无刷励磁交流发电机的交流励磁机计算
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
由条件①、②共同得出：
（R k）I EE
LEE
dI EE dt
E0
时间常数为：
Tse
LEE Rk
二、交流励磁机系统 1、他励的交流励磁机系统
特点：容量较小，只占同步发电机容量的0.3%～0.5%；响应速度快；一 般
主励磁机的频率为100Hz或更高。 GE（100Hz）—— 主励磁机； MFG（500Hz）—— 付励磁机（中频发电机）； AEEL —— 付励磁机励磁绕组。
E
Tt
I EE R
2）、自励直流励磁机的时间常数
①、由自励直流励磁机等效电路得：
I EE R LEE
dI EE dt
Ue
②、根据自励直流发电机端电压的建立过程
虚线（EEL的磁化曲线）上任何一点的 励磁机电动势为：
UeBiblioteka E0Ue E0 I EE.1
I EE
E0
kIEE
E0 —— 剩磁电势； Ue —— 励磁机工作电压。
完全不考虑励磁机的时间常数，励磁电压的建立速度快，时间常数小， 但对其容量要求较大。
2）、自励的交流励磁机系统之二
时间常数大，对其容量要求较小。 他励与自励系统均属静止励磁，只有通过滑环才能送入励磁回路。
3、无刷励磁系统 1）、可控硅不旋转系统（响应速度较慢）
2）、可控硅旋转系统
中频付励磁机MFG（书中ALG）→EEL供电，PG（脉冲触发器）的q、 d合成磁场在空间和时间上作着相角和大小的不同变化，从而达到控制励磁 机送至转子绕组的励磁电流的变化。
起励电源：解决交流励磁机的磁路经过交流电枢后，剩磁不如直流励 磁机那样高，不足以可靠的起动可控硅。中频发电机（MFG）可靠工作 后，退出。
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。
图解发电机励磁原理
效果越明显。但负面影响越大。正确的思路是在不影响励磁可靠
性的基础上强调励磁强励倍数。（水电2倍;国标2倍+80%=2.5;三
峡2.5+80%=3.125;<1000V,OK）
励磁对动态稳定的影响
▪ 发电机转子运动方程：ΔΡ、Δω、Δδ。 ▪K1主要是同步力矩环节；D转子阻尼环节；K4
发电机去磁电枢反应；K5励磁正负阻尼系数；K2
开关励磁
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 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
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）；δ2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δm’降到 δm。
励磁顶值电定比喻
❖ 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。
励磁系统原理
图2-8 图2-9
二、励磁系统的分类
◆ 他直流励磁机系统
带副励磁机的直流励磁机系统称为他励直流励磁机系 统。其原理如图2-9所示。通常副励磁机和主励磁机都与发 电机同轴。他励直流励磁机系统比自励直流励磁机系统多了 一台副励磁机（FL）。主励磁机有2个励磁绕组。LQ为主励 磁绕组。LLQ为附加励磁绕组，用作AVR的输入。这里他励与 自励的区别是对励磁机的励磁方式而言的。他励直流励磁机 方式多用于水轮发电机。
并联运行机组无功功率合理分配与 发电机端电压的调差率有关。发电机机端电 压的调差率有三种调差特性：无调差、负调 差和正调差。
一、发电机励磁系统的任务
3、 提高电力系统的稳定性
静态稳定性 暂态稳定性 动态稳定性
二、励磁系统的分类
同步发电机的励磁系统种类较多，目前在电力系 统中使用的有以下几种类型: 1、交流励磁机系统
二、励磁系统的分类
2、静止励磁系统
