三机励磁系统
3同步发电机励磁PSS原理-无删减范文
3同步发电机励磁PSS原理3同步发电机励磁PSS原理介绍在电力系统中，发电机是电能转换的重要设备。
为了确保系统稳定运行，需要对发电机进行励磁控制，以维持其电压稳定性。
励磁系统旨在保持发电机的电压，并改善其动态响应特性。
在励磁控制中，PSS（Power System Stabilizer）扮演着重要的角色，它通过对发电机的励磁信号进行调节，以抵消功率系统中潜在的不稳定振荡。
励磁系统概述发电机励磁系统的主要任务是为发电机提供适当的励磁电流，以确保其在运行过程中维持所需的电压水平和功率因数。
励磁系统通常由励磁变压器、稳压器、调速器和其他控制元件组成。
励磁系统的性能是确保发电机维持稳定运行、抵抗系统扰动的关键因素。
励磁PSS系统励磁PSS系统是励磁系统的一部分，用于抑制调节器和励磁系统的潜在不稳定振荡。
它通过引入一个额外的负反馈回路，通过调整励磁信号来抑制系统的振荡。
三同步发电机励磁原理三同步发电机励磁原理是一种广泛应用于电力系统中的发电机励磁控制策略。
它利用了三个同步机的励磁调节器之间的相互作用，以提高系统的稳定性。
原理概述三同步发电机励磁原理的基本思想是，在三个同步发电机励磁系统中引入相互影响，通过调整励磁系统的信号来实现系统的稳定性。
这种原理基于三机之间的频率扫描特性和互相受到的相互作用。
励磁系统互联在三同步发电机励磁原理中，三个发电机的励磁系统通过相互连接的方式进行协调。
这种互联通常通过互相传递信号来实现，以实现系统的稳定性和抗扰动能力。
励磁PSS的设计三同步发电机励磁PSS设计是根据系统需求和发电机特性进行的。
设计中需要考虑发电机的励磁系统参数、传递函数以及系统的稳定性需求。
典型的励磁PSS设计包括选择合适的控制策略、调整PSS参数以及实施系统的测试和评估。
总结三同步发电机励磁PSS原理是一种有效的电力系统稳定控制策略。
它通过利用三个同步发电机励磁系统之间的相互作用，实现对系统不稳定振荡的抑制。
静态励磁系统与三机励磁系统的比较
上海石洞口二厂 2 ×600MW 汽轮发电机组
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于 1992 年初同时投入商业运行 ,采用 ABB UN I2 TROL2D 型静止励磁数字式调节器 ,至今尚未发 生大的异常 。河北沙岭子电厂二期 2 ×300MW 汽轮发电机组于 1998 年底投产 ,采用英国 Rolls2 Royce TMR 型静止励磁系统 ,至今未发生大的异 常 。该厂正在扩建的 7 号 、8 号 ( 2 ×300MW) 同 样采用 R2R TMR 静止励磁系统 。下面以 ABB UN ITROL 5000 为例 ,针对 300MW 汽轮发电机 组 ,介绍现代新型静态励磁系统的一些特点[4 ] :
2 系统稳定性分析[2 ]
以下就自并励静止励磁系统对电力系统稳定 性方面的作用做一些定性分析 。 2. 1 静态稳定方面
三机励磁系统简化的传递函数框图见图 4 。
图6
对于静态励磁系统 ,由于没有交流励磁机这 一环节 ,传递函数框图见图 7 。代入以上数据求 得的根轨迹见图 8 。
图4
以上框图采用简化的发电机数学模型 ,仅用 一阶滞后环节表示 。从图中可以看出 ,AV R 由三 部分传递函数组成 :测量单元 、综合放大单元 、功 率放大单元 。测量单元一般只考虑整流滤波电路 的延时 ,近似采用一阶滞后环节来描述 。放大单 元中的 Ta 为运放的时间常数 ,近似认为 Ta≈0 , 在此 假 设 运 放 工 作 于 线 性 区 , 即 U rmax ≥ U r ≥ U rmin 。功率放大单元主要考虑可控硅工作时 ,其 输出与控制信号存在时滞 ,此时滞在此忽略不计 , 这样 ,当不计交流励磁机的饱和时上述框图简化 为图 5 。
静态励磁系统与三机励磁系统的比较
三机无刷励磁装置使用介绍
励磁系统使用介绍1.1正常开停机操作1.1.1正常开机操作1、发电机3000转/分恒速，发电机升压条件具备；2．励磁调节屏工作电源保险（屏后），确认调节器已工作；3、合励磁屏开关1KKA、2KKA、1KKB、2KKB；4、操作SB1合灭磁开关MK7、进行发电机升压：确认2QK主控/就地开关在就地位置（此开关禁止进行其他方式操作），3QK运行方式开关，在恒电压位置。
1QK投退开关切换至CHA或CHB投入位置。
电压升至30%额定，操作4QK增磁升压。
或按住置位按钮，电压自动升至90%；8、通过增、减磁调整电压、并网；9、并网后可用增磁、减磁按钮增减无功。
10、当无功Q=1MW时，3QK运行方式开关由恒电压切换至恒无功运行方式。
11、励磁装置在恒电压运行方式下，也可通过切换开关来选择恒功率因数运行、恒无功运行、恒励磁电流运行方式。
但推荐使用恒无功方式。
采用“零起升压”方式时，调节器自动升至90%额定（90%额Array定电压下减磁无效）。
然后通过增、减磁按钮调整电压、并网。
调节器装置共提供四种运行方式可供选择：1.自动运行方式（恒机端电压调节）2.手动运行方式（恒励磁电流调节）：此方式主要用于调试时，或者是作为在AVR故障时（如PT故障）的备用控制模式。
机组并网后正常运行一般不允许采取这种方式。
3.恒功率因数运行方式：此方式只在有功为正时才能投入，有功为负时自动退出。
恒功率因数运行方式的目标值可通过增、减磁按钮来设定。
4.恒无功运行方式：恒无功运行方式的目标值可通过增、减磁按钮来设定。
