发电机原理及构造发电机的励磁系统
交流发电机励磁系统的原理
交流发电机励磁系统的原理一、引言交流发电机励磁系统是发电机中一个重要的组成部分，其作用是提供励磁电流，使发电机能够产生稳定的交流电能。
本文将深入探讨交流发电机励磁系统的原理。
二、交流发电机励磁系统概述交流发电机励磁系统由励磁电源、励磁电路和励磁控制系统组成。
励磁电源主要提供励磁电流，励磁电路将励磁电流传递给发电机励磁线圈，励磁控制系统用于控制励磁电流的大小和稳定性。
2.1 励磁电源励磁电源一般采用直流电源供电，如直流发电机、蓄电池或整流装置。
直流发电机是一种常用的励磁电源，它通过独立运行的小型发电机产生直流电流。
蓄电池作为备用励磁电源，当主要励磁电源故障时起到过渡和保护的作用。
整流装置是将交流电转换为直流电的装置，用于辅助励磁电源。
2.2 励磁电路励磁电路包括励磁线圈、励磁开关和励磁绕组等组成部分。
励磁线圈是由导体绕成的线圈，通过其产生的磁场来激励发电机产生电能。
励磁开关用于控制励磁电流的开闭，以实现对发电机励磁的控制。
励磁绕组是将励磁电流传递给发电机定子绕组的装置。
2.3 励磁控制系统励磁控制系统是通过控制励磁电路中的参数来调节励磁电流的大小和稳定性。
常见的励磁控制系统有自动励磁控制系统和手动励磁控制系统。
自动励磁控制系统根据发电机的输出电压和电流等参数自动调节励磁电流，使之保持在合适的范围内。
手动励磁控制系统需要人工干预来调节励磁电流。
三、交流发电机励磁系统原理交流发电机励磁系统的原理包括励磁电流的产生、流动和调节等方面。
3.1 励磁电流的产生励磁电流的产生是通过励磁电源产生的，一般是直流电流。
在直流发电机中，励磁电流由独立运行的小型发电机产生，其输出电流经过整流装置转换为直流电流。
在蓄电池作为励磁电源时，其直接提供直流电流。
励磁电流的大小取决于励磁电源的输出电压和电流。
3.2 励磁电流的流动励磁电流通过励磁线圈和励磁绕组流动，形成磁场激发发电机产生电能。
励磁线圈是发电机中的一个线圈，当励磁电流通过时，会产生磁场。
励磁发电机的工作原理
励磁发电机的工作原理
励磁发电机是一种利用电能转换为机械能的电动机，其工作原
理基于电磁感应。它由励磁系统和发电系统组成。
励磁系统是通过电流来激励发电机的电磁铁产生磁场。它包括
励磁电源和励磁线圈。励磁电源通常是一个直流电源，例如电
池或变流器。励磁线圈将励磁电流引入到发电机的转子中，从
而产生一个旋转的磁场。
发电系统是基于电磁感应原理的。当发电机的转子旋转时，旋
转磁场会经过定子绕组，引起导体中的电子受到力的作用，从
而导致电子流动。这个过程产生的电流通过导电部件，如导线
和继电器，输出给外部电路。
具体而言，当励磁线圈接收到励磁电流时，它会产生一个磁场。
这个磁场通过转子上的铁芯进一步增强，形成一个旋转的磁场。
同时，定子中的绕组也产生一个磁场，这个磁场和转子上的磁
场相互作用，导致定子绕组内的电子受到力的作用。
根据法拉第电磁感应定律，定子绕组中产生的电动势与磁场的
变化率成正比。当磁场变化快时，电动势也会增加。这就是为
什么发电机需要旋转的转子，以产生变化的磁场。同时，由于
转子的转动，不同的定子绕组会依次进入和离开磁场，从而产
生交流电。
最后，输出的电流通过导线传送到外部电路，供给其他设备使
用。整个励磁发电机的工作过程就是这样。需要注意的是，励
磁系统所提供的励磁电流必须足够大，以确保发电机产生足够
的电能输出。
发电机励磁系统-讲解
2013年07月
生产准备部金恩
粤电靖海电厂励磁控制柜 （美国GE公司）
华润电力（温州）有限公司生产准备部
发电机励磁系统基本原理
➢ 供给发电机励磁电流的电 源及其附属设备称为励磁 系统。
➢ 它分为励磁功率单元和励 磁调节器两个主要部分。
➢ 励磁功率单元向同步发电 机转子提供励磁电流；而 励磁调节器则根据输入信 号和给定的调节准则控制 励磁功率单元的输出。
间的自动跟踪 ➢ 自动和手动通道的双向自动跟踪 ➢ 恒无功或恒功率因素的控制 ➢ PSS电力系统稳定器。
测量单元板(MUB)
➢ 用于测量发电机定子侧信 号。它直接测量发电机的 三相电压和电流，并通过 这些量计算出其它信号： 如P（有功）、Q（无功）、 f（频率）等，同时提供了 强电参数和测量信号之间 的电气隔离。
扩展门极控制板(EGC)
➢ 作为双通道配置的后备通道使 用。
➢ EGC 连同COB、MUB一起安 装在同一个金属箱中，但在结 构上是独立的。
➢ EGC具有下列功能： 1、励磁电流调节 2、通道跟踪，以便在COB故障
时实现平稳切换 3、备用瞬时过电流保护继电器 4、备用反时限过电流继电器 5、直流侧短路保护
