自动调节励磁系统原理简介
随着电力系统的迅速发展，对励磁系统的静态和动态调节性能以及可靠性等提出了更高的要求。计算机技术、控制理论、电力电子技术的发展也促进了自并励励磁制造技术逐渐趋向于成熟、稳定、可靠。相对其它励磁方式而言，自并励励磁系统具有主回路简单、调节性能优良、可靠性高的优点，已取代励磁机励磁方式和相复励方式，在水电厂得到普遍使用。最近几年，自并励励磁方式也取代了三机励磁方式，成为新建火电厂的首选方案，逐渐在大型汽轮发电机组中推广应用。
1、组成
励磁系统由励磁调节器、功率整流器、灭磁回路、整流变压器及测量用电压互感器、电流互感器等组成。
2、工作原理
自并激励磁系统的励磁电流取自发电机机端，经过整流变压器降压、全控整流桥变流的直流励磁电压，由晶闸管触发脉冲的相位进行控制。一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F超值时，也起相应的限制作用。恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，表现为随系统电压的变化，机端输出无功功率的自动调节。
一、调节器
励磁系统作为电厂的重要辅机设备，励磁调节器的设计，应对电力系统的变化有较大的适应性，随着计算机技术的发展，励磁调节器已经由模拟式向计算机控制的数字式方向发展，大大增加了励磁系统的可靠性。
1、调节器的控制规律
一般用于励磁调节器的控制规律有：PID＋PSS、线性最优控制、非线性最优控制等。关于励磁控制规律，国内外学者普遍认为，励磁调节器的设计，应对电力系统的变化有较大的适应性，而不是在某种条件下最优。同时，励磁调节不仅要考虑阻尼振荡，还必须考虑调压指标等性能要求。由于PID+PSS控制方式有很强的阻尼系统振荡的能力，具有较好的适应性以及很好的维持发电机电压水平的能力，又具有物理概念清晰、现场调试方便的优点，因而在国内外得到普遍应用。我公司的励磁调节器的控制规律也采用PID＋PSS控制方式。
国内有些单位也开展了线性最优控制或非线性最优控制规律的研究，并有样机投入工业运行。但到目前为止，还未见到成功应用实例的报道，并且，在现场进行调节器性能的测试时，特别是进行PSS性能测试时还存在着数学模型不够清晰，难以进行参数校正的问题，故在国内的应用还难以推广。
2、调节器通道的冗余
目前，在调节器调节通道的组成上，大多数厂家采用热备用双通道单模冗余结构，即调节器包含两个独立的通道。这两个通道软硬件结构完全相同，调节模式、工作原理完全一致，一套工作，一套备用。这种结构存在一个较大的弱点，那就是单一的工作模式，由于两个通道的完全一致性，同时出现故障的机率比较大。国内曾有多家电厂发生失磁事故，其原因就是调节器的两个通道由于受到干扰而同时死机。
也有少数制造商采用三取二表决型通道，这种冗余结构原理很简单，三个调节通道在反馈、脉冲输出等环节通过软件或硬件比较，选择中间值作为真值。显然，若有两个通道出现问题，表决逻辑就变得混乱了。国内外有学者对其进行过分析，认为这种结构的可靠性远低于热备用双通道单模冗余结构。因此，采用表决器结构的制造商另外加了一个独立的手动通道作为表决器的备用通道，当表决器故障时切换到手动通道运行。这实质上是花费四个通道的成本来获得两个通道的可靠性，得不偿失。国外有些制造商起初也选用过表决型冗余通道，但后来逐渐摈弃不用了。
我公司在90年代初开发了热备用双通道模式冗余结构的励磁调节器，即主通道采用总线工控机为核心的数字式调节器，而备用通道采用以可编程控制器为核心的模数混合式调节器，这两个通道软硬件结构、调节模式、工作原理完全不同，因而被称为双模结构。这种类型的调节器一经推出，即获得用户广泛欢迎，在国内四十多家电厂近百台机组投入运行。
在总结该调节器成功经验的基础上，针对大中型发电机组，我们于97年研制成功微机/微机/模拟三通道双模冗余结构的励磁调节器。
