发电机励磁方式
图解发电机励磁原理(2024)
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发电机励磁系统故障诊断与处理 措施
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常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁 回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统 ；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
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发电机励磁调节器原理与结构
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调节器基本原理
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电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应 原理，将输入的交流电转换为直 流电，为发电机的励磁绕组提供 励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正 常的元器件替换后观察故障是否消除 ，以验证故障部位和原因。
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测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁 系统各点的电压、电流、波形等参数 ，与正常值进行比较分析，进一步确 定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁 系统故障进行自动诊断和分析，提高 故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
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系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制 策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率 因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求
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。
励磁方式
励磁方式简介获得励磁电流的方法称为励磁方式。
目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。
现说明如下：1 直流励磁机励磁直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。
采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。
如图15.5所示。
2 静止整流器励磁同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。
副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。
副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。
(见图15.6）3 旋转整流器励磁静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。
因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统，如图15.7所示。
主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。
交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。
由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。
三相交流发电机励磁原理2008-01-02 21:48利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。
同步发电机由定子和转子两部分组成。
定子是发出电力的电枢，转子是磁极。
定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。
转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。
汽轮发电机的极数多为两极的，也有四极的。
转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场（称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。
三相交流同步发电机的励磁方式
三相交流同步发电机的励磁方式
三相交流同步发电机是电力系统中常用的发电设备，其励磁方式对于发电机的发电效率和稳定性有着重要的影响。
常见的三相交流同步发电机的励磁方式有独立励磁、并联励磁和串联励磁三种方式。
独立励磁是指发电机的励磁系统独立于整个电网系统，通过独立的励磁电源来控制发电机的磁场，使其产生电势。
这种励磁方式适用于小型发电机和紧急备用发电机，其优点是操作简单，但缺点是发电机独立于电网系统，对电网的稳定性和负载调节能力不利。
并联励磁是指发电机的励磁系统与电网系统并联，励磁电源来自电网，通过自动电压调节器AVR来控制发电机产生的电势，实现对发电机励磁的实时调节。
这种励磁方式适用于大型发电机和电网系统，其优点是对电网系统的稳定性和负载调节能力有利，但缺点是需要配备AVR等控制设备，并且对电网的负荷变化较为敏感。
串联励磁是指发电机的励磁系统串联于电网系统，励磁电源也来自电网，通过调节励磁电阻来控制发电机的电势，实现对发电机励磁的调节。
这种励磁方式适用于中小型发电机和一些特殊的应用场景，其优点是操作简单，对电网的稳定性和负载调节能力有一定的帮助，但缺点是需要频繁调节励磁电阻，不适用于大型发电机和高要求的电网系统。
综上所述，三相交流同步发电机的励磁方式需要根据具体的应用场景和要求进行选择，以确保发电机的高效稳定运行。
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发电机他励名词解释
发电机他励名词解释
发电机的“他励”是指发电机的励磁方式。
在他励发电机中，励磁电流是由外部直流电源提供的，这个外部直流电源通常是由励磁电源或励磁发电机提供的。
