励磁系统原理介绍
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。
励磁系统基本原理
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电力系统低频振荡 。
ΔTs
ΔTD
ΔTE
Pe/ΔPe、Δδ
Δω
Pm、ΔPa
ΔTD′
ΔTE′
发电机电气功率Pe/ΔPe、机械功率Pm、加速功率ΔPa、同步转矩ΔTs、阻尼转矩ΔTD、电磁转矩ΔTE、转子角Δδ、转子角速度Δω的正方向相位关系如下图所示：
自动方式AVR控制的整体模型描述
励磁系统的组成：
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
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
二、励磁系统的几种主要类型
功角稳定比喻
碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压调节器。 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
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。
各种励磁系统介绍
各种励磁系统介绍励磁系统是指用来产生磁场的一种系统。
它在许多领域都有应用，包括发电机、电动机和变压器等电力设备，以及医学成像设备、磁选机和磁共振成像仪等。
1.直流励磁系统直流励磁系统是最简单的励磁系统之一，它使用直流电源来供应磁场。
在直流发电机和直流电动机中，一个直流电源通过励磁线圈提供电流，产生一个稳定的磁场。
直流励磁系统具有响应速度快、控制简单、稳定性高等优点，但需要较大的电源容量。
2.交流励磁系统交流励磁系统是利用交流电源来供应磁场的一种励磁系统。
它适用于交流发电机、交流电动机和变压器等设备。
在交流励磁系统中，通常使用电力变压器将输入电压从高电压变成合适的低电压，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
此外，交流励磁系统可以通过改变输入电压的频率和幅度来调节输出磁场的强度。
3.永磁励磁系统永磁励磁系统是利用永磁体产生磁场的一种励磁系统。
永磁励磁系统适用于小型发电机和电动机，具有体积小、质量轻、效率高等优点。
永磁材料可以分为强磁性永磁材料和软磁性永磁材料两类，前者适用于高速运动的设备，后者适用于低速设备。
永磁励磁系统的磁场强度可通过改变永磁体的形状和材料来调节。
4.感应励磁系统感应励磁系统利用电磁感应原理产生磁场。
在感应励磁系统中，通过交变磁场的作用，在导体中感应出涡流，从而产生磁场。
感应励磁系统广泛应用于感应加热设备和感应炉等领域。
感应励磁系统的磁场强度可通过改变交变磁场的频率、幅度和导体材料来调节。
5.分段励磁系统分段励磁系统是指将励磁线圈分成多个段落，每个段落通过控制电流来产生不同强度的磁场。
分段励磁系统可以根据需要调节每个段落的电流，从而改变整个励磁系统的磁场强度。
这种系统适用于电力变压器和磁选机等设备中，可以减少能量消耗和提高效率。
总结起来，励磁系统有直流励磁系统、交流励磁系统、永磁励磁系统、感应励磁系统和分段励磁系统等多种形式。
每种励磁系统都有各自的特点和应用领域，可以根据实际需求选择适合的励磁系统。
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）。
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二、励磁控制系统分类与配置
ACL
自动恒 压装 调节器
二、励磁控制系统分类与配置
FLQ
ZB
ACL
CT
F
PT
自动励磁调节器
（两机一变励磁系统）
二、励磁控制系统分类与配置
3）无刷励磁系统
FLQ
ACL
CT
F
PT PMG
kz
自动励磁 调节器
二、励磁控制系统分类与配置
2、静止励磁系统 1）自并励励磁系统
一、励磁控制系统的主要任务
4、保护发电机及其相关设备
二、励磁控制系统分类与配置
1、交流励磁机系统 1）它励交流励磁机系统（三机它励励磁系统）
ACFL
FLQ
ACL
CT
F
PT 自动恒 压装置
自动励磁调节器
二、励磁控制系统分类与配置
1）它励交流励磁机系统（三机它励励磁系统）
交 流 主 励 磁 机 （ ACL ） 和 交 流 副 励 磁 机 （ACFL）都与发电机同轴。副励磁机是自励式 的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后 供电。也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称 三机它励励磁系统。
一、励磁控制系统的主要任务
2）励磁控制系统对暂态稳定的影响
一、励磁控制系统的主要任务
2）励磁控制系统对暂态稳定的影响
提高暂态稳定性的方法：减小加速面积或增大减速面积。 即加快故障切除时间,或在提高励磁系统励磁电压响应比 的同时,提高强行励磁电压倍数。
