半导体励磁调节装置结构及原理
励磁调节装置基本原理
// α = arccos(k × U k / U ac ) // U fd = 1.35U ac cos(arccos( kU k / U ac ) // U fd = 1.35kU k
精确余弦移相的励磁电压仅于励磁计算结果相关， 使用精确余弦移相的励磁系统，可以对发电机进 行开环控制，便于发电机零起试验
A/D转换
采样保持
A/D转换
励磁调节器构成
采样精度：
采样系统中最要的参数：A/D转换位数 采样位数直接决定最小采样精度： 1、12位A/D采样 额定值码值=4096/2*2.0=1024，精度=0.1% 2、14位A/D采样 额定值码值=16384/2*2.0=4096，精度=0.025% 2、16位A/D采样 额定值码值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%
励磁调节方式
多变量励磁调节：
励磁输出取决于多个电气量的变化，以使 各个电气特性均满足运行要求，理论上 求得模型方程的最优解或次优解。 附加控制式：PID+PSS PID+LEOC PID+NEOC
励磁调节器构成
励磁调节器从功能上可分为基本调节部分和辅助调节部分 基本调节：测量比较+综合放大+移相触发； 辅助调节：补偿器+稳定器+限制器
∆U U =
fd
fd
1 . 35 × U ac × SIN α × A × π × 100 % = 1 . 35 × U ac × COS α × 180
A×π × tg α = 0 . 017444 × A × tg α 180
励磁调节器构成
上式中A即为触发角分辨率，触发角分辨率 直接由移相触发环节中计数器主频和同步频 率决定，即计数器中一个码表示同步信号中 的角度，
励磁装置的工作原理
励磁装置的工作原理
励磁装置的工作原理是通过提供电子、电流或磁场，来使磁性物质获得或减少磁化强度的过程。
具体来说，励磁装置的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 供电电源：励磁装置需要一个供电电源来提供所需的电能。
这个电源可以是直流或交流电源，根据具体的励磁要求而定。
2. 磁场产生：励磁装置通常通过线圈或电磁铁产生磁场。
该线圈或电磁铁由电流驱动，电流通过线圈时会产生磁场。
线圈的设计可以根据需要产生不同形状和强度的磁场。
3. 磁化物体：一旦磁场产生，励磁装置通过将待磁化的物体置于磁场中，使其暴露于磁场之中。
待磁化物体可以是永磁体（如磁铁）或其他磁性材料。
4. 磁场作用：当待磁化物体暴露在磁场中时，磁场会对其内部原子或分子的磁导体进行影响。
这些磁导体会被磁场排列在一定的方向上，从而使物体磁化。
如果磁场的方向与物体的自然磁化方向相反，则可以减少物体的磁化程度。
总的来说，励磁装置通过提供电能来产生磁场，然后利用磁场与待磁化物体的相互作用，实现对物体磁化强度的增加或减少。
这样可以控制和改变物体的磁性质。
励磁调节器
3)欠励磁限制器。
调节规律
我国发电机组励磁系统调节规律的发展简况如下。 比例调节P、比例积分调节PI和比例积分微分调节PID三种调节的变量只有发电机的机端电压Ut，或者是Ut与 给定电压值之差ΔUt，故称为单变量调节。其传递函数分别为： (1)比例调节P为U(s)=KpΔ Ut(s) (2)比例积分微分调节PID为 式中 U——调节器输出电压值，V； UREF——给定电压值，V； Ut——与发电机机端电压相对应的三相电压有效值的平均值，V； s——Laplace算子。 实践证明，PID调节的应用，明显地提高了同步发电机在系统振荡时的阻尼作用和励磁调节器的性能品质， 但仍然不能满足远距离、重负荷输电的要求。有资料说明，这种调节方式可将系统极限角δm从无调节时的90° 提高到100°左右；但若采用高增益调节器，也可能提高到105°或110°。
组成及其框图
励磁调节器可以分为半导体模拟式励磁调节器、微机(含可编程控制器)数字式励磁调节器和混合式微机(含 可编程控制器)模拟式励磁调节器等三大类。各类的框图如图1。
图1 HWJT-08B型单微机励磁调节器原理方框图 半导体励磁调节器由基本单元和辅助单元两大部分组成，其方框图见图2。 图2工业电视监视系统结构框图 (方式三) 微机(含可编程控制器)数字式励磁调节器由硬件和软件两大部分组成。 (1)硬件包括主机和外围设备(接口电路，模拟量、数字量和开关量的输入输出通道和电源等)。如果是双微 机、双通道，则还包括双机检测切换及其通信连线。 (2)软件包括系统软件和应用软件两部分。系统软件主要实现对程序的编写、调试、修改和运行监控等功能。 它包括操作系统、编译程序、调试程序和监控程序等。编程，过去采用汇编，现在多用C语言;可编程控制器励磁 调节器则采用梯形图编程。系统软件由微机生产厂配套提供。应用软件可分为主程序和调节控制程序。 混合式励磁调节器包括微机—模拟型和可编程控制器—模拟型两种，价格比较便宜，适用于老厂技术改造。
