励磁系统基本原理
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指为了使发电机在运行中能够产生稳定的电压和电流，采取的一系列控制和调整励磁电流的措施。
励磁系统的原理是通过调节励磁电流来改变磁场强度，进而控制发电机的输出电压和频率。
一、电磁感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
由此，发电机中的转子在转动时，通过导线产生的感应电动势可以用来驱动电流，从而实现电能的转换。
二、励磁机构发电机励磁系统的核心是励磁机构，它由励磁电源和励磁回路组成。
励磁电源提供直流电源，用于激励发电机的磁场。
而励磁回路则通过一组电阻、电感和励磁开关等元件，将励磁电流导入到发电机的励磁线圈中。
三、调整励磁电流励磁电流的大小决定了发电机的磁场强度，从而影响了输出电压和频率。
一般情况下，发电机励磁系统会根据负荷的需求，通过调节励磁电流的大小来实现稳定的电压输出。
4、励磁系统的调整机制发电机励磁系统通常采用自动调压和手动调压两种方式来保持输出电压的稳定。
在自动调压模式下，根据电压传感器的反馈信号，控制励磁电流的大小。
一旦输出电压下降，励磁系统会自动增加励磁电流，以提高输出电压。
手动调压模式下，操作人员可以根据需要手动调整励磁电流，以实现电压的稳定输出。
五、励磁系统的稳定性好的励磁系统应具有良好的稳定性，能够在负荷变化时迅速调整励磁电流，并且使输出电压变化最小。
稳定性的提高可以通过增加励磁回路中的电感和电容元件，以及制定合理的励磁调节策略来实现。
六、励磁系统的应用发电机励磁系统广泛应用于各种发电场景中，包括电力站、风力发电、水力发电、汽车发电机等。
它不仅能够保证电力供应的稳定性和可靠性，还能够提高发电效率和节能减排。
总结：发电机励磁系统是使发电机能够稳定输出电压和频率的重要控制系统。
通过调节励磁电流来改变发电机的磁场强度，励磁系统能够实现电能的转换和稳定输出。
良好的励磁系统应具有稳定性和高效性，能够适应负荷变化并实现可靠的电力供应。
励磁系统基本原理
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电力系统低频振荡 。
ΔTs
ΔTD
ΔTE
Pe/ΔPe、Δδ
Δω
Pm、ΔPa
ΔTD′
ΔTE′
发电机电气功率Pe/ΔPe、机械功率Pm、加速功率ΔPa、同步转矩ΔTs、阻尼转矩ΔTD、电磁转矩ΔTE、转子角Δδ、转子角速度Δω的正方向相位关系如下图所示：
自动方式AVR控制的整体模型描述
励磁系统的组成：
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
无刷励磁系统
自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统
快速励磁系统
高起始励磁系统
二、励磁系统的几种主要类型
功角稳定比喻
碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压调节器。 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理
励磁系统是指通过外加电流或磁场来产生磁场的一种系统。
它主要由励磁电源、励磁绕组和磁心组成。
励磁电源提供所需的电流或电压，励磁绕组通过通入电流或电压，在磁心中产生磁场。
磁心根据应用的不同可以选择不同的材料，如铁、铁氧体等。
励磁系统的工作原理为：首先，当励磁电源通入电流时，电流经由励磁绕组流过磁心，形成环绕磁心的磁场。
这个磁场在磁心中产生一定的磁感应强度，并扩展到周围空间。
其次，产生的磁感应强度与电流的大小和方向有关。
对于直流电流而言，磁感应强度与电流呈线性关系，即磁感应强度随电流的增大而增大。
而对于交流电流而言，磁感应强度则随电流方向的改变而变化。
最后，磁感应强度的大小和分布对于应用来说非常重要。
励磁系统通过控制励磁电流或磁场的强度和方向，可以达到调控磁场大小和分布的目的。
这对于一些需要特定磁场条件的应用来说，如电机、发电机、变压器等，具有重要意义。
需要注意的是，励磁系统必须根据具体应用的需求来设计和选择。
它的工作原理和效果直接关系到系统的性能和稳定性。
因此，在设计和应用过程中需要进行详细的分析和测试，以确保励磁系统能够按照预期工作。
电动机励磁系统的原理
电动机励磁系统的原理
电动机励磁系统是指为了产生和维持电动机所需的磁场而采取的一系列措施和装置。
电动机励磁系统的原理可以简单概括为以下几点：
1. 磁场产生原理：电动机的励磁系统通过电流在导体中产生磁场，使之形成电动机工作所需的磁极。
一般来说，直流电动机的励磁系统通常使用直流电流来产生磁场，而交流电动机的励磁系统则使用电磁铁或旋转的磁体来产生交变磁场。
2. 励磁电源：励磁电源为电动机提供所需的电流，以产生磁场。
直流电动机一般采用直流电源，如电池、整流器等；交流电动机一般采用交流电源，如发电机或变压器等。
3. 电枢线圈和励磁线圈：电动机的励磁系统中包括电枢线圈和励磁线圈。
电枢线圈连接到电源，通过在线圈内产生电流来产生磁场。
励磁线圈则用于产生或调节电动机磁场的大小和方向。
