励磁系统原理
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）。
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。
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同步发电机的工作原理： 原动机带动转子旋转后，给转子通直流电，形成旋转
磁场，旋转磁场的磁力线切割定子绕组，产生感应电动势， 建立起机端电压，当发电机并网与负载相连时产生电流， 发出电能。 励磁设备的基本任务: 给发电机转子提供直流电流形成磁场。
丹江口励磁技术交流
励磁系统的主要技术要求
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。
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， 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。
丹江口励磁技术交流
第2部分 励磁系统的几种主要类型
❖ 直流励磁机励磁系统：70年代以前；具有专用的直流发电机
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❖ 交流励磁机励磁系统：80、90年代，直流励磁机制造容量有限，大 型机组采用。俗称三机励磁。
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❖ 无刷励磁系统：这种励磁方式没有专门的励磁机，而是从发电机本身 获取励磁电流，经整流后再供发电机励磁，因此又称为自励式静止励 磁 自励式静止励磁又可分为自并励和自复励两种方式 最具代表性的当属自并励励磁方式，通过接在发电机出口的整流变 压器（亦称为并联变压器T）取得励磁电流，经整流后供发电机励磁
丹江口励磁技术交流
❖ 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。国内所有的新建水电站和大部分的火电厂都使用自 并励励磁系统。
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第3部分 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，维护方便； 取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，节约成本； 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。
❖ 有足够的强励顶值电压。强励电压倍数一般取1.8~2.0 ❖ 具有足够的强励电压上升速度 ❖ 有足够的调节容量：保证励磁电流在1.1倍额定励磁电流时能长期运
行 ❖ 运行稳定，工作可靠，响应快速
丹江口励磁技术交流
采用可靠性高、控制性能强的励磁系 统，是保证发电机安全稳定运行并提高电 力系统稳定性的经济而有效的措施。
换相是严格按顺序的。
发电机转子相当于大电感。三 相全控桥带电感负载下的二个主 要工作状态：
整流状态：交流变直流，能量供 给，输出电压Ud>0。
逆变状态：直流变交流，能量反 送，输出电压Ud<0。
丹江口励磁技术交流
三相全控桥电路要点
三相全控桥带电感负载下的二个重要关系公式：
Ud=1.35U2cosa，a为整流桥触发控制角 I2＝0.816Id
励磁系统原理
第1部分 励磁系统的基本作用
同步电机运行时，必须在励磁绕组中通入直流电流，建立励磁磁 场。相应的，将供给励磁电流的整个装置称为励磁系统
建立发电机机端电压：发电机内电势 Eq=BLV 最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定，并根据发电机所
带负荷情况，相应的调整励磁电流 在并列运行的发电机间合理分配无功功率 增加发电机的阻尼转矩，提高电力系统的运行稳定性 不同工况下，对发电机实行过励磁限制和欠励限制等
缺点：在发电机或系统发生短路时，由于电压的大幅下降或消失，导致励磁电流的下降或消失，而 此时本应大大增加励磁（即强行励磁）来维持电压的。考虑到现代大型电网多采用封闭母线， 且高压电网一般都装有快速保护（0.1s内切除短路故障），认为有足够的可靠性，故采用自并 励的机组较多。
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3.1 自并励励磁系统的主要组成部分
❖ 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。
丹江口励磁技术交流
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
不能突变的。储存能量为：
W
1 2
Lf
I
f
2
灭磁系统由灭磁开关、灭磁电阻及灭磁回路 开通控制单元组成。灭磁，就是把转子中储存的 能量转移到灭磁电阻中，来消耗掉。
丹江口励磁技术交流换相点， 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
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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℃。
丹江口励磁技术交流
灭磁系统的构成原理图
-QFG
-FR
-V63 -V62 -V61
-A61
-CT
-LGE
QFG——灭磁开关 FR——SiC电阻 V61——可控硅 V62——可控硅
CT——过电压动作检测器 A61——可控硅触发器
丹江口励磁技术交流
灭磁系统的基本工作原理
发电机正常运行中，励磁电压比较小，控制单 元不能触发可控硅开通，灭磁电阻回路中没有电流 通过 。
丹江口励磁技术交流
3.3 可控硅整流桥
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。
丹江口励磁技术交流
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。
丹江口励磁技术交流
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。