励磁调节器工作原理
励磁调节器工作原理励磁调节器是一种用于调节和控制发电机励磁电流的装置，它在电力系统中起着重要的作用。
它的工作原理是通过改变励磁电流的大小和方向，来调节发电机的输出电压和无功功率，以满足电力系统的需求。
励磁调节器由励磁电源、调节电路和控制回路组成。
励磁电源一般由直流发电机或静止励磁装置提供，它的输出电流经过调节电路进行调节，然后输入到发电机的励磁线圈中。
调节电路是励磁调节器的核心部分，它通过控制调节电阻或可变电阻的阻值，来改变励磁电流的大小和方向。
控制回路负责监测电力系统的电压和频率变化，并根据设定值对调节电路进行控制，以实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
励磁调节器的工作原理可以分为两个方面来理解：电磁感应和电磁力平衡。
首先是电磁感应。
当励磁电流通过励磁线圈时，会在发电机的磁极上产生磁场。
根据电磁感应的原理，当发电机的转子旋转时，磁场会切割发电机的定子线圈，从而在定子上产生感应电动势。
这个感应电动势的大小和方向与励磁电流的大小和方向有关。
其次是电磁力平衡。
发电机的励磁线圈周围有一个气隙，当励磁电流通过励磁线圈时，会在气隙中产生一个磁场。
这个磁场会与发电机的磁场相互作用，产生一个力矩，使得发电机的转子旋转。
这个力矩的大小和方向也与励磁电流的大小和方向有关。
基于以上原理，励磁调节器可以通过调节励磁电流的大小和方向，来改变发电机的输出电压和无功功率。
当电力系统需要提高发电机的输出电压时，励磁调节器会增大励磁电流的大小；当电力系统需要降低发电机的输出电压时，励磁调节器会减小励磁电流的大小。
同样地，当电力系统需要提高发电机的无功功率时，励磁调节器会改变励磁电流的方向，以增加无功功率的输出；当电力系统需要降低发电机的无功功率时，励磁调节器会改变励磁电流的方向，以减小无功功率的输出。
总结一下，励磁调节器通过改变励磁电流的大小和方向，来调节发电机的输出电压和无功功率。
它的工作原理基于电磁感应和电磁力平衡的原理，通过调节电路和控制回路的协调工作，实现对发电机的精确控制。
励磁调节器工作原理
励磁调节器工作原理励磁调节器是一种用于调节电力系统中励磁电流的设备，它的工作原理是通过控制励磁电流的大小和方向，以调节发电机的电磁场强度，从而实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
励磁调节器通常由功率放大器、控制电路和传感器组成。
传感器用于检测发电机的输出电压和电流，并将信号传递给控制电路。
控制电路根据传感器的信号，计算出励磁电流的调节量，并将调节信号传递给功率放大器。
功率放大器根据控制信号，将调节后的励磁电流输出到发电机的励磁系统中。
励磁调节器的工作原理可以分为两个方面来解释，分别是电磁感应和反馈控制。
电磁感应是励磁调节器工作的基础。
发电机的励磁系统中通常有两种电磁场，即同步电磁场和励磁电磁场。
当发电机转子旋转时，同步电磁场会产生交变磁通，从而在发电机的定子绕组中感应出交变电压。
这个电压被用作传感器的输入信号，用于检测发电机的输出电压和电流。
反馈控制是励磁调节器工作的关键。
控制电路通过对传感器信号的处理，计算出励磁电流的调节量。
这个调节量是根据发电机输出电压和无功功率的设定值来确定的。
控制电路将调节信号传递给功率放大器，功率放大器将调节后的励磁电流输出到发电机的励磁系统中，从而改变发电机的电磁场强度。
励磁调节器的工作原理可以通过控制电路中的PID控制算法来解释。
PID控制算法是一种常用的反馈控制算法，它通过对比设定值和实际值的差异，计算出控制信号的大小和方向，从而实现对系统的调节。
在励磁调节器中，设定值是发电机输出电压和无功功率的设定值，实际值是传感器检测到的发电机输出电压和电流。
控制电路根据设定值和实际值的差异，计算出励磁电流的调节量，并将调节信号传递给功率放大器。
总结起来，励磁调节器通过控制励磁电流的大小和方向，以调节发电机的电磁场强度，从而实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