静止励磁系统取消了励磁机，采用变压器作为 交流励磁电源，励磁变压器接在发电机出口或厂用母 线上。因励磁电源系取自发电机自身或是发电机所在 的电力系统，故这种励磁方式称为自励整流器励磁系 统，简称自励系统。与电机式励磁方式相比，在自励 系统中，励磁变压器、整流器等都是静止元件，故自 励磁系统又称为静止励磁系统。目前常用一台励磁变 压器并联在机端，来提供励磁电源，称为自并励方式。 其原理图如图2-7所示。
图3-1
SUCCESS
另一种交流励磁机系统也没有副励磁机，交流励磁机的励 磁电源由发电机出口电压经励磁变压器后获得，自动励磁调节 器控制可控硅的触发角，以调节交流励磁机励磁电流，交流励 磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子，亦称为两机 一变励磁系统，其原理图见图2-4。
两种交流无刷励磁机原理及应用
两种交流无刷励磁机原理及应用摘要：交流无刷励磁系统随着自身技术的不断成熟，成本的不断降低，能降低用户运行维护需求，提高生产线自动化程度，能够大规模的推广应用到现代大型同步发电机和同步电动机当中。
关键词：无刷励磁；同步式；异步式；永磁副励磁机；静态励磁柜〇、引言现代大型同步发电机和同步电动机对运行维护的要求日益提高，节能环保和智慧化运行也成为当前发展主流方向。
同步电机中的滑环和碳刷是用户日常运行维护的主要对象，产生的碳粉也是用户厂房污染的重要源头。
交流无刷励磁系统无需滑环和碳刷，从根本上解决了这两方面的难题。
同时随着国内半导体器件的发展，半导体器件的容量大幅度提高，稳定性、可靠性也随之增加，半导体器件的成本也由不同程度的降低，彻底解决了用户对使用交流无刷励磁系统的后顾之忧，交流无刷励磁系统的推广应用迎来了巨大的机遇。
一、交流无刷励磁系统的结构特点同步电机的励磁方式根据同步电机转子上是否配置滑环和碳刷分为有刷励磁和无刷励磁。
交流无刷励磁系统一般由主电机、交流励磁机、旋转整流装置、永磁副励磁机或小功率静态励磁柜、自动电压调节器（AVR）构成。
无刷励磁系统相对于有刷励磁系统的主要优点有：(1).没有滑环与碳刷，在运行时不会产生碳粉的污染，极大的减少了日常运行维护工作量，能节省维护人员的时间与精力，同时提高厂房内的环境清洁度。
(2).没有旋转导电部件摩擦，不会出现电火花，能够在易燃易爆等环境条件较差的环境中安全运作，是大型防爆同步电机的首选励磁方式。
(3).交流励磁机的励磁功率相对较小，自动电压调节器（AVR）的设计具备较高的可靠性和可控性。
(4).自动化程度高，整个机组运行过程可远程控制，可以实现无人值守运行。
(5).配套电机容量范围广泛，有刷励磁受限于滑环材质、冷却条件以及碳刷均流等因素，在励磁电流大于8000A的大型汽轮发电机中优先选用无刷励磁。
交流无刷励磁系统中交流无刷励磁机的交流电枢绕组安装在与主电机同轴旋转的转子上，定子侧安装有固定直流励磁绕组或固定三相交流绕组，根据定子绕组的不同，交流无刷励磁机分为同步式交流无刷励磁机和异步式交流无刷励磁机。
无刷励磁发电机原理
无刷励磁发电机原理无刷励磁发电机是一种直流发电机，与传统的有刷励磁发电机相比，其结构更加简单，维护成本更低，同时具有更好的稳定性和可靠性。
下面将介绍无刷励磁发电机的原理以及工作过程。
无刷励磁发电机的原理是利用电磁感应的原理，通过旋转磁场产生电能。
其基本组成部分包括转子、定子、永磁体和电子元件。
其中，转子和定子是发电机的核心部分，永磁体则用于产生磁场，电子元件则用于控制和调节发电机的输出电压和电流。
具体来说，无刷励磁发电机的转子上固定有一组永磁体，这些永磁体产生的磁场随着转子的旋转而不断变化。
当转子旋转时，磁场会穿过定子上的线圈，并在其中产生电磁感应作用，从而产生电流。
电子元件则将这些电流进行整流和调节，最终将输出电流和电压调整到合适的水平。
无刷励磁发电机的工作过程可以分为四个阶段：励磁、发电、整流和调节。
首先是励磁阶段，此时电子元件会向转子上的永磁体提供一个电流，使其产生一个强磁场。
这个磁场会随着转子的旋转而不断变化，从而在定子上产生一个交变电场。
接下来是发电阶段，此时电磁感应作用开始发挥作用，定子上的线圈中就会产生电流。
这个电流的大小和方向取决于磁场的强度和方向，以及线圈的位置和方向。