4. 磁场控制：电动机励磁系统一般具有磁场控制功能，可以通过改变电流大小、方向或电磁材料的位置和状态来调整磁场的强度和方向。
通过磁场控制可以实现电动机的启动、运行和调速等功能。
总之，电动机励磁系统通过在导体中产生磁场，为电动机提供工作所需的磁极，
使其能够正常运行。
励磁系统的设计和控制可以影响电动机的性能和效率，是电动机运行的重要组成部分。
励磁的工作原理
励磁的工作原理
励磁是指在电力系统中对发电机进行电磁激励以使其产生电能的过程。
励磁系统的工作原理如下：
1. 动态励磁：在励磁机上通过电源施加直流电流，这些电流通过励磁机的线圈，在励磁机中产生磁场。
这个磁场产生的磁通量通过气隙和转子，进入发电机的定子线圈。
定子线圈中的磁通量和转子上的感应电动势相互作用，产生电流。
这个电流在电力系统中循环，推动电机发电。
2. 静态励磁：使用静止的励磁变压器和整流器来完成励磁。
交流电源输入励磁变压器，变压器将高电压降低并提供给整流器，整流器将交流电转换为直流电。
直流电流通过励磁变压器的次级线圈和发电机的励磁线圈，产生磁场。
励磁线圈中的磁通量和转子上的感应电动势相互作用，使发电机产生电流。
通过控制励磁电流的大小和方向，可以调节发电机产生的电能的性质，例如电压和频率等。
这样就能满足电力系统中对电能的不同需求。
励磁系统的作用及工作原理
励磁系统的作用及工作原理励磁系统是指一种用来激发发电机、电动机、变压器等电力设备的系统，它能够提供必要的电能，将这些设备变成发电或运转时所需要的电磁设备。
励磁系统的作用是通过在电力设备中激发电流来产生磁场，从而实现电能的转换和传输。
本文将从励磁系统的作用和工作原理两个方面来详细阐述。
一、励磁系统的作用1. 产生磁场：励磁系统的主要作用是产生磁场，这个磁场能够影响发电机、电动机和变压器等设备的性能。
在发电机中，励磁系统能够生成必要的磁场，从而引起转子产生旋转运动；在电动机中，通过励磁系统产生的磁场，可以驱动机械装置实现动力传递；在变压器中，励磁系统可以调节磁场大小，实现电压的升降。
励磁系统通过产生磁场来实现电能的转换和传输。
2. 维持稳定运行：励磁系统还能够维持电力设备的稳定运行。
在发电机中，通过调节励磁系统中的激励电流，可以保持发电机输出电压的稳定性，避免电压的波动对电网造成影响；在电动机中，励磁系统能够控制电动机的起动和工作过程，确保电动机在正常运行范围内。
3. 调节功率特性：励磁系统还可以调节电力设备的功率特性，使其在不同负载下能够有不同的输出表现。
这样可以适应不同的工作环境和负载要求，提高设备的工作效率和稳定性。
二、励磁系统的工作原理1. 电磁感应原理：励磁系统的工作原理是基于电磁感应原理的。
当通过励磁系统的线圈中通入激励电流时，就会在线圈周围产生磁场。
这个磁场会对设备中的铁芯或导体产生感应，从而产生感应电动势。
通过调节激励电流的大小和方向，可以控制磁场的强弱和方向，从而实现对设备的控制。
2. 动态反馈控制：励磁系统中通常采用动态反馈控制技术，通过检测设备的运行状态和输出电压等参数，再将这些信息反馈给励磁系统，实现对激励电流的实时调节。
这样可以使电力设备在不同运行状态下始终保持稳定的输出性能。
3. 控制器与调节器：励磁系统中还包括控制器和调节器等设备，用来对激励电流进行调节和控制。
通过这些设备，可以实现对励磁系统的自动化控制和调节，使其能够适应不同的工况和负载要求。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理一、引言励磁系统是电力系统中的重要组成部分，它用于为发电机和变压器等设备提供励磁电流，确保设备正常运行。
本文将重点介绍励磁系统的工作原理。
二、励磁系统的作用和组成励磁系统的作用是为发电机和变压器等设备提供所需的励磁电流，使其产生磁场。
这个磁场可以用来产生感应电动势，从而实现能量转换和电能传输。
励磁系统一般由励磁电源、励磁变压器、励磁调节器和励磁控制装置等组成。
励磁电源是供给励磁系统电能的来源，可以是直流电源或交流电源。
励磁变压器用于将励磁电源的电压调整到适合设备要求的电压。
励磁调节器用于调节励磁电流的大小。
励磁控制装置则负责监测和控制整个励磁系统的运行。
三、励磁系统的工作原理1. 励磁电源的作用是为励磁系统提供电能，其工作原理与普通电源类似。
励磁电源可以是直流电源或交流电源，根据设备的要求进行选择。
直流电源一般采用直流发电机、直流电池或整流装置等。
交流电源则需要通过整流装置将交流电转换为直流电。
2. 励磁变压器的作用是将励磁电源的电压调整到适合设备要求的电压。
励磁变压器一般采用自耦变压器结构，通过改变励磁绕组的接线方式来改变输出电压。
当励磁电源的电压高于设备要求时，可以采用降压方式；当励磁电源的电压低于设备要求时，可以采用升压方式。
3. 励磁调节器的作用是调节励磁电流的大小。
励磁调节器一般采用可控硅器件，通过改变控制信号的宽度和频率来改变电流的大小。
当需要增大励磁电流时，增加控制信号的宽度和频率；当需要减小励磁电流时，减小控制信号的宽度和频率。
4. 励磁控制装置的作用是监测和控制整个励磁系统的运行。
励磁控制装置一般由微机控制系统和传感器等组成。
微机控制系统负责监测励磁系统的各种参数，并根据设定值进行调节。
