chap2-2第二节同步发电机励磁系统

1、第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统同步发电机励磁自动控制系统同步发电机励磁自动控制系统同步发电机同步发电机励磁系统励磁系统励磁功率单元励磁功率单元自动励磁调节器自动励磁调节器交流电源励磁交流电源励磁直流电源励磁直流电源励磁机电式励磁调节器机电式励磁调节器半导体励磁调节器半导体励磁调节器计算机励磁调节器计算机励磁调节器交流电源交流电源整流电路整流电路它励它励自励自励静止静止旋转旋转一、直流励磁机励磁系统一、直流励磁机励磁系统直流励磁机的接线可分为自励式和它励式直流励磁机的接线可分为自励式和它励式1、自励式、自励式励磁机励磁机L和发电机和发电机G同轴，靠同轴，靠剩磁启励建立剩磁启励

2、建立电压电压，励磁机发出的电流，一部分（即励磁机发出的电流，一部分（即IL）送给发电机的磁场绕组，一部分（送给发电机的磁场绕组，一部分（IRC）经）经过磁场变阻器过磁场变阻器Rc送给励磁机的励磁绕组。送给励磁机的励磁绕组。由于励磁机向它自己提供励磁电流，所以由于励磁机向它自己提供励磁电流，所以称为自励。称为自励。发电机转子绕组由专用的直流励磁机供电，发电机转子绕组由专用的直流励磁机供电，调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁电流。电流。2、它励式、它励式它励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供它励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励多用了一台副励磁机；

3、电的，比自励多用了一台副励磁机；它励式比自励式时间常数小，多用于水轮发它励式比自励式时间常数小，多用于水轮发电机。电机。 3、直流励磁机方式优缺点、直流励磁机方式优缺点n优点：优点：1、因为励磁机与主机同轴，当系统中发生故障时，、因为励磁机与主机同轴，当系统中发生故障时，由于主机的惯性大，励磁机的转速不受影响，由于主机的惯性大，励磁机的转速不受影响，能够照常励磁。能够照常励磁。2、由于励磁机可以改变极性，所以在切断负荷时，、由于励磁机可以改变极性，所以在切断负荷时，能够快速去磁。能够快速去磁。3、当系统中发生故障时，在发电机励磁绕组内感、当系统中发生故障时，在发电机励磁绕组内感应的交流电流可以

4、形成闭环回路。不至发生应的交流电流可以形成闭环回路。不至发生转子过电压。转子过电压。n缺点：缺点：1、直流励磁机有较大的时间常数，因此电压响应、直流励磁机有较大的时间常数，因此电压响应速度慢。速度慢。2、由于机械整流复杂而不可靠，维护也较麻烦。、由于机械整流复杂而不可靠，维护也较麻烦。二、交流励磁机励磁系统1、工作过程：、工作过程：JFL 交流电交流电 KZL 直流直流 JL励磁励磁 交流电交流电 ZL 直流直流 供给发电供给发电机作励磁电流机作励磁电流2、说明：（、说明：（1）它励：）它励：由于由于JL的的IL不是由它不是由它自己供给的。自己供给的。（2）启励装置：）启励装置：由于由于JFL

5、的启励电压比较高，的启励电压比较高，不能像直流励磁机那样依靠剩磁启励，所不能像直流励磁机那样依靠剩磁启励，所以在机组启励时必须外加启励电源，直到以在机组启励时必须外加启励电源，直到JFL输出的电压足以使自励恒压调节器正常输出的电压足以使自励恒压调节器正常工作时，启励电源方可退出工作。工作时，启励电源方可退出工作。（3）自励恒压调节器：）自励恒压调节器：维持维持JFL端电压为恒端电压为恒定值定值。（4）KZL 作用：作用：a、整流、整流b、ZLT通过控制通过控制KZL中可控整流元件的控制角来改变中可控整流元件的控制角来改变JL的的IL，进而控制进而控制G的的IL。（5）时间常数：）时间常数：为了

6、减小交流励磁机的时间为了减小交流励磁机的时间常数，它通常做成中频的，频率通常为常数，它通常做成中频的，频率通常为100200HZ。副励磁机的频率通常选为。副励磁机的频率通常选为400500HZ，也是为了减小时间常数。，也是为了减小时间常数。（6）同轴：）同轴：JL和和JFL与发电机同轴旋转与发电机同轴旋转。n3、优缺点：、优缺点：优点：优点：（1）取消了直流励磁机，不存在换向问题；）取消了直流励磁机，不存在换向问题；（2）JL和和JFL同轴，且自成体系，不受电网同轴，且自成体系，不受电网干扰，所以可靠性高；干扰，所以可靠性高；（3）可控硅的控制角变化很快，发电机的励）可控硅的控制角变化很快，发

7、电机的励磁电流可以很快变化；磁电流可以很快变化；缺点：缺点：（1）时间常数较大；）时间常数较大；（2）有转子滑环和碳刷，易发生火花；）有转子滑环和碳刷，易发生火花；（3）加长了机组主轴长度。）加长了机组主轴长度。(二二)自励交流励磁机静止硅整流励磁系统自励交流励磁机静止硅整流励磁系统n1、说明：、说明：（1）交流励磁机的励磁电源直接由本）交流励磁机的励磁电源直接由本机出口获得，因此必须采取启励措施，机出口获得，因此必须采取启励措施，即用外接电源建立启励电压。即用外接电源建立启励电压。（2）ZLT通过控制通过控制KZL1中可控元件的中可控元件的控制角直接控制发电机的励磁电流。控制角直接控制发电机

8、的励磁电流。n2、优缺点：、优缺点：优点：优点：（1）取消了副励磁机，时间常数小；）取消了副励磁机，时间常数小；（2）缩短了机组主轴长度；）缩短了机组主轴长度；缺点：缺点：（1）可控硅整流器控制的电流大，需）可控硅整流器控制的电流大，需要的可控整流设备容量大。要的可控整流设备容量大。副励磁机：电枢静止，磁极（励磁）旋转副励磁机：电枢静止，磁极（励磁）旋转主励磁机：电枢旋转，磁极（励磁）静止主励磁机：电枢旋转，磁极（励磁）静止发电机：发电机： 电枢静止，磁极（励磁）旋转电枢静止，磁极（励磁）旋转三、无刷励磁系统三、无刷励磁系统n(1)无炭刷和滑环，维护工作量大为减少。无炭刷和滑环，维护工作量大为

9、减少。n(2)发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高，发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高，并且由于无刷，整个励磁系统可靠性更高。并且由于无刷，整个励磁系统可靠性更高。n（3)发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的速度较慢。磁实现的，因而励磁系统的速度较慢。n（4）发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因）发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因此在转子回路中不能接入灭磁设备，发电机转子此在转子回路中不能接入灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测的常规检测(如转子电流、电压，转子绝缘，熔断如转子电流、电压，转子绝缘，熔断器熔断信号等器熔断信号等),必须采用特殊的测试方式。必须采用特殊的测试方式。n（5）要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的）要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。机