采用自然风冷（带冷却风机）的冷却方式，当励磁变温 度高至100℃时，冷却风扇自启；温度低至80℃时，风 扇自动停止。励磁变温度高至130℃时，发超温报警。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护，一组用于 测量。低压侧每相也提供3组CT，两组用于保护，一组 用于测量。
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，共有4个功率 柜组成。
灭磁要求： 1.灭磁时间尽可能的短（发电 机端电压由额定值Un降至5% Un所需的时 间称灭磁时间）2.励磁绕组两端的过电压 不超过允许值（通过跨接器来实现过压保 护的要求）。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理及运行1.（发电机励磁系统图：）励磁系统构成及优缺点：励磁电源由励磁变引自发电机机端，通过可控硅整流元件直接控制发电机的励磁,这种励磁方式即为自并励可控硅整流励磁，其特点如下：（1）因采用可控硅整流器和无需考虑同轴励磁机时间常数的影响,故可获得较高的电压响应速度。
(2) 励磁变压器接到发电机端不受厂用电压的影响，但需起励电源。
（3）缺点：其一整流输出的直流顶值电压受发电机或电力系统短路故障形式和故障点远近的影响，缺乏足够的强励能力。
其二由于自并励可控硅整流励磁系统的发电机短路电流衰减较快，对发电机带延时的后备保护可靠动作不利。
为此，过流保护可采用电流启动记忆，由复合电压或低电压闭锁的延时保护。
2. 发电机励磁装置:(1) 励磁装置组成:并联励磁变、可控整流装置、励磁调节器、灭磁及转子过电压保护、起励回路。
(2) 并联励磁变压器：型号:SCLLB-1800KVA / 容量:1800kVA一次电压15.75KV 二次电压:0.6kv接线Y/△ -11••••• 自并励励磁系统的励磁变压器不设自动开关，只设有隔离刀闸。
励磁变装设过流保护，该保护动作引跳出口油开关及灭磁开关。
励磁变接在主变底压侧,不受系统及厂用电影响。
•（3) 可控硅整流回路:（整流回路原理图：）以单相半波整流电路为例说明可控硅整流电路的工作原理。
要使可控硅导通，必须在可控硅的阳极及控制极同时加正向电压，并且使流过可控硅的阳极电流大于它的维持电流。
当阳极加反响电压，或流过可控硅阳极的电流小于维持电流时，可控硅截止。
从可控硅承受正向电压开始，到可控硅导通为止，这一段区间为控制角。
改变控制角的大小，可调整可控硅输出电压的大小。
可控硅整流电路可输出连续可调的直流电压。
主整流器采用三相全控桥,2个功率柜并列运行。
整流元件采用晶闸管整流，•每个功率柜额定功率输出2000A。
整流柜为强迫风冷式。
风机设有主、备用电源,互为备用(•主、备用电源:均用机旁I II段电源)。
发电机的构造和工作原理 物理知识
发电机是一种将机械能转化为电能的装置，广泛应用于工业生产、家庭生活以及各种交通工具中。
它的构造和工作原理是物理学领域的重要知识，下面我们将重点介绍发电机的构造和工作原理。
一、发电机的构造发电机通常由定子和转子两部分组成。
1. 定子：定子是发电机的固定部分，主要由铁芯和线圈组成。
铁芯用于集中磁场，线圈则是电磁感应的关键部分。
线圈一般由导电材料制成，固定在铁芯上。
2. 转子：转子是发电机的旋转部分，主要由轴、磁极和励磁部分构成。
磁极通常采用永磁体或者电磁铁制成，它们的旋转产生磁场变化，从而引起定子线圈中的感应电动势。
励磁部分则用于给转子提供电能，使其具有旋转运动。
二、发电机的工作原理发电机的工作原理主要依赖于电磁感应定律和发电机定则。
1. 电磁感应定律：电磁感应定律是物理学中的基本定律，它指出当导体相对于磁场运动或者磁场强度发生变化时，就会在导体中产生感应电动势。
2. 发电机定则：根据发电机定则，当一个闭合线路在磁场中运动时，线路中就会产生感应电动势。
感应电动势的大小与线路的形状、磁场的强度以及线路在磁场中的运动状态有关。
基于以上原理，发电机工作时，定子线圈中会产生感应电动势，在外部串联负载电阻后，就能产生电流。
而这个电流就是我们常说的交流电。
发电机产生电流的过程是一个动态过程，其中包含了磁场的变化、电势差的产生和电流的流动。
三、发电机的分类根据不同的工作原理和结构特点，发电机可以分为直流发电机和交流发电机。
1. 直流发电机：直流发电机是通过直接将机械能转化为直流电的发电机。
它的结构简单，运行稳定，是较为成熟的发电设备之一。
直流发电机根据励磁方式的不同又可分为分为永磁直流发电机和励磁直流发电机两种类型。
