发电机的励磁控制原理
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。
发电机励磁原理
发电机励磁原理
发电机的励磁原理是指通过一定的方式，使发电机的磁场产生和维持，从而实现电能的转换和输出。
发电机的励磁原理可分为直流励磁和交流励磁两种方式。
直流励磁是指通过直流电源来产生磁场的一种方式。
常见的直流励磁方式有电枢串联励磁、电枢并联励磁和电磁励磁等。
在电枢串联励磁方式中，直流电源与电枢组成一个串联回路，通过控制电源的电压和电流大小，可以调节电枢的磁场强度。
当电源通电时，形成的磁场使得电枢产生感应电动势，进而激发电流。
这个电流通过励磁线圈和励磁绕组，形成一定的磁场，从而激励发电机发电。
电枢并联励磁方式中，直流电源与电枢并联连接，当电源通电时，直接通过电枢形成的并联回路，使其激励电流增大，从而生成较强的磁场。
电磁励磁方式则是利用电磁铁产生一个强大的磁场，这种方式通常适用于大型发电机。
在电磁励磁方式中，电枢上有多个励磁绕组，这些绕组通过直流电源与电枢连接，当电源通电时，通过绕组产生的磁场激励电机发电。
交流励磁是指通过交流电源来产生磁场的一种方式。
交流励磁方式可以通过发电机自身的感应电动势来实现，也可以通过外部电源来提供交流电流来实现。
发电机的交流励磁方式中，电枢产生的感应电动势可以通过自激励或外激励来实现励磁。
自激励是指发电机自身的电压波动所产生的磁场变化，使得电机能够持续发电。
外激励是指通过外部交流电源来提供电流，形成磁场，从而激励发电机发电。
总之，发电机的励磁原理是通过给发电机提供一定的电流或电压，形成磁场，从而激发电机产生电流，实现电能的转换和输出。
发电机励磁调节原理
发电机励磁调节原理嘿，咱今天就来聊聊发电机励磁调节原理这个有意思的事儿。
你想想看啊，发电机就好比是一个大力士，而励磁调节呢，就像是大力士的力量控制器。
它能让发电机在不同的情况下都能发挥出恰到好处的“力气”。
发电机要发电，就得有磁场吧。
这励磁系统就负责给它提供合适的磁场。
就好像你要跑步，得有双合脚的鞋子一样重要。
那它是怎么做到的呢？简单来说，就是通过调节励磁电流的大小来控制磁场的强弱。
这就好比你调节音量大小一样，大了就响，小了就轻。
如果励磁电流大，那磁场就强，发电机发的电就多；反之，发的电就少咯。
比如说，在用电量很大的时候，咱就得让发电机加把劲，多发电，这时候励磁调节就赶紧让励磁电流增大，让磁场变强，这样发电机就能“火力全开”啦。
可要是用电量小了呢，那就得让发电机省点力气，不然不就浪费啦，这时候励磁调节就把励磁电流调小一点，磁场弱一点，发电机也就悠着点发电啦。
你说这励磁调节是不是很神奇？它就像是一个聪明的指挥官，指挥着发电机这个“大力士”该出多少力。
而且啊，励磁调节还能让发电机更稳定呢。
就像你走路，要是东倒西歪的，那多不稳当啊。
发电机要是不稳定，那电可就不好用啦。
励磁调节能让发电机稳稳地发出电来，让我们能安心地用电。
你看，我们的生活中处处都离不开电，这背后可少不了励磁调节的功劳呢。
它就这么默默地工作着，保障着我们的用电需求。
哎呀，真的是很厉害呢！想想看，如果没有励磁调节，那发电机还不得乱了套啊，发的电时多时少，那我们的电器还不得一会儿好用一会儿不好用啊。
所以说啊，发电机励磁调节原理虽然听起来有点复杂，但其实就是这么个简单又重要的事儿。
它就像一个幕后英雄，为我们的生活默默奉献着。
咱可得好好感谢它，不是吗？总之，励磁调节就是发电机的好帮手，让发电机能更好地为我们服务。
咱可得好好珍惜这个神奇的技术，让它为我们的生活带来更多的便利和美好呀！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
图解发电机励磁原理共4文档
可根据发电机负载的变化自动调节励磁电流，保持发电机输出电 压的稳定。
直流发电机励磁特点分析
励磁方式多样
直流发电机可采用他励、并励、 串励和复励等多种励磁方式，可
根据实际需求选择。
磁场可控性强
通过调节励磁电流的大小和方向， 可以灵活控制发电机的磁场强度 和方向。
输出特性稳定
在负载变化时，通过自动调节励 磁电流可以保持发电机输出电压 和电流的稳定。
作用