它的工作原理基于电磁感应和反馈控制，通过传感器、控制电路和功率放大器的配合，实现对励磁电流的精确调节。
励磁调节器在电力系统中起着重要的作用，能够保证发电机的稳定运行和电力系统的正常运行。
励磁装置工作原理
励磁装置工作原理励磁装置主回路部分主回路的组成和功能装置主回路完成整流和灭磁两大功能，系统采用三相全控桥可控硅整流电路，向同步电动机转子绕组提供直流励磁电流。
灭磁回路由可控硅7、8KGZ与二极管GZ反并联组成，实际上组成为一个大功率电子开关，完成同步电动机在异步起动过程中串入起动电阻，起动结束后自动切除，保证同步电动机在异步起动期间，转子励磁绕组既不开路也不短路，从而避免励磁绕组承受过电压和过电流。
励磁装置控制部分：系统控制部分包括S7200PLC、Pro-face触摸屏、KGLF-2型微机励磁控制器三部分组成。
PLC主要完成继电回路逻辑控制工作方式切换、运行时PI调节以及对外通讯等工作，Pro-face触摸屏主要完成系统参数设置和运行时故障、工作时间、设定运行参数信息查询，Pro-face触摸屏具有励磁电流和励磁电压录波曲线信息查看。
KGLF-2型励磁控制器里由主机MC87C51和副机AT89C51单片机组成。
励磁控制器主要完成频率测量及投励、脉冲形成、故障检测及处理。
1转子感应电压频率的测量同步电动机起动时, 转子感应电压的频率随着转速的上升逐渐下降,同步电动机一旦起动, 单片机就立即检测转子感应半个周波的时间, 从20ms开始, 数码管记“9”,中间每增加20ms, 数码减1, 到200ms时数码管显示“0”。
同步电动机在异步起动过程中，当转子转速达到同步转速的90％时，转子感应电压的频率5Ｈz，周期0.2s，半周时间为100ms，计算机一旦检测到该值，立即投全压。
投全压后，电动机的转速将继续上升，当转速增加到同步转速的95％时，转子感应电压的频率为2.5Ｈz，周期为0.4s，半周时间为200ms ，计算机检测到此值，迅速进入整流程序, 输出脉冲, 装置投入励磁, 同时接通投励工作指示, 关掉低压灭磁并开放失磁保护和失步保护等。
2脉冲形成同步信号Ta、W3提供正偏移，及励磁调节器的输出信号Uk,三者通过运算放大器综合处理后作为单片机外部中断请求INT0的输入信号，当INT0从1变0时, 单片机接受中断, 立即发出第一组脉冲去触发1# 可控硅，同时给6#可控硅补一个脉冲。
5.3 励磁调解装置的
微机型励磁调节器 发电机的励磁调节是一个快速实时的闭环调节，对发电机端电压的变化要 有很高的响应速度，以维持端电压在给定水平； 同时，为了保证发电机的安全运行，励磁调节装置还必须具有对发电机及 励磁系统起保护作用的一些限制功能，如强励和低励限制等。 微机型励磁调节装置的调节、限制及控制等功能，都是通过软件实现的。 它不仅取代了模拟式励磁调节装置中某些调节和限制电路，而且扩充了许 多模拟电路难以实现的功能，充分体现了微机型励磁调节装置的优越性。 微机型励磁调节装置的软件由监控程序和应用程序组成。 监控程序就是计算机系统软件，主要为应用程序的编制、调试和修改等服 务，而与励磁调节没有直接的关系，但仍作为软件的组成部分设置在微机 型励磁调节装置中。 应用程序包括主程序和调节控制程序，是实现励磁调节和完成数据处理、 控制计算、控制命令的发出及限制、保护等功能的程序，以及用于实现交 流信号的采样及数据处理、触发脉冲的软件分相和机端电压的频率测量等 功能。
图5.14 图5.15
图5.14是最原始也是最简单的励磁系统，在没有自动 励磁调节装置前，发电机是依靠人工调整励磁机的励磁电 阻 R ，来维持发电机的端电压 U 不变。人工调节的作用可 用图5.15中的线段ab来表示
c
G
（二）调节特性 图5.15 当发电机端电压因某种原因降低时，励磁机的励磁电流大为 增加，发电机的感应电势随之增加，使发电机的端电压重新回 到基准值附近； 当发电机端电压因某种原因升高时，在自动励磁调节器的作 用下，同样使发电机的端电压回到基准值附近。 图中是发电机正常运行时允许电压变动的范围；一般不超过 额定电压的10%。代表励磁系统必须具备的最低调整容量。 比例式的励磁调节器
（三）原理框图
原理：由测量元件测得的发电机端电压与给定基准电压进 行比较，用其差值作为前置功率放大器的输入信息，再经 过一级功率放大后输出一个与前面差值相反方向的励磁调 节电流，使励磁调节器的输出量与输入量之间达到图5.15 中线段表示的比例关系。
励磁调节器的组成
励磁调节器的组成励磁调节器，也称为励磁稳压器，是一种用于稳定交流发电机励磁电流的电力装置。
