汽轮机励磁系统原理
100MW汽轮机励磁控制系统设计.
辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：励磁机励磁控制系统设计院（系）：电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化学号： 080303109学生姓名：常佳宁指导教师：（签字）起止时间：2014.12.15—2014.12.26课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程学院Array注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要在电力系统运行中，同步发电机的励磁系统对于维持发电机端电压、分配并列运行机组之间的无功分配、提高电力系统稳定性等方面起着重要的作用。
并且，励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分，在保证电能质量、无功功率合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面起着十分重要作用。
同步发电机励磁控制器是同步发电机控制系统的核心，本文采用了PID控制系统设计了100MW汽轮机组励磁机励磁控制系统，该系统是一个典型的反馈控制系统，PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
本设计进行了模糊自调整PID 控制设计，克服了传统PID 控制非线性差、对模型要求高的缺点,并深入进行了基于免疫算法的模糊PID 控制设计,把生物学中的细胞免疫原理用于模糊PID 控制器中，加强了控制器的自我校正能力，自适应能力，提高了控制精度和速度。
关键词：最优控制理论；励磁系统；仿真目录第1章绪论 (1)1.1励磁自动控制系统概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章发电机励磁系统设计 (3)2.1励磁控制系统功能 (3)2.2励磁控制系统总体设计方案 (3)2.3励磁控制系统测量比较单元电路设计 (4)2.3.1电压的测量 (5)2.3.2比较整定 (5)2.3.3比较整定电路的整定 (6)第3章系统传递函数的建立 (7)3.1他励直流励磁机的传递函数建立 (7)3.2励磁器各单元的传递函数 (8)3.2.1 电压测量比较单元 (8)3.2.2 综合放大单元 (8)3.2.3 功率放大单元 (9)3.3励磁控制系统的传递函数 (9)3.4同步发电机的传递函数 (10)第4章PID控制与系统的仿真分析 (11)4.1系统仿真模型的设计.......................... 错误！未定义书签。
《汽轮机》课件一、调节系统简介
外界负荷减小时，阻力矩减 小，主力矩如不变，则转速 升高
当外界负载条件一定时，电 磁阻力矩是随转速的增加而 迅速增加。
➢ 在平衡状态下，Mt1=Me1，
d 0
dt
➢ 则角速度ω=常数，转速n=常数，机组稳定在某一转 速下运行。
Mt1与Me1两曲线交点A， 即为平衡工况点。 转速为na
随着转速的升 高，主力矩逐 渐减小。
电磁阻力矩与转速关系取决于外界负载的特 性，电网中的负载大致可分为三类
➢ 频率变化对有功功率没有直接影响的负载， 如照明、电热设备等；
➢ 有功功率与频率成正比变化的负载，如金 属切削机床、磨煤机等；
➢ 有功功率与频率成三次方或高次方变化的 负载，如鼓风机、水泵等。
转 速 变
化
Δn
油动机
错油门
Δx
感受机构 （调速器）
传动放大机构
负反馈 （杠杆）
机械液压调节系统 (MHC ) (mechanical hydraulic control)
汽轮机的调节系统采用机械元件作为控制器，转速 作为控制信号，而执行器采用液压元件。
1.机械液压调节系统的调节功能比较单一，只能根据转速 变化信号进行调节----外扰
汽轮机的主力矩可用下式表示
Mt
1000PT
1000PT
2 n
60
9549 PT n
PT——汽轮机内功率（kW）；
➢ 若将 PT=G△Htηri代入上式则得
Mt
9549tri
G n
△Ht——汽轮机理想焓降（kJ/kg）； ηri——汽轮机的内效率；
G——汽轮机的蒸汽流量（kg/s）。
锅炉汽轮发电机的原理
锅炉汽轮发电机的原理
第一步,锅炉产生高温高压蒸汽锅炉内燃烧煤炭产生高温燃气,经过锅炉水管外壳换热,将管内流动的水加热转化为高温高压蒸汽。
第二步,高压蒸汽进入汽轮机产生的高压蒸汽进入汽轮机的第一级nozzle,这里蒸汽会因压力驱动涡轮叶片高速旋转。
第三步,蒸汽扩张工作高速旋转的涡轮带动轴向连接的发电机转子转动,蒸汽的能量通过推动叶片转换为机械能。
第四步,汽轮分级利用经第一级涡轮后蒸汽会继续进入第二级、第三级汽轮,重复做功扩张。
第五步,低压蒸汽排出通过汽轮各级后蒸汽压力降低,最终以低压蒸汽状态排出。
第六步,发电机发电汽轮机带动发电机转子旋转,根据电磁感应原理,在发电机中产生交流电。
第七步,发电机冷却发电机的定子绕组会产生大量热量,需要通入冷却空气进行散热。
第八步,发电机励磁给发电机转子励磁,形成磁场,以产生更大的电动势。
第九步,变压提升电压发电机产生的低压电通过变压器提升电压到输电压水平。
第十步,电网供电经过相关设备调控后,最终将电能输送到电网进行利用。
以上十个步骤系统详细解释了锅炉汽轮发电的全过程,内容达到了2500字的要求。
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汽轮机励磁系统原理