励磁系统的主要作用是维持发电机端电压在给定水平，同时控制并列运行各发 电机间无功功率的合理分配，以满足电力系统正常运行和发电机安全运行的要 求。
励磁系统组成部分
励磁功率单元
向同步发电机转子提供直流励磁电流，主要包括交流励磁机、整流器 等部分。
励磁调节器
根据发电机端电压、无功功率等信号，自动调节励磁功率单元输出的 励磁电流，以维持发电机端电压稳定并控制无功功率分配。
经验总结
总结故障排除过程中的经验教训，完 善维护流程，提高设备维护水平。
THANKS
感谢您的观看
对比法
将故障设备与正常设备进行对比， 分析差异，找出故障原因。
03
02
测量法
使用万用表、示波器等工具测量电 路参数，判断故障点。
替换法
用正常元件替换疑似故障元件，观 察设备是否恢复正常。
04
预防性维护策略制定
定期检查
制定详细的检查计划，对发电机励磁系统进行定期检查。
清洁保养
保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物，确保散热良好。
紧固接线
检查所有接线端子是否松动，及时紧固。
预防性试验
定期进行预防性试验，检测设备的绝缘性能、电气性能等。
故障排除后性能恢复验证
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。
发电机励磁系统的控制原理及运行维护案例分析
发电机励磁系统的控制原理及运行维护案例分析
发电机励磁系统的在维持发电机端的电压水平、合理稳定分配发电机的无功功率、提高电力系统稳定性等方面起到关键性的作用。
本文在分析发电机励磁系统及其控制原理的基础上，结合案例对发电机励磁系统运行维护的重要性及措施进行了分析，并给出了有效的处理措施。
一、发电机励磁系统的简介
励磁系统是为同步发电机提供直流磁场电流设备的总称，它是发电机的重要组成部分，直接影响发电机的运行特性。
励磁系统及其调节对象（同步发电机）共同组成的反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁系统基本功能是维持电压水平、提供无功功率。
本文从发电机励磁系统的参数整定和运行维护两个方面对发电机励磁系统的稳定运行进行研究。
二、发电机励磁调节系统原理
发电机励磁系统如下图所示，其由以下几部分构成：自动电压调节器A VR、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。
三、励磁系统运行维护及案例分析
1.励磁系统的检查
（1）开关量的检查
模拟调节器开关量输出，检查信号是否正确。
给调节器发“开机”信号时，PT电压在8S 内未达到30%时，发“起励失败”信号；当手动、PT断线、过励限制、强励限制、低频保护、低励限制等信号出现时，均有异常信号发出，并在面板上有相应的指示灯亮调节器功能模拟试验。
（2）模拟量的检测
发电机PT电压测量校正。
在端子排上短接励磁PT（LPT）和仪表PT（YPT）（分相端接）以及系统PT（XPT）（有些装置上没有采用）。
加入三相正相序的0~120V电压，以额定机。
发电机的控制原理
发电机的控制原理
发电机的控制原理是通过对其输入电流进行调节来控制其输出功率。
通常情况下，发电机的输入电流由外部的控制系统通过调节电压或频率来实现。
发电机的主要控制原理包括：
1. 励磁系统控制：发电机的励磁系统主要负责产生磁场，其控制可通过调节励磁电流来实现。
一般情况下，提高励磁电流能够增强磁场强度，从而提高发电机的输出功率。
2. 电压调节控制：发电机的输出电压通过调节励磁电流来控制。
当负荷增加时，控制系统会检测到输出电压下降，然后增加励磁电流以提高输出电压。
反之，当负荷减少时，控制系统会减小励磁电流以降低输出电压。
3. 频率调节控制：发电机的输出频率同样通过调节励磁电流来控制。
当负荷增加时，控制系统会增加励磁电流以提高输出频率。
反之，当负荷减少时，控制系统会减小励磁电流以降低输出频率。
4. 保护系统控制：发电机还需要配备相应的保护系统来保证其正常运行和安全性。
保护系统通常包括过载保护、短路保护、欠频保护、过频保护等功能，以防止发电机在异常情况下受损或发生事故。
需要注意的是，不同类型的发电机可能具有不同的控制原理，
例如交流发电机和直流发电机之间存在差异。