该调节器由两个自动电压调节通道（A、B）和一个手动调节通道（C）组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。A套调节器和B套调节器是以STD总线工控机为核心的数字式调节器，而C套调节器则是基于集成电路的模拟式调节器。以下是这两种不同类型调节模式的对比：
数字式（A、B通道）模拟式（C通道）
调节原理数字PID+PSS PID调节电路
反馈量机端电压励磁电流
移相软件移相硬件移相
脉冲形成软件控制硬件控制
给定软件寄存器数字电位器
同步信号中断方式硬件捕获
从上表可以看出，在调节器的各个关键环节，这两种调节模式的处理手段是完全不同的。数字式调节器充分发挥了它的软件优势，简化了调节器的硬件结构; 而我们在设计模拟式调节器时，反其道而行之，利用目前先进的集成电路技术来构筑调节器的各个环节。因此，这两种调节模式的互补性很强，同时出现相同故障的可能性几乎为零，大大提高了调节器的可靠性。
3、调节器的故障检测
大多数励磁调节器仍采用在自诊断、自检测阶段，即利用计算机的运算速度及软件优越性，定期对自身的重要硬件部位和软件进行检查和监视。担这种自诊断、自检测技术很容易误发或漏发故障信号，经常造成误切换或出现故障时不能切换。
另一种检测方式为采用专用的独立的智能故障检测单元对整个励磁调节器进行检测，它完全独立于调节器，对调节器进行全方位检测，当检测到故障时，发出报警和切换指令。它不仅能对运行通道进行检测，还能对备用通道的状况进行监视。而且，当智能故障检测系统本身出现故障时，还会通过励磁系统的对外接口电路向电站控制系统发出警报。这种独立的智能型它检技术基本杜绝了误发或漏发故障信号的现象。
二、功率整流器
1．关于单柜额定输出能力
一个功率柜的额定输出能力不单受可控硅元件参数的限制，更重要的是取决于散热系统的散热能力。以我公司研制的2000A等级功率柜为例，选用原装进口的英国MITEL公司高性能硅元件，对每一个可控硅进行全动态测试表明，当施以800A 平均电流时，热稳定之后断态峰值电压并没有下降，正反向漏电流也不漂移。据此定义可控硅的可使用平均电流为800A。如果称可控硅的有效值电流为I，可控硅的使用平均电流为IT，由这样的可控硅组件组成的整流桥整流输出电流为Id
即单柜额定输出电流大于2000A，标称为2000A。
2．脉冲变压器的耐压能力
脉冲变压器是连接主回路和弱电控制回路的关键部件，其原付之间的耐压水平对于大型发电机组应在1万伏以上。国内曾有多家电站因脉冲变压器绝缘被击穿而发生严重事故的惨痛教训。我们采用真空灌环氧绝缘工艺，保证其耐压水平达到20000伏，复检水平达15000伏。对于超大型机组，绝缘要求更应提高。
3．交直流侧过电压保护
整流器的交直流侧均设置有相应的过压保护装置。
励磁变高压侧分闸以及发电机转子侧分闸均会在整流桥交流侧产生过电压，通过在整流桥交流侧安装一组浪涌吸收器控制过电压的尖峰值。
在可控硅换相的时候，可控硅整流桥直流输出电压中，会出现甚高的尖峰过电压。我们在150MW水轮发电机中，测到过电压幅值达阳极电压（交流有效值）的2.8倍。国内大型水轮发电机曾多次发生脉冲变压器击穿事故，造成严重后果，其原因除了脉冲变压器耐压水平不高以外，另一个原因是“没想到直流侧的尖峰过电压幅值会那么高”。由于其能量较大，一般的阻容吸收器还不能起到预想的效果。采用直流侧尖峰过电压吸收器，可将过电压幅值从阳极电压的2.8倍抑制到2.2
倍以下，其有效性已经得到了试验证实。
也可以采用仿真软件如SABER软件进行辅助设计，但不可过分迷信仿真结果。
4．风道结构
功率柜的风道结构可分为半敞开式独立强迫风冷和密闭循环集中冷却两种结构。国内产品基本上采用前一种结构，少数进口励磁装置采用密闭循环集中冷却结构。半敞开式独立强迫风冷结构从功率柜底部进风，从上部出风，形成空气对流，各个功率柜的风道结构是独立的，这种方式冷却效果好，当风机停运时，自然散热效果也不错，该结构的缺点是容易造成积灰。密闭循环集中冷却需要外加热交换系统，对风机性能要求较高，当风机故障时，功率柜必须停运，功率柜维修也十分不便。
