励磁基本原理分析
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。
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。
励磁工作原理
励磁工作原理励磁是指在电磁设备中通过外加电流或磁场来使磁体磁化的过程。
励磁工作原理是电磁设备正常工作的基础，它直接影响着设备的性能和稳定性。
本文将从励磁的基本原理、励磁的分类、励磁的应用以及励磁的发展趋势等方面进行介绍。
首先，励磁的基本原理是利用外加电流或磁场来改变磁体的磁化状态。
当外加电流通过线圈时，产生的磁场会使磁体发生磁化，从而产生磁场。
而外加磁场则是直接改变磁体的磁化状态。
这些方法都可以使磁体在没有外力作用下产生磁场，从而实现励磁的效果。
其次，励磁可以根据其工作原理的不同进行分类。
按照外加电流的形式，励磁可以分为直流励磁和交流励磁。
而根据外加磁场的形式，励磁可以分为恒磁励磁和变磁励磁。
这些分类方式都是根据励磁的工作原理来进行的，可以帮助我们更好地理解和应用励磁技术。
再者，励磁在实际应用中具有广泛的用途。
在发电机、变压器、电动机等电磁设备中，励磁是非常重要的。
通过励磁可以控制设备的磁化状态，从而实现设备的正常工作。
此外，励磁还可以用于磁记录、磁传感器等领域，具有很大的应用潜力。
最后，励磁技术在不断发展中，其发展趋势主要体现在以下几个方面，一是励磁技术将更加智能化，通过自动控制和反馈调节来实现更精准的励磁效果；二是励磁技术将更加节能环保，通过新材料和新工艺来减少能耗和污染；三是励磁技术将更加多样化，不断推出新的励磁方法和设备，以满足不同领域的需求。
总之，励磁工作原理是电磁设备中的重要环节，其基本原理、分类、应用和发展趋势都对我们理解和应用励磁技术有着重要的指导作用。
随着科技的不断进步，相信励磁技术将会在更多领域展现出其巨大的潜力和价值。
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。
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。
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• 无刷励磁系统：三机励磁的变形。用于励磁电流大（6000A以上）的 超大型机组，比如核电；或有腐蚀性气体的环境，比如石油加工的自 备电厂。
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。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件的可 靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电压及温 度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题
灭磁开关
灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接 通、分断；灭磁开关分断后，配合灭磁电阻完成灭磁 的任务。 耗能型灭磁开关——灭磁开关分断励磁回路后，利用 开关断口将灭磁能量形成的电弧引入灭磁开关的灭弧 室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实现灭磁。灭磁能 量有限。很少采用。典型产品：国产DM2型。 移能型灭磁开关——灭磁开关分断励磁回路后，将转 子电流转移到灭磁电阻上消耗或吸收，开关本身基本 不吸收灭磁能量。灭磁能量大，灭磁时间快，普遍采 用。典型产品：国产DM4、DMX，进口ABB-E、UR、HPB 型。
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：
1 2 W 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。
取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，节
约成本； 典型的快速励磁系统； 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。
2.1 自并励励磁系统的主要组成部分
2.2 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。
灭磁系统的构成原理图
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 。 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。
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 电路，或采用集中式阻容保护。 • 由于可控硅换相尖峰电压产生于励磁变的漏感，集中式阻 容保护可以直接吸收，保护效果更好。
三相全控桥的集中式阻容保护电路：C1主要吸收
2.4 灭磁系统
Hale Waihona Puke 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
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。
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
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。 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。
• 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。
第2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；
2.3 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。
晶闸管的伏安特性
电力电子技术的发展：IGBT
晶闸管的导通与关断条件
晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备
正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）； 控制极加上触发电压（或触发脉冲）； 晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断 1. 主回路断开；
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
因电感引起换弧角 带来的过电压尖峰， 逆变颠覆 实际电路器件介绍： 快熔、阻容、分流器、 表记、均流、开关、 脉冲变等
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。
按响应速度分类：
慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统
• 直流励磁机励磁系统：70年代以前
开关式励磁调节器的优点是：结构紧凑，体积小，且励磁电源可靠 ，不受电力系统电压波动的影响。另外，不存在可控整流桥的触发 同步问题，控制简便，运行可靠性高。
• 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。
励磁系统原理
第1部分 励磁系统的几种主要类型
励磁系统的组成与分类
自动电压调节器AVR、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 按励磁电源分类： 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 无刷励磁系统 自并励励磁系统