传感器用于实时监测励磁电流、电压等参数，并将其反馈给微机控制系统。
四、励磁系统的工作过程励磁系统的工作过程可以简单概括为以下几个步骤：1. 励磁电源将电能供给励磁系统，根据设备要求选择合适的电源类型（直流电源或交流电源）。
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统的工作原理如下：
1. 励磁电源：发电机励磁系统通常由励磁电源提供直流电能。
励磁电源可以是直流电源、电池或者其他的电源装置。
2. 励磁线圈：发电机中有一个称为励磁线圈的线圈，它通常由铜导线绕成，固定在发电机的定子上。
励磁线圈连接到励磁电源。
3. 励磁电流：当励磁电源接通时，电流将开始流经励磁线圈。
这会在发电机中产生一个磁场。
4. 磁场：励磁线圈产生的磁场通过铁芯传导到转子和定子之间的空间。
转子是发电机中旋转的部分，定子是固定的部分。
5. 感应电压：当发电机的转子旋转时，磁场也随之旋转。
由于电磁感应的原理，转子中的导线将产生感应电压。
这个感应电压会驱动绕在定子上的线圈产生电流。
6. 电流输出：通过定子上的线圈产生的电流输出到外部负载上，为外部负载提供电能供应。
总结起来，发电机励磁系统的工作原理就是通过励磁电源提供直流电能，产生磁场，使得转子中的线圈通过电磁感应产生电流，从而输出电能供应外部负载。
励磁系统的原理及其在电力系统中的应用
励磁系统的原理及其在电力系统中的应用介绍如下：
励磁系统的原理：
依靠电磁相互作用的原理，导体切割磁力线感应电动势，励磁就是提供磁场，对同步发电机而言，感应电动势由励磁和调速共同控制，励磁只是感应电动势的必要条件之一。
励磁系统在电力系统中的应用：
1.维持发电机端电压在给定值，当发电机负荷发生变化时，通过
调节磁场的强弱来恒定机端电压。
2.合理分配并列运行机组之间的无功分配。
3.提高电力系统的稳定性，包括静态稳定性、暂态稳定性及动态
稳定性。
4.在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。
5.根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
发电机励磁系统培训
发电机励磁系统培训一、介绍发电机励磁系统是发电机的重要组成部分，其作用是在发电机工作时提供稳定的励磁电流，以保证发电机的正常运行。
励磁系统的性能对发电机的输出电压和稳定性有着重要的影响。
因此，加强对发电机励磁系统的培训和学习是非常必要的。
二、励磁系统的基本原理1. 励磁系统的作用励磁系统是产生发电机磁场所需要的设备和电路，它的主要作用是通过控制发电机励磁电流的大小和方向，来调节发电机的输出电压和频率，保证发电机的正常运行。
2. 励磁系统的组成（1）励磁电源：通常是直流励磁发电机或励磁变压器；（2）励磁回路：主要包括励磁绕组、励磁电抗器、励磁保护装置等部分；（3）励磁控制系统：包括励磁自动调节装置、励磁手动控制装置等。
3. 励磁系统的原理励磁系统的原理是通过改变励磁绕组的励磁电流，来改变发电机的磁场强度，从而控制输出电压和频率。
励磁系统的自动调节装置通过监测发电机的输出电压和频率，自动调节励磁电流的大小和方向，以保证发电机的稳定运行。
三、励磁系统的故障与维修1. 励磁系统的常见故障（1）励磁电源故障：包括励磁发电机跳闸、励磁变压器故障等；（2）励磁回路故障：包括励磁绕组短路、励磁电抗器故障等；（3）励磁控制系统故障：包括励磁自动调节装置失效、励磁手动控制装置故障等。
2. 励磁系统的维修方法对于励磁系统的故障，需要及时调查原因，并采取相应的维修措施。
一般来说，可以采用以下方法：（1）励磁电源故障的维修：先检查电源供电是否正常，然后对设备进行检修或更换；（2）励磁回路故障的维修：根据故障现象，逐一检查和维修励磁回路中的各个组成部分；（3）励磁控制系统故障的维修：检查励磁控制系统的电气连接、控制元件是否正常，进行必要的维修和调试。
四、励磁系统的运行与维护1. 励磁系统的运行励磁系统的运行对发电机的输出电压和频率有着重要的影响。
为保证发电机的正常运行，励磁系统需要及时调查、监测和维护。
在运行过程中，需关注励磁电源的输出电压和电流是否在正常范围内，励磁回路中的绕组和电抗器是否有异常发热现象等。
励磁系统的工作原理
励磁系统的工作原理
励磁系统是指在发电机、变压器等电力设备中用来产生磁场的装置，其工作原理主要包括激励磁场的产生、磁通闭合和磁场稳定等过程。
励磁系统通常采用电磁铁或永磁体作为磁场的产生源。
以电磁铁为例，当电流通过线圈时，会在线圈的周围产生磁场。
这个磁场可以通过磁铁的磁性材料集中到一起，形成一个相对强大的磁场。
为了实现励磁系统的工作，首先需要通过一定的控制电路将电流引入到励磁线圈中。
当电流通过线圈时，会在线圈的磁心中产生磁场。
励磁线圈通常会放置在发电机或变压器的定子上，以便产生一个稳定的磁场。
在励磁系统中，磁场的闭合是至关重要的。
通过将励磁线圈的两端连接起来，形成一个闭合的回路，磁场就可以在回路中流动，从而保证磁力的连续存在。
同时，闭合回路还可以提供给励磁线圈所需的电能，使其能够持续地产生磁场。
在励磁系统中，还需要保持磁场的稳定性，以确保电力设备的正常运行。
为了达到这个目的，常常会在励磁系统中添加稳定磁场的装置，如稳定魔环等。
