发电机励磁系统原理(精)
图解发电机励磁原理(2024)
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发电机励磁系统故障诊断与处理 措施
2024/1/26
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常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁 回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统 ；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
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发电机励磁调节器原理与结构
2024/1/26
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调节器基本原理
2024/1/26
电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应 原理，将输入的交流电转换为直 流电，为发电机的励磁绕组提供 励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正 常的元器件替换后观察故障是否消除 ，以验证故障部位和原因。
2024/1/26
测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁 系统各点的电压、电流、波形等参数 ，与正常值进行比较分析，进一步确 定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁 系统故障进行自动诊断和分析，提高 故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
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系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制 策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率 因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求
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。
交流发电机励磁系统的原理
交流发电机励磁系统的原理交流发电机励磁系统的原理概述交流发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它通过励磁系统来产生磁场，从而在转子上产生感应电动势，实现电能的转换。
本文将详细介绍交流发电机励磁系统的原理。
励磁系统的作用励磁系统是交流发电机中非常关键的一个部分，它的作用是提供足够强度和稳定性的磁场，使得转子上产生足够大的感应电动势。
励磁方式目前常见的两种交流发电机励磁方式为恒压调节和自励式调节。
1.恒压调节恒压调节是一种基于稳定输出电压进行调节的方法。
在这种方法中，通过对稳态输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
具体而言，在恒压调节中，通过对外部直流源施加控制信号来控制整个系统中所需要维持在固定水平下运行所需求解出来的变量。
2.自励式调节自励式调节是一种基于自身产生磁场的方法。
在这种方法中，通过将发电机的输出电压分压后加以反馈，从而控制励磁电流的大小和方向。
具体而言，在自励式调节中，通过对发电机输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
励磁系统的组成交流发电机励磁系统由励磁源、稳压器、励磁开关、测量仪表等组成。
1.励磁源励磁源是交流发电机中提供直流电源的设备。
常见的直流电源有蓄电池、整流器等。
2.稳压器稳压器是用来控制直流电源输出电压稳定在设定值附近的设备。
常见的稳压器有晶闸管稳压器、气体放电管稳压器等。
3.励磁开关励磁开关是用来控制励磁回路通断的设备。
常见的励磁开关有晶闸管开关、继电器等。
4.测量仪表测量仪表是用来对各种电量进行测量和监控的设备。
常见的测量仪表有电压表、电流表、功率计等。
励磁系统的工作原理交流发电机励磁系统的工作原理可以分为两个阶段：启动阶段和稳态阶段。
1.启动阶段在启动阶段，交流发电机需要通过外部直流源或蓄电池提供足够的励磁电流，使得转子上产生足够大的磁场，从而产生感应电动势。
在这个过程中，励磁开关处于闭合状态，直流源输出一定大小的直流电源给稳压器进行稳压处理，并将输出信号传递给励磁开关。
