发电机原理及无刷励磁系统资料.ppt

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1、发电机原理及无刷励磁系统中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并切割磁场中的磁力线时，导体中将会产生电流——这就是最基本的发电机原理。这说明，要发电必须同时满足两个条件：1.）要有产生磁力线的磁场；2.）运动的导体必须切割磁力线。一、发电机基本原理：1、固定磁场交流发电机原理在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻。当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。2、旋转磁场交流发电机原理模型3、发电机结构发电机是

2、由定子、转子、励磁机等部分组成定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。1.励磁解释：为发电机“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁场叫励磁。2.励磁装置：是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置3、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

3、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：①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。②控制并列运行发电机无功功率。③提高发电机并列运行的静态稳定性。④提高发电机并列运行的暂态稳定性。⑤在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障危害。⑥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。二、励磁系统1、励磁系统的分类：1）按励磁方式分：①.自励②.他励2）按励磁电源分类：①直流励磁机励磁系统②交流励磁机励磁系统3）按励磁的接入方式分类：①（旋转整流）无刷励磁②（静止整流）有刷励磁①.自励：即从发电机出口引出一条支路，通过励磁变压器降

4、压以后输入励磁调节器，励磁调节器的输出作为励磁电源为转子磁场提供电流。特点：系统简单，发电机出口电压较稳定，励磁调节器输出电流稳定，但需要起励电源。发电机转子发电机转子调节装置起励电源发电机定子碳刷滑环励磁变发电机出线自励系统示意图2、按励磁方式分：②他励：取消了励磁变压器等设备，系统更简化，直接从厂用电接出一路电源作为励磁电源。特点：不需要另接起励电源，但厂用电电压不稳定，容易引起励磁电流的波动，造成发电机出口电压的波动。发电机转子发电机转子调节装置发电机定子碳刷滑环发电机出线励磁电源他励系统示意图发电机转子调节装置发电机定子主励灭磁开关发电机出线1）“两机”励磁系

5、统碳刷滑环励磁电源优点：取消副励磁机，轴系长度缩短；缺点：调节速度慢3、交流励磁系统发电机转子调节装置发电机定子副励主励灭磁开关发电机出线碳刷滑环2）“三机”励磁系统组成：交流主励磁机和交流副励磁机都与发电机同轴。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，易引发轴系振荡交流电时大小和方向随时间作周期性变化的，如果发电机励磁采用交流电源，就不能在发电机转子上形成一个固定的磁场，而变成了一个交变磁场。当发电机转子旋转时，这个交变磁场在

6、发电机定子中只能形成一个无序高频电压，不能满足用电需要。而直流励磁在转子上形成一个固定磁场。①交流励磁机-静止整流器励磁系统（有刷励磁）即励磁电源通过碳刷滑环接入转子回路.4.）按励磁的接入方式分发电机转子调节装置发电机定子副励主励灭磁开关发电机出线碳刷滑环②交流励磁机-旋转整流器励磁系统（无刷励磁）在励磁系统接入方式上不采用碳刷滑环，而且将励磁调节装置的整流部分与转动部分连接为一体。属于他励方式的演化形式。发电机转子调节装置发电机定子副励主励旋转二极管灭磁开关发电机出线采用定子磁场方式采用永磁机，转子磁场有刷励磁和无刷励磁的对比①有刷励磁可以带有励磁机，也可以不带有

7、励磁机，方便灵活，使系统简单化。而且，有刷励磁系统的灭磁开关设在靠近转子回路处，灭磁迅速。但是有刷励磁采用带有相对运动的设备，在运行中，碳刷易磨损，而且碳刷磨损后的粉末积存在滑环处，有可能造成短路。②无刷励磁必须带有励磁机，系统较复杂，但因设有独立的励磁电源，励磁电压基本不受干扰，稳定性较高。同时，因没有相对运动的部件，不产生磨损。但旋转二极管损坏后维修较困难。同时，无刷励磁系统的灭磁开关设在励磁机之前，不利于事故迅速灭磁。三、我厂发电机无刷励磁系统发电机组的励磁机由一台主励磁机和一台副励磁机组成，其主励磁机采用一台三相交流无刷励磁机，副励磁机采用一