6.2.3 为了能及时检测机组运行中旋转整流二极管是否发生故障，在自动电压调节器中设有二极管故障检测回路。
当二极管发生故障时，整流桥的一个桥臂完全断开时，引起电枢三相负荷不平衡，产生逆序磁场分量将在磁场绕组回路中感生交流电流分量,与自动电压调节器输出的直流电流分量叠加，使合成的励磁机电流波形中出现一个脉冲量，二极管故障检测器检测到该信号动作，通过继电器触点可送出报警信号。
6.3 副励磁机充磁副励磁机在出厂前转子磁钢已进行过充磁和稳磁处理，所以在正常情况下，不必对副励磁机重新充磁，如需要充磁可按下列步骤进行：6.3.1 电机在静止状态下，将副励磁机转子和定子按标记位置对准。
6.3.2 给定子绕组加电压约40V，电流不大于400A，时间约2s，极性以副励磁机出线上标记“1”为正，“2”为负。
6.3.3 采用副励磁机在同步转速时突然短路的方法进行稳磁，稳磁时间约1min.6.3.4 检查副励磁机开路情况下，当n=3000r/min时，是否与产品出厂时状况一样。