发电机自并励励磁工作原理
发电机自并励励磁工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
自并励励磁是发电机中的一种工作原理，它通过自身的磁场来激励电磁感应产生电流。
本文将详细介绍发电机自并励励磁的工作原理。
我们需要了解发电机的基本构造。
发电机主要由转子、定子和励磁系统组成。
转子是发电机的旋转部分，由磁极和绕组组成。
定子是发电机的静止部分，上面布满绕组。
励磁系统则是用来产生磁场的部分，一般由励磁电源和励磁绕组组成。
在发电机自并励励磁工作中，励磁绕组起到了至关重要的作用。
励磁绕组通常绕在定子上，通过与转子的磁极相互作用，产生磁通量。
当机械能作用于转子上时，转子开始旋转，磁极也随之旋转，磁通量也随之变化。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会在定子绕组中产生感应电动势。
然而，在刚开始转动的瞬间，发电机还没有产生足够的电流来激励励磁绕组，因此励磁系统无法正常工作。
为了解决这个问题，发电机需要一种启动励磁的方法，这就是自并励励磁。
自并励励磁的原理是利用发电机自身的感应电动势来产生励磁电流，进而激励励磁绕组。
当转子开始旋转时，定子中的感应电动势会在励磁绕组中产生一定的电流。
这个电流会通过励磁绕组产生磁场，进而增强定子中的磁通量。
随着转速的增加，励磁电流也逐渐增大，磁场也逐渐增强，从而使发电机能够正常工作。
通过自并励励磁，发电机能够在转速较低的情况下自行启动并产生足够的励磁电流。
一旦发电机开始工作，它就可以维持自身的励磁电流并继续产生电能。
这种自动启动的特性使得发电机在实际应用中非常方便，无需外部励磁电源的支持。
总结起来，发电机自并励励磁是一种利用发电机自身感应电动势产生励磁电流的工作原理。
通过励磁绕组产生的磁场，发电机能够自行启动并正常工作。
这种工作原理使得发电机在实际应用中更加灵活便捷，为我们的生活提供了可靠的电力供应。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理及运行1.（发电机励磁系统图：）励磁系统构成及优缺点：励磁电源由励磁变引自发电机机端，通过可控硅整流元件直接控制发电机的励磁,这种励磁方式即为自并励可控硅整流励磁，其特点如下：（1）因采用可控硅整流器和无需考虑同轴励磁机时间常数的影响,故可获得较高的电压响应速度。
(2) 励磁变压器接到发电机端不受厂用电压的影响，但需起励电源。
（3）缺点：其一整流输出的直流顶值电压受发电机或电力系统短路故障形式和故障点远近的影响，缺乏足够的强励能力。
其二由于自并励可控硅整流励磁系统的发电机短路电流衰减较快，对发电机带延时的后备保护可靠动作不利。
为此，过流保护可采用电流启动记忆，由复合电压或低电压闭锁的延时保护。
2. 发电机励磁装置:(1) 励磁装置组成:并联励磁变、可控整流装置、励磁调节器、灭磁及转子过电压保护、起励回路。
(2) 并联励磁变压器：型号:SCLLB-1800KVA / 容量:1800kVA一次电压15.75KV 二次电压:0.6kv接线Y/△ -11••••• 自并励励磁系统的励磁变压器不设自动开关，只设有隔离刀闸。
励磁变装设过流保护，该保护动作引跳出口油开关及灭磁开关。
励磁变接在主变底压侧,不受系统及厂用电影响。
•（3) 可控硅整流回路:（整流回路原理图：）以单相半波整流电路为例说明可控硅整流电路的工作原理。
要使可控硅导通，必须在可控硅的阳极及控制极同时加正向电压，并且使流过可控硅的阳极电流大于它的维持电流。
当阳极加反响电压，或流过可控硅阳极的电流小于维持电流时，可控硅截止。
从可控硅承受正向电压开始，到可控硅导通为止，这一段区间为控制角。
改变控制角的大小，可调整可控硅输出电压的大小。
可控硅整流电路可输出连续可调的直流电压。
主整流器采用三相全控桥,2个功率柜并列运行。
整流元件采用晶闸管整流，•每个功率柜额定功率输出2000A。
整流柜为强迫风冷式。
风机设有主、备用电源,互为备用(•主、备用电源:均用机旁I II段电源)。
发电机励磁系统原理
维持发电机端电压恒定
01
通过自动调节励磁电流，使发电机在负载变化时保持端电压稳
定。
实现并列运行发电机间的无功功率分配
02
根据各发电机的无功功率需求，合理分配励磁电流，实现无功
功率的均衡分配。
提高电力系统的稳定性
03
通过快速、准确的励磁调节，提高电力系统的静态稳定性和暂
态稳定性。
控制策略选择与优化方法
维护保养
为每台发电机励磁系统建立档案 ，记录其运行和维护情况，为故 障分析和预防性维护提供依据。
05
励磁系统性能评估与测试 方法
性能评估指标体系构建
稳定性指标
衡量励磁系统在扰动下的稳定性，包括静态稳定 性和动态稳定性。
响应性指标
评价励磁系统对发电机运行状态变化的响应速度 和准确性。
经济性指标
考虑励磁系统运行过程中的能耗、维护成本等经 济因素。