1.1.2正常停机操作1、在并网状态下将有功、无功减到零；2、跳主油开关解列，发电机在空载运行；3、操作4QK增减开关将发电机电压减到最低，然后将1QK投退开关打到退出位置；4、跳励磁控制器各电源开关1KKA、1KKB、2KKA、2KKB；5、操作SB2跳开灭磁开关MK；1.1.3紧急停机采用直接跳灭磁开关MK；1.2故障报警及处理1.2.1调节柜故障报警信号的处理励磁控制器面板上有6个LED信号指示灯，各信号指示灯的含义如下：当励磁系统的保护及限制功能检测到故障时，会发出通道故障信号，同时“通道故障”灯亮。
三相交流发电机励磁原理
三相交流发电机励磁原理三相交流发电机的励磁原理基于电磁感应，通过机械能转换为电能。
以下是详细的励磁过程：1. 组成结构：三相交流发电机主要由定子（电枢）和转子（磁极）两部分组成。
定子固定不动，其内圆周表面有槽，用于放置三相电枢绕组。
转子上绕有励磁绕组，并通过直流电源进行励磁。
2. 励磁系统：励磁系统通常包含一个直流电源，如蓄电池，以及相关的控制设备，如电刷和滑环。
在启动时，励磁系统提供初始的直流电流，使转子产生磁场。
这个磁场随着转子的旋转而在定子的绕组中感应出交流电动势。
3. 工作原理：当原动机（如蒸汽轮机、水轮机等）带动发电机的转子旋转时，转子上的励磁绕组产生的磁场也随之旋转。
这个旋转的磁场穿过定子的绕组，根据电磁感应原理，在定子绕组中感应出交流电动势。
由于定子绕组布置成相隔120度，因此每个绕组会依次切割磁力线，产生频率相同、幅值相等的正弦波形的交流电动势。
4. 自励与他励：励磁系统可以分为自励和他励两种类型。
自励系统中，发电机自身输出的一部分电能被用来为励磁绕组供电。
他励系统则使用外部的直流电源为励磁绕组供电。
5. 起励过程：在启动发电机时，需要先给转子的励磁绕组通入直流电，建立起初始磁场。
这个初始磁场可以由励磁系统自带的直流电源（如蓄电池）提供。
6. 电压建立：随着转子的旋转，定子绕组中感应出的电动势逐渐增大，最终达到稳定输出电压。
这时，发电机就可以向外部电网或负载提供电能了。
7. 调节功能：在一些高级的励磁系统中，还可以通过调节励磁电流的大小来控制发电机输出电压的高低，从而实现对电网电压的自动调节。
三相交流发电机的励磁原理是通过励磁系统提供的直流电流产生磁场，再通过原动机的机械能驱动转子旋转，使得定子绕组中感应出交流电动势，最终生成并输出三相交流电能。
三机励磁系统
三机励磁系统发电机基本原理及励磁系统(2008-06-08 11:46:43)分类：专业知识标签：励磁机发电机励磁系统1. 发电机基本原理及励磁系统中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流——这就是最基本的发电机原理。
这说明，要发电必须同时满足两个条件：1.）要有产生磁力线的磁场；2.）运动的导体必须切割磁力线。
励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统。
2. 发电机的转子和定子发电机由两大部分组成。
1.）转子——转子绕组通以直流电流，用以产生发电机的磁场；2.）定子——定子绕组被旋转的磁场之磁力线切割，在定子绕组中产生（发出）电流。
发电机转子被原动机（水轮机、汽轮机、柴油机等）拖动转动，因而转子绕组产生的磁场也是旋转的，与静止的定子及定子绕组产生相对运动。
3. 励磁系统的最基本功用产生可以任意控制其大小的直流电流（称为“励磁电流” ）——向发电机转子绕组输送，这就是励磁系统的最基本功用。
实际上的发电机励磁系统比这复杂得多，是综合了多门学科——电力系统及其自动化、电机学、模拟电子技术、数字电子技术、半导体变流技术、自动控制原理、电工技术、工业自动化、微机原理及接口技术、C程序语言、继电保护等的高科技产品。
4. 同步发电机现代励磁系统的功能1)发电机并网前，调节发电机输出的端电压；2)发电机并网后，调节发电机承担的无功功率；3)提高同步发电机并列运行的静、动态稳定a.静态稳定: 采用灵敏快速的励磁调节系统，可以提高发电机在小干扰下的稳定性（静态稳定）；b.动态稳定：采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定性（动态稳定、暂态稳定）；4)发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。
5. 励磁系统的技术标准a.国际电工委员会标准IEC2A（秘13-1978）汽轮发电机励磁系统技术要求IEC（秘593-1982）关于同步发电机励磁系统的若干规定b.中华人民共和国国家标准GB755-87 旋转电机基本技术要求GB/T 7409.3-1997 大、中型同步发电机励磁系统技术要求c.中国电力行业标准SD271-88 汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件（“三机”系统）DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件（“自并激”系统）6. 励磁系统的主要技术参数1)当发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
三相同步电机的励磁系统
三相同步电机的励磁系统来源：湘潭电机厂 /三相同步电机的励磁系统通常包括励磁机（或其他励磁供电装置）、手调励磁装置、自动励磁调节器和灭磁装置等设备。
它的作用是：当电机正常运行时，供给维持一定电压和一定电压和一定无功输出范围所需要的励磁电流；当电力系统发生突然短路或突加负载、甩负荷时，对电机进行强行励磁或强行减磁，以提高电力系统的运行稳定性和可靠性；当电机内部出现短路时，对电机进行灭磁，以避免事故扩大。