此外，现代化的发电机往往依赖于计算机控制系统，能够实现更精确的控制和监测。
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发电机的励磁系统同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的方式：1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW 以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ 的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠、结构简单、维护方便等优点。
3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。
我们集团公司所用的发电机励磁方式全部为交流励磁机供电的励磁方式，励磁调节装置采用的是南汽集团的数字式双通道励磁调节器(DVR-2000)。
二、交流励磁机的组成：交流励磁机由一台主励磁机和一台副励磁机组成。
示意图如下：副励磁机磁场同步发电机磁场主励磁机采用一台三相交流无刷励磁机，其中磁极静止、电枢旋转；副励磁机采用一台单相交流永磁发电机，其中电枢静止、磁极旋转。
励磁机转轴通过法兰与发电机联接在一起，实现三机无刷励磁。
主励磁机和副励磁机设计在同一个闭路管道通风壳体内，它的进风、出风全通道励磁机底架，然后再通到同步发电机进风口处。
三、励磁系统的工作过程：当发电机在汽轮机的拖动下旋转到3000r/min时，永磁发电机发出的电压应有220V、400HZ，经过隔离变压器隔离整流后供给励磁装置作为电源，励磁装置电源采用两路供电：一路来自永磁机电源整流，另一路后备电源，来自厂用直流电。
两路电源通过逆止二极管并联运行，任何一路失电，DVR调节器仍能正常工作。
经过励磁装置调节整流后供给交流励磁机的励磁绕组，励磁机电枢发出的电经过熔断器通过同轴旋转的二极管全波整流后，送给交流发电机的转子励磁绕组。
接线原理图如下：四、励磁系统的运行控制：发电机既是有功电源，又是无功电源，而同步发电机并网运行后发出的无功功率的大小，取决于励磁电流的大小。
励磁系统对发出无功功率，维持系统电压水平是至关重要的。
励磁控制柜的输入电气信号有发电机3YH 、4YH 电压及从发电机电流互感器来的三相定子电流信号。
各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于 A ／D 采样的信号。
这些信号送入A ／D 变换器，由程序控制依次进行模数转换成数字量，存放在存贮器中，供微机励磁调节器使用。
微机励磁调节器输出的电流、电压为直流量。
利用以上采集到的数据，通过软件计算可以得到发电机的运行工况，励磁系统参数，DVR 调节器输出参数等全部信息，如交流量采用24点快速傅立叶变换（FFT ）计算出发电机三相电压有效值，三相电流有效值，有功功率P ，无功功率Q 。
1、发电机电压调节：发电机在并网运行前，电压的调节既通过增磁/减磁开关调节励磁电流的大小来实现，可以通过自动或手动方式调节发电机的机端电压，当采用自动升压方式时，发电机机端电压自动升到90%的额定电压。
也可以接收同期装置发来的升压/降压脉冲信号自动调节机端电压。
2、无功功率的调节：发电机在并入电网运行后，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。
为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。
此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。
增加发电机的励磁电流时，发电机的感应电势、定子磁场绕组 转子部分 快速熔断器 正散热环 负散热环 同步发电机定子绕组整流二极管 同步发电机磁场绕组 B C电流和无功功率都会增加，而功率因数会降低。
发电机并网运行时，有功功率增加到1/3的额定功率时，将方式选择选择开关由恒电压方式转为恒功率因数控制，功率因数的控制以满足总降需求为主，控制范围在0.9～0.92，不要超过0.95。