正常时,发电机的工作点在功率特性曲线1的a处；当发生短路事故 时,相应功率特性曲线为曲线3。若此时提供强行励磁以迅速提高发 电机内电势Eq,使功率特性曲线由bc段增加到bc‘段,由此在故障切除 前减少了加速面积 (由abcd减少到abc’d)。在δ=δc故障切除后亦 能增加减速面积(由曲线2的dehg增加到de’h’g)。 如面积de‘h’g等于 面积def’f,则可使转子功角最大值由δm’降到δm,明显地提高了暂态 稳定性。励磁顶值电压越高,电压响应比越快,励磁调节对改善暂态 稳定的效果越明显。
1）励磁控制系统对静态稳定的影响
一、励磁控制系统的主要任务
1）励磁控制系统对静态稳定的影响
励磁系统的电压放大倍数Kou与励磁系统的时间常数 Te以及转子功角δ间具有图中所示关系。
在同一转子功角下,随时间常数Te增加,为保证发电 机稳定运行所允许的电压放大系数增加;在同一时间常数 Te下,随转子功角δ的增加所允许的电压放大系数减少。
二、励磁控制系统分类与配置
2）自励交流励磁机系统 交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子 回路提供励磁电流；自动励磁调节器控制可控硅， 调整其输出电流。称为两机它励励磁系统。
励磁系统没有副励磁机，交流励磁机的励磁电源 由发电机出口电压经励磁变压器后获得，自动励 磁调节器控制可控硅砖触发角，以调节交流励磁 机励磁电流，交流励磁机输出电压经硅二极管整 流后接至发电机转子，亦称为两机一变励磁系统。
2、控制并联运行机组无功功率合理分配
UF
U FM
K 0 K 0 K 0
Q
0
C
Q L
一、励磁控制系统的主要任务
3、提高电力系统的稳定性 1）励磁控制系统对静态稳定的影响
Pe EXqdUSsinEq
式中Eq一发电机内电势; Us一受端电网电压; XdΣ一发电机与电网间的总电抗。
一、励磁控制系统的主要任务
二、励磁控制系统分类与配置
直流侧并联的自复激方式，在我国一些中、 小型汽轮发电机和水轮发电机上采用较早，有 一定的运行经验，但未得到推广。因为在系统 中短路时，复励部分与自并励部分协调配合较 差，此外，励磁变流器副方尖峰过电压问题也 比较严重。
二、励磁控制系统分类与配置
3）交流侧电压叠加的自复激励磁系统
KZ
FLQ
F
CT
PT
ZB
自动励磁 调节器
二、励磁控制系统分类与配置
2) 直流侧叠加的自复激方式
在自并励的基础上加一台与发电机定子回路串 联的励磁变压器，后者另供给一套硅整流装置，二者 在直流侧叠加，则构成直流侧叠加的自励方式。叠加 方式分为电流叠加（直流侧并联）和电压叠加（直流 侧串联）两种方式。
一、励磁控制系统的主要任务 二、励磁控制系统分类与配置 三、励磁控制系统的调节和控制
一、励磁控制系统的主要任务
1、维持发电机或其他控制点的电压在给定水平
1）保证电力系统运行设备的安全。 2）保证发电机运行的经济性。 3）提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统 定的要求在许多方面是一致的。
一、励磁控制系统的主要任务
一、励磁控制系统的主要任务
2）励磁控制系统对暂态稳定的影响
EqUs Pemax
X
XΣ=Xd+XT+Xe/2
一、励磁控制系统的主要任务
2）励磁控制系统对暂态稳定的影响
曲线2表示切除短路故障线路后的功率特性曲线。 由于线路阻抗由Xe/2增加到Xe,使功率特性曲线的幅值减小, 其中X’Σ=Xd+XT+Xe。 曲线3表示故障中的功率特性曲线。
GLH
FLQ
F
Z B
GZ
X
交流侧并联的自复激励磁系统
二、励磁控制系统分类与配置
3）交流侧电压叠加的自复激励磁系统
FLQ
GLH
CT
F
KZ
PT
Z
B
自动励磁调节器
交流侧串联的自复激励磁系统
二、励磁控制系统分类与配置
3、直流励磁机系统
用专门的直流发电机向同步发电机转子回路提供励 磁电流的系统称为直流励磁机系统。其中的直流发电 机被称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴。
直流励磁机系统又分为自励与它励两种方式。
二、励磁控制系统分类与配置
1) 自励直流励磁机系统
FMK
*
FLQ
F
CT
L
PT
Rc LLQ
自动励磁调节器
二、励磁控制系统分类与配置
2) 它励直流励磁机系统
LMK
FMK
*
LF
*
L
FLQ CT
F
LQ
Rc
PT
LLQ
自动励磁调节器
二、励磁控制系统分类与配置
自并激励磁系统的基本配置
一、励磁控制系统的主要任务
3）励磁控制系统对动态稳定的影响
励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系 统机电振荡阻尼变弱(甚至变负)的最重要的原因之一。
解决电压调节精度和动态稳定性之间矛盾的有效措 施，是在励磁控制系统中增加其它控制信号。这种控制 信号可以提供正的阻尼作用，使整个励磁控制系统提供 的阻尼是正的，而使提高动态稳定极限的水平。