同步电机的励磁电流可由直流励磁机直接供给，也可由交流励磁机、发电机的辅助绕组或发电机本身线端等的交流电经可控或不可控整流器（静止的或旋转的）整流后供给。
凡通过各种整流器整流后提供直流励磁电流的则统称为整流器（或半导体）励磁系统。
常用的励磁系统及其适用范围如下表：系统名称适用范围直流电机励磁系统中容量水轮发电机，调相机及125kw以内的汽轮发电机大容量水轮发电机及调相机他励不可控静止整流器励磁系统100MW及以上的汽轮发电机他励可控硅励磁系统要求励磁顶值电压倍数及电压增长速度较高的大容量发电机无刷励磁系统大容量汽轮发电机，调相机及用于特殊环境的电动机自并励系统各级容量发电机、调相机、电动机和中频发电机不可控相复励系低压小型发电机统可控相复励系统中小容量发电机及变频机直流侧并联自复励系统中容量汽轮发电机及水轮发电机双绕组电抗分流励磁系统低压小型水轮发电机交流侧串联自复励系统要求励磁顶值电压倍数及电压增长速度较高的大容量发电机直流侧串联自复励系统大中容量发电机谐波励磁系统低压小型发电机直流励磁机与整流器励磁的混合系统旧机组技术革新（如以运行的同步电机因提高出力，以致原有直流励磁磁机容量不够时）。
三相交流同步发电机的励磁方式
三相交流同步发电机的励磁方式
三相交流同步发电机是电力系统中常用的发电设备，其励磁方式对于发电机的发电效率和稳定性有着重要的影响。
常见的三相交流同步发电机的励磁方式有独立励磁、并联励磁和串联励磁三种方式。
独立励磁是指发电机的励磁系统独立于整个电网系统，通过独立的励磁电源来控制发电机的磁场，使其产生电势。
这种励磁方式适用于小型发电机和紧急备用发电机，其优点是操作简单，但缺点是发电机独立于电网系统，对电网的稳定性和负载调节能力不利。
并联励磁是指发电机的励磁系统与电网系统并联，励磁电源来自电网，通过自动电压调节器AVR来控制发电机产生的电势，实现对发电机励磁的实时调节。
这种励磁方式适用于大型发电机和电网系统，其优点是对电网系统的稳定性和负载调节能力有利，但缺点是需要配备AVR等控制设备，并且对电网的负荷变化较为敏感。
串联励磁是指发电机的励磁系统串联于电网系统，励磁电源也来自电网，通过调节励磁电阻来控制发电机的电势，实现对发电机励磁的调节。
这种励磁方式适用于中小型发电机和一些特殊的应用场景，其优点是操作简单，对电网的稳定性和负载调节能力有一定的帮助，但缺点是需要频繁调节励磁电阻，不适用于大型发电机和高要求的电网系统。
综上所述，三相交流同步发电机的励磁方式需要根据具体的应用场景和要求进行选择，以确保发电机的高效稳定运行。
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三相交流发电机励磁原理
三相交流发电机励磁原理当我们谈到电力发电的时候，三相交流发电机无疑是一个不可忽视的关键组件。
在三相交流发电机中，励磁原理起着至关重要的作用。
励磁原理是指在三相交流发电机中通过外加电流或磁场激励发电机的转子，从而产生感应电动势，最终实现电能的转换。
三相交流发电机的励磁原理可以追溯到十九世纪中叶，当时科学家们通过对电磁感应现象的研究，发现可以通过旋转导体在磁场中产生电动势。
这一发现为发电机的发展奠定了基础。
在三相交流发电机中，励磁原理的核心是通过外加电流或磁场激励转子中的导体，从而产生一个旋转的磁场，进而产生感应电动势。
这一过程是实现发电的关键。
三相交流发电机的励磁原理涉及到多个重要概念，包括电磁感应、磁场旋转、感应电动势等。
在三相交流发电机中，励磁回路是通过外加电流或磁场来激励转子，使得转子旋转产生感应电动势。
励磁回路的设计和控制对于发电机的性能和效率至关重要。
在三相交流发电机中，励磁原理的实现离不开先进的技术和工艺。
通过在转子中安装励磁线圈、磁极和其他关键部件，可以有效地控制励磁过程，确保发电机的正常运行。
此外，通过先进的控制系统和监测设备，可以实时监测励磁回路的状态，并根据需要进行调整，保证发电机的稳定性和可靠性。
三相交流发电机的励磁原理是发电系统中的一个重要环节。
通过对励磁原理的深入研究和理解，可以更好地优化发电系统的性能，提高发电效率，降低能源消耗。
同时，励磁原理也是提高发电机运行稳定性和可靠性的关键，有效地减少停机时间，提高发电系统的可用性和可维护性。
在未来的发展中，随着电力需求的不断增长和能源结构的调整，三相交流发电机的励磁原理也将不断得到完善和优化。
通过引入新的材料、技术和理论，可以进一步提高发电机的效率和性能，实现清洁能源的可持续发展。
三相交流发电机励磁原理的研究将继续深入，为电力行业的发展和进步做出贡献。
发电机励磁系统图解(老图,在校生参考)
发电机励磁系统图解
上图为三机励磁系统（主要内容在左半边以及中下部），带厂用电备励。
先说备励：厂用380伏经Q3刀闸到T1感应调压器，隔离变压器T2，交流三相保险，二极管（6只）整流桥，投退刀闸Q6（和Q4，Q5的切换有操作流程的），ELE是线性灭磁回路。
主励部分：400HZ的永磁机，输出电压大概在350V～450V之间（东电、哈电、上电、北重、济电均不一样），T10是同步变压器（采集励磁调节器需要的同步信号，时序、相序、电压值等，但主要是相序）。
中间的很多框图表示的是以前的模拟调节器，现在主流是下面的数字调节器，调节器发出触发脉冲信号（和同步时序配合好的）给中间的两个可控硅整流桥（Q2+A+Q5 Q1+B+Q4)中的可控硅（内部还有脉冲变压器，6脉冲变对应各自的可控硅），整流桥输出直流电压（带很大的三次谐波的）给100HZ的励磁机转子供电（0V～