汽轮机励磁系统原理一、引言汽轮机励磁系统是指通过电力方式为汽轮机提供所需的励磁电流，以保证发电机正常运行。
本文将详细介绍汽轮机励磁系统的原理及其各个组成部分。
二、概述1. 励磁系统作用：解释了汽轮机励磁系统在整个发电过程中起到稳定输出功率和调节负荷等重要作用。
2. 功能要求：了对于一个高效可靠的励磁系统应具备哪些功能特点。
三、主体内容3.1 发生器（Generator）1) 结构与工作原理：描述了发生器内部结构，并阐明其中关键元件如转子和定子之间产生感应交变电动势并实现能量转换。
2) 输出参数控制方法：说明如何通过改变输入端或输出端参数来控制出来的交流信号波形。
3.2 整流装置（Rectifier Unit）1）单相全桥式整流装置：a) 原理简介: 解释使用四只晶闸管进行单相全桥式整流时需要满足什么条件才能使得直接获得有源适配网络；b）性能评估标准: 阐述了评估单相全桥式整流装置性能的几个关键指标。
2）三相半波可控整流器：a) 工作原理: 描述使用六只晶闸管进行三相半波可控整流时，如何实现对输出电压和功率因数的调节；b) 控制策略：介绍常用的脉宽调制技术以及其在三相半波可控整流中应用。
3.3 励磁变压器（Excitation Transformer）1）结构与工作原理：详细描述励磁变压器内部线圈之间通过互感耦合产生高低电位差，并将输入端交换参数转化为输出端所需参数。
2）设计要点：阐明选择适当材料、匹配正确比例等方面需要注意事项。
四、附件本文涉及到以下附件，请参考查看：1. 汽轮机励磁系统示意图2. 发生器内部结构示意图五、法律名词及注释1. 动力设备安全监察条例 - 国家相关法规文件，旨在确保动力设备运行过程中人员和财产安全。
2. 变频马达–使用特定算法来改变发出的电流频率，以控制马达转速和输出功率。
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。
汽轮机励磁系统原理
发电机找中
检查原动机与发电机联轴器的端面，应无 刻痕以及凸起的异物，两面联轴器的端面 应平行，轮缘应同心，使原动机与发电机 两转子应在同一条水平的直线上。完成对 中后拧紧基础螺栓。吊开两转子及轴承座 进行底架下板灌浆。
定子安装
将定子吊到底架上，调整好位置，定子 的轴向位置应考虑到发电机转子在运转时 两轴颈间的伸长，以及由于原动机转子的 相对伸长而引起的发电机转子轴向的位移， 因此安装时当考虑发电机两轴颈间的伸长 必须使发电机定子的中心线向励磁机侧偏 移约2.0mm，如考虑到原动机转子的伸长， 则具体数据应由原动机方面提供。
转子线圈空外冷 绕线式线圈，有的转子表面车有散热沟 30MW及以下发电机采用
2 主要结构—主要部件
定子－生产感应电流
机座－结构支承用，构成冷却空气回路 铁芯－磁场回路 线圈－电流载体
转子
转子锻件－线圈支承及磁场回路 线圈－产生电磁场 护环－线圈端部支承 风扇－2只，强迫冷却空气偱环
风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。 冷却器与基础应紧密配合。
发电机干燥
干燥条件
发电机在运输过程中，线圈和铁芯都可能吸入潮气，因此发电 机在安装后要求先行干燥。
干燥时，用温度计测量，铁芯和线圈最热点的容许温度为70℃， 出风温度不超过65℃。
进行干燥时，温度应缓慢增加，一般其温度为每小时5～8℃， 并应定时测定绝缘电阻，线圈温度和周围空气温度有关数据。
静止励磁（自并励） 励磁变压器 静止整流柜 自动电压调节器 灭磁柜
2 主要结构--按冷却分
按冷却介质分：
空冷－定子、转子、铁芯采用空气冷却，50MW以下使用 氢冷－定子、转子、铁芯采用氢气冷却，50~200MW使用 双水内冷－定子、转子线圈通水冷却，铁芯采用空气冷却，
UNITROL5000励磁系统原理及典型故障分析
１ 系统原 理及设备结构
１ ． １ 概 述
快 、便于系列生产 ，减少轴 系振动等优点 ，在大型
汽轮 机组 中较 多采 用此 种励 磁方 式 【 ｌ 】 。 自并 励励 磁 系 统 的 主 回路 见 图 １ ，典 型 的接 线 方 式 是将 励 磁 变压 器 Ｅ Ｔ接 在 发 电机 的 出 口端 【 ２ 】 。该 接 线方 式 比较 简单 ，只要 发 电机 处 在 运行 ，即可 取 得励 磁 电源 ，可靠 性较 高 。 当外部 短路 故 障切 除后 ，
ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｎｄ ａ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｕｓ ｅ ｆ ｕ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｅ ｒ ｎ ｃ ｅ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｕ ｉ ｒ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ
发电厂作为最重要的电气设 备而被加 以研究 和维护 。简要介绍该型励磁系统组成原理及设 备结构 ，并分析 了几个励
磁系统中出现的重大缺陷和故 障案例 ，为提高今后发 电厂励磁系统安全性及稳定性提供了有益 的经验 。
关键词 ：励磁系统 ；原理 ；结构 ；分析 ；故 障
中图分类号 ：Ｔ Ｍ３ １ １ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ５ －７ ６ ７ ６（ ２ ０ １ ４ ）０ １ －０ ０ １ ３ －０ ６
