励磁装置

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详细阐述如何区分励磁系统及其类型的介绍!

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详细阐述如何区分励磁系统及其类型的介绍!

发布日期:2019-04-25 作者: 点击:

励磁系统主要类型有:静态励磁系统、无刷励磁方案、交流励磁系统、DC励磁系统、励磁系统建模,如今,使用了大量不同类型的励磁机系统。可以区分三种主要类型:

1、DC励磁系统,

其中励磁机是DC发电机,通常与同步电机的转子在同一轴上。

2、交流励磁系统,

其中励磁机是带整流器的交流电机。

3、静态励磁系统

其中励磁电流由受控整流器提供,整流器直接从发电机端子或发电厂的辅助电力系统获得电力,辅助电力系统通常包含电池。

ψ   在后一种情况下,同步电机可以在未通电的网络“黑启动”下启动。电池通常是从网上充电的。

励磁系统

一、静态励磁系统

ψ   在静态励磁系统中,发电机磁场由图1所示的晶闸管网络供电。

ψ   只需调整晶闸管触发角就足以改变励磁水平。

ψ   这种系统的一个主要优点是,当需要时,场电压可以非常快速地在正负值的整个范围内变化,最终的好处是在瞬态扰动期间发电机电压调节。

ψ   晶闸管网络由三相全控或半控桥式整流器组成。

ψ   场抑制电阻器消耗场电路中的能量,而场断路器确保发电机故障期间的场隔离。

二、无刷励磁方案

ψ   在交流发电机的无刷励磁系统中,采用旋转电枢和静止磁场作为主励磁机。

ψ   发电机励磁的正向电压是通过安装在发电机轴上的旋转半导体二极管网络整流获得的。

ψ   因此,励磁电枢、二极管网络和发电机磁场刚性串联。

ψ   这种激励方法的优点是完全消除了滑环和电刷等移动触点,从而提供了平稳且免维护的操作。

ψ   永磁发电机作为励磁机磁场的电源。

ψ   永磁发电机的输出通过晶闸管网络整流,并应用于励磁机磁场。

ψ   电压调节器测量输出或终端电压,将其与设定的基准电压进行比较,并利用误差信号(如果有的话)来控制晶闸管网络的栅极脉冲。

三、交流励磁系统

励磁机和调压器:

励磁机的功能是在电压下降时增加励磁电流,在电压上升时减少励磁电流。定义了电压变化

励磁机最高电压以下内容:

它被定义为励磁机在特定负载条件下可以达到的最大电压。

励磁机响应:

它是励磁机电压的上升或下降速率。当需要改变这个电压时。作为一个例子,考虑如图所示的响应曲线。

励磁机越来越多以下内容:

ψ   励磁机的建立取决于磁场电阻和通过切割或添加对其值的充电。

ψ   最大可能的控制努力是当现场电路达到最大电流值时,励磁变阻器完全短路。

ψ   这可以通过闭合接触器来实现。

当励磁机在空载下以额定速度运行时,电压随时间变化的阶跃变化记录被称为励磁机建立曲线。

ψ   一般来说,目前的做法是使用125伏激励,最高可达IOMVA装置,250伏系统,最高可达100毫安装置。

ψ   发电超过IOOMVA的机组励磁系统电压各不相同。有些使用350伏和375伏系统,而有些使用高达500伏的励磁系统。

四、DC激励系统

ψ   这类励磁系统利用直流发电机作为励磁电源,并通过滑环向同步电机的转子提供电流。

ψ   励磁机可以由电机或发电机轴驱动。它可以是自激的,也可以是单独激发的。

ψ    单独激励时,励磁机磁场由枢轴励磁机提供,该枢轴励磁机包括 永久的  磁铁发电机。

ψ   直流电机,两组电刷相隔90度,一组在直流电机上

ψ   控制磁场绕组位于d轴上。

ψ   与d轴电枢电流串联的补偿绕组,从而消除电枢反应的负反馈。

ψq轴上的电刷短路,在q轴电枢中产生大电流只需要很小的控制磁场功率。

ψq轴电流由电机机械提供。

五、励磁系统建模

ψ   励磁系统的数学模型对于评估所需性能要求、辅助控制和保护电路的设计和协调以及与研究计划和目的相关的系统稳定性研究至关重要。

发电机电压控制系统

ψ发电机的电压与发电机的速度和励磁(通量)成比例。

ψ   速度不变时,激励用来控制电压。

ψ   因此,电压控制系统也被称为励磁控制系统或自动电压调节器(AVR)。

ψ   对于交流发电机,励磁由一个装置(另一台机器或一台静电发电机)提供 设备)称为激励器。

ψ对于大型交流发电机,可能需要励磁机在500伏时提供高达6500安的励磁电流,因此励磁机是一台相当大的机器。

ψ   根据交流发电机励磁绕组的直流供电方式

ψ (位于转子上),激励器分为:

I)   DC激发器;

ii)  交流激励器;

iii)  静态激励器。

ψ   因此,电气和电子工程师协会工作组开发了几个标准框图来表示励磁系统。

ψ   发电机电压控制系统的简化框图。

ψ   将发电机端电压Vt与参考电压Vref进行比较,以获得电压误差信号≈V

ψ   该信号被施加到电压调节器,如具有传递函数KA/ (1+TAs)的块所示。

ψ   调节器的输出随后被施加到激励器,激励器显示有传递函数Ke/ (1+Tes)块。

ψ   励磁机Efd的输出然后被施加到磁场绕组,磁场绕组调节发电机端电压。

ψ   发电机磁场可以用传递函数为KF/(1+sTF)的块来表示。


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