同步發電機的自動調節勵磁裝置設計

⑴ 同步發電機勵磁調節系統的工作原理

同步發電機勵磁調節系統通常分為「手動勵磁調節系統」和「自動勵磁調節系統」。
手動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源進行整流，得到直流電源，再將直流電
源通過磁場變阻器和滅磁開關接通發電機轉子迴路，改變磁場變
阻器的阻值就可以調節勵磁電流的大小，從而達到調節發電機定
子電壓的目的。(也有採用可控硅整流手動勵磁調節系統)
自動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源通過可控硅整流裝置得到直流勵磁電源。
利用發電機出口的壓變和流變反映發電機電壓偏差和無功功率，
將偏差信號轉換成可控硅的觸發信號，根據發電機電壓和無功功
率自動調節勵磁電流。在系統故障時還有自動「強行勵磁」功能。
只能簡單說這些。勵磁系統具體結構很多，原理大同小異，你可以在網路上查詢。

⑵ 同步發電機勵磁自動調節的作用是什麼

勵磁自動調節的作用是：

如果功率因數或者電壓沒有在設定的范圍內，會快速做出反應，自動調整到設定的范圍內，保證發電機按照設定的要求運行。

同步發電機勵磁調節系統的工作原理

（一）控制發電機的端電壓

維持發電機的端電壓等於給定值是電力系統調壓的主要手段之一，在負荷變化的情況下，要保證發電機的端電壓為給定值則必須調節勵磁。

（二）控制無功功率的分配

當發電機並聯於電力系統運行時，它輸出的有功決定於從原動機輸入的功率，而發電機輸出的無功則和勵磁電流有關。為分析方便，假定發電機並聯在無窮大母線運行，即其機端電壓UG恆定。

(2)同步發電機的自動調節勵磁裝置設計擴展閱讀：

在現代電力工業中，同步發電機廣泛用於水力發電、火力發電、核能發電以及柴油機發電。由於同步發電機一般採用直流勵磁，當其單機獨立運行時，通過調節勵磁電流，能方便地調節發電機的電壓。

若並入電網運行，因電壓由電網決定，不能改變，此時調節勵磁電流的結果是調節了電機的功率因數和無功功率。

同步發電機的定子、轉子結構與同步電機相同，一般採用三相形式，只在某些小型同步發電機中電樞繞組採用單相。

⑶ 發電機勵磁系統的原理 發電機勵磁系統的原理是什麼

1、發電機勵磁系統是供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備的統稱。它一般由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個主要部分組成。

2、發電機勵磁系統包括直流勵磁機、無刷勵磁機、交流勵磁機等。近十多年來，由於新技術，新工藝和新器件的涌現和使用，使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面，也不斷研製和推廣使用了許多新型的調節裝置。