它的作用是维持发电机的励磁电流不受外界因素的影响，保持发电机的输出电压稳定。
励磁调节器由多个部件组成，下面将详细介绍其组成部分。
1. 励磁电流感应器励磁电流感应器是测量发电机励磁电流的传感器。
它是一个电流变送器，可以将电流信号变换成电压信号输出。
该信号将被送到励磁调节器中的控制器中，用于控制励磁电流。
2. 励磁电源励磁电源是励磁调节器的主要部分之一。
它可以提供必要的电压和电流，控制发电机的励磁电流。
励磁电源的电流通常为直流电流，其电压大小与发电机输出电压正比。
在设计励磁电源时需要考虑到负载的稳定性和成本的平衡。
3. 控制器控制器是励磁调节器中的另一个主要部分。
主要功能是对感应器测量到的励磁电流进行处理，并输出相应的控制信号。
这些信号传输给励磁电源，以供其控制励磁电流的大小及方向。
4. 励磁绕组励磁绕组是励磁调节器中的另一重要组成部分。
它是连接发电机和励磁电源的一个线圈。
当励磁电流通过励磁绕组时，将在发电机中产生一定大小的磁场，从而影响输出电压的大小。
励磁绕组通常是以铜线缠绕在发电机上的。
5. 整流器整流器是将外部交流电源转换为直流电源的电路。
在励磁调节器中，整流器将交流电源转换为直流电源，以供励磁电源使用。
其目的是稳定输出电压，保持励磁电流稳定并避免功率损失。
以上就是励磁调节器的主要组成部分。
它们密切相互配合，控制发电机的励磁电流和输出电压。
励磁调节器在电力系统中的作用非常重要，它的质量和稳定性直接关系到电力系统的运行稳定和生产效益。
因此，在使用励磁调节器前，需要对其进行充分的测试和验证，以保证其正常工作。
励磁调节装置基本原理
励磁调节器构成
直流采样：
各电气量经过变送器变换， 输出电气量有效值，可 以减小A/D采样通道数， 减小软件计算量，但响 应速度慢，硬件多，故 障率高
U 电压变送器 U
I
电流变送器
I
采样 系统
U 功率变送器 I
P Q
励磁调节器构成
交流采样：
将交流信号经过隔离后，直接进入AD采样系统， 采样值经软件计算，得到各电气量测量值，交流 采样响应速度快，要求AD采样芯片速度高，性 能优，每周采样要求30点以上，采用等角度采样
励磁调节器基本原理
励磁调节方式
按扰动量调节
P 负载的扰动引起机端电压及 Q
功率的变化，根据扰动量形 成励磁控制分量，以补偿扰 动量而增加的励磁电流； 复式调节器、各种稳定器 和补偿器
调节对象 (同步电机)
励磁调节器
∆U fd = K × f ( P, Q )
励磁调节方式
按偏差量调节：
按照被调节量的目标值和 实际值之间的差值，控制 调节器的励磁输出； 实质上是负反馈调节
∆U U =
fd
fd
1 . 35 × U ac × SIN α × A × π × 100 % = 1 . 35 × U ac × COS α × 180
A×π × tg α = 0 . 017444 × A × tg α 180
励磁调节器构成
上式中A即为触发角分辨率，触发角分辨率 直接由移相触发环节中计数器主频和同步频 率决定，即计数器中一个码表示同步信号中 的角度，
励磁调节器构成
脉冲产生方法：
1、增计数器方法 将移相值锁存，同步过零时启动计数器，当计 数大于锁存的移相值时，发出触发脉冲 采用软件模块和中断，占用CPU资源
励磁调节装置原理
励磁调节装置原理励磁调节装置是一种在电力系统中用来控制发电机励磁电流的设备。
它的作用是调整发电机的励磁电流，以维持系统的电压稳定性和频率稳定性。
本文将详细介绍励磁调节装置的原理及其工作过程。
一、励磁调节装置的原理励磁调节装置采用了反馈控制的原理，通过监测发电机的输出电压和电流，根据设定值进行比较，然后自动调整励磁电流的大小，以达到稳定电压和频率的目的。
励磁调节装置的核心是电子晶体管或可控硅等器件。
在励磁系统中，它们被用作功率放大器，用来控制励磁电流的增减。
当检测到输出电压过高时，励磁调节装置会减小励磁电流，以降低发电机的输出电压；反之，当输出电压过低时，励磁调节装置会增大励磁电流，以提高发电机的输出电压。
二、励磁调节装置的工作过程励磁调节装置的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 电压检测：励磁调节装置通过传感器监测发电机的输出电压。
传感器将电压信号转换为电流信号，进而被励磁调节装置接收。
2. 反馈控制：励磁调节装置将检测到的电压信号与设定值进行比较。
如果发现输出电压偏离设定值，励磁调节装置会自动调整励磁电流的大小。
3. 励磁电流调节：根据比较结果，励磁调节装置通过控制功率放大器的输出，调整励磁电流的大小。