稳定魔环可以通过反馈机制调节励磁系统中的电流，使得磁场保持在一个稳定的水平，从而使电力设备的输出也能保持稳定。
综上所述，励磁系统的工作原理包括磁场的产生、磁通闭合和
磁场稳定等过程。
通过控制电流的引入和闭合回路的构建，励磁系统可以产生一个稳定的磁场，为电力设备的正常运行提供必要的磁力支持。
(完整版)励磁基本原理
第2部分 无刷励磁系统
无刷励磁的主要优点
➢ 取消了集电环和碳刷，彻底解决了环火问题，并且根除了碳刷碳 粉的污染，省掉了换碳刷的工作，减少了维护工作量。 ➢ 无刷励磁系统特别适应于大容量（大励磁电流）的机组，由于全 部励磁功率取自轴系，所以励磁电源独立，不受电力系统电压波动影 响。 ➢ 无刷励磁系统的强励能力不受系统短路影响。 ➢ 无刷励磁的控制功率大大减小，有利于简化控制、保护线路，少 占用厂房场地（省去励磁变压器和大功率整流灭磁屏）。
直流励磁机励磁系统：
早期发电机单机容量小，大功率电力半导体技术还没有发展起来，绝 大多数采用同轴直流励磁机。采用滑环和电刷。慢速励磁系统。
交流励磁机励磁系统：
50-60年代，出现了大功率半导体整流元件，开始采用交流励磁机。随 着永磁材料不断进步，出现了永磁式副励磁机。采用滑环和电刷。慢 速励磁系统。
U1
0
ωt
图7-23三相整流电路发生同相不同组两只元件故障时的输出波形图
可控硅的检测
断开晶闸管阴极和控制极与脉冲变压器的 连接线，用万用表测量晶闸管阴极与控制极 电阻，阻值一般在10Ω左右。用对线灯在晶 闸管阳极和阴极之间加一个正电压，在晶闸 管控制极和阴极之间加一个短时的正电压， 晶闸管应保持导通，即连接在晶闸管阳极和 阴极的对线灯应保持亮的状态。
无刷励磁系统：
无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可 靠性和减少了机组维护工作量。
自并励励磁系统：
。
自并励静止励磁系统取代直流励磁机和交流励磁机励磁系统是技术发 展的必然。优点是结构简单，轴系短，快速响应，提高电网的稳定水 平。
第2部分 半导体变流技术
分类
现代发电机励磁系统中，从电源的变换到发电机励磁能量的提供，无处 不存在半导体变流技术的应用。
励磁的工作原理
励磁的工作原理
励磁是指通过外部电源为电磁体提供电能，使其产生磁场的过程。
其工作原理可以描述如下：
1. 励磁电路：励磁电路一般由电源、励磁线圈和磁路组成。
电源提供直流电流或交流电流，通过励磁线圈，形成磁通。
磁路则负责将磁场集中在所需的区域，例如电磁体的铁芯。
2. 电磁感应现象：根据法拉第电磁感应定律，当励磁线圈中的电流发生变化时，会在其周围产生变化的磁场。
而变化的磁场则会诱发电磁感应电动势。
3. 自感作用：励磁线圈的电流变化不仅会产生磁场，还会在线圈内部产生自感电动势。
自感电动势的大小与电流变化速率成正比。
4. 电磁体磁化：励磁线圈中的电流通过磁路传导到电磁体的绕组，使其产生磁场。
电磁体的磁场可以用于吸引或排斥其他磁性物质，或者用于传感、控制和驱动等应用。
5. 反馈机制：为了保持电磁体的磁场稳定，励磁电路通常会采用反馈机制进行调节。
通过传感器检测电磁体磁场的强度，然后反馈给控制系统，控制电源输出的电流大小和方向，以实现对电磁体磁场的精确控制。
总结起来，励磁利用电源为电磁体提供电能，通过电流在励磁线圈和磁路中的作用，产生磁场。
而励磁线圈中的电流变化会
产生电磁感应电动势和自感电动势，这些现象对于电磁体的磁化和工作具有重要影响。
励磁系统原理
发电机励磁系统原理一.励磁系统1.励磁系统基本原理同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。
同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。
整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。
2.励磁系统的任务1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。
2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。
3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。
4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。
5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速提升到足够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。
6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。
7). 发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，经减小故障损坏程度。
8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳定运行。
