发动机无刷励磁结构及原理

发电机无刷励磁结构及原理

一、励磁系统作用

励磁系统的主要作用就是维持发电机的电压在给定范围，主要有以下三点：

1、是保证电力系统运行设备的安全。电力系统中的运行设备都有其额定运行电压和最高运行电压。保证发电机端电压在容许水平上，是保证发电机及其电力系统设备安全运行的基础条件之一，这就要求发电机励磁系统不仅能够在静态下，而且在大扰动后的稳态下保证发电机在给定的容许水平上，一般发电机运行电压不得高于额定值的10%。

2、保证发电机运行的经济性。发电机在额定值附近运行是最经济的，如果发电机电压下降，则输出相同的功率所需的定子电流将增加，从而使损耗增加。一般发电机运行电压不得低于额定值的90%；当发电机电压低于95%时，发电机应该限负荷运行。

3、提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定的要求在许多方面是一致的。

二、有刷励磁和无刷励磁的优缺点

发电机励磁系统一般分为有刷励磁和无刷励磁，它们各有优缺点，具体区别如下：

1、有刷励磁是通过与发电机同轴的直流发电机发出直流电，再经过电刷和滑环加在发电机转子线圈上。

优点是：发电机与励磁系统界限明显，相对独立、直观明了，转子励磁电流、励磁电压容易取得，数值准确、检修方便。

缺点是：由于电刷的存在，增加了接触电阻，随着励磁电流的增加，电刷和滑环常常因接触不良导致发热，严重时会产生环火而烧毁刷架和滑环，并且电刷的质量也直接影响到运行的稳定性，故障率高；电刷磨损产生的碳粉对环境卫生有一定影响，容易污染轴承座，降低绝缘，给安全运行带来一定隐患；由于电刷存在磨损，运行人员要经常巡视、擦拭、更换电刷，在擦拭、更换时存有一定安全隐患。

2、无刷励磁系统是由发电机和与发电机同轴连接的励磁发电机组成，这种励磁发电机不同于和发电机同轴的直流发电机，这种励磁发电机实际上是交流发电机，它所发出的三相交流电通过连接在其轴上的旋转整流器进行整流，输出的直流电直接接在发电机转子绕组上，用来产生转子磁场。

优点是：由于没有电刷也就不存在接触不良以及因此产生的发热问题，更不会因产生电火花而烧毁设备；没有电刷也就没有磨损的碳粉，发电机两端会比较洁净；运行中不用更换电刷，运行维护少。

缺点是：因励磁发电机输出的直流电直接接在发电机转子绕组上，这样很难测量转子的实际电流，一般根据转子电压等相关参数计算出转子电流，计算值和实际值存在一定

偏差。而且一旦旋转整流器出现故障，不仅维修困难（需要停机检修）而且会威胁发电机的正常运行。

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1、励磁系统基本工作原理

SAVR-2000励磁调节器采集发电机机端交流电压Ua、Ub、Uc、定子交流电流Ia、Ib、Ic等模拟量，调节器通过模拟信号板将高压（100V）大电流（5A）信号进行隔离并转换为±5V电压信号，然后传输到主CPU板上的A/D转换器，将模拟量转换为数字信号。在一个周波内（20ms）进行多点采样，最后计算出机端电压的数据。在励磁系统中由励磁变为励磁系统提供励磁能源，励磁机电枢是旋转的，它发出的三相交流电经旋转的二极管整流桥整流后直接送至发电机转子回路。由于励磁机电枢及其硅整流器与发电机转子都在同一根轴上旋转，它们之间不需要任何滑环及电刷等转动接触元件，这样彻底割除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可靠性和减少机组运行维护量。

2、励磁系统配置

励磁系统由励磁变压器、可控硅整流桥、自动励磁调节器及起励装置、灭磁装置等组成。

1）、励磁变压器

励磁变压器为干式变压器，主要是为励磁系统提供励磁能源。

2）、可控硅整流桥

整流装置采用了三相全控桥式接法，优点是半导体承受的电压低，励磁变压器的利用率高。全控桥式整流增强励磁的能

力较强，在减磁时在逆变运行时可产生负的励磁电压，把励磁电流急速下降到零，把能量反馈到电网。

3）、励磁控制装置包括自动电压调节器和起励控制回路，励磁调节器测量发电机极端电压，并与给定值进行比较，当机端电压高于给定值时，增大可控硅的控制角，减少励磁电流，使发电机机端电压回到设定值。当机端电压低于给定值时，减少控开关的控制角，增大励磁电流，维持发电机机端电压为设定值。

4）灭磁保护装置

在机组出现故障时，保护装置会快速把发电机与系统进行断开，但磁场电流产生的感应电势会继续维持故障电流，时间长会造成导线、绝缘和铁芯的损坏，所以在保护动作快速切断发电机主开关时，灭磁回路会迅速的消耗掉转子磁场储存的能量，这个过程就是灭磁保护，完成这一过程的设备就是自动灭磁装置。

以上就是我公司发电机的励磁系统原理和主要励磁装置。