励磁基本原理
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。
励磁装置的工作原理
励磁装置的工作原理
励磁装置的工作原理是通过提供电子、电流或磁场，来使磁性物质获得或减少磁化强度的过程。
具体来说，励磁装置的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 供电电源：励磁装置需要一个供电电源来提供所需的电能。
这个电源可以是直流或交流电源，根据具体的励磁要求而定。
2. 磁场产生：励磁装置通常通过线圈或电磁铁产生磁场。
该线圈或电磁铁由电流驱动，电流通过线圈时会产生磁场。
线圈的设计可以根据需要产生不同形状和强度的磁场。
3. 磁化物体：一旦磁场产生，励磁装置通过将待磁化的物体置于磁场中，使其暴露于磁场之中。
待磁化物体可以是永磁体（如磁铁）或其他磁性材料。
4. 磁场作用：当待磁化物体暴露在磁场中时，磁场会对其内部原子或分子的磁导体进行影响。
这些磁导体会被磁场排列在一定的方向上，从而使物体磁化。
如果磁场的方向与物体的自然磁化方向相反，则可以减少物体的磁化程度。
总的来说，励磁装置通过提供电能来产生磁场，然后利用磁场与待磁化物体的相互作用，实现对物体磁化强度的增加或减少。
这样可以控制和改变物体的磁性质。
励磁机工作原理
励磁机工作原理
励磁机是一种将直流电能转化为电磁能的设备，通常用于产生磁场，驱动发电机或电动机工作。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 激励电源供电：励磁机需要外部直流电源来提供电能。
这个电源通常通过变压器将交流电转换为所需的直流电。
激励电源的电压和电流水平可以根据具体应用进行调整。
2. 电源输入控制：励磁机的激励电源输入可以通过调节电阻或自动稳压系统来进行控制。
这是为了保持输出的磁场强度在所需范围内，并且使励磁机稳定运行。
3. 磁场产生：激励电流通过励磁绕组流过，产生一个磁场。
这个磁场可以是恒定的，也可以是可调节的，具体取决于励磁机的设计和应用。
4. 磁场作用：产生的磁场通过传导体（如转子）与电磁体（如定子）相互作用。
这个相互作用会在传导体上产生感应电动势，驱动电流流动。
5. 输出电流与电压：根据需要，输出电流和电压可以通过励磁机的设计来进行调整。
励磁机的输出可以通过外部电路连接到发电机、电动机等其他设备上，以提供所需的电磁场。
总的来说，励磁机的工作原理是通过激励电源供电，利用激励电流产生磁场，然后通过这个磁场与传导体相互作用，驱动相
关设备的工作。
通过调整输入控制和输出特性，可以灵活地控制励磁机的输出，以适应各种不同的应用场景。
励磁系统基本原理
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
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。
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第1部分 励磁系统的几种主要类型
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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。
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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。
控制角（触发角）α：从晶闸管承受正向电压起到触发脉冲加 入时的电角度。 自然换相点：在相电压的交点处开始换相，从此点开始这相可控硅才开始 承受
正向电压。 自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻。
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单相桥式半控整流（无刷励磁系统）
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三相桥式整流（无刷励磁系统）
I2
ZLB
D1 D3
D5
A a
Ud
U0
ab ac bc ba ca cb ab ac
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。
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第2部分 无刷励磁系统
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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）。
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晶闸管
晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备： a.正向阳极状态； b.控制极加上触发脉冲； 晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断： a.主回路断开； b.晶闸管两端处于反向电压时 c.流过晶闸管的电流下降到小于维持电流
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晶闸管的伏安特性
移相触发
移相触发单元的作用：产生触发脉冲，用来触发整流桥中的晶闸 管，并控制触发脉冲的相位随综合放大单元输出的控制电压的大 小而改变，达到调节励磁的目的。 移相触发的基本原理：利用主回路电源电压信号产生一个与主回 路电压同步的幅值随时间单调变化的同步信号，将其与来自综合 放大单元的控制信号比较，在两者相等的时候产生触发脉冲。 移相触发单元一般包括：同步、移相脉冲形成和脉冲放大环节。
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无刷励磁的主要缺点
➢ 同步电机转子不能直接灭磁，目前只能在励磁机回路灭磁，故灭 磁时间较长。 ➢ 发电机转子电压、电流不能直接测量。 ➢ 对旋转元器件（整流元件的熔断器）要求能承受较大的离心力。 ➢ 对旋转元器件的故障监测与报警技术有待进一步完善。 ➢ 由于无刷励磁对旋转二极管的要求很高，目前能够提供用于大型 发电机无刷励磁的旋转二极管厂家世界上屈指可数，所以无刷励磁系 统的成本远高于静止励磁，目前国内长期依耐进口旋转二极管组件。
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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。
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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。
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第2部分 半导体变流技术
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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。
同步发电机励磁系 统
王振中
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励磁系统概述
同步发电机运行时，必须在励磁绕组中通入直流电流,以便建立磁场, 这个电流称为励磁电流,而供给电流的整个系统称为励磁系统。 ➢在发电机正常运行工况下，励磁系统应维持发电机端电压在给定的水 平。 ➢维持电压水平和机组间稳定的分担无功功率。 ➢提高同步发电机并列运行的稳定性。
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无刷励磁系统组成
EDVR-2000A 发电机励磁调节器
永磁机 f=400HZ 交流励磁机 f=150HZ
E
ZLB
D1
D3 D5
Id
I2
A
B
Rfz
Ud
C
D4
D6
Ud=1.35U2L（1+COSα） 三相全控桥整流电路原理图
e2、Ud
cb ab ac bc ba ca cb 00 300
D2 I2=0.817Id
ωt
ωt1 ωt2 ωt3 ωt4 ωt5 ωt6 ωt7 ωt8
三相全控整流电路波形图
.
ωt α
脉冲触发图
整流元件过载、短路保护
整流元件的过载、短路保护一般采用电力电子专用快速熔断器而 不能使用普通熔断器代替。专用快速熔断器的电流/温度特性与普通 熔断器相比具有更好的性能，熔断时间更短。
KP
A
KRD
B
C
KRD
KP
A B C
图9 交流侧串联快熔接线方式
图10 整流元件串联快熔接线方式
图三 短路（过流） 的晶闸管管
图四 短路（过流）烧 毁的晶闸管
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整流元件过电压保护
整流元件的暂态过电压保护目前主要使用阻容吸收器。由于在可控 硅关断和换相的过程中，由于存储电荷的作用会使可控硅两端产生暂 态过电压，如果不加以抑制将会对可控硅产生不良的影响，甚至会造 成可控硅的损坏。一般有分散式、集中式两种：
图五 过压击穿的晶闸管
B
b
c Rfz
Ud
C
D4 D6
D2
e2、Ud
Ud=1.35U2L
I2=0.817Id
图5a 三相全波桥式整流电路原理图
cb ab ac bc ba ca cb ab ac bc
a
b
c
ωt ωt1 ωt2 ωt3 ωt4 ωt5 ωt6 ωt7 ωt8 ωt9
d
eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
f
图5b 三相整流电路波形图
.
三相全控桥式整流（静止励磁系统）
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常见故障
Ud
U0
ab ac bc ba ca cb ab ac
U1
0
ωt
图7-1 三相整流电路发生单只元件故障时的波形图
Ud
U0
ab ac bc ba ca cb ab ac
U1
0
ωt
图 7-2 三 相 整 流 电 路 发 生 同 组 不 同 相 两 只 元 件 故 障 时 的 输 出 波 形 图