3.励磁系统的励磁方式.1).直流励磁机励磁系统直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。
直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。
基本原理励磁系统的应用
基本原理励磁系统的应用1. 励磁系统的概述励磁系统是指利用电磁场产生磁场的设备和系统。
它通过对电流进行控制，来驱动磁铁产生磁场，从而实现磁场的控制和应用。
励磁系统广泛应用于电力、矿山、交通等领域，具有重要的技术和经济意义。
2. 励磁系统的基本原理励磁系统的工作原理主要是通过电流激励产生磁场的方式。
其基本原理可以归纳为以下几点：•使用电源提供电能，通过电流的流动产生磁场。
•电流流过磁铁，产生磁通量。
•通过改变电流的大小和方向，可以改变磁场的强度和方向。
3. 励磁系统的分类根据不同的应用和工作原理，励磁系统可以分为以下几类：3.1 直流励磁系统直流励磁系统是指通过直流电源供电，产生直流磁场的励磁系统。
它常用于电力变压器、电磁铁、磁悬浮等设备中。
3.2 交流励磁系统交流励磁系统是指通过交流电源供电，产生交流磁场的励磁系统。
它常用于发电机、电动机等设备中。
3.3 永磁励磁系统永磁励磁系统是指利用永磁体产生稳定磁场的励磁系统。
它常用于磁医疗设备、磁力传动系统等领域。
3.4 电磁励磁系统电磁励磁系统是指利用电磁铁产生磁场的励磁系统。
它常用于电磁铁吸持装置、电磁悬浮列车等设备中。
4. 励磁系统的应用励磁系统广泛应用于各个领域，主要包括电力、矿山、交通等方面。
4.1 电力领域在电力领域，励磁系统主要应用于发电机和变压器等设备中。
通过对发电机的励磁控制，可以保证电力系统的稳定运行。
同时，在变压器中，通过励磁系统的调节，可以实现变压器的故障保护和电能质量的提高。
4.2 矿山领域在矿山领域，励磁系统主要应用于矿山提升机和采矿机等设备中。
通过对提升机的励磁控制，可以提高矿山提升机的运行效率和安全性。
在采矿机中，励磁系统的应用可以提高采矿机的工作效率和精度。
4.3 交通领域在交通领域，励磁系统主要应用于磁悬浮列车和电动车辆等设备中。
通过对磁悬浮列车的励磁控制，可以实现列车的悬浮和运行控制。
在电动车辆中，励磁系统的应用可以提高电动车辆的动力性能和能源利用率。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理引言：励磁系统是现代发电机的重要组成部分，它通过向发电机的励磁绕组供电，产生磁场，从而激励转子产生感应电动势。
本文将介绍励磁系统的工作原理，包括励磁绕组、励磁电源和励磁控制器等方面的内容。
一、励磁绕组励磁绕组是发电机中产生磁场的关键部分，通常由直流电流通过绕组产生。
励磁绕组可以采用不同的结构形式，如全波绕组、半波绕组和复合绕组等。
其中，全波绕组是最常用的一种形式。
在全波绕组中，绕组中的导线沿着整个转子长度分布，可以产生更加均匀的磁场。
励磁绕组的绕组电流和电压可以通过励磁电源和励磁控制器来控制。
二、励磁电源励磁电源是为励磁绕组提供直流电流的设备。
励磁电源通常由整流器、稳压器和滤波器等组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，稳压器用于稳定输出的直流电压，滤波器则用于去除直流电源中的纹波。
励磁电源的输出电流和电压可以根据发电机的工作要求进行调整。
三、励磁控制器励磁控制器用于控制励磁电源的输出，以实现对发电机励磁绕组的控制。
励磁控制器通常由自动调节装置和手动调节装置组成。
自动调节装置可以根据发电机的负载情况自动调节励磁电流，以保持发电机输出电压的稳定性。
手动调节装置则可以手动调节励磁电流，以满足特殊工况下的需求。
四、励磁系统的工作原理励磁系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 励磁电源通过励磁控制器控制，向励磁绕组提供直流电流。
2. 励磁绕组中的直流电流产生磁场，磁场通过铁心传导到空气隙中。
3. 空气隙中的磁场通过感应作用，激励转子产生感应电动势。
4. 感应电动势经过整流器和稳压器等装置处理后，输出为稳定的交流电压。
五、励磁系统的作用励磁系统的作用是产生发电机的磁场，从而使转子产生感应电动势。
通过调节励磁电流，可以控制发电机的输出电压和功率因数。
励磁系统的稳定性和可靠性对发电机的运行至关重要。
六、励磁系统的应用领域励磁系统广泛应用于各种类型的发电机中，包括燃气发电机组、水轮发电机组和风力发电机组等。
励磁工作原理
励磁是指在电磁设备（如发电机、变压器等）中通过外部能源输入来产生磁场的过程。
励磁的工作原理涉及电磁感应和电磁现象，主要是通过电流产生磁场，从而实现设备正常运行。
以下是励磁的基本工作原理：
1.电磁感应：根据法拉第电磁感应定律，当导体中有电流通过时，会产生一个周围的磁场。
反过来，当磁场穿过一个闭合的导体回路时，会在导体中诱发电动势。
这就是通过电磁感应原理来实现励磁的基础。
2.自激励磁：在某些电磁设备中，设备自身的一部分可以产生磁场并通过反馈回路维持磁
场的存在。
这种情况下，设备就会自我激励磁场。
例如，发电机中的励磁线圈可以产生初始磁场，然后发电机的输出电流通过控制回路调节励磁线圈的电流，从而保持磁场强度恒定。