功率放大器会根据控制信号对器件进行控制，使励磁电流增大或减小。
4. 稳定输出：调节后的励磁电流被送往发电机，使其输出电压回归到设定值。
通过不断的检测和调整，励磁调节装置能够保持发电机输出电压的稳定性。
三、励磁调节装置的应用励磁调节装置广泛应用于发电厂、变电站和电力系统中。
它不仅对电力系统的电压和频率稳定性至关重要，还能提供一定的防护措施。
在变电站中，励磁调节装置能够控制变压器的输出电压，保证电力输送的稳定性。
在发电厂中，励磁调节装置能够提高发电机的运行效率，减少能源的浪费。
在电力系统中，励磁调节装置能够应对复杂多变的负荷变化，保持电网的稳定运行。
总结：励磁调节装置是电力系统中一种非常重要的设备，它通过反馈控制的原理，自动调整发电机的励磁电流，以维持系统的电压和频率的稳定性。
励磁装置的原理
励磁装置的原理励磁装置是一种将电能转化为磁能的装置，广泛应用于电力系统、电动机、变压器等领域。
它的工作原理主要涉及磁场的产生和磁场的调节。
本文将针对励磁装置的原理进行探讨，为读者解析其工作机制和应用场景。
一、磁场的产生励磁装置的核心功能是产生稳定而强大的磁场。
磁场的产生主要依靠电流通过线圈产生的磁场效应。
励磁装置通常由一个磁铁或磁性材料和一个线圈组成。
当电流通过线圈时，线圈周围就会产生一个磁场。
这个磁场与线圈的尺寸、电流的强弱、线圈的绕组方式等因素有关。
在励磁装置中，电流通常采用直流电流。
这是因为直流电流的方向始终保持不变，可以产生一个稳定而强大的磁场。
而交流电流的方向会随着时间变化，无法形成稳定的磁场。
二、磁场的调节磁场的调节是励磁装置中的关键步骤。
通过调节励磁装置产生的磁场，可以实现对电力系统、电动机等设备的精确控制。
励磁装置中常用的调节方法包括磁场电流调节和磁场磁阻调节。
1. 磁场电流调节：通过改变励磁装置中的电流大小来调节磁场的强度。
一般来说，增加电流可以增强磁场的强度，而减小电流则会减小磁场的强度。
调节磁场电流可以直接影响励磁装置的输出功率和磁场的稳定性。
2. 磁场磁阻调节：通过改变磁路中的磁阻来调节磁场的强度。
磁阻是指磁场通过材料时遇到的阻力。
通过改变磁路中磁性材料的尺寸、形状或使用不同的磁性材料，可以调节磁场的强度。
磁场磁阻调节的优点是可以实现更精确的磁场控制，但调节过程较为复杂。
三、励磁装置的应用励磁装置在电力系统、电动机和变压器等领域具有广泛的应用。
下面将介绍励磁装置在这些领域中的应用原理。
1. 电力系统中的应用：电力系统中的发电机、变压器等设备都需要稳定的电源和磁场。
励磁装置可以提供稳定的磁场，使发电机产生稳定的电流输出，确保电力系统的正常运行。
2. 电动机中的应用：电动机是将电能转化为机械能的装置。
励磁装置用于调节电动机的磁场强度，控制电动机的转速和输出功率。
通过励磁装置的精确控制，可以实现电动机的高效运行。
励磁调节器的工作原理
励磁调节器的工作原理
励磁调节器是一种用来调节励磁电压和电流的装置，其主要工作原理是通过对励磁电源输出电压或电流进行调节，控制感应电机或发电机中的励磁电流，进而影响电机或发电机的工作状态。
励磁调节器的基本工作原理如下：
1. 励磁电源输入：励磁调节器通过外部的直流电源提供励磁电源，电源的电压和电流可以根据需要进行调整。
2. 电源转换：励磁调节器将输入的直流电源转换为合适的输出电压或电流，以满足特定的励磁要求。
3. 电流感应：励磁调节器通过电流感应装置（如变压器或传感器）监测到电机或发电机中的励磁电流。
4. 控制电路：励磁调节器中的控制电路根据感应到的励磁电流与设定值进行比较，并根据比较结果来调节输出电压或电流。
5. 调节输出：控制电路通过控制输出电源的电压或电流，调节电机或发电机中的励磁电流，从而达到预期的励磁要求。
通过以上工作原理，励磁调节器能够根据实际需要对电机或发电机的励磁电流进行精确调节，以实现电机或发电机的稳定运行和性能优化。
励磁调节装置基本原理
励磁调节方式
多变量励磁调节：
励磁输出取决于多个电气量的变化，以使 各个电气特性均满足运行要求，理论上 求得模型方程的最优解或次优解。 附加控制式：PID+PSS PID+LEOC PID+NEOC
励磁调节器构成
励磁调节器从功能上可分为基本调节部分和辅助调节部分 基本调节：测量比较+综合放大+移相触发； 辅助调节：补偿器+稳定器+限制器
励磁调节器构成
2、傅氏算法 采用离散FFT算法，计算各次谐波有效值及相位
U Rn N N 2 u k COS (nk ) 2 k 1 N
U In
2
N 2