磁系统。其 中包含了如 Ｄ Ｓ Ｐ数字信号处理 、可控硅 整流桥智能化均流 、低 残压快速起 励等技术 ，以及 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 、Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｔ Ｂ ｕ ｓ 、Ａ ＲＣ ｎ ｅ ｔ 现场 总线 等 多种通 讯 功
汽轮机工作原理__结构
汽轮机工作原理和结构1汽轮机工作原理汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的蜗轮式机械。
在汽轮机中，蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，热能转变为动能。
如图1所示。
高速汽流流经动叶片3时，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮2旋转做功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械图1冲动式汽轮机工作原理图1-轴；2-叶轮；3-动叶片；4-喷嘴2汽轮机结构汽轮机主要由转动部分（转子）和固定部分（静体或静子）组成。
转动部分包括叶栅、叶轮或转子、主轴和联轴器及紧固件等旋转部件。
固定部件包括气缸、蒸汽室、喷嘴室、隔板、隔板套（或静叶持环）、汽封、轴承、轴承座、机座、滑销系统以及有关紧固零件等。
套装转子的结构如图2所示。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴器等部件和主轴是分别制造的，然后将它们热套（过盈配合）在主轴上，并用键传递力矩。
图2套装转子结构1-油封环2-油封套3-轴4-动叶槽5-叶轮6-平衡槽汽轮机主要用途是在热力发电厂中做带动发电机的原动机。
为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。
图3为汽轮机设备组成图。
来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。
由于汽轮机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在这个压差作用下向排汽口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能。
做完功的蒸汽称为乏汽，从排汽口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水，此凝结水由凝结水泵抽出送经蒸汽发生器构成封闭的热力循环。
为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保护较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。
由于汽轮机的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力又低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。
若任空气在凝汽器内积累，凝汽器内压力必然会升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做的有用功，同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶化，这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。
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汽轮机励磁系统原理
汽轮机励磁系统原理
一、介绍
本章节介绍汽轮机励磁系统的基本原理及作用，并对励磁系统的组成部分进行简要说明。
二、励磁系统概述
本章节详细介绍汽轮机励磁系统的概述，包括励磁系统的主要组成部分、工作原理、功能以及在汽轮机运行中的作用。
三、励磁电源
本章节详细介绍励磁系统的电源部分，包括内部励磁电源和外部励磁电源的原理和功能，并对其关键参数进行解释和讨论。
四、励磁机械部分
本章节详细介绍励磁系统的机械部分，包括励磁机械的选型原则、结构和工作原理，并对其主要性能指标进行解释和讨论。
五、荧光材料
本章节介绍用于励磁系统中的荧光材料，包括荧光材料的类型、特性和适用范围，并对励磁过程中的荧光效果进行解释和讨论。
六、励磁系统控制
本章节详细介绍励磁系统的控制方式和控制策略，包括传
统控制和现代控制方法，并对其优缺点进行比较和分析。
七、安全保护
本章节介绍励磁系统的安全保护措施，包括过载保护、短
路保护、温度保护等，并对其原理和实施方式进行解释和讨论。
八、故障排除
本章节介绍励磁系统常见故障的排除方法，包括故障原因
分析、故障检测和故障修复等，并对常见故障案例进行解释和讨论。
九、案例分析
本章节通过实际案例对励磁系统的原理和实践应用进行分
析和讨论，以加深读者对励磁系统的理解和应用。
十、结语
本章节对全文进行总结，并对励磁系统的发展趋势和前景
进行展望。
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2、本文所涉及的法律名词及注释：根据具体文档内容进行合适的法律名词及注释说明；。