1.35×450V可调。
励磁机后面就很简单了，励磁机发出三相电经两个二接管整流桥（通常被称为死硅）整流为直流给发电机转子供电，调节发电机的无功输出值，SD是负极单相灭磁开关（其实灭磁开关的种类很多的），转子两侧并联的是灭磁回路（线性电阻灭磁+过压气隙放电保护，实际上中国的30万机组肯定没有这个回路，这个图应该从老外的早期研究中抄来的，太老了）。
最后，多说一句，三级励磁应该是小机组用的，2000年后，10万以上的机组肯定用自并励方式。
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较一．概述大型常规火电厂发电机的励磁方式主要有自并励静止励磁和三机励磁两大类，静止励磁中发电机的励磁电源取自于发电机机端，通过励磁变压器降压后供给可控硅整流装置，可控硅整流变成直流后，再通过灭磁开关引入至发电机的磁场绕组，整个励磁装置没有转动部件，属于全静态励磁系统；而三机励磁的原理是：主励磁机、副励磁机、发电机三机同轴，主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压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。
在励磁方式的选择上，俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统，法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统，而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统，特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。
二、发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较1.1励磁系统的组成自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
三机励磁系统由主励磁机、副励磁机、2套励磁调节装置、3台功率柜、1台灭磁开关柜及1台过电压保护装置等组成。
1.2 相对于三机励磁系统,静态励磁系统的优点归纳为以下几点: （1）静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机，用大功率静止可控硅整流系统取代了旋转二极管整流盘，由于励磁系统没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性，机组的检修维护工作量大大减少。
（2）机组采用静止励磁方式，取消了励磁机和旋转二极管整流盘，其轴系长度缩短，机组轴系的支点减少使得轴系的震动模式简单，利于轴系的稳定；电厂厂房的长度可以适当缩短4-5米，减少基建投资。
三相交流发电机励磁原理
三相交流发电机励磁原理一、励磁的基本原理励磁是指通过外部电源或者磁场向发电机的感应电动机绕组中输入电流，使发电机产生磁通量，从而激励电动机产生感应电动势。
励磁电流通过励磁绕组产生的磁场与定子绕组的磁场相互作用，产生感应电动势，使发电机产生电压。
三相交流发电机的励磁原理主要包括磁感应原理和法拉第电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或者磁场发生变化时，导体中将产生感应电动势。
在三相交流发电机中，励磁绕组所处的磁场是由外部电源或者磁场产生的，当励磁电流通过绕组时，绕组中的导体将在磁场中运动，从而产生感应电动势。
磁感应原理指的是励磁电流在感应绕组中产生磁场，从而激励发电机产生感应电动势。
根据磁感应定律，当电流通过导体时，将在导体周围产生磁场。
在三相交流发电机的励磁绕组中，励磁电流产生的磁场与定子绕组的磁场相互作用，产生感应电动势。
综上所述，三相交流发电机的励磁基本原理就是通过励磁电流在励磁绕组中产生磁场，激励发电机产生感应电动势，从而实现能量转换。
二、励磁系统的组成三相交流发电机的励磁系统由励磁装置、励磁绕组、励磁电源和调节控制系统组成。
1. 励磁装置：励磁装置是用来提供励磁磁场的设备，通常由永磁体或者电磁铁组成。
永磁体是一种能够产生稳定磁场的材料，通过安装在发电机中实现励磁磁场的提供。
电磁铁是通过外部电源输入电流产生磁场的设备，通过控制外部电源的电流实现励磁磁场的产生。
2. 励磁绕组：励磁绕组是承载励磁电流的导体，通常由绝缘材料包裹，用来提供励磁电流。
3. 励磁电源：励磁电源是提供励磁电流的设备，通常由直流电源或者交流电源组成。
直流电源通过整流装置将交流电转化为直流电，交流电源则直接提供交流电流。
4. 调节控制系统：调节控制系统用来监测和调节励磁电流，以保持发电机的稳定运行。
通过调节控制系统可以实现对励磁电流的调节和控制，确保发电机的输出电压稳定。
以上是三相交流发电机励磁系统的基本组成，通过这些设备和系统可以实现对发电机的励磁，确保其正常运行并输出稳定的电能。
三机励磁系统基本结构
1.“三机”励磁系统发电机交流励磁机-静止整流器励磁系统（“三机”励磁系统）简介交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同轴。
副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。
也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。