⑷ 勵磁系統的自動調節

自動調節勵磁電流的方法
在改變發電機的勵磁電流中，一般不直接在其轉子迴路中進行，因為該迴路中電流很大，不便於進行直接調節，通常採用的方法是改變勵磁機的勵磁電流，以達到調節發電機轉子電流的目的。
常用方法有：改變勵磁機勵磁迴路的電阻，改變勵磁機的附加勵磁電流，改變可控硅的導通角等。
這里主要講改變可控硅導通角的方法，它是根據發電機電壓、電流或功率因數的變化，相應地改變可控硅整流器的導通角，於是發電機的勵磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管，可控硅電子元件構成，具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率大、體積小和重量輕等優點。在事故情況下能有效地抑制發電機的過電壓和實現快速滅磁。
自動調節勵磁裝置的組成單元
自動調節勵磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調差單元、穩定單元、限制單元及一些輔助單元構成。
1.測量單元
被測量信號（如電壓、電流等），經測量單元變換後與給定值相比較，然後將比較結果（偏差）經前置放大單元和功率放大單元放大，並用於控制可控硅的導通角，以達到調節發電機勵磁電流的目的。
2.同步單元
同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈沖與可控硅整流器的交流勵磁電源同步，以保證控硅的正確觸發。
3.調差單元
調差單元的作用是為了使並聯運行的發電機能穩定和合理地分配無功負荷。
4.穩定單元
穩定單元是為了改善電力系統的穩定而引進的單元 。勵磁系統穩定單元 用於改善勵磁系統的穩定性。
5.限制單元
限制單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下運行而設置的。
必須指出並不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元，一種調節器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務有關。
自動調節勵磁的組成部件
自動調節勵磁的組成部件有機端電壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器；勵磁裝置需要提供以下電流，廠用AC380v、廠用DC220v控制電源.廠用DC220v合閘電源；需要提供以下空接點，自動開機.自動停機.並網（一常開，一常閉）增，減；需要提供以下模擬信號，發電機機端電壓100V，發電機機端電流5A，母線電壓100V，勵磁裝置輸出以下繼電器接點信號；勵磁變過流，失磁，勵磁裝置異常等。
勵磁控制、保護及信號迴路由滅磁開關，助磁電路、風機、滅磁開關偷跳、勵磁變過流、調節器故障、發電機工況異常、電量變送器等組成。在同步發電機發生內部故障時除了必須解列外，還必須滅磁，把轉子磁場盡快地減弱到最小程度，保證轉子不過的情況下，使滅磁時間盡可能縮短，是滅磁裝置的主要功能。根據額定勵磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。
數字自動調節勵磁裝置
近十多年來，由於新技術，新工藝和新器件的涌現和使用，使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面，也不斷研製和推廣使用了許多新型的調節裝置。由於採用微機計算機用軟體實現的自動調節勵磁裝置有顯著優點，目前很多國家都在研製和試驗用微型機計算機配以相應的外部設備構成的數字自動調節勵磁裝置，這種調節裝置將能實現自適應最佳調節。