2 u k SIN(nk ) N k 1
N
2
电压模值(幅值）：U n U Rn U In
电流模值(幅值）：I n I Rn I In
a 锁存
同步
减计数器
励磁调节器构成
触发角分辨率：
触发角分辨率直接影响发电机电压调节精度：
U fd 1.35U ac COS
U fd dU fd d
dU fd d
1.35U ac SIN
A 180
1.35U ac SIN( ) 1.35U ac SIN( )
A/D转换
采样保持
A/D转换
励磁调节器构成
采样精度：
采样系统中最要的参数：A/D转换位数 采样位数直接决定最小采样精度： 1、12位A/D采样 额定值码值=4096/2*2.0=1024，精度=0.1% 2、14位A/D采样 额定值码值=16384/2*2.0=4096，精度=0.025% 2、16位A/D采样 额定值码值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%
励磁装置工作原理
励磁装置工作原理
励磁装置是一种用于产生磁场的设备，通常用于电磁铁、发电机和变压器等电力设备中。
其工作原理如下：
1. 励磁回路：励磁装置通常由一个励磁回路组成，该回路由电源、电线圈和磁性材料组成。
2. 电源：励磁回路的电源通常是直流电源，如电池或者直流发电机。
这种电源提供电流至电线圈，产生磁场。
3. 电线圈：电线圈是由导线绕成的线圈，位于励磁装置的磁性材料周围。
当电流通过电线圈时，会在其周围产生一个磁场。
4. 磁性材料：磁性材料通常是铁、钢或其他具有磁性的材料。
它被放置在电线圈周围，以增强和集中磁场。
5. 励磁效应：当电流通过电线圈时，其产生的磁场会对磁性材料产生影响。
磁性材料的原子和分子会重新排列，使得材料本身也成为一个临时磁体，增强磁场。
通过以上工作原理，励磁装置能够产生一个稳定而强大的磁场。
这个磁场可用于各种应用，例如电磁铁可以用于吸附物体，发电机和变压器可以用于转换和传输电能等。
励磁调节装置
• 用来选择发电机运行方式：恒压（UG）运行方式。恒励磁 电流（Ifd）运行方式、恒无功（Q）运行方式。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （三）调差环节工作原理
• 调差环节用来获得所需的调差系数，保证并列运 行机组间无功功率合理分配。
（三）调差环节工作原理
1．发电机的外特性
EG U G I QG X d
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
• （二）开关状态量的检测 • 4）发电机开、停机信号 • 用作起励与灭磁控制的辅助控制信号，其中停机信号如在 并网状态有效时，可作为自动减无功负荷到零的命令。 • 5）增/减磁信号 • 增/减磁信号：在发电机单机运行时，用作升/降发电机机 端电压；并网运行时，用作增/减无功负荷。 • 6）运行方式转换信号
（八）移相触发环节
• 要求
• （3）触发脉冲的幅值和功率应满足要求，以保证 可控硅元件可靠导通。 • （4）触发脉冲的前沿要陡，且有一定的宽度。对 三相全控桥式整流电路，脉冲宽度应大于60°或 采用双脉冲触发。
（八）移相触发环节
同步电路的作用 • 保证触发脉冲与相应的交流电源电压保持同步。
（八）移相触发环节
• 不同调差系数的应用：
– 国家标准规定励磁控制器的调差系数可调范围为 ±10％。 – 电力系统运行要求机组并列点的调差系数应整定为 正3％～5％ 。 – 对机端直接并联运行的机组，使用正调差系数，整 定为正3％～5％。 – 对单元接线机组，并联点在升压变压器高压侧，为 补偿升压变压器的电压降落，应使用负调差系数， 整定为－3％左右。
（四）并联运行机组间无功功率的分配 2.发电机无功功率的转移 • 发电机与无限大容量系 统并联运行时，发电机 端电压不随负荷变化， 是一个恒定值。 • 调节励磁电流时，发电 机的无功电流做灵敏变 化。因此，通过励磁电 流的调节，可控制发电 机发出的无功功率，使 并列运行机组间的无功 功率合理分配。
励磁调节器工作原理
励磁调节器工作原理
1.目标设定：励磁调节器的第一步是设置所需的电压和频率。
这些参
数通常由控制系统通过用户界面或自动化程序设置。
2.信号检测：励磁调节器会检测发电机或电动机的输出电压和频率，
并将这些信息发送到控制系统。
控制系统根据这些信息判断调节器的动作。
3.反馈机制：励磁调节器使用反馈机制来实现所需的电压和频率输出。
它会接收控制系统的指令，并根据指令调节励磁电流。