面临的挑战和解决方案探讨
挑战
数字化励磁技术的发展面临着电磁干扰、硬件可靠性、软件安全性等方面的挑战。
解决方案
通过优化电磁兼容设计、提高硬件制造工艺、加强软件安全防护等措施，解决数字化励磁技术发展中的难题。
未来发展趋势预测
高效化
随着电力电子技术的发展，未来励磁系统将更加高效，能 够降低能耗，提高发电效率。
过励限制
通过调整励磁电流的大小，限制发电机的过励程度，防止因过励而损坏发电机 。具体实现方式包括设置过励保护定值、采用自动励磁调节器等。
欠励限制
当发电机励磁电流不足时，采取相应措施增加励磁电流，以保证发电机的正常 运行。具体实现方式包括设置欠励保护定值、采用备用励磁系统等。
故障诊断技术原理及应用案例
组成部分
图解发电机励磁原理共4文档
可根据发电机负载的变化自动调节励磁电流，保持发电机输出电 压的稳定。
直流发电机励磁特点分析
励磁方式多样
直流发电机可采用他励、并励、 串励和复励等多种励磁方式，可
根据实际需求选择。
磁场可控性强
通过调节励磁电流的大小和方向， 可以灵活控制发电机的磁场强度 和方向。
输出特性稳定
在负载变化时，通过自动调节励 磁电流可以保持发电机输出电压 和电流的稳定。
作用
励磁系统的主要作用是维持发电机端电压在给定水平，同时控制并列运行各发 电机间无功功率的合理分配，以满足电力系统正常运行和发电机安全运行的要 求。
励磁系统组成部分
励磁功率单元
向同步发电机转子提供直流励磁电流，主要包括交流励磁机、整流器 等部分。
励磁调节器
根据发电机端电压、无功功率等信号，自动调节励磁功率单元输出的 励磁电流，以维持发电机端电压稳定并控制无功功率分配。
经验总结
总结故障排除过程中的经验教训，完 善维护流程，提高设备维护水平。
THANKS
感谢您的观看
对比法
将故障设备与正常设备进行对比， 分析差异，找出故障原因。
03
02
测量法
使用万用表、示波器等工具测量电 路参数，判断故障点。
替换法
用正常元件替换疑似故障元件，观 察设备是否恢复正常。
04
预防性维护策略制定
定期检查
制定详细的检查计划，对发电机励磁系统进行定期检查。
清洁保养
保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物，确保散热良好。
紧固接线
检查所有接线端子是否松动，及时紧固。
预防性试验
定期进行预防性试验，检测设备的绝缘性能、电气性能等。
故障排除后性能恢复验证
2024版图解发电机励磁原理
高可靠性设计
提高发电机励磁系统的可靠性是未 来的重要发展方向，通过采用冗余 设计、故障预测与健康管理等技术
手段降低系统故障率。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来发电机 励磁系统将更加注重绿色环保，采 用低能耗、低污染的材料和技术，
降低系统对环境的影响。
对未来学习和工作的建议
深入学习专业知识
继续深入学习电力电子、控制理 论等相关专业知识，为从事发电 机励磁相关领域的工作打下坚实
案例分析：某大型水电站励磁调节器设计
• 设计背景：某大型水电站采用水轮发电机组，装机容量大、运行工况复杂，对励磁调节器性能要求高。 • 设计目标：设计一款高性能、高可靠性的励磁调节器，满足水电站运行要求。 • 设计方案：采用基于DSP的数字式励磁调节器设计方案，实现快速、精确的电压调节和功率分配功能；同时采
基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发展 动态，了解新技术、新方法的应 用情况，不断提升自己的专业素 养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加强 实践动手能力，培养解决实际问 题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学科 知识，如电力系统分析、电机学 等，提升综合分析和解决问题的
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过 案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发 展，未来发电机励磁系统将更加数 字化和智能化，实现更精确的控制 和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电 机励磁系统将向多功能集成化方向 发展，如集成无功补偿、谐波治理 等功能。
提高发电机并列运行的稳定性。
功能
三相交流发电机的励磁原理(精)
三相沟通发电机的励磁原理(精)三相沟通发电机的励磁原理利用导线切割磁力线感觉出电势的电磁感觉原理，将原动机的机械能变为电能输出。
同步发电机由定子和转子两部分构成。
定子是发出电力的电枢，转子是磁极。
定子由电枢铁芯，平均排放的三相绕组及机座和端盖等构成。