⑸ 請問哪裡可以找到關於數字式同步發電機勵磁調節器設計的資料

同步發電機是電力系統以及工業生產中的重要元件其勵磁裝置的性
能直接影響同步發電機運行的可靠性和穩定性目前國內生產的同步電
動機勵磁裝置大多數採用模擬控制電路這種控制電路存在硬體多控制
板數量多接線復雜可靠性差等缺點對於現場人員使用和維護都造成
了一定困難微機控制技術的發展為解決以上問題提供了技術支持
我公司從80 年代起研製並生產了大量的微機控制整流設備特別是在
晶閘管的控制技術上有比較豐富的經驗
針對勵磁裝置中存在的一些問題我公司採取微機控制技術並且吸
取了現有勵磁設備的精華其中包括1972 年原機械工業部電器工業管理局
的統一設計的技術關鍵和同步發電機失步保護和帶載自動再整步技術精
華研製出了新型微機控制同步發電機晶閘管勵磁裝置該裝置具有控制
集成度高控制精度高運行可靠性高穩定性好現場使用和維護方便
等優點
微機控制同步發電機勵磁裝置分為HRKLF11 和HRKLF12 兩個系列11
系列供拖動非沖擊性負載的同步發電機恆定勵磁用12 系列供有沖擊性負
載的同步發電機按負荷自動調節勵磁維持無功電流恆定之用該裝置均具
有失步保護和帶載自動再整步功能適用於200-10000KW 同步發電機配套
1 控制電路採用MCS-89C51 系列單片微機控制控制板集成度高,軟體
中有豐富的設備自檢功能
2 具有良好的失步保護功能和帶載自動再整步功能
3 全壓起動時起動至亞同步轉速順極性投入勵磁使電機牽入同步運行
4 同步發電機起動和停車時自動滅磁以免感應過電壓擊穿設備
5 可手動調節勵磁電流電壓進行功率因數調整
6 本設備所帶放電電阻RF 阻值為所配用的同步發電機轉子勵磁繞
組直流電阻的10 倍其長期允許電流為同步發電機額定勵磁電流的 按負荷自動調整勵磁基本保持同步發電機無功電流恆定
2 具有零勵磁保護功能
本裝置的主電路包括整流變壓器三相半控整流橋阻容滅磁環節
和起動環節等控制電路主要由單片機MCS-8751 勵磁電流調節器電
流給定與反饋環節投全壓和投勵環節失步檢測環節強勵環節無功
補償環節微機觸發環節和自檢環節等組成以上控制電路主要集成到一塊控制板上具有同步發電機的起動正常勵磁失步檢測和保護強勵
自動關橋以及無功補償等功能
下面分別介紹各部分組成和原理
1 三相半控整流電路
整流變壓器將交流380V 電源電壓降至勵磁所需的電壓其二次輸出線
電壓為U21
每個主橋晶閘管及整流二極體在一個電周期360 度內輪流導通120 度
晶閘管由其相應的觸發插件提供的觸發脈沖開通整流二極體為自然換流
整流橋直流輸出電壓為
Ud 1.35 U21(1+cos )/2
式中U21 整流變壓器二次側線電壓V
晶閘管的控制角
Ud 0.3-1.2Ufe
Ufe 電機額定滿載勵磁電壓
2 阻容滅磁環節
阻容滅磁的任務是關斷主橋晶閘管停止主橋向電機輸出勵磁電壓和
電流
輸出勵磁電壓和電流採用阻容滅磁不僅滅磁速度快而且關橋可靠
下列情況下阻容滅磁動作
1 電機發生帶勵失勵失步時阻容滅磁動作關斷主橋使電機轉入異
步運行失步源消失後實現帶載自動再整步
2 當電機發生斷電失步時阻容滅磁動作關斷主橋電機勵磁繞組儲
存的磁場能量經附加電阻RF 及電容C10 和C11 衰減當勵磁電流lf 由額定值
Ife 衰減到0.368Ife 時實現斷電失步再整步
3 當電機正常或事故停機時阻容滅磁動作關斷主橋避免在下一次
開機時因主橋未關斷而誤投勵
電容C10 由交流26OV 電源經單相全波整流充電至34OV 左右
當滅磁插件發出滅磁脈沖後滅磁晶閘管KP4 開通C10 上予充電壓反
向加於主橋兩端為保證主橋可靠關斷CM1 容量的選擇應保證施加反壓的
時間大於主橋晶閘管的熱態關斷時間在施加反壓的同時C10 經電機勵磁
繞組向C11 放電
當Vc10 Vc11 時流過KP4 的電流近似為零KP4 自動關斷
3 起動環節
主要技術要求
l 在電機投勵前的整個非同步起動過程中當勵磁繞組有正向感應電壓時
起動晶閘管 KP5 應可靠開通以便附加電阻 RF 在有正負半周感應電壓時均
能接入勵磁繞組使電機獲得良好的對稱起動特性而投入正常勵磁後KP5
應可靠關斷並轉入高開通值高開通值應保證電機在正常勵磁強勵及滅磁時不誤開通以避免長期接入附加電阻而燒毀在電機勵磁繞組出現
過電壓時KP5 應開通對勵磁繞組起過電壓保護作用
2 起動控制迴路中的R21 選擇滿足高開通值外並應滿足正常運行時的
熱穩定要求
工作原理在電機半壓起動油開關閉合後J1-2 閉合此時WHK2 4 閉
合在未投勵時此時R21 與R22 並聯並聯後阻值較低R23//RW21 迴路可
分得較高電壓因R21 阻值較高R23//RW21 分得電壓就低KP5 就需在較高主
橋電壓下開通改變R21 R22阻值可獲得所需的KP5 高低開通值
4 勵磁電流調節器
電流調節器由運算放大器U302B 組成的比例積分放大器和二極體限幅
環節組成電流給定由電位器POT 構成電流反饋由ID 輸入電流調節器
的輸出值經過電阻R235 和R236 分壓後送給模數轉換器A/D0804 經過轉
換後的數字量輸入到微機去控制晶閘管的觸發角
為了把電流限制在某個最大允許值電流調節器具有限流功能即電流
截止功能調節電位器RW35 可以調節限流值調節電位器RW37 R334 和
C311 可以改變電流調節環的比例積分參數
調節環的輸出電壓與移相角之間存在著非線性關系為了使得操作人
員調節方便使勵磁電壓或電流能夠線性跟蹤電位器的給定變化在
單片機控製程序中設置了非線性校正環節
5 投全壓和投勵環節
同步發電機在整個起動過程中其轉子感應交變電壓的頻率是隨著轉
子的加速而變化的轉速越高感應交變電壓的頻率就越低電機剛起動
瞬間轉子感應電壓頻率與定子迴路頻率f1 相同為50HZ 而達到任一
轉差S 時的轉子感應電壓頻率f 為 f=fl S=50S
當同步發電機加速至同步轉速的90 時轉差s 0.1 投入全壓
當同步發電機加速至亞同步時同步轉速的95 轉差S 0.05 順
極性投勵此時轉子感應電壓頻率為
f=50 0.05=2.5 周
一個周期時間為T l/f=l/2.5 0.4 秒
電機進入亞同步轉速時投勵環節接收到頻率為2.5Hz 的轉子感應電
壓信號後順極性感應電流方向與勵磁電流方向相同發出脈沖去觸
發主迴路晶閘管從而投入勵磁將同步發電機牽入同步運行
6 觸發脈沖形成與放大環節
觸發脈沖的形成與放大電路的原理為由單片機P1 口發出120 度電
角度方波送入與門74LS08 的一個輸入端與門另一端輸入高頻的脈沖列
FO 其輸出端即輸出120 度的寬脈沖列然後經過上拉電阻加以放大輸出
此信號接入脈沖變壓器的原邊脈沖變壓器的副邊接入晶閘管的門極和陰極7 強勵環節
當定子迴路三相交流電壓降至某一百分比如80 時進行突出強
勵強勵時間為10 秒
8 無功補償環節僅HRKLF12 型用
拖動沖擊負載的同步發電機當負載增加仍為恆定勵磁時其輸出無功
電流減少超過額定負載時減少得更為嚴重甚至變為從電網吸取感性無
功電流這不利於電機運行和電網電壓的穩定沖擊負載的大型同步電動
機對電網影響大需要按照電機負載的大小自動調節勵磁
HRKLF12 型設備用無功補償插件檢測同步發電機定子迴路有功電流信
號用來在負載增加時實現自動增磁使沖擊負載的同步發電機以輸出較
穩定的無功電流運行
此環節由二極體開關式相敏橋和雙T 濾波器組成
9 裝置運行狀況檢測與顯示
該裝置具有微機自動檢測功能且有數字顯示各種狀態在設備啟動和
運行過程中微機能自動檢測設備狀況當有故障出現時會自動停機且顯
示表示故障種類代碼如快熔熔斷器熔斷後顯示7 數字顯示如表5.1
所示

