图解发电机励磁原理

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1、发电机励磁系统原理（1）水轮发电厂原理大坝、水电厂、水轮机、发电机定子、转子、励磁系统水轮发电厂转子n=60f/P励磁绕组（d轴）阻尼绕组（d轴、q轴）励磁的基本概念什么是励磁？导体切割磁力线感生电动势e励磁就是提供一个磁场BE=4.44fNΦ对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ4.44:有效值系数F:励磁条件与影响N:机端电压影响Φ:与励磁电流关系GFrequency（f）ActivePower（P）ReactivePower（Q）TerminalVoltage（Ug）Governor调速Excitation励磁功角含义（电气量

2、与空间量）、静稳极限Pmax、系统稳定余度（Pmax/P）、功角范围（机组小于系统）励磁的基本任务功角δExcitationSystemExcitationControlSystemSynchronousMachineRegulatorExciterSynchronousMachinePowerSystemBlockdiagrammaccordingIEEE励磁系统励磁控制系统励磁重要概念现在发电机励磁系统采用单轴直流电励磁；发电机励磁系统科研主要内容：双轴励磁；交流励磁；励磁系统新科技现在励磁控制系统规律大多采用传统经典控制理

3、论：PID+PSS励磁控制系统科研主要内容：电力系统稳定器PSS；线性最优控制规律（华中科技大学）；非线性最优控制规律（清华大学）。励磁控制系统新科技电力系统励磁控制发展过程：PID控制；PSS控制线性最优控制LO－PSS（LinearOptimalControl）非线性最优控制NO－PSS（NonlinearOptimalControl）非线性鲁棒控制NR－PSS（NonlinearRobustControl）PID励磁控制理念KΔVG控制20ΔVG如K=100GeneratorU,IffU,IEEVoltageRe

4、gulatorAVR110VDC400VACPotentialTransformersCurrentTransformersOutputofExcitationSystem

5、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调辅助整流柜（功率柜）直流灭磁灭磁节控制制动整流柜开关柜电阻柜器柜（柔性制动）S101S106+S107三峡电厂右岸励磁系统完全柔性制动系统THYRIPOL直流励磁机系统（开关励磁）同轴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。交流励磁机系统（三机它励）组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都

6、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。优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响缺点：调节速度慢，轴系长度长，易引发轴系振荡同轴自幷励静止有刷励磁静止无刷励磁系统旋转自并励磁系统励磁装置就是提供发电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置及保护装置励磁控制系统是包括控制对象的反馈控制系统整流器输入开关的定义：灭磁开关&隔离开关：按是否投灭磁电阻而定现代励磁基础同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）电力电子器件：二极管、

7、晶闸管（可控硅）、IGBT等PN结、单相导通特性、可控硅伏安特性可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲可控硅关断条件：反向电压同步电压、触发脉冲、脉宽调制开关励磁可控硅励磁原理三相全控桥电路α=00:强励状态，AC变DCα=α0:整流状态，AC变DCα=1500:逆变状态，DC变AC全控桥与半控桥全控桥：整流与逆变整流特征相同能够逆变也能续流Uf反相恒定If线性衰减灭磁快半控桥：整流与续流整流特征相同不能逆变只能续流Uf＝0If非线性衰减灭磁慢续流二极管三相全控桥电路要点SCR导通顺序：123456123456123

8、4……整流状态交流变直流，能量供给000逆变状态直流变交流，能量反送900