转子往常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等构成。
汽轮发电机的极数多为两极的，也有四极的。
转子的励磁绕组通入直流电流，产生靠近于正弦散布磁场（称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组订交链。
转子旋转时，转子磁场伴同一同旋转、每转一周，磁力线次序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感觉出三相沟通电势。
发电机带对称负载运转时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。
定子磁场和转子磁场互相作用，会产生制动转矩。
从汽轮机输入的机械转矩战胜制动转矩而作功。
发电机可发出有功功率和无功功率。
因此，调整有功功率就得调理汽机的进汽量。
转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压，因此，调发电机端电压或调发电机的无功功率一定调理转子电流。
发电机的有功功率和无功功率几何相加之和称为视在功率。
有功功率和视在功率之比称为发电机的功率因数（力率），发电机的额定功率因数一般为0.85 。
供应发电机转子直流成立转子励磁的系统称为发电机励磁系统。
大型发电机励磁方式分为：①它励励磁系统；②自并激励磁系统。
它励励磁是由一台与发电机同轴的沟通发电机产生沟通电，经整流变为直流电，给发电机转子励磁。
自并激励磁是未来自觉电机机端的沟通电经变压器降压，再整流变为直流电，作为发电机转子的励磁。
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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。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理
发电机的励磁系统是指用来激励电磁铁产生磁场的装置。
励磁系统的原理是通过外部直流电源对电磁铁进行电流供给，使其产生磁场。
在发电机的励磁系统中，有三种常见的励磁方式：直接励磁、直流励磁和交流励磁。
直接励磁是指直接将励磁电流来自发电机的一个分支。
这种方式简单、容易实现，但在应对大功率发电机时，励磁电流较大，会对发电机本身产生较大压力。
直流励磁是将外部直流电源的电流通过整流装置变为直流电源，然后再供给到发电机的励磁设备。
这种方式比直接励磁更加灵活，能够适应不同功率的发电机，并且可以稳定控制励磁电流。
交流励磁是将外部交流电源的电流通过变压器降压，然后再通过整流装置变为直流电源供给到发电机的励磁设备。
这种方式可以根据需要调整变压器的输出电压来控制励磁电流，从而实现对发电机输出电压的调节。
总的来说，发电机的励磁系统通过对电磁铁供给电流，产生一定强度和方向的磁场，进而实现对发电机的励磁，调整发电机的输出电压。
不同的励磁方式具有不同的特点和适用范围，可以根据实际需求进行选择和调节。
发电机励磁系统原理
励磁系统在核能发电中的应用
反应堆控制
励磁系统在核能发电中用于控制 反应堆的功率输出，通过调节中 子数量和反应速度核电站的热工控制， 通过调节冷却剂流量和温度，保持 核电站的正常运行温度。
安全保障
励磁系统在核能发电中起到安全保 障的作用，一旦出现异常情况，能 够迅速切断电源，防止事故扩大。
整流器的原理
整流器是励磁系统中的关键元件，其 作用是将励磁机产生的交流电转换为 直流电，供给发电机的磁场绕组。
整流器通常采用三相桥式整流电路， 具有输出电流大、性能稳定等优点。
整流器采用半导体整流元件，将交流 电转换为直流电，实现交流到直流的 转换。
03
发电机励磁系统的控制策略
励磁电流控制策略
发电机励磁系统原理
汇报人:
202X-01-04
目
CONTENCT
录
• 发电机励磁系统概述 • 发电机励磁系统的原理 • 发电机励磁系统的控制策略 • 发电机励磁系统的应用与实例分析
01
发电机励磁系统概述
励磁系统的定义和作用
定义
励磁系统是发电机的重要组成部分，负责提供磁场能量，确保发 电机正常运行。
总结词
励磁电流控制策略是发电机励磁系统中最基本的控制策略， 通过调节励磁电流来控制发电机的输出电压和无功功率。
详细描述
励磁电流控制策略通过调节励磁电流的大小来控制发电机的 输出电压。当发电机输出的无功功率发生变化时，励磁电流 控制策略能够快速地调节励磁电流，以保持发电机的输出电 压稳定。
无功功率和电压控制策略
励磁系统在水电站中的应用
水能转换
励磁系统在水电站中起到将水能 转换为电能的作用，通过调节水 轮机的转速和涡轮机的扭矩，提
发电机励磁原理
发电机励磁原理发电机励磁原理是指在发电机运行过程中，通过一定的方法将电磁铁（励磁电流）通电，使其在转子上产生磁场，从而激发定子上的感应电动势，最终实现发电的过程。