2.“三机”励磁系统慨述主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压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。
3.“三机”励磁系统的优点——发电机的励磁电源取自同轴的交流主励磁机，不受电力系统运行的情况影响，工作可靠。
——高速大容量交流主励磁机的设计制造、运行维护比直流励磁机容易。
直流励磁机电枢产生的是交流电势，经过整流子（换向器）的机械整流作用，变成直流电输出，供给发电机励磁。
“三机”励磁系统用静止硅整流器代替旋转的机械整流子。
——永磁式副励磁机PMG工作可靠，只要机组转动，即可为主励磁机提供励磁电流。
4.“三机”励磁系统的缺点——交流主励磁机是一“时滞”环节1. 交流主励磁机（发电机生产厂家制造） 1台2. 永磁副励磁机（发电机生产厂家制造） 1台3. 硅二极管整流装置 1套4. 微机励磁调节装置 1套5. 灭磁及转子绕组过电压保护装置 1套6. 主励磁机手动备用励磁装置（可不设置） 1套7. 交流主励磁机额定容量根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电压根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电流根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定相数三相频率 100 Hz（用以减小发电机转子绕组的电感及时间常数）额定转速与同轴发电机相同8. 永励副励磁机额定容量根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电压根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电流根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定相数三相频率 400 或500 Hz（中频）额定转速与同轴发电机相同励磁方式永磁式9. 硅整流装置整流方式三相全波桥式不可控整流整流元件大功率硅二极管整流桥数量 1 ~ 2（并联）个单个整流桥输出电压≮ 2 倍发电机额定励磁电压单个整流桥输出电流≮ 2 倍发电机额定励磁电流只需单个整流桥即可满足发电机强励需要硅二极管参数：额定电流额定电压反向电压10. 微机励磁调节装置内有单通道或双通道容错型数字式（微机型）自动励磁调节器（AER）。
三机无刷励磁系统控制研究新方法浅析
三机无刷励磁系统控制研究新方法浅析摘要：本文介绍一种将模拟电阻（软件方法模拟的电阻）串联在主励磁机磁场绕组中进行设计计算的方法，应用于大型机组三机无刷励磁系统并使其具有高起始响应特性。
串联模拟电阻相当于等效降低主励磁机时间常数，提高三机无刷励磁系统响应比。
结合励磁调节器(A VR)数学模型，提出串联模拟电阻方法的实现机理及参数设计方法，并成功将之应用于工程实践。
关键词：三机无刷励磁系统;高起始响应;自动电压调节器; 模拟电阻1. 前言本文根据某电厂600MW三机无刷励磁机组励磁控制系统改造工程，提出在无刷励磁机磁场绕组串联模拟电阻的方法，综合解决缩短时间常数、达到高起始电压响应比等问题，保证三机无刷励磁方式与自并励静止励磁方式具有相同的A VR模型响应特性。
2.串联模拟电阻缩短时间常数从三机无刷励磁系统的典型接线可知，励磁控制是通过具有1~2秒时间常数的交流无刷励磁机环节来实现，属于惯性控制系统，目前用于补偿惯性控制系统特性的方法通过是在电压自动调节器（A VR）上增加微分环节，但这仅是解决电压闭环调节稳定性的问题，未能从根本上解决励磁机时间常数过长的问题。
实际上，降低主励磁机时间常数最直接的方法就是在交流励磁机磁场回路中串联线性电阻，如图2所示。
这样主励磁机时间常数为：图2 串联补偿电阻示意图图中：Rce为串联补偿电阻Rex,Lex为主励机磁场绕组电阻和电感（1）式中：为主励磁机固有时间常数为补偿电阻与主励磁机磁场电阻的比值。
一般地，主励磁机时间常数约为1.5秒，若将时间常数缩短为0.1秒，则补偿电阻须为主励磁机磁场绕组的14倍，串联电阻后，系统热损耗将大大增加，不仅不经济，而且散热问题也难以解决。
有没有可能将补偿电阻的作用纳入A VR 的程序中呢？答案是肯定的。
三机无刷励磁系统运行中，主励磁机励磁电压即为可控硅整流桥输出电压，而可控硅整流桥输出电压由A VR控制，如果在A VR控制输出前将串联电阻的作用先行计算，则主励磁机励磁电压与串联电阻后的作用等效，这种在A VR程序中实现的电阻，我们称之为模拟电阻。
西门子三机无刷机组励磁系统模型剖析马怀成
西门子三机无刷机组励磁系统模型剖析马怀成发布时间：2021-10-25T06:34:20.933Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第12期作者：马怀成[导读] 在电力系统稳定性的研究中，要精准地描述同步发电机励磁控制系统的运行特性，首先应建立能精准地表达励磁系统在不同工作状态下的数学模型。
本文将以西门子三机励磁系统的AC7B 模型作为样本进行分析，使国内技术人员更清楚的学习该设备模型。
马怀成1.国能陈家港发电有限公司江苏盐城 214600摘要：在电力系统稳定性的研究中，要精准地描述同步发电机励磁控制系统的运行特性，首先应建立能精准地表达励磁系统在不同工作状态下的数学模型。
