发电机、励磁机结构及工作原理
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。
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)。
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理是通过在发电机的励磁线圈中通电产生电磁场，从而激发转子磁极上的磁场，进而导致转子磁极和定子磁极之间的磁场相互作用，产生电磁感应，最终实现电能的转换和发电。
具体过程如下：
1. 发电机的励磁线圈通电：励磁线圈被连接到直流电源上，通电后产生电流，从而在励磁线圈内形成电磁场。
2. 电磁场激发转子磁极：产生的电磁场经过磁路作用，激发转子磁极上的磁场。
3. 转子磁场与定子磁场交互作用：转子磁场和定子磁场之间相互作用，引发电磁感应现象。
4. 电磁感应产生交流电：由于转子磁场和定子磁场的相互作用，导致定子线圈中产生交流电流。
5. 交流电输出：产生的交流电经过定子线圈的接触器或整流器等装置，进行调整和控制后输出为电能。
总之，发电机励磁系统工作原理是通过励磁线圈通电产生电磁场，激发转子磁极上的磁场，并与定子磁场相互作用产生电磁感应，从而实现电能的转换和发电。
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
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。
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设备。
它通过励磁产生磁场，然后利用磁场与导线之间的相对运动产生感应电动势，最终产生电能。
发电机的自并励励磁工作原理是指发电机自身产生励磁电流，以维持磁场的稳定。
在发电机中，励磁线圈是产生磁场的关键部件。
当励磁线圈中通过电流时，就会在发电机内部产生磁场。
这个磁场与转子之间的相对运动会产生感应电动势，从而产生电能。
具体来说，发电机的自并励励磁工作原理包括以下几个步骤：发电机的励磁线圈接通直流电源，通过电流在线圈中产生磁场。
这个磁场会沿着转子的轴向形成一个稳定的磁通量。
当转子开始旋转时，磁通量就会与转子之间的导线相互作用。
根据法拉第电磁感应定律，当导线与磁场相对运动时，就会在导线两端产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与导线的长度、磁场的强度以及转子的转速有关。
然后，感应电动势的产生会导致导线两端的电荷分布不平衡，从而产生电流。
这个电流会通过导线外部的电路，形成回路，最终返回励磁线圈。
这个电流就是励磁电流。
励磁电流通过励磁线圈产生磁场，维持磁场的稳定。
这样，发电机就能够持续地将机械能转化为电能。
总的来说，发电机的自并励励磁工作原理是通过励磁线圈产生磁场，然后利用磁场与导线之间的相对运动产生感应电动势，最终产生电能。
这个过程需要励磁电流的不断循环，以维持磁场的稳定。
发电机的自并励励磁工作原理是现代发电技术中的重要原理，广泛应用于各种发电设备中。
通过对发电机自并励励磁工作原理的深入理解，我们可以更好地掌握发电机的工作原理，为发电设备的设计和维护提供指导。
同时，发电机的自并励励磁工作原理也为我们理解电磁感应等基础物理现象提供了一个具体的实例。
发电机的自并励励磁工作原理的研究和应用，有助于推动能源领域的发展，为人类提供更多更可靠的电能供应。
发电机、励磁机结构及工作原理培训
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3、三相交流发电机原理模型
由于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子），称之为隐极式转子
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• 定子固定在发电 机的机座（外壳 ）内，转子由机 座两端的轴承支 撑，可在定子内 自由旋转。集电 环在机壳外侧， 和碳刷架一同装 在隔音罩内。在 发电机外壳下方 有发电机出线盒 ，发出的三相交 流电从这里引出 （图6所示）
三相交流发电机原理模型
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三相交流发电机原理模型
• 实际应用的都是三相交流发电机，其定子铁芯的内圆 均匀分布着6个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样 线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装 上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。画面 中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共 点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。当转 子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交 流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间 隔120度，它们感应电势的相位也相差120度。
发电机定子结构
• 定子由机座. 定子铁芯、 线包绕组、 以及固定这 些部分的其 他结构件组 成。
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发电机励磁原理
发电机励磁原理发电机励磁原理励磁机的作⽤:发电机原理为永磁极随转⼦旋转，产⽣交流电，交流电⼀部分作为AER的电源，⼀部分通过逆变器整流成直流为转⼦建⽴磁场。
通过调节导通⾓可以改变发电机的端电压（空载时）进⽽实现并⽹，在并⽹时调节向电⽹的⽆功输出。
⼯作原理:众所周知，同步发电机要⽤直流电流励磁。
在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。
直流励磁机是⼀种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。
其多相闭合电枢绕组切割定⼦磁场产⽣了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作⽤，在电刷上获得了直流电，再通过另⼀套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转⼦，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是⼀个整流器，显然可以⽤⼀组硅⼆极管取代，⽽功率半导体器件的发展提供了这个条件。
将半导体元件与发电机的轴固结在⼀起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利⽤⼆极管换成直流电流。
直流送给转⼦励磁、绕组励磁。
这就是⽆刷系统。
下⾯我们以典型的⼏种不同发电机励磁系统，介绍它的⼯作原理。
⼀、相复励励磁原理由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压⼏何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。
负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进⾏电流补偿，由线形电抗器DK移相进⾏相位补偿。
⼆、三次谐波原理对⼀般发电机来源，我们需要的是⼯频正弦波，称为基波，⽐基波⾼的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最⼤，在谐波发电机定⼦槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），⽽这个绕组之间没有电的联系。
谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转⼦绕组LE 中进⾏励磁。
三、可控硅直接励磁原理可控硅直接励磁是采⽤可控硅整流器直接将发电机输出的任⼀相⼀部分能量，经整流后送⼊励磁绕组去的励磁⽅式，它是由⾃动电压调节器（AVR），控制可控硅的导通⾓来调节励磁电流⼤⼩⽽维持发电机端电压的稳定。
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四、发电机的工作原理
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1、固定磁场交流发电机 原理模型
• 发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电机首先要 有磁场，现在用一对磁铁来产生发电机的磁场，磁力 线从N极到S极。在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通 向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线 端连有负载电阻。 当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产 生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈作匀速旋 转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正 弦交流电通过。
三相交流发电机原理模型
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三相交流发电机原理模型
• 实际应用的都是三相交流发电机，其定子铁芯的内圆 均匀分布着6个槽，嵌装着三个相互间隔120度的同样 线圈，分别称之为A相线圈、B相线圈、C相线圈。装 上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。画面 中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共 点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。当转 子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交 流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间 隔120度，它们感应电势的相位也相差120度。
• 在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对 称排列。（图4所示）。使定子铁芯透明可看清绕组的分布（图4所示） 。
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发电机定子结构
• 定子由机座. 定子铁芯、 线包绕组、 以及固定这 些部分的其 他结构件组 成。
发电机、励磁机结构 及工作原理
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一、发电机的作用
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2、发电机定子结构
• 定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内 圆均匀分布着许多槽（图3所示）。
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1、发电机转子结构
这是转子铁芯构造示意图，在铁芯圆周上开有一些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两 侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极（图1所示）。
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• 转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称 铜环.集电环).风扇及转轴等部件组成。
汽轮机通过转子将机械 能传给发电机，再由发 电机利用电磁感应原理 将机械能转换为电能。
发电机最早产生于第二 次工业革命时期，由德 国工程师西门子于1866 年制成，
发电机电能是现代社会 最主要的能源之一。
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3、三相交流发电机原理模型
由于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子），称之为隐极式转子
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2、旋转磁场交流发电机原理模型
• 在这个模型中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感 应电势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动 的，运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁， 也就是转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。 当磁铁旋转时产生旋转磁场，线圈切割磁力线产生感应 电动势。由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安 上环型铁芯，也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强 度。在定子铁芯的内圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为 了看清线圈电流与转子的运动关系，把定子变成半透明 的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力线感生交流电流。真 正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过 滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转 子外围，一个单相交流发电机原理模型就组成了。
二、汽轮发电机的构造
• 这里介绍汽轮发电机的构造，是由蒸汽 轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机 主要由转子与定子组成，由于汽轮机的 转速很高，故汽轮发电机的转子是两极 的，额定转速每分钟3000转，输出50赫 兹的三相交流电。
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三、发电机定子与转子的相对位置
• 转子插在定子内部，定子与转子的相对位置如图5所示 。
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• 定子固定在发电 机的机座（外壳 ）内，转子由机 座两端的轴承支 撑，可在定子内 自由旋转。集电 环在机壳外侧， 和碳刷架一同装 在隔音罩内。在 发电机外壳下方 有发电机出线盒 ，发出的三相交 流电从这里引出 （图6所示）
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