4.励磁电流调节：当控制系统检测到输出电压或频率偏离所需数值时，它会发送信号给励磁调节器来调整励磁电流。
励磁调节器会根据指令调整
电流的大小。
5.励磁电流传输：励磁调节器将调整后的励磁电流传输给励磁系统，
如电动机或发电机的励磁线圈。
6.反馈控制：一旦调整后的励磁电流传输到励磁系统，系统会根据电
流的大小来生成对应的磁场强度。
这个磁场强度会影响电动机或发电机的
输出电压和频率。
7.输出检测：励磁调节器会再次检测输出电压和频率，并将这些信息
发送回控制系统。
这样控制系统可以根据实际输出情况来调整励磁电流的
大小，以实现更加稳定的电压和频率输出。
总的来说，励磁调节器通过不断检测和调整励磁电流来控制发电机或
电动机的输出电压和频率，以实现稳定的电力系统运行。
控制系统通过反
馈机制快速响应输出偏差，并通过适当的调节励磁电流来纠正这些偏差。
这样，在各种负载和工作条件下，励磁调节器可以实现稳定的电力输出。
励磁调解装置的基本原理
2、晶闸管整流电路的工作原理及特性。
图 5.20 是在ZTL型励磁调节器中所采用的共阴极型三相半控桥 式 整 流 电 路 。 图 中 SCRA 、 SCRB 、 SCRC 是 晶 闸 管 ， SRA 、 SRB、SRC是不可控整流二极管。
按照课程分工，可控硅整流电路在《电力电子技术》课程中讲 授，这里仅从发电机励磁调节的角度作简单介绍。
5.3 励磁调解装置的基本原理
一、励磁调解装置的基本原理与调节特性 （一）基本原理 励磁调解装置(自动励磁调节器)的最基本部分是一个闭环比例
调节器。 它的输入量是发电机端电压，输出量是励磁机的励磁电流或发
电机的励磁电流。 它的作用： 首先是保持发电机的端电压不变； 其次是保持并联机组间无功电流的合理分配。
Ub Uab 2UW KCUG KCUGD KC (UG UGD ) KCUG
从上式可以看出，比较整定电路的输出电压同发电机端电压与 给定电压之差成正比。
4、 发电机端电压整定原理
发电机端电压整定是指确定发电机端电压稳定工作电压。
它是通过调整图5.18中电位器W的阻值RW来实现的。W的阻值可以在本地
图中为辅助控制电压信号。由运算大器的特性可知：≈0， U≈0，则I 有
上式说明，综合放大器的输出电压等于输入电压Ub和UFZ按不同 的比例相加之和，它们的比例系数可以通过各自输入电阻R1或 R2整定，实现对各输入信号线性无关的综合放大。 在实际应用时，由于运算放大器的开环放大系数和输入电阻都不 是无穷大，因此按式(5-13)计算时，其结果会有一定误差。
⑤ 触发脉冲应有足够的宽度。
晶闸硅整流电路输出电流因励磁绕组存在较大电感必须从零逐 渐上升。在晶闸硅整流电路输出的电流还没上升到大于晶闸硅 的维持电流时，若触发脉冲已经消失，则晶闸硅就会重新关断。 对三相半控桥式整流电路，要求触发脉冲宽度不小于100，通 常取1ms，相当于50Hz正弦波的18°。
励磁调节器的工作原理
励磁调节器的工作原理
励磁调节器是一种用来调节电力系统中发电机励磁电流的装置。
其工作原理基于励磁调节器内部的稳定回路。
励磁调节器的主要组成部分包括励磁电流检测器、控制电路和励磁电流输出控制器。
1. 励磁电流检测器：通过检测发电机绕组上的励磁电流大小，将其转化为电信号。
2. 控制电路：接收来自励磁电流检测器的电信号，经过电路处理后，生成控制信号。
3. 励磁电流输出控制器：根据控制信号的大小，通过控制励磁电流输出装置（如励磁电流调节器或励磁电压调节器）来调整发电机的励磁电流。
工作原理如下：
1. 励磁电流检测器感知发电机绕组上的励磁电流大小，并将其转化为电信号。
2. 控制电路接收并处理励磁电流检测器的信号，比较检测到的电流值与设定值之间的差异。
3. 根据差异大小，控制电路产生相应的控制信号。
4. 控制信号经过放大后，通过励磁电流输出控制器调整励磁电流输出装置的工作状态，以达到控制发电机励磁电流的目的。
5. 调节器不断地监测励磁电流，并按照设定值进行调节，以保持发电机的励磁电流在一定范围内稳定工作。
通过这种工作原理，励磁调节器能够实现对发电机励磁电流的精确调节，从而保证电力系统的稳定运行。
励磁系统的构成与工作原理
§1.1 励磁控制系统的构成形式
§1.1 励磁控制系统的构成形式
§1.1 励磁控制系统的构成形式
磁绕组开路时间常数T’d0。与交流励磁机频率的关系如图1-7所示。从图上 可看到，频率由50Hz至300Hz此时， T’d0可缩小到四分之一。频率愈高， 匝数愈小，电机的体积和重量愈小。但频率增至300Hz以上时，由于磁极数 目增多，磁通被挤在一起，铁耗和杂散功率损耗增加很多；从图上也可看 到，10此0时～T’d0的缩小已不明显。所以．在我国交流励磁机的频率一般用 150 Hz(T’d0值小于Is，约为0.6～0.8左右)。副励磁机容量小，可制成400～ 500Hz的。