本文将以西门子三机励磁系统的AC7B 模型作为样本进行分析，使国内技术人员更清楚的学习该设备模型。
关键词：交流励磁机数学模型；IEEE；西门子；1、引言通常，励磁系统数学模型适用的范围是系统振荡频率最高不超过3Hz，系统频率偏差不超过±5%额定值。
另外，励磁系统的保护功能、发电机灭磁及转子过电压的动作等，一般不包括在模型适用范围内。
2、交流励磁机数学模型基础交流励磁机是由一个交流发电机带上整流器负载所组成，因此，其模型要考虑三个因数：交流发电机的饱和特性和电枢反应特性以及整流器的换向特性。
交流发电机的饱和特性，引用励磁机时间常数TE、饱和系数SE、自励系数KE，并构成一个一阶惯性环节，。
这种早期的交流励磁机模型，没有考虑交流发电机电枢反应的去磁效应及整流器的换向过程，故在暂态过程中有较大失真。
为了表现交流发电机电枢反应的去磁效应，引用一个负载电流IFD下的去磁作用系数KD，二者的乘积与SE和KE一起作为交流励磁机的反馈。
因此，仅考虑去磁作用的交流励磁机模型。
负载电流去磁作用系数KD，可由交流发电机的实测空载特性和负载特性求得，也可以采用制造厂出厂试验验数据或设计数据。
时间常数TE，是交流发电机电枢开路时励磁绕组时间常数。
三机励磁PMG教学提纲
三机励磁PMG教学提纲
一、引言
1.1三机励磁PMG的定义和作用
1.2三机励磁PMG的应用领域
二、励磁原理
2.1三机励磁PMG的基本原理
2.2励磁方式介绍
2.3励磁控制方法简介
三、三机励磁PMG的设计与构造
3.1三机励磁PMG的结构和组成
3.2励磁系统的参数选择
3.3励磁元件的选择与配置
四、三机励磁PMG的工作特性
4.1励磁电压与电流的关系
4.2励磁效率与负载特性
4.3励磁响应时间与稳定性
五、三机励磁PMG的应用案例
5.1三机励磁PMG在风力发电中的应用
5.2三机励磁PMG在水力发电中的应用
5.3三机励磁PMG在太阳能发电中的应用
六、三机励磁PMG的性能评估
6.1励磁效率评估方法
6.2动态响应测试方法
6.3稳定性评估方法
七、三机励磁PMG的发展趋势
7.1励磁技术的发展趋势
7.2励磁控制方法的创新
7.3励磁元件的改进与智能化发展
八、三机励磁PMG的未来挑战
8.1励磁系统的可靠性和稳定性挑战
8.2励磁控制的精确性和响应速度挑战
8.3励磁元件的可持续性和可再生性挑战
九、总结
以上为三机励磁PMG教学提纲的大致框架，具体内容可根据教学需要进行补充和扩展。
在具体教学实施过程中，可以逐个主题进行深入讲解，并结合案例分析和实验演示进行教学实践。
对于关键概念和原理，可以通过图示、动画和数学模型等多种方式进行讲解，以提高学生对于三机励磁PMG的理解和掌握能力。
三相交流同步发电机的励磁方式
三相交流同步发电机的励磁方式
按同步发电机的励磁电源的不同有两种基本类型，即自励和他励。
设有专用励磁电源的称为他励方式。
目前船舶同步发电机都采用自励形式，其直流励磁电流由自身输出的交流电经过整流并调节后获得。
各磁极励磁线圈连接后构成同步电机的直流电路，各励磁线圈之间的连接极性应使得所产生的磁极极性NS相邻。
为从外部将直流励磁电流引人旋转的励磁线圈中，须将励磁绕组的两个出线端分别接到固定在转轴上的两个滑环上。
两个滑环彼此绝缘并对轴绝缘。
通过固定的电刷装置与滑环的滑动接触将直流电流引入励磁线圈。
为降低滑环和炭刷装置带来的维护保养问题，近年来无刷发电机得到推广和使用。
与普通发电机组相比，除具有相同的同步主发电机外，无刷发电机还由中频交流励磁机和旋转整流器组成。
交流励磁机的转子和旋转整流器与发电机转子连在同一根轴上，故无刷发电机的轴向尺寸较长。
通常同步发电机采用旋转磁极式，交流励磁机采用旋转电枢式。
由于是同轴旋转,这样交流励磁机发出的中频交流电经同轴的旋转整流器整流成直流电，再送至同轴的主发电机励磁绕组，因此取代了炭刷与滑环。
有些磁极铁芯顶面圆周槽内还嵌放短路的鼠笼条，称为阻尼绕组。
阻尼绕组对暂态过程中可能引起的转子振荡起阻尼作用，有增强同步发电机并联运行的稳定性、抑制柴油机的谐波转矩和加大自整步力矩等作用，同时它也能提高发电机承担不对称负载的能力。
对于同步电动机阻尼绕组也是作为异步启动的“启动绕组”。
三相同步发电机励磁调节
三相同步发电机励磁调节三相同步发电机励磁调节是电力系统中的重要环节，它能够保证发电机的稳定运行和电力质量的提高。
在电力系统中，发电机是负责将机械能转化为电能的设备，而励磁调节则是控制发电机输出电压和励磁电流的过程。
在三相同步发电机中，励磁系统的调节是为了使发电机输出电压稳定在额定值，同时保证电力系统的稳定运行。
励磁系统通过调节励磁电流来控制发电机的输出电压。
当电网负荷变化时，励磁系统能够及时调整发电机的励磁电流，以保持电压的稳定性。
励磁调节的过程可以分为两个阶段：静态调节和动态调节。
静态调节主要是在发电机运行之前进行的，它通过调整励磁电流的大小和相位来控制发电机的输出电压。
动态调节主要是在发电机运行过程中进行的，它能够根据电网负荷的变化及时调整励磁电流，以保持电压的稳定。
在励磁调节过程中，需要根据电网负荷的变化来调整励磁电流的大小。
当电网负荷增加时，励磁电流需要增加，以提高发电机的输出电压。
相反，当电网负荷减少时，励磁电流需要减小，以保持发电机输出电压的稳定。
为了实现励磁调节，通常会使用自动励磁调节装置来监测发电机的输出电压，并根据设定值进行调整。
自动励磁调节装置通过与发电机的励磁系统连接，能够实时监测发电机的输出电压，并根据设定值进行调整。
除了自动励磁调节装置外，还可以使用励磁控制器来进行励磁调节。