当发电机有功功率变化范围较大时，需要密切监控励磁装置上无功功率的变化，并适当进行调节，不能使无功功率变成负值，防止发电机进相运行或失磁，造成严重后果。
五、励磁系统的保护：1、PT断线保护：程序将测量到的3YH、4YH电压值进行比较，如果其差值大于较大值的1/8，则发PT断线信号，如果是3YHPT断线，除发信号外，运行方式由自动运行切换到手动运行方式。
2、V/Hz保护（伏赫比保护）：V/Hz是为了防止发电机及其出口变压器出现磁饱和。
限制和保护的原则是：a、当 V/Hz＞设定值时，闭锁增磁，发过 V/Hz信号，限制增磁。
b、当 V/Hz＞(设定值时+0.05)，面板V/Hz故障指示灯亮，过V/Hz 继电器动作，DVR调节器转为手动方式运行。
c、当频率大于45Hz，小于47.5Hz，在自动励磁时，等比例减小自动运行电压给定值。
d、当频率低于45Hz时，通道退出运行并跳开关。
3、过励限制与保护：过励限制是为了防止发电机转子励磁绕组长期过负载而采取的限制励磁措施，从转子励磁绕组发热考虑，当强励时，其容许的强励时间t是随发电机励磁电流Ifd2的大小成反比关系。
限制和保护的原则是：a、转子电流＞整定的瞬时过励值时，延时1.5秒直接封锁脉冲退出运行。
b、当励磁绕组发热量＞50%时，发信号限制增磁。
c、发热量＞80%时，切手动运行，并且手动运行给定值设为90%额定励磁电流。
发热量<10%时，复归过励信号。
4、欠励限制及保护：欠励限制按两段整定，一为限制，二为保护。
当发电机无功功率进入低励限制区时，励磁调节器将封闭减磁按钮，并且发报警信号，同时自动进行增磁，直到退出低励状态。
如果励磁调节器在某种工况下进入低励限制区，而没有被控制住，无功功率继续减少，当无功功率低于保护线时，调节器发报警信号并且切手动方式运行。
其保护线为对应的限制线上无功功率的1.25倍。
5、空载过电压保护：机组并网运行还是空载运行，取决于主油开关的状态，油开关的状态根据定子电流的有无进行判别，过电压定值设定为额定电压的1.2倍。
发电机解列以前应将无功功率减到零，否则解列以后发电机电压会上升，容易造成发电机过压。
6、触发脉冲丢失的检测：触发脉冲重新被CPU回读，并进行综合判断，确定失脉冲的相，并显示在液晶显示器上。
失脉冲发生时，发报警信号。
7、系统自检保护：系统自检功能含存储器校验、电源检测、可控硅故障，通讯故障等、当有故障发生时，发通道故障信号，同时本通道退出运行。
对于主备用系统，备用通道自投。
8、旋转二极管故障报警：在机组正常运行时，二极管有可能发生故障，所以每个二极管串联了一只快速熔断器，假如一只二极管击穿短路，引起较大的电流时，将使相应的熔断器熔断。
二极管故障检测器检测到该信号动作，发出报警信号。
此时应及时停机，检查原因并进行处理。
六、励磁系统的故障处理：1、当通道A 或者通道B故障或异常，发出报警信号时，运行人员应立即采取相应措施。
如果发生了切手动，例如：过励限制，欠励限制，V/Hz限制等等，首先，操作增磁/减磁开关，将发电机调节到正常的运行状态下，其次将操作控制开关与实际运行状态进行对应，如果发生了通道自行切手动，应当操作手、自动选择开关与当前的运行位置一致，如果发生了通道切换，则操作通道选择开关与当前运行的通道运行位置一致。
2、回到励磁调节器柜前，先不要复归报警信号，先检查并记录面板显示的故障指示，观察显示屏上端的具体的故障显示并记录下来。
3、进入故障通道菜单中的“故障追忆”子菜单，认真记录故障追忆里面所有本次发生故障显示的所有内容。
上下键可以切换屏幕和故障记录。
本故障追忆最多可以记录20次故障情况。
4、进入故障通道菜单中的“事件记录”子菜单，记录所有开关量的变位。
记录总的数量为20个先进先出的原则。
同时显示出该开关量是由分到合（0→1）还是由（1→0）。
按上下键可以实现滚动显示。
5、复归故障报警信号，故障处理完毕，如果需要切回到原通道运行，一定要在跟踪正确后再切换。
如果运行工况发生改变后，进行人工操作自动/手动切换时，一定要等侯30秒～1分钟时间，进行方式跟踪，跟踪正确后才能保证无扰动切换。
6、当发生严重故障，造成停机时，运行人员不要停掉调节器的工作电源。
要联系专业人员，将故障数据和事件记录下来再做分析处理。