2. 交流发电机：交流发电机是通过感应原理将机械能转化为交流电的发电机。
它的结构复杂，但是应用范围更广，可以大规模应用于供电系统中。
根据磁场产生方式的不同，交流发电机又可分为同步发电机和异步发电机两种类型。
发电机励磁系统的原理
发电机励磁系统的原理
发电机励磁系统是由发电机、励磁电源以及相关的控制设备构成的一
套完整的励磁系统。
励磁电源可以是直流励磁发电机或交流励磁发电机，
励磁电源的电压可以通过调节系统的控制设备进行调整。
发电机首先通过
励磁电源发出励磁电流，励磁电流作用于发电机绕组，使发电机产生磁场。
发电机绕组接受到外界负载电流输出电压，随着负载的大小而改变，以此
来保持系统的稳定运行。
励磁系统的功能是在负载变换时，能够将发电机
的励磁电流自动调节到适宜的励磁电压，从而保证发电机稳定运行，达到
节能的目的。
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。
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。
- 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)。
发电机原理及构造发电机的励磁系统 发电机原理及构造——发电机的励磁系统 众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90?、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组(s1、s2)，而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁 是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器(AVR)，控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁(带永磁机)建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器(AVR)能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。 中小型三相同步发电机的技术发展概况 一(概述 中小型同步发电机是中小型电机的主要产品之一，广泛应用于小型水电站、船舶电站、移动电站、固定电站、应急备用电站、正弦波试验电源、变频电源、计算机电源及新能源――风力发电、地热发电、潮汐发电、余热发电等。它对边(疆)老(区)贫(穷)地区实现电气化，提高该地区经济发展水平和人民的生活水平有着重要的作用，中小型发电机在船舶、现代电气化火车内燃机车等运输设备中也是一个关键设备。移动电站对国防设施、工程建设、海上石油平台、陆上电驱动石油钻机、野外勘探等也是不可缺少的关键装备之一。应急备用电站在突发事件中的防灾、救护保障人民的生命和财产的安全有着不可替代的作用。开发绿色能源、可再生能源、减少大气二氧化碳的含量，小水电、风力发电、地热发电和余热发电是重要的组成部分。 我国小型同步发电机的第一代产品是1956年电工局在上海组织的统一设计并于1957年完成的TSN、TSWN系列农用水轮发电机。第二代产品是在进行了大量试验研究和调查研究的基础上于1965年开始的T2系列小型三相同步发电机统一设计，该水平达到六十年代国际先进水平，为B级绝缘的有刷三相同步发电机。在这段时间还开发了ST系列有刷单相同步发电机，此系列电机出口量较大。1979年开始进行TFW系列三相无刷同步发电机和TFDW系列单相无刷同步发电机的统一设计，1982年10月通过了样机鉴定工作,并推广生产,此两系列主要性能指标达到或接近当时的国际先进水平,此系列仍采用B级绝缘结构。 进入八十年代末、九十年代初，随着我国改革开放不断发展，我国的电机行业的部分企业开始引进先进工业国的中小型同步发电机，有的按生产许可证方式进行技术引进，有的引进软件技术(或生 产技术)，有的按合作生产方式引进国外的先进技术，其先后有德国西 门子公司的IFC5和IFC6系列、德国AEG公司的DKBH系列、英国彼特普公司E系列、美国马拉松公司的MP系列发电机、英国的斯坦福公司BC、HC系列等发电机，这些发电机的绝缘等级为F级或H级，采用隐极式或整体凸级结 构，其技术经济指标较先进，可靠性较高，其制造工艺水平较先进，这些产品的引进，对提高我国的中小型发电机水平和制造工艺水平有较大的促进作用。