《无刷励磁系统讲解》PPT课件

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1、无刷励磁系统讲解励磁系统的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。励磁系统的作用励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有：根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值。控制并列运行各发电机间无功功率分配。提高发电机并列运行的静态稳定性。提高发电机并列运行的暂态稳定性。在发电

2、机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。励磁系统的分类无刷励磁系统的主要优缺点无刷励磁的主要优点有：与静止励磁相比，无刷励磁的控制功率大大减小，有利于简化控制、保护线路，少占用厂房场地（省去励磁变压器和大功率整流灭磁屏）。因为没有整流器、无滑环和碳刷，不需要进行这方面的维护工作。因为没有碳粉和铜沫引起电机线圈污染，故电枢绕组绝缘的寿命较长。电机运行在易燃、易爆炸的环境条件下，也不会因换相火花而造成恶性事故。由于取消了整流器和滑环，在带有腐蚀气

3、体场所，只要对绝缘采取防护措施，亦可运行。无刷励磁的主要缺点有：同步电机转子不能直接灭磁，目前只能在励磁机回路灭磁，故灭磁时间较长。发电机转子电压、电流不能直接测量。对旋转元器件（整流元件的熔断器）要求能承受较大的离心力。对旋转元器件的故障监测与报警技术有待进一步完善。无刷励磁系统结构励磁系统由整流环、三相主励磁机、三相副励磁机（永磁机）、冷却器、计量和监控装置组成。永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

4、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。旋转半导体无刷励磁系统示意图1.三相副励磁机2.磁场接地故障检测用的滑环和碳刷3.交轴测量线圈4.三相主励磁机5.熔丝响应监视6.二极管整流装置7.三相引线8.多接触连接器9.转子绕组（发电机）10.定子绕组（发电机）11.自动电压调节器12.静止的熔丝响应监视图（霍尔探测器）三相副励磁机副励磁机采用永磁式中频发电机，具有良好的外特性，从发电机空载到强行励磁时，其端电压变化不超过10%额定值。配置用于报警的故障低电压、过电流检测继电器及电压、电流表计。三相副励磁

5、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。三相主励磁机主励磁机适应带整流负载的要求，并有较大的储备容量，发电机出口三相短路或不对称短路时，励磁机不产生有害的变形或过热。交流主励磁机采用150Hz。主励磁机是一台小型三相隐极式同步发电机。三相主励磁机系一个6极旋转电枢装置。这6个极与激励和阻尼绕组安装在定子架内。磁场绕组位于叠片磁铁极上。在极靴

6、上装有母线，其端部连接后形成阻尼绕组。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。迭片通过贯穿螺栓在压缩环上压制而成。把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，然后用玻璃纤维带把转子绕组的端匝予以固定，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的集电环，注满合成树脂并且在凝固之后，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。整流环在三相电桥电路中，整流环的主要部件是安装在整流环上的硅二极管。二极管必需的

7、接触压力由一盘簧总成和旋转期间的离心力产生。每两个二级管一组安装在各铝合金散热片中，与各个散热片相连的是熔断器，当一个二极管不工作它就会断开这两个二极管。为了抑制因整流产生的瞬间电压峰值，每个整流环要安装6个各由一个电容和一个阻尼电阻器组成的RC网络。它们组合在一个单树脂封装的装置内。经过绝缘和冷缩的整流环将做为直流母线作用于整流器电桥的正负侧。励磁机的冷却及干燥系统励磁机是空气冷却的。冷却空气为闭式循环，并在横靠励磁机安装的两个冷却器装置中进行再冷却。整个励磁机装在冷却空气循环通过的机壳中。励磁机还安装干燥装置除湿

8、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。励磁系统图自动电压调节器自动电压调节器AVR的主要功能是精确地控制和调节发电机的机端电压和无功功率，它对励磁电压快速作出反应，响应时间为几个毫秒。主要由测量比较、综合放大和移相触发三个基本单元构成。测量比较单元用来测量经过变换的与发电机端电压成比例的直流电压，并与相应的电压整