发电机励磁原理是发电机正常运行的基础，对于发电机的性能和稳定性具有重要影响。
发电机励磁原理主要包括静态励磁和动态励磁两种方式。
静态励磁是指通过外部直流电源，将电流输入到发电机的励磁绕组中，产生恒定的磁场，从而激发感应电动势。
而动态励磁则是通过发电机自身的感应电动势产生励磁电流，实现自励磁。
在静态励磁中，励磁电流可以通过励磁电源的调节来实现对发电机输出电压的调节。
当励磁电流增大时，发电机的输出电压也会随之增大；反之，励磁电流减小，则输出电压也会减小。
这种方式可以实现对发电机输出电压的精确控制，保证发电机在不同负载下的稳定输出。
而在动态励磁中，发电机的感应电动势产生的励磁电流是由励磁系统自身调节的。
当发电机的负载发生变化时，感应电动势也会随之变化，从而调节励磁电流，保持发电机输出电压的稳定性。
这种方式可以实现对发电机在负载变化时的自动调节，提高了发电机的稳定性和可靠性。
在实际应用中，发电机励磁原理不仅可以通过直流励磁，还可以通过交流励磁来实现。
交流励磁可以通过变压器和整流装置将交流电转换为直流电，然后输入到励磁绕组中，实现对发电机的励磁。
这种方式在某些特定的应用场合中具有一定的优势，可以满足不同的电力需求。
总的来说，发电机励磁原理是发电机正常运行的基础，对于发电机的性能和稳定性具有重要影响。
通过静态励磁和动态励磁两种方式，可以实现对发电机输出电压的精确控制和稳定调节，保证发电机在不同负载下的稳定输出。
同时，交流励磁也为发电机的应用提供了更多的选择和灵活性。
发电机励磁原理的深入理解和有效应用，对于提高发电机的性能和可靠性具有重要意义。
发电机的励磁系统原理
发电机的励磁系统原理
发电机的励磁系统是指用来产生磁场，从而激励转子产生电流的系统。
励磁系统一般由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源可以是恒压直流电源或交流电源。
恒压直流电源通过整流、滤波和稳压等电路，将交流电源转换为稳定的直流电源。
交流电源则直接提供交流电。
励磁电源的作用是为励磁绕组提供所需电能。
励磁绕组位于发电机的定子或转子上，通常由线圈组成。
当励磁电流通过励磁绕组时，会在绕组周围产生磁场。
这个磁场会穿过转子，引起转子磁极的磁化，进而在转子上产生感应电动势。
由于转子与定子之间存在旋转差，这个感应电动势就会导致转子产生电流。
这个电流被称为励磁电流。
励磁电流在转子中形成闭合回路，并沿着导电材料的路径流动。
由于转子是通过电导的材料制成的，所以励磁电流的流动会产生自身的磁场。
这个磁场与励磁绕组产生的磁场叠加，从而增强转子上的磁场。
增强后的磁场会进一步传递到定子上，因为定子是和转子之间存在旋转差的。
在定子上，转子的磁场会产生感应电动势，并导致定子上产生电流。
这个产生的电流就是发电机输出的电流。
因此，励磁系统的原理是通过励磁电源为励磁绕组提供电能，生成磁场。
这个磁场通过转子和定子之间的相互作用，最终导致发电机输出电流。
发电机励磁系统原理
励磁系统是为发电机提供励磁电流的系统，其作用是产生电场，激发发电机 的电磁感应能力。
励磁系统的定义和作用
励磁系统是发电机的重要组成部分，通过提供励磁电流，产生稳定的磁场来激发发电机产生电能。
直流励磁系统的原理
直流励磁系统通过直流电源提供稳定的励磁电流，使用励磁线圈产生磁场， 驱动发电机旋转产生电能。
励磁系统故障分析与排除
故障分析可以通过检查励磁线圈是否断开、检测励磁电源是否正常工作等步 骤来找出故障原因，并采取相应措施进行排除。
常见问题及解决方案
常见问题包括励磁电流不稳定、励磁系统损坏等，解决方案可以通过检修励 磁线圈、更换励磁电源等方式解决。
交流励磁系统的原理
交流励磁系统通过交流电源提供励磁电流，利用变压器和整流装置将交流电转换为直流电，驱动发电机发电。
直流励磁系统的控制方式
直流励磁系统的控制可以通过调节励磁电流大小、改变励磁线圈的并联或串联方的控制可以通过调节变压器的变比、改变整流装置的工作方式 来实现。
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励磁对动态稳定的影响
单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型
当发电机与系统的外接电 抗较小，并且发电机的输出功 率较低时，系数K5为正，这时 AVR的作用是引入了一个负的 同步转矩和一个正的阻尼转矩， 有利于动态稳定； 当发电机与系统的外接电抗 较大，并且发电机的输出功率 较高时，系数K5为负，这时 AVR的作用是引入了一个正的 同步转矩和一个负的阻尼转矩 不利于动态稳定； 快速励磁系统以及特定参数 条件下造成动态稳定性恶化的 原因是由于励磁系统和发电机 励磁绕组的滞后特性所致。
待续
功角稳定比喻
