发电机励磁系统原理介绍目录contents•励磁系统基本概念与作用•同步发电机励磁原理及结构•励磁调节器及控制策略•辅助设备及保护装置•实验与仿真验证方法•故障诊断与维护保养建议励磁系统基本概念与作用01•定义：励磁系统是为发电机提供励磁电流的装置，用于建立发电机的磁场，从而使发电机能够正常发电。励磁系统定义及功能功能维持发电机端电压在给定水平，保证电力系统稳定运行。控制并列运行各发电机间无功功率分配。励磁系统定义及功能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。01020304励磁系统定义及功能具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。直流发电机供电的励磁方式交流励磁机供电的励磁方式无励磁机的励磁方式励磁方式分类与特点励磁系统对发电机性能影响•电压的调节：自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。•无功功率的调节：发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调整发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。•无功负荷的分配：并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。同步发电机励磁原理及结构02通过励磁绕组通入直流电流，建立极性相间的励磁磁场，即主磁场。磁场建立三相对称负载电流流过电枢绕组时，产生电枢磁动势，对主磁场产生影响，这种现象称为电枢反应。电枢反应主磁场和电枢磁动势相互作用，产生电磁转矩，驱动发电机旋转。电磁转矩同步发电机工作原理励磁绕组是产生主磁场的线圈，通常采用多层扁铜线或铝线绕制而成，以减小涡流损耗。励磁绕组一般布置在定子铁芯的内圆或外圆上，通过电刷和滑环引入直流电流。励磁绕组结构与布置布置方式励磁绕组优点：直流励磁机具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点。交流励磁机缺点：结构相对复杂，维护要求较高。直流励磁机缺点：需要使用直流电源，且效率相对较低。优点：交流励磁机具有效率高、体积小、重量轻等优点，且可使用交流电源。010203040506直流励磁机与交流励磁机比较励磁调节器及控制策略03模拟式调节器基于模拟电路实现，具有简单、可靠的特点，但参数调整困难，且易受到环境温度等因素的影响。数字式调节器以微处理器为核心，实现数字化控制，具有高精度、灵活性和易于维护等优点，是现代励磁调节器的主流。调节器类型及特点分析根据偏差的大小进行调节，快速减小偏差，但可能产生超调。比例（P）控制积分（I）控制微分（D）控制消除静差，提高控制精度，但可能降低系统稳定性。预测偏差变化趋势...
