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。
无刷励磁系统简介
主励磁机结构
1、联轴节 2、整流环 3、励磁机转子 4、风机
整流环内部件组合
无刷励磁系统结构特点
副励磁机
副励磁机采用永磁式中频发电机。三相副 励磁机系16极旋转磁场装置。励磁机的机架装有 带三相绕组的叠片铁心。转子由具有悬挂极的轮 毂组成，每个极由10个独立的永久性磁铁组成， 这些磁铁装在一个非磁性的金属壳内，并用螺栓 固定在轮毂与外极靴之间。转子轮毂则热装在轴 的自由端。
7.三相引线 8.连接器 9.转子绕组
10.定子绕组 11.励磁调节器
12.固定式熔断器监控装置
无刷励磁系统结构特点
• 励磁系统由整流环、三相主励磁机、三相副 励磁机、冷却器、计量和监控装置组成。
• 永久性磁铁副励磁机产生的三相交流电由全控 整流桥整流变成直流，通过AVR控制，以提供激 励主励磁机的可变直流电。主励磁机转子感应的 三相交流电在旋转式整流器电桥内整流后，通过 转子轴的直流引线进入发电机转子绕组。
励磁机冷却示意图
无刷励磁系统结构特点
励磁调节柜的冷却
AVR柜采用强迫通风，冷却风机及风机电源一用一 备，自动切换，一路故障时仍可保证AVR正常运行。环境 温度在45°C时AVR柜能正常运行。
无刷励磁系统结构特点
励磁机的干燥器
励磁机干燥除湿器旨在防止当汽轮发电机停机时， 在励磁机内部或在盘车装置上形成凝结水。干燥器用于除 去励磁机机壳内空气的水分。
无刷励磁系统结构
双整流环
主励磁机磁极（定子）
励磁机结构图
无刷励磁系统结构特点
• 主励磁机
交流主励磁机采用150Hz小型三相隐极式 同步发电机，系一个6极旋转电枢装置。这6个极 安装在定子架内。磁场绕组位于叠片磁铁极上。 两个极之间装有一个正交轴，用以测量励磁机的 感应电流。转子由多层迭片组成，三相绕组插入 迭片转子的槽内，把绕组导体在铁芯长度的范围 内进行交叉，在面对整流轮的一侧进行连接。绕 组端被延伸到与整流环的三相导线相连接，整个 转子热装到轴上。轴承位于风机后面，由汽轮机 润滑油的供给系统进行强制润滑油润滑。
汽轮机励磁系统原理
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。
：
1、本文档涉及附件：请参阅附件部分的具体文件和数据；
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；。
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。
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，
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。
汽轮机励磁装置工作原理
汽轮机励磁装置工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊汽轮机励磁装置的工作原理，这玩意儿可神奇啦！你看啊，汽轮机就好比是一辆超级跑车，而励磁装置呢，那就是让这辆跑车能风驰电掣的关键部件。
它就像是一个神奇的魔法师，给汽轮机注入强大的动力。
想象一下，电流就像一群欢快奔跑的小精灵，在励磁装置里穿梭跳跃。
这个装置呢，会巧妙地控制这些小精灵的行动轨迹和速度。
它会给这些小精灵指明方向，让它们乖乖地按照要求去工作。
励磁装置里面有各种线圈啊、铁芯啊之类的东西，它们就像是一个个精心设计的赛道和关卡。
电流小精灵们在这些赛道和关卡中奔跑、变化，从而产生出强大的磁场。
这磁场可不得了，它能让汽轮机的转子像被施了魔法一样飞速旋转起来。
咱平常家里用的电，那可都是靠这些汽轮机发出来的呢！没有励磁装置这个神奇的玩意儿，那电可就没法这么顺畅地来到我们身边啦。
你说这励磁装置是不是特别重要？它就像是一个默默工作的幕后英雄，虽然我们平时不太会注意到它，但它却一直在为我们的生活提供着源源不断的电力。
而且啊，这励磁装置还特别聪明。
它能根据不同的情况自动调整，就像一个经验丰富的老司机，能应对各种路况一样。
有时候电力需求大了，它就加把劲；需求小了，它也能轻松应对，不会浪费一丝一毫的能量。
它还特别稳定可靠，就像咱家里的老黄牛一样，勤勤恳恳，任劳任怨。
不管是刮大风还是下大雨，它都能稳稳地工作，保证我们能用上电。
总之呢，汽轮机励磁装置就是这么一个厉害又神奇的东西。
它在电力的世界里默默奉献，为我们的生活带来光明和温暖。
我们真应该好好感谢它呀！所以啊，下次当你打开电灯，享受着明亮的灯光时，可别忘了背后有励磁装置这个大功臣哦！。
汽轮机励磁系统原理共32页文档
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔谢谢！36、自己鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
汽轮机发电原理
汽轮机发电原理
汽轮机发电原理是将高温高压的汽轮机通过转动轴转动发电机，利用发电机内的导体和磁场切割原理，将汽轮机所产生的机械能转化为电能。
汽轮机发电系统主要分为三个部分：汽轮机、发电机和控制系统。
汽轮机通过直接燃烧燃料（如煤、天然气、石油等）或间接热能来源（如核能、太阳能等）产生高温高压的蒸汽，蒸汽进入汽轮机后通过高速旋转的叶轮叶片，带动转动轴，由此产生机械能。
机械能通过轴传递到发电机后，经由励磁系统产生磁场，然后发电机内的导体就会切割磁场，产生感应电动势，转化为电能输出。
控制系统通过监测汽轮机、发电机和配件的运行情况，实现对整个系统的自动化控制。
汽轮机发电原理是利用热能转换为机械能，再将机械能转换为电能，是现代工业生产中常用的发电方式之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。