比如，无锡电机厂、汾西机械厂、柳州电机厂 引进了德国西门子公司1FC5、1FC6系列无刷发电机，兰州电机有限责任公司(以下简称兰电)引进了德国AEG公司DKBH系列船用、陆用无刷发电机，福州发电设备厂引进了美国麦格乃泰克公司无刷发电机制造技术等等。近年无锡电机厂又引进了西门子公司最近开发的1FC2系列无刷三相同步发电机，该电机为整园凸极冲片，克服了原西门子公司1FC5、1FC6隐极结构体积偏大，重量偏重的不足。90年代，无锡电机厂与新时代公司、上海革新电机厂与马拉松公司合资办了企业，使我国中小型三相同步发电机水平又有了进一步的提高，使国内三相同步发电机生产的主要企业产品达到了国际先进水平。兰州电机厂在引进德国AEG公司DKBH系列基础上，90年代中期，又开发了自己的新一代产品:TZHW系列(陆用)、TFXW-H系列(船用)无刷三相同步发电机，使其性能有了进一步的提高，更加适合国情、厂情，提高了市场竞争力。 二(主要产品介绍 下面就兰电现生产的中小型三相同步发电机主要系列做一简要介绍。 1(DKBH系列(船用、陆用)无刷发电机 额定参数: 额定频率 HZ 50 60 额定功率范围:4极 12---1250KVA 14.4---1500KVA 6极 190—910KVA 228---1090KVA 额定电压 V 400 460 额定转速 r/min 1500 、1000 同左 额定功率因数 cosφ 0.8 (滞后) 同左 工作制 S1 S1 中心高 mm 160—400 同左 主要性能指标: 稳态电压调整率 % ?0.5 、?1 同左 动态性能 突加、突减60%IN 、cosφ?0.4，电压变化在85-120% 额定电压范围内，稳定时间不超过 1S。 短路特性 可提供3 IN 持续短路电流，2S。 波形畸变率 5% 同左 并联运行 能可靠并联运行 同左 调压指标较差，靠人工调节可达到额定输出。该系列电机具有调压精度高、效率高、体积小、重量轻等特点。该系列电机已取得中国船级社船检型试认可。 2(TZHW系列(陆用)无刷三相同步发电机 TFXW-H系列(船用)无刷三相同步发电机 TZHW系列(陆用)无刷三相同步发电机与TFXW-H系列(船用)无刷三相同步发电机基本结构型式相同。TFXW-H系列(船用)是在TZHW系列(陆用)无刷三相同步发电机的基础上作了适应船用的要求的改型而得来。 额定参数: 额定功率范围 4极 24---1000kW 6极 160—700kW 额定电压 400V 额定频率 50HZ 额定转速 1500 、1000 r/min 额定功率因数 cosφ 0.8 (滞后) 工作制 S1 中心高 225—400 mm 主要性能指标: 稳态电压调整率 ?0.5% 、?1% 动态性能 突加、突减60%IN 、cosφ?0.4，电压变化在85-120% 额定电压范围内，稳定时间不超过 1S。 短路特性 可提供3 IN 持续短路电流，2S。 波形畸变率 5% 并联运行 能可靠并联运行 超速 1.2nN 符合标准 GB IEC TZHW系列(陆用)、TFXW-H系列(船用)无刷同步发电机是兰电在引进德国AEG公司DKBH系列的基础上自行开好的新一代产品。该系列继承了AEG公司DKBH系列的优点，结合国情、厂情进行了 超速 1.2nN 符合标准 GB 、IEC 、VDE 同左 该系列电机为双轴承支承结构，根据用户需要，可制成单轴承结构。机座为钢板制造，转子冲片为整园凸极型式，在转子磁极下端装有付励磁机，这是一种磁复合的无刷励磁型式，它能随着负载的变化改变付励磁机的输出电压，强励性能好，当电压调节器损坏时，发电机还能供电，不过不可控时改进: (1) 励磁方式:DKBH系列采用付励磁机装在转子磁极下端磁复合的方式，使付励磁机输出电压随负载改变而变化，从而改善了发电机的动态性能、短路特性等。兰电集多年生产相复励励磁同步发电机的经验，改用相复励无刷励磁系统，这样既保持了强励性能好、当电压调节器损坏时，发电机还能供电的优点，且在电压调节器出现故障时，在不可控状态下，仍具有较好的调压性能，坚持正常工作。 (2) 电磁方案从新进行了优化，定子冲片采用扇形片结构，节省了材料。 (3) 机座采用铸铁制成，铸铁结构整体性好，刚性好、吸振性好。同时，有利于加工制造，适合批量生产，降低成本。但表观质量稍差，重量偏重。兰电为改进表观质量，设计制造了八角形(或园形)树脂砂铸造的铸件，表观质量得到了较大改善。 (4)产品结构重新进行了安排 该系列电机具有调压精度高、动态性能好、效率高、体积小等特点。TFXW-H系列无刷 三相同步发电机已取得中国船级社船检型式认可， 3(TZH系列(陆用)、TFX-H系列(船用)三相同步发电机 额定参数: 额定功率范围 4极 12---250kW