3.外部励磁：在某些情况下，电磁设备需要外部能源输入来提供励磁。
这通常涉及将直流
电流注入设备中的励磁线圈。
这个直流电流会在励磁线圈周围产生一个稳定的磁场，从而影响设备的整体性能。
4.励磁控制：为了保持设备运行稳定，励磁过程通常需要一定的控制。
这可以通过控制外
部电源的电流来实现，以确保磁场的强度和稳定性。
励磁是在电磁设备中维持磁场的过程，通过电磁感应、自激励磁或外部励磁来实现。
这个过程对于许多电力和电子设备的正常运行至关重要，因为它影响了设备的输出性能和稳定性。
励磁系统原理
励磁系统原理
励磁系统是指在发电机中，通过给定的电流和电压来激励电磁铁，产生磁场，从而使发电机产生感应电动势的系统。
励磁系统的原理是通过不同的激励方式来控制电磁铁的磁场强度，从而影响发电机的输出电压和电流。
在励磁系统中，常见的激励方式有直流励磁和交流励磁两种。
直流励磁是通过直流电源给电磁铁供电，产生恒定的磁场，从而使发电机输出恒定的电压和电流。
而交流励磁则是通过交流电源给电磁铁供电，可以通过控制交流电源的电压和频率来调节电磁铁的磁场强度，进而影响发电机的输出。
励磁系统的原理可以用简单的电磁感应定律来解释。
根据电磁感应定律，当导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时，导体内就会产生感应电动势。
在发电机中，通过控制电磁铁的磁场强度，可以控制发电机中的感应电动势，进而影响输出电压和电流。
励磁系统的原理还涉及到发电机的磁场和电路的特性。
发电机的磁场特性决定了电磁铁的磁场强度和稳定性，而电路的特性则决定了励磁系统的稳定性和响应速度。
因此，设计和调试励磁系统需要综合考虑发电机的磁场特性和电路特性，以确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，励磁系统的原理是通过控制电磁铁的磁场强度来影响发电机的输出电压和电流。
不同的激励方式和控制方法可以实现对发电机输出的精确控制，从而满足不同场合对电能的需求。
因此，对励磁系统原理的深入理解和掌握对于发电机的运行和维护具有重要意义。
励磁系统基本原理课件
励磁系统在智能电网中的应用前景
1 2 3
灵活调度
励磁系统能够实现对风能、太阳能等可再生能源 的灵活调度，提高智能电网的稳定性和可靠性。
优化运行
励磁系统可以通过实时监测和控制，优化电网的 运行状态，降低线损和能耗，提高电力系统的运 行效率。
故障预防
励磁系统可以实时监测电网的运行状态，及时发 现和预警潜在的故障，减少故障对电网的影响。
励磁调节器的原理
励磁调节器是一种电子设备，用于自动调节励磁机的输出电压。它通过监测发电 机的输出电压和电流，并根据这些参数的变化来调节励磁机的励磁电流，以保持 输出电压的稳定。
励磁调节器通常由测量单元、控制单元和执行单元组成。测量单元负责监测发电 机的输出电压和电流，并将这些信号传输给控制单元。控制单元根据这些信号计 算出所需的励磁电流，然后通过执行单元来调节励磁机的励磁电流。
励磁系统基 励磁系统的基本原理 • 励磁系统的应用 • 励磁系统的维护与检修 • 励磁系统的未来发展
01
励磁系统概述
励磁系统的定义
01
励磁系统是指能够提供磁场能量 的系统，主要用于控制和调节磁 场的大小和方向。
02
励磁系统广泛应用于各种领域， 如电力、电机、电子、磁力等领 域。
02
励磁系统的基本原理
励磁机的原理
励磁机是一种发电机，它通过磁场产生交流电。励磁机的 主要组成部分包括转子、定子和励磁绕组。转子用于产生 磁场，定子则用于产生交流电。励磁绕组是励磁机中用来 产生磁场的一部分，通常由铜线绕成。
励磁机的原理基于电磁感应定律。当励磁机转子在磁场中 旋转时，磁场会发生变化，从而在定子上产生感应电动势 。通过改变励磁绕组的电流，可以改变转子产生的磁场强 度，进而调节定子上产生的感应电动势的大小。
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一、励磁系统的基本作用
励磁的基本概念
什么是励磁？ 导体切割磁力线感生电动势e 励磁就是提供一个磁场B
E=4.44fNΦ
对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ
励磁的基本任务
Governor调速
Active Power（P） Frequency（f）
Reactive Power（Q） Terminal Voltage（Ug）
3.2 励磁变压器
• 将高电压隔离并转换为适当的低电压，供整流器使用。一 般接线组别：Y/d-11。
• 励磁变的额定容量要满足发电机1.1倍额定励磁电流的要 求。
• 励磁变的二次电压的大小要满足励磁系统强励的要求。 • 励磁变的绝缘等级：F级或H级。 • 励磁变的额定最大温升：80K或100K。
3.3 可控硅整流桥
三相全控桥的散热
• 可控硅流过电流，会在可控硅两端产生电压降（一般1～ 2V），造成可控硅发热，温度升高。可控硅内部的最大承 受结温（PN结）是125℃。
• 可控硅散热方法：可控硅压装散热器，并启动冷却风机进
行风冷散热。
三相全控桥的保护