当外部直流电源施加在发电机的励磁绕组上时，就会产生磁场，激励发电机产生电压。
他励发电机通常用于需要精确控制输出电压的应用中，因为外部直流电源可以更容易地控制励磁电流，从而实现对输出电压的精确调节。
此外，他励发电机还可以提供更稳定的输出电压，因为励磁电流的变化不会直接影响发电机的输出电压。
总的来说，他励发电机通过外部直流电源提供励磁电流，从而实现对输出电压的精确控制和稳定性。
发电机的励磁方式及工作原理
.发电机的励磁方式及工作原理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那个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
依照励磁电流的供给方式，凡是从其它电源取得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身取得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机取得励磁电流的几种方式一、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，励磁机一样与发电机同轴，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取得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较靠得住和减少自用电消耗量等优势，是过去几十年间发电机要紧励磁方式，具有较成熟的运行体会。
缺点是励磁调剂速度较慢，保护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采纳。
二、交流励磁机供电的励磁方式代大容量发电机有的采纳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，现在，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采纳静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁性能够是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调剂速度，交流励磁机通常采纳100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采纳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，具有工作靠得住，结构简单，制造工艺方便等优势。
缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
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，投资省和保护工作量少等优势。
发电机励磁调节器的调节方式都有什么
一、恒机端电压(自动)运行方式发电机励磁系统闭环自动调节方式。
在该种运行方式下，数字式励磁调节器的主要任务是维持发电机端电压恒定，—般是把机端电压，作为反馈量，实现PID调节；向时，为了提高电力系统运行的稳定条件，数字式励磁调节器还可以实现更为复杂的控制规律，如电力系统稳定器（PSS）附加控制、线性最优励磁控制（LOED）、非线性励磁控制（NEC）等。
恒机端电压（自功）运行方式是数字式励磁调节器的主要运行方式。
二、恒励磁电流（手动)运行方式一般而言，励磁调节器都有“自动”和“手动”两种运行方式，数字式励磁调节器也不例外。
在恒励磁电流（手动）运行方式下，数字式励磁调节器采入信号，与给定值比较，经比例（积分）控制规律的运算后送出控制信号到移相触发单元。
由于自动运行方式的电压整定范围有限，在机组安装、检修或事故跳闸后进行发电机升压试验时，通常用手动方式来调整发电机的励磁从而调节机端电压或发电机的无功，这样调情较为平稳，调整范围可以很宽。
1、三机系统运行方式与两套调节器互为备用的运行方式相比，采用三机系统的主要目的是通过增加硬件投资来进一步提高数字式励磁调节器装置运行的可靠性和安全性。
三机运行方式又可分为三机备用运行方式和三取二表决运行方式两种。
2、三机备用运行方式这种方式的工作原理是，除A机与B机互为备用可自动切换外，还设计了后备C机。
当A、B机均发生故障时，C机能自动切换至在线运行。
c机可以设计为具有和A、B机一样的功能，但一般情况下A、B机同时故障的几率较小，为简化方案，可以设计B机具有较为简单的励磁控制功能，例如只保证发电机按恒励磁电流（手动）运行方式继续运行。
三机备用运行方式和双机互为备用的运行方式原理上没有大的差别，只是三机备用运行方式以增加硬件投资为代价达到了数字式励磁调节器装置运行可靠性的提高；3、三取二表决运行方式在该种起行方式下，三机都在线工作，三套调节器接收同样的外部输入信号，三者的软、硬件结构区完全一致，当三套调节器有两套的输出结果—致时，即将此输出结果作为数字式励磁调节器的输出送至励磁系统中的被控对象部分。
励磁的通俗说法
励磁的通俗说法
励磁是一种在电气工程中常用的术语，它通常指的是在电机或发电机中提供磁场激励的过程。
通俗来说，励磁可以被理解为“激活磁场”或“产生磁力”。
考虑一个发电机的情况，发电机内部有一个旋转的部分，通常称为转子。
这个转子周围有一定的磁场，但为了产生电流，需要一种方法来增强这个磁场。
这个增强磁场的过程就是励磁。
在发电机中，励磁通常通过向励磁绕组供电，产生磁场。
这个励磁绕组可能是一个特殊的线圈或磁铁。
通过在励磁绕组上通电，就可以使磁场增强，从而促使发电机产生更多的电流。
在电机中，励磁也是一个关键的步骤。
通过提供足够的电流来激活电机的励磁绕组，就可以使电机产生所需的磁场，从而开始旋转。
因此，通俗来说，励磁可以被解释为在电机或发电机中创造一个强磁场的过程，以便使它们能够执行所需的电力工作。
汽车交流发电机的励磁方式
汽车交流发电机的励磁方式
汽车交流发电机励磁方式
汽车交流发电机是汽车制造业中重要组成部件，它对汽车的正常
运行具有重要作用。
因此，励磁是汽车交流发电机的重要组成部分，
也被称作发电机磁场系统。
励磁大致可分为两类：直流励磁和交流励磁。
直流励磁是将直流
电源通过发电机的一节或多节绕组折绕起来，形成的恒速旋转的磁场。
这样，发电机的定子就能把均匀的转速转换成恒定的交流电压，动力
输出到车辆中。
直流励磁的励磁电源可以是无刷直流电机或电池等。
而交流励磁方法则通过向定子绕组通入交流电源，在此电源的正
弦波动上形成有不同电压和电流的旋转磁场，从而运转发电机，输出
电能到车辆中。
与直流不同的是，交流发电机可以以低频率调速，定
子绕组只需要一根线路。
但交流励磁的成本较直流励磁要高，而且稳
定性差，使得其在实际应用中受到较大限制。
从特性上说，直流励磁具有高程容性，但励磁放大器、吸磁铁和
刷绕组都需要机械维护；而交流励磁则具有调整频率的能力，但在定