⑹ 發電機勵磁的原理

勵磁裝置是指同步發電機的勵磁系統中除勵磁電源以外的對勵磁電流能起控制和調節作用的電氣調控裝置。

勵磁系統是電站設備中不可缺少的部分。勵磁系統包括勵磁電源和勵磁裝置，其中勵磁電源的主體是勵磁機或勵磁變壓器；勵磁裝置則根據不同的規格、型號和使用要求，分別由調節屏、控制屏、滅磁屏和整流屏幾部分組合而成。

勵磁裝置的使用，是當電力系統正常工作的情況下，維持同步發電機機端電壓於一給定的水平上，同時，還具有強行增磁、減磁和滅磁功能。對於採用勵磁變壓器作為勵磁電源的還具有整流功能。勵磁裝置可以單獨提供，亦可作為發電設備配套供應。

(6)同步發電機的自動調節勵磁裝置設計擴展閱讀：

根據直流電機勵磁方式的不同，可分為他勵磁，並勵磁，串勵磁，復勵磁等方式，直流電機的轉動過程中，勵磁就是控制定子的電壓使其產生的磁場變化，改變直流電機的轉速，改變勵磁同樣起到改變轉速的作用。

發電機由兩大部分組成。

（1） 轉子 —— 轉子繞組通以直流，用以產生發電機的磁場；

（2）定子—— 定子繞組被磁場之磁力線切割，在定子繞組中產生（發出）電流。對於交流發電機，發電機轉子被原動機（水輪機、汽輪機、柴油機等）拖動轉動，因而轉子繞組產生的磁場是旋轉的，靜止的定子繞組相對運動切割磁力線。