• 可控硅过流保护：每可控硅串联快速熔断器。 • 可控硅换相尖峰过电压保护：可控硅两端并联R、C吸收
因此功率传送方向会反转，从整流态到逆变态，完成能量消耗。 自并励情况、发电机空载状态下，可实现逆变灭磁。转子电流通过
发电机、励磁变及转子回路的电阻消耗。灭磁时间较长，10s左右。
三相全控桥电路的典型波形
α=00: 自然换相点， 二极管整流， AC变DC
α=0～900: 整流状态， AC变DC
α=1500: 逆变状态， DC变AC
晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断 1. 主回路断开； 2. 晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压） 3. 流过晶闸管的电流下降到小于维持电流
三相全控桥电路结构
SCR循环导通顺序：至少有2个 可控硅开通。 12－32－34－54－56－16－ 12…… 1个工频周期完成1个换 相导通循环。
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电
。 力系统低频振荡 Δω
发电机电气功率 Pe/ΔPe、机械功 率Pm、加速功率 ΔPa、同步转矩 ΔTs、阻尼转矩 ΔTD、电磁转矩 ΔTE、转子角Δδ 、转子角速度Δω 的正方向相位关系 如下图所示：
ΔTD
正阻尼区
加速功率ΔPa＝机械功率Pm－
Excitation励磁
G
功角含义（电气量与空间量）、静稳极限Pmax、系 统稳定余度（Pmax/P）、功角范围（机组小于系统 ）
基本作用
建立发电机机端电压：电磁感应原理
No 最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定 交流输电系统的输送功率极限公式：
Image 在并列运行的发电机间合理分配无功功率
• 在发电机的励磁控制系统中，采用ΔPe、Δω、Δf等一个或几个信号， 经适当放大、相位补偿后作为励磁附加反馈控制，可以增加电力系统
的正阻尼，从而阻尼电力系统功率振荡，这种用于增加电力系统正阻 尼的附加励磁控制装置称为电力系统稳定器（Power System Stabilizer，简称PSS）。它不降低励磁系统电压调节环的增益，不影 响励磁控制系统的暂态性能，而对抑制电力系统低频振荡效果显著。 PSS在国内外都得到了广泛应用。
可控硅整流桥一般采用三相全控可控硅整流桥的方 式，实现把交流电转换为可控的直流电的主要任务，给发 电机提供各种运行状况下所需要的励磁电流。
晶闸管的伏安特性
电力电子技术的发展：IGBT
晶闸管的导通与关断条件
晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备 正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）； 控制极加上触发电压（或触发脉冲）；
定。频率稳定由调速器调节。 • 功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。 • 静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性（稳定余度问题、极限功率问
题、发电机的能力问题）； • 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；（安稳装置切机
问题、继电保护问题） • 动态稳定是小扰动后或者是大扰动1－2周波后的，并且采取技术措施后的
当灭磁开关分断后进行灭磁时，转子电感两端出现较大 的反向电压，同时控制单元快速接通反向可控硅触发回路， 把灭磁电阻接入、灭磁电阻回路开通，转子电流就可以快 速转移到灭磁电阻回路，通过灭磁电阻把电流转换为热量 释放。
灭磁开关
灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接通、分断；灭磁开 关分断后，配合灭磁电阻完成灭磁的任务。
三、自并励励磁系统的基本构成
自并励励磁系统是当今主流励磁系统。已在大、中 型发电机组中普遍采用。其主要技术特点： 接线简单、结构紧凑； 取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，节 约成本； 典型的快速励磁系统； 调节性能优越，通过附加PSS控制可以有效提高电力系 统稳定性。
3.1 自并励励磁系统的主要组成部分
想。
• SiC非线性电阻，国外生产，经常采用英国M&I公司的产品，超大型 机组应用较多，比如：三峡、龙滩、拉西瓦等；灭磁时间适中。
• 水轮发电机要求快速灭磁，普遍采用非线性电阻灭磁方案。 • 单片ZnO阀片的工作能容量是15KJ，而单片SiC阀片的工作能容量为
62.5KJ。在超大型水轮发电机组中，灭磁能量很大，比如10MJ，需 要几百片非线性电阻阀片串、并联连接。并联均能或并联均流问题突 出。 SiC阀片容量大、其伏安特性更适合并联，所以，在超大型发电 机的励磁系统中普遍使用。
Ud、Id－－直流输出侧电压、电流； U2、I2－－交流输入侧线电压、相电流；
触发控制角的理论范围0~180°，超出此范围外的触发信号就会造成 混乱。触发控制角的角度控制是严格的，一般实用范围：10～150°