子电路中必须增加变压器，其成本要比直流励磁高得多。
汽车发电机中所采用的励磁方式，最常用的是直流励磁，因为它
不仅简单、可靠、可靠，还可以满足汽车制造业的要求。
而交流励磁
的适用范围更广，也被广泛应用在风力发电机、船舶主机等行业ラン
プ中。
总之，汽车交流发电机的励磁方式应根据具体应用环境，合理
确定最适宜的方案。
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较一．概述大型常规火电厂发电机的励磁方式主要有自并励静止励磁和三机励磁两大类，静止励磁中发电机的励磁电源取自于发电机机端，通过励磁变压器降压后供给可控硅整流装置，可控硅整流变成直流后，再通过灭磁开关引入至发电机的磁场绕组，整个励磁装置没有转动部件，属于全静态励磁系统；而三机励磁的原理是：主励磁机、副励磁机、发电机三机同轴，主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
在励磁方式的选择上，俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统，法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统，而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统，特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。
二、发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较1.1励磁系统的组成自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
三机励磁系统由主励磁机、副励磁机、2套励磁调节装置、3台功率柜、1台灭磁开关柜及1台过电压保护装置等组成。
1.2 相对于三机励磁系统,静态励磁系统的优点归纳为以下几点: （1）静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机，用大功率静止可控硅整流系统取代了旋转二极管整流盘，由于励磁系统没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性，机组的检修维护工作量大大减少。
（2）机组采用静止励磁方式，取消了励磁机和旋转二极管整流盘，其轴系长度缩短，机组轴系的支点减少使得轴系的震动模式简单，利于轴系的稳定；电厂厂房的长度可以适当缩短4-5米，减少基建投资。
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1.三相异步，结构上适合大批量生产，旋转磁场由电源提供，接上电即可输出动
力，换向方便。其他所有类型电机与之各有优缺点，各有应用场合，无所谓优劣。
但在用最简易的方式输出动力方面，异步电机占优。直流电机结构相对复杂，换
向器有火花且需要维护；同步电机带载能力受限；永磁电机的磁铁在经济性和结
构方面一定程度上限制其在大功率场合的普及；无刷电机、开关磁阻电机、步进
电机等需要驱动器才能运转，如此等等。
同步电机为什么主要做发电机使用？
（1）可以同时输出有功和无功功率，如果做成异步发电机，则发电机在并网后
必然大量吸收无功功率，造成系统电压降低，电网无功缺额过大，无法维持合格
的电压；
（2）电网中的负荷大部分都是感性负载，所以必须由发电机提供无功功率；
（3）一般的大型发电机都是设计为同步发电机，异步运行时候无法达到额定负
荷，最多达到50%，且异步运行时候发电机转子温升很高，为一种非正常运行
方式，不可以长期运行；
（4）只有小部分发电机可以使用异步发电机，在发出有功的同时吸收无功，因
为系统中大部分都是同步发电机，所以无功储备还是比较大的。
2.由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方
向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。
感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p
当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电
枢反应磁场。其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。
对称负载运行时，定子三相对称绕组(电枢绕组)流过三相对称电流产生旋转磁动
势(电枢磁动势)——交流绕组的磁动势;电枢磁动势的基波与转子励磁磁动势同
转向、同转速旋转，则气隙磁场由电枢磁动势和励磁磁动势共同产生。
定义：对称负载运行时，电枢磁动势的基波在气隙中所产生的磁场就称为电
枢反应
电枢反应的性质由电枢磁动势和主磁场的空间相对位置决定。
发电机与汽轮机连接
发电机与汽轮机通过法兰直接连接，极少见到通过其他设施连接的。这样可以将
汽轮机与发电机形成一个轴系，能够降低轴的震动值。
发电机励磁方式按励磁电源的不同分为三种：
一是直流励磁机励磁方式
多用于中、小型汽轮发电机组，采用与发电机同轴的直流发电机作为励磁机，通
过励磁调节器改变直流励磁机的励磁，来改变供给发电机转子的励磁电压，从而
调节转子的励磁电流。
F ——同步发电机
FLQ——同步发电机的励磁线圈
L——直流励磁机
LLQ——直流励磁机的励磁线圈
Rc——可调电阻
二是交流励磁机励磁方式，根据装置放置的位置可分为静止整流励磁
和旋转整流励磁。
（1）静止整流励磁可分为他励式和自励式
他励交流励磁机静止可控硅整流励磁系统原理接线图
发电机的励磁电流由交流励磁机经过硅整流器供给，交流励磁机的励磁
电流由晶闸管可控整流器供给，改变晶闸管的控制角改变交流励磁机的励磁
电流，其电源由副励磁机提供。
自励交流励磁机静止可控整流器励磁原理接线图
发电机的励磁电流由交流励磁机经晶闸管整流装置VS供给，交流励磁机的励
磁一般采用晶闸管自励恒压方式。励磁调节器AVR直接控制晶闸管整流装置。
静止整流励磁系统解决了直流励磁机换向器在大电流时火花严重的问题（换向
器如同全波整流），但仍存在滑环和电刷，发电机容量增大后，励磁容量也增加
会引起集电环的严重过热，影响发电机运行可靠性。
（2）旋转整流励磁
旋转整流励磁系统原理接线图
交流励磁机的电枢、整流装置与主发电机的励磁绕组均装设在同一旋转体上，不
需要集电环和电刷装置，又称无刷励磁系统。交流主励磁机的励磁，由同轴的交
流副励磁机经静止的可控硅整流器整流后供给。
三是静止励磁方式
（1）自并励系统
静止励磁系统（发电机自并励系统）发电机励磁电源不用励磁机，由机端励
磁变压器经整流装置供给，这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，
故称静止励磁系统。励磁电源由发电机自身提供，故称自并励系统。
（2）自复励系统
既给自己提供励磁电压，有提供励磁电流