励磁控制器通常由调节器、比例放大器和执行器等组成，能够根据发电机输出电压的变化来控制励磁电流的大小和相位，以实现励磁调节的目的。
三相同步发电机励磁调节是电力系统中的重要环节，它能够保证发电机的稳定运行和电力质量的提高。
励磁调节通过调节励磁电流的大小和相位来控制发电机的输出电压，以适应电网负荷的变化。
励磁调节可以使用自动励磁调节装置或励磁控制器来实现，以保证电力系统的稳定运行。
三机励磁PMG.
自励AVR系统运行时不能够建压.
如果是PMG提供电源给AVR，励磁保护将会脱扣，不管在有无负载下，这取决 于多少个二极管损坏 用电池他励输出电压低或为零（这取决于一个还是多个二极管损坏）
在电池他励试验时，短路的二极管将会变得很热，并会使焊点脱开
串联星形联接
从主定子来的AVR 的传感和功率线 6 7 8
FLUKE 87
N W V U
V6
W1
中性线 三相输出
mV mA V A V
V1
U1
OFF
1. 用万用表检查三相间和相对中性的电压 2. 电压应平衡，且在额定电压的±1％以内 3. 如读数正确，表明绕组和二极管均正常 4. 若电压读数高于±1％相与相不平衡，进一步按下步列骤查找。
故障查找－检测主定子绕组 检查1：主定子输出电压平衡且在±1％内
检查2：用12V电池他励，电压为正常电压的±10％内 检查3：绝缘对地大于1M平衡且读数低于正常值的10％偏差以下：
这表明励磁绕组或整流二极管损坏 下一步应检查励磁系统，从整流二极管开始
故障查找 - 检查绕组和整流模块
用电池（12V） 接到励磁定子 励磁转子 和定子
F-
+
主定子
A.V.R 12v BATTERY
F+
轴承
Main Rotor
轴
整流模块 1. 运行前在安全状态下检查所有的接线 2. 启动柴油机，检查转速是否正确（正常转速的＋或－4％） 3. 所有的测试应在空载下进行 4.首先检查的部件是主定子绕组
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发电机基本原理及励磁系统
(2008-06-08 11:46:43)
分类：专业知识
标签：
励磁机
发电机励磁系统
1. 发电机基本原理及励磁系统
中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流
——这就是最基本的发电机原理。
这说明，要发电必须同时满足两个条件：
1.）要有产生磁力线的磁场；
2.）运动的导体必须切割磁力线。
励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统。
2. 发电机的转子和定子
发电机由两大部分组成。
1.）转子——转子绕组通以直流电流，用以产生发电机的磁场；
2.）定子——定子绕组被旋转的磁场之磁力线切割，在定子绕组中产生（发出）电流。
发电机转子被原动机（水轮机、汽轮机、柴油机等）拖动转动，因而转子绕组产生的磁场也是旋转的，与静止的定子及定子绕组产生相对运动。
3. 励磁系统的最基本功用
产生可以任意控制其大小的直流电流（称为“励磁电流” ）——向发电机转子绕组输送，这就是励磁系统的最基本功用。
实际上的发电机励磁系统比这复杂得多，是综合了多门学科——电力系统及其自动化、电机学、模拟电子技术、数字电子技术、半导体变流技术、自动控制原理、电工技术、工业自动化、微机原理及接口技术、C程序语言、继电保护等的高科技产品。
4. 同步发电机现代励磁系统的功能
1)发电机并网前，调节发电机输出的端电压；
2)发电机并网后，调节发电机承担的无功功率；
3)提高同步发电机并列运行的静、动态稳定
a.静态稳定: 采用灵敏快速的励磁调节系统，可以提高发电机在小干扰下的稳定性（静态稳定）；
b.动态稳定：采用响应快速、顶值电压较高的励磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定性（动态稳定、暂态稳定）；
4)发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保护发电机的安全。
5. 励磁系统的技术标准
a.国际电工委员会标准
IEC2A（秘13-1978）汽轮发电机励磁系统技术要求
IEC（秘593-1982）关于同步发电机励磁系统的若干规定
b.中华人民共和国国家标准
GB755-87 旋转电机基本技术要求
GB/T 7409.3-1997 大、中型同步发电机励磁系统技术要求
c.中国电力行业标准
SD271-88 汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件（“三机”系统）
DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件（“自并激”系统）
6. 励磁系统的主要技术参数
1)当发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
2)励磁系统顶值电压倍数≮ 1.6~1.8（2.0）
3)励磁系统允许强励时间≮10s（20）
4)励磁系统电压响应比（电压上升速度）
“自并激”系统≮ 3.5
“三机”系统≮ 1.6~1.8（2.0）
5)电压调整范围70~110%
6)电压调整精度≤± 0.5 %（0.25%）
7)调差范围±10 %（15%）
8) 励磁系统强行切除率≤ 0.1 %
蓝色数字为对一般励磁系统的要求, 红色数字为对大型机组和优质励磁系统的要求。
7 . 励磁系统的主要构成