腕中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果 这个腕的高度很矮，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。提高腕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腕的坡度，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。 如果这个腕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，相当于增加腕和球的摩擦系数，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。
半控桥：
整流与续流 整流特征相同 不能逆变只能续流 Uf＝0 If非线性衰减 灭磁慢 续流二极管
可控硅组件与整流柜
三相全控桥电路要点
1234561234561234……
SCR导通顺序： 整流状态
•交流变直流，能量供给 •00<a<900 •Ud>0
逆变状态
•直流变交流，能量反送
•900<a<1500 (1800-0) •Ud<0
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、频率 稳定、功角稳定。 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定， 其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。 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； 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定 性； 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稳定性，也就是PSS研究的稳定 性。
励磁对静态稳定的影响
(a)Eq恒定(励磁电流恒定)， 内功率特性曲线(Eq=常数) （ECR） (b)当Eq恒定,Eq’及U的变化 (c) Eq’恒定(发电机暂态电 势恒定) (d)当Eq’恒定，Eq及U的变化 (e) U恒定(发电机机端电压 恒定) (f)当U恒定，Eq及Eq’的变化 (c) 和(e)分别维持Eq’和U为恒 定时，发电机的功角特性曲线 （AVR） 维持Eq‘近似不变的外功率特性曲线 静态稳定功率达到极限，功角大于900
开关励磁
开关励磁原理
非相控电路 不需要同步 小功率 小励磁
AC变DC
DC变AC
开关励磁原理示意
可控硅励磁原理
三相全控桥电路 α=00:强励状态，AC变DC α=α0:整流状态，AC变DC α=1500:逆变状态，DC变AC
全控桥与半控桥
全控桥：
整流与逆变 整流特征相同 能够逆变也能续流 Uf反相恒定 If线性衰减 灭磁快
Ud=1.35U2cosa I2＝0.816Id
三相全控桥实际电路波形
因电感引起换弧角 带来的过电压尖峰， 逆变颠覆 实际电路器件介绍： 快熔、阻容、分流器、 表记、均流、开关、 脉冲变等
同步发电机励磁的作用
1. 从发电厂角度研究励磁
调节发电机电压（空载） 调节发电机无功功率（负载） 多台发电机无功功率分配（调差） 安全可靠运行 2. 从电力系统角度研究励磁 提高系统的静态稳定性（小扰动稳定） 提高系统的动态稳定性（小扰动失稳） 提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定） 改善系统的电压稳定性 二次电压控制 安全可靠运行。
发电机励磁系统原理
第二部分
三峡电厂陈小明 Chen_xiaoming@
现大、效率低、容量小） 电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、IGBT等 PN结、单相导通特性、可控硅伏安特性 可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲 可控硅关断条件：反向电压 同步电压、触发脉冲、脉宽调制
励磁对暂态稳定的影响
(a)单机无限大母线系统 (b)短路故障下，功率特性曲线的变化：初 始工作曲线1；短路后3；故障切除2 暂态稳定性决定于加速面积abedabcd是否 小于或等于减速面积dfed。 提高暂态稳定性有两种方法 1、减小加速面积：加快故障切除时间 2 、增大减速面积：提高励磁电压响应比； 提高强励电压倍数，使故障切除后的发电机 内电势Eq迅速上升，增加功率输出，以达到 增加减速面积的目的。 正常工作曲线1；短路曲线3；强励使功率特 性曲线增加到 bc‘ 段（减少了加速面积）； δ 2时故障切除；强励使曲线2的dehg增加到 de’h’g （增大减速面积）；转子功角最大值 由δ m’降到δ m。 励磁顶值电压越高，电压响应比越快，励磁 调节对改善暂态稳定的效果越明显。