一. 励磁系统的构成与工作原理
▪ §1.1 励磁控制系统的构成形式 ▪ §1.2 励磁控制系统的主要任务 ▪ §1.3 对励磁控制系统的基本要求 ▪ §1.4 励磁系统的保护措施
§1.1 励磁控制系统的构成形式
根据励磁电源的不同类型，励磁系统可以分为三种方式： （1）直流励磁机方式：用具有整流子的直流发电机作为励磁电源。 一般该励磁机与同步机同轴，一起由原动机带动旋转，因而励磁功率 独立于交流电网，不受电力系统非正常运行状况的影响。 （2）交流励磁机方式：用交流励磁机取代直流励磁机，经半导体 可控整流后供给给发电机励磁。其励磁功率同样独立于交流电网，因 此又称他励半导体励磁系统。根据半导体整流器是静止的还是旋转的 该励磁系统又可分为他励静止半导体励磁系统和他励旋转半导体励磁 系统。 （3）静止励磁方式：用接于发电机出口或厂用母整个母线上的变 压器作为交流励磁电源，经半导体整流后供给给发电机励磁。因该励 磁方式在个励磁系统中无旋转元件，常称为“全静止励磁方式”。由 于 励磁功率取自交流电网本身，故又称之为自励半导体励磁系统，它受 电力系统非正常运行状况的影响要注意分析。
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2.2节半导体励磁调节装置结构及原理
半导体励磁调节装置结构及原理
励磁调节器是励磁控制系统中的智能设备，它检测和综合励磁控制系统运行状态及调度指令，并产生相应的控制信号作用于励磁单元，用于调节励磁电流大小，满足同步发电机各中运行工况的需要。
半导体自动调节励磁装置的型号很多，但其基本构成却相似，由基本控制和辅助控制两大部分作成。
如图5—15虚线框内所示基本控制由调差单元，测量比较单元，综合放大单元，移相触发单元和可控整流桥等构成，实现励磁电流的自动调节，以便维持系统电压水平和合理分配机组间的无功功率；辅助控制是为了满足电机不同工况要求，改善电流系统稳定性和励磁系统动态性能而设置的，包括励磁系统稳定器，电力系统稳定器和励磁限制器等，视具体要求设置。
半导体励磁调节系统结构框图
励磁调节器的几个基本环节：
1.测量，给定与比较单元
测量比较环节框图
该单元的任务：测量发电机机端电压，并于给定电压相比较，输出机端电压的偏差信号到综合放大单元。
给定电压要求在规定范围内可调。
2.综合放大单元
综合放大电源对电压偏差型号，稳定控制信号，励磁限制信号和各种补偿信号等起综合
和放大的作用（线性迭加），经综合放大后的控制信号输出到移相出发单元作为触发脉冲角度的移相控制信号。
其中，电压偏差信号来自上述测量给定比较单元，稳定控制信号来自励磁系统稳定器（ESS）和电力系统稳定器（PSS）,励磁限制信号来自各种励磁限制器，补偿信号来自励磁绕组时间补偿器等。
3.移相触发单元
移相触发单元根据综合放大单元从来的控制信号的变化，改变输出到晶闸管的触发脉冲的相应，即改变控制角？，从而控制晶闸管整流电流的输出电压，达到调节发电机的励磁电流的目的。
移相触发器的基本原理:利用主回路电源电压信号产生一个频率与主回路电源同步的，副值随时间单调变化的信号（称为同步信号），将其与来自综合放大单元的控制信号比较，在两者相等的时刻形成触发脉冲；移相触发器一般由三个功能环节组成:脉冲形成和脉冲放大。
根据信号的形成划分，常见的移相触发器有锯齿波移相（或线性移相）和余玄波移相两种。
锯齿波移相原理：将主回路电源的正弦电压信号整形为方波信号作为门信号，用来控制一个恒流元积分器的充方电，积分器充电时输出一个线性上升的电压波形，该电压波形就是具有与主回路同步且随时间单调变化特点的同步信号，将调节器输出的控制信号与该线性变化的同步信号相比较两者相等时发出触发脉冲。
锯齿波移相原理如图3-11所示。
锯齿波移相的特点：（1）控制角与控制电压成正比（或反比）关系（锯齿波移相又称线性移相）；（2）控制角不受主回路电源电压副值得影响；（3）（全空桥输出电压与控制电压成余弦关系。
余弦波移相原理：（1）控制角与控制电压成反余弦关系（2）控制角受主回路电源电压副值的影响；(3)全空桥输出电压与控制电压成正比关系。
4.调差单元
调差单元是并列运行各同步发电机之间合理分配无功功率的关键环节。
所谓合理分配无功功率，就是指负荷总无功功率按机组容量百分比（即标玄值）相等的原则分配给各并列机组。