然后是整流阶段，此时电子元件会对产生的交流电进行整流，将其转换为直流电。
整流后的直流电可以直接输出，也可以通过调节电子元件来控制电流和电压的大小。
最后是调节阶段，此时电子元件会对电流和电压进行调节，使其符合实际需求。
这个过程中需要进行多次反馈和控制，以确保输出的电流和电压稳定、可靠。
无刷励磁发电机的原理和工作过程非常复杂，需要多个部件和元件的协同作用才能实现。
但是，由于其结构简单、维护成本低、稳定性和可靠性高，因此在实际应用中得到了广泛的应用和推广。
无刷励磁发电机原理
无刷励磁发电机原理
无刷励磁发电机是一种利用磁场和电磁感应原理来实现发电的装置。
它不同于
传统的励磁发电机，无刷励磁发电机采用了无刷技术，使得其结构更加简单、效率更高、维护成本更低。
下面我们将详细介绍无刷励磁发电机的原理。
首先，无刷励磁发电机的原理基于电磁感应定律。
当导体在磁场中运动或磁场
的大小发生变化时，就会产生感应电动势。
无刷励磁发电机通过转子上的永磁体和定子上的线圈之间的相对运动，产生了感应电动势。
这个感应电动势经过整流和滤波后，就可以输出为稳定的直流电。
其次，无刷励磁发电机的励磁原理是利用永磁体来产生磁场，从而激发定子线
圈中的电流。
这种励磁方式相比传统的励磁发电机，无需外部直流电源来提供励磁电流，因此更加简单可靠。
同时，由于永磁体的磁场稳定性好，使得无刷励磁发电机的输出电压和频率更加稳定。
另外，无刷励磁发电机采用了电子换向技术，不再需要机械换向装置。
这使得
无刷励磁发电机的结构更加简单，同时也减少了维护成本。
电子换向技术通过控制电子器件对定子线圈的通断，实现了定子线圈的正确定向，从而保证了发电机的正常运行。
总的来说，无刷励磁发电机的原理是基于电磁感应定律和永磁体的磁场产生的。
它通过电子换向技术和永磁体励磁技术，实现了对定子线圈的正确定向和稳定的励磁磁场。
这使得无刷励磁发电机具有结构简单、效率高、维护成本低等优点，逐渐在各种领域得到了广泛应用。
以上就是关于无刷励磁发电机原理的详细介绍，希望对大家有所帮助。
如果你
对无刷励磁发电机还有其他疑问，欢迎继续阅读相关文档或咨询专业人士。
(整理)无刷交流同步发电机原理与构造.
无刷交流同步发电机原理与构造国民经济建设和人民生活时刻离不开电能，同步发电机由原动机驱动而旋转，把机械能转换成电能，向用电设备提供交流电源。
无刷同步发电机由于其无线电干扰小，无电刷，维护工作量少，运行可靠，性能优越，又便于实现无人值守，当今国内外己普遍推广应用。
第一节无刷同步发电机工作原理一、电与磁的关系（一）通电导体周围有磁场在导体中通入电流之后，导体周围便产生磁场，而且沿导体全部长度上都存在着，该磁场的强弱决定于电流的大小，电流越大，磁场强度越强，磁场的方向按右手定则决定，如图8-1所示，将右手姆指伸直表示电流方向，将其余四指卷曲，这时四指所指的方向，就是磁场方向。
通电线圈或螺线管周围也产生磁场。
磁场的强度与线圈匝数及电流大小成正比 , 磁场方向也以右手定则决定 , 如图 8一2 所示 , 伸出右手姆指，其余四指卷曲，使四指的方向符合线圈中电流方向 , 那么伸直的姆指所指的方向就是磁场方向。
发电机的磁场就是在磁极铁心外套上线图通以直流电而形成南、北磁极。
当线圈断电后，磁极铁心仍有一定的磁性，俗称“剩磁”，这是发电机自建电压的必不可少的条件。
（二）电磁感应当导体(线)在磁场中运动或磁场在导体周围运动，两者互相切割时，在导体(线)中便感应电动势，这种现象称为电磁感应。
感应电动势的方向与导体运动方向和磁场方向有关，可用“右手定则”来判定。
伸右手于磁场内，手心对着N极,四指与大姆指互相垂直，让大姆指指向导体运动方向，那么四指所指方向就是感应电动势方向。
发电机就是根据这个原理工作的。
如图8－3所示。
感应电动势的大小e与磁感应强度B,导体切割磁力线的速度 v和导体长度l成正比。
e=B1v要增大感应电动势，可采用下列办法：1、增加被切割的磁力线数目，即增强磁场强度，磁场越强，感应电动势越大。
2、增加导体切割磁力线速度，速度越快，感应电动势越大。
3、增加切割磁场的导体有效长度，即增加线圈匝数，匝数越多，感应电动势越大。