0～90°：整流状态； 90～180°：逆变状态。 逆变状态时为什么是负的？电流方向与原来一致，而电压方向反，
二、励磁系统的几种主要类型
励磁系统的组成： 自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器） 励磁电源（励磁机、励磁变压器） 整流器（AC/DC变换，SCR、二极管） 灭磁与转子过电压保护 按励磁电源分类： 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 无刷励磁系统 自并励励磁系统 按响应速度分类： 慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统
提高电力系统的运行稳定性
PM
U2 X
电力系统稳定简介
• 电力系统稳定分为三个电量的稳定： • 电压稳定（励磁、无功平衡、电压崩溃、人工干预：增加Q） • 频率稳定（调速、有功平衡、安稳装置切机、自动减载）、功角稳定（P、
Q变化）。 • 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳
两种灭磁方法
• 逆变灭磁：正常停机时采用。不需要分断灭磁开关，控制可控硅整流 桥处于逆变状态，使转子绕组中能量通过励磁变反送到发电机端电源 侧及回路电阻中消耗，实现灭磁。在自并励励磁系统中，由于在逆变 灭磁过程中，发电机端电压也在不断减小，吸收能量不断减小，所以， 逆变灭磁的时间比较长。空载额定状态下，逆变灭磁时间一般达到 10s。
稳定性（励磁PSS问题）。
功角稳定比喻
• 碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果 这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我 们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压 调节器。
• 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快 速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保 越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调 节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度， 当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。
耗能型灭磁开关——灭磁开关分断励磁回路后，利用开关断口将灭磁能 量形成的电弧引入灭磁开关的灭弧室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实 现灭磁。灭磁能量有限。很少采用。典型产品：国产DM2型。
移能型灭磁开关——灭磁开关分断励磁回路后，将转子电流转移到灭磁 电阻上消耗或吸收，开关本身基本不吸收灭磁能量。灭磁能量大，灭磁 时间快，普遍采用。典型产品：国产DM4、DMX，进口ABB-E、UR、 HPB型。
• 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间 就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断 的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统 的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断 施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动 电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统 阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压 调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数， 使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
电路，或采用集中式阻容保护。 • 由于可控硅换相尖峰电压产生于励磁变的漏感，集中式阻
容保护可以直接吸收，保护效果更好。
三相全控桥的集中式阻容保护电路：C1主要吸收
3.4 灭磁系统
灭磁，即是快速把转子电感中储存的大电流
释放掉，以保证发电机安全运行，保护机组和其
它设备安全 。
转子电感是大的储能元件，电感中的电流是
灭磁中的移能
• 灭磁过程中，移能成功的条件：
UDCarU cEUr
灭磁开关要有足够高的弧压，才能顺利实现移能。 UR、HPB型灭磁开关的弧压，都在4000V以上。
灭磁电阻
• 线性电阻，汽轮发电机励磁系统经常采用；灭磁时间较长。 • 氧化锌ZnO非线性电阻，国内生产，应用普遍；灭磁时间短，较为理
Pe/ΔPe 、Δδ