1.励磁电源装置如直流励磁机、交流励磁机、励磁变压器、硅二极管整流装置、可控硅整流装置等。
2.自动励磁调节装置
3.手动励磁调节装置（可不设置）
4.自动灭磁装置
5.发电机转子绕组过电压保护装置（小机组不设）
6.备用励磁系统（可不设置）
7.上述装置的控制系统、信号系统和测量仪表
8. 目前国内常用的励磁系统
1)直流励磁机励磁系统
多用于七十年代以前的中小型机组。
2)具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励磁系统（“三机”励磁系统）
多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。
3)具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励磁系统（“无刷”励磁系统）
用于八十年代以后的大中小型机组（用量较少）。
4)静止可控硅自并激励磁系统（“自并激”励磁系统）
多用于七十年代以后的水电机组、以及九十年代以后的大中小型火电机组，系优质励磁系统。
9.“三机”励磁系统
发电机交流励磁机-静止整流器励磁系统（“三机”励磁系统）简介
10.“三机”励磁系统慨述
主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压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。
11.“三机”励磁系统的优点
——发电机的励磁电源取自同轴的交流主励磁机，不受电力系统运行的情况影响，工作可靠。
——高速大容量交流主励磁机的设计制造、运行维护比直流励磁机容易。
直流励磁机电枢产生的是交流电势，经过整流子（换向器）的机械整流作用，变成直流电输出，供给发电机励磁。
“三机”励磁系统用静止硅整流器代替旋转的机械整流子。
——永磁式副励磁机PMG工作可靠，只要机组转动，即可为主励磁机提供励磁电流。
12.“三机”励磁系统的缺点
——交流主励磁机是一“时滞”环节
要调节发电机励磁电流，必须先调节交流主励磁机的励磁电流，有“时滞”存在。
——副励磁机波形畸变
可控硅整流桥的负载是交流主励磁机转子绕组这一电感性负载。
因此，励磁电源副励磁机的输出电压波形将产生畸变，容易出现发电机调节不稳定、无功功率跳动或摆动的情况。
13.“三机”励磁系统原理框图
14.“三机”励磁系统设备成套范围
1. 交流主励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
2. 永磁副励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
3. 硅二极管整流装置 1套
4. 微机励磁调节装置 1套
5. 灭磁及转子绕组过电压保护装置 1套
6. 主励磁机手动备用励磁装置（可不设置） 1套
15. 交流主励磁机
额定容量根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定
额定电压根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定
额定电流根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定
相数三相
频率 100 Hz（用以减小发电机转子绕组的电感及时间常数）
额定转速与同轴发电机相同
16. 永励副励磁机
额定容量根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定
额定电压根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定
额定电流根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定
相数三相
频率 400 或500 Hz（中频）
额定转速与同轴发电机相同
励磁方式永磁式
17. 硅整流装置
整流方式三相全波桥式不可控整流
整流元件大功率硅二极管
整流桥数量 1 ~ 2（并联）个
单个整流桥输出电压≮2 倍发电机额定励磁电压
单个整流桥输出电流≮2 倍发电机额定励磁电流
只需单个整流桥即可满足发电机强励需要
硅二极管参数：
额定电流
额定电压
反向电压
18. 微机励磁调节装置
内有单通道或双通道容错型数字式（微机型）自动励磁调节器（AER）。
可最大限度地允许调节器内线路和元件故障。
任一AER皆可单独满足包括强励在内的所有运行工况。
可减少因调节器故障引起的机组强迫停机率。
可使发电机工作于恒端电压的P、PI、PID，恒电流，恒无功，恒功率因素四种模式。
正常或无特殊要求时，首选恒端电压的运行方式。
软件采用C语言编写。
19. 灭磁及转子绕组过电压保护装置
1. “三机”励磁系统灭磁方式
——发电机正常停机
主励磁机：通过可控硅整流桥逆变灭磁
发电机：通过硅二极管整流桥近似自然灭磁
——发电机事故停机
主励磁机：通过可控硅整流桥逆变灭磁
发电机：通过氧化锌（ZnO）非线性电阻灭磁
2. 灭磁装置：双断口磁场断路器+ZnO非线性电阻
3. 过电压保护装置
发电机转子绕组：ZnO非线性电阻
硅二极管整流桥：ZnO非线性电阻
20. “三机”励磁系统的限制和保护功能
低励磁限制/低励磁保护
反时限过励磁限制/过励磁保护
V/Hz限制/V/Hz保护
电力系统稳定器PSS （小机组可不设）发电机PT断线检测和保护
误强励检测和限制
发电机空载过电压保护
可控硅失脉冲检测
硅二极管整流柜（桥）故障的强励限制。