硅组件的布置大致分串联式、并联式两类结构。在串联式结构中，可控硅顺着气流方向分层布置，气流要串过几层可控硅，流阻是串联的。在并联式结构中，可控硅布置在与气流方向垂直的同一面上，每一风束只串过一个可控硅，其流阻是并联的。目前国内励磁功率柜几乎都采用串联式结构，其缺点是气流不畅，当单柜输出电流大时，内部发热功率也大，相近二层之间的风温可有10 ℃之差.特别在停风机情况下，散热效果大打折扣，限制了停风机输出能力的提高。而并联式结构每个可控硅所处的环境是相同的，正好克服了串联式结构的缺点。因此它在正常和停风机情况下的输出能力得到了充分的发挥。
三、灭磁及过电压保护回路
下图是典型的灭磁及过压保护原理框图。
图1 灭磁主回路原理图
图中：QFG——灭磁开关
FR——耗能电阻
RD——快速熔断器
V61——二极管
V62——可控硅
A61——可控硅触发器
CT——过电压动作检测器
励磁系统正常停机，调节器自动逆变灭磁; 事故停机，跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁。
当发电机处于滑极等非正常运行状态时，将在转子回路中产生很高的感应电压，此时安装在转子回路中的转子过电压检测单元A61模块将检测到转子正向过电压信号，马上触发V62可控硅元件，将耗能电阻单元FR并入转子回路，通过耗能电阻的吸能作用，将产生的过电压能量消除；而转子回路的反向过电压信号则直接经过V61二极管接入耗能电阻吸能，以确保发电机转子始终不会出现开路，从而可靠地保护转子绝缘不会遭受破坏。由于这种保护的存在，转子绕组会产生相反的磁场，抵消定子负序电流产生的反转磁场，以保护转子表面及转子护环不至于烧坏。
过电压保护动作的同时，还可以通过监测电流互感器CT的电流信号向监控系统发出相应的指示信号。
灭磁开关既可以安装于直流侧，也可以安装于交流侧。
采用交流灭磁的主要优点是交流开关选型容易，制造技术成熟，生产成本低，灭磁开关装于交流侧为检修和维护提供了更安全的保证，额定电流较直流侧小，还可用于整流器故障保护。其缺点是断弧能力差，弧压低，因此必须辅之以切脉冲，否则不能可靠换流移能。在发生机端短路、励磁变二次侧短路等情况下，交流电压为零，换流条件不成立，会导致交流灭磁失败。
同样的开关装于直流侧，遮断弧压是放在交流侧的1.5倍，有利于换流。直流侧安装开关，也可对起励、电制动过程中出现的故障加以保护。对于大型发电机组，最好仍在直流侧安装灭磁开关。
灭磁电阻既可以是氧化锌（ZnO），也可以是碳化硅（SiC）。当然也可选用线性电阻。灭磁电阻的设计要考虑磁场断路器的电弧电压和励磁绕组允许的最大电压以及励磁绕组中可能的最大能量。
当收到来自发电机保护或者来自内部的励磁保护跳闸命令，在断开磁场断路器的同时截止脉冲并触发可控硅跨接器以接通灭磁电阻。采取该措施后，励磁变副边交流电压被叠加到磁场断路器的电弧电压上，可以保证能量可靠转移及缩短灭磁时间。
图2 灭磁开关装于直流侧图3 灭磁开关装于交流侧
励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统
2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数
同步发电机励磁系统 一. 概述 1-1 励磁系统的作用 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置，在发电机系统中它主要有两个作用： 1）电压控制及无功负荷分配。 在发电机正常运行情况下，自动励磁调节器应能够调节和维持发电机的机端电压（或升压变压器高压侧的母线电压）在给定水平，根据发电机的实际能力，在并网的发电机之间合理分配无功负荷。 2）提高同步发电机并列运行的稳定性；提高电力系统静态稳定和动态稳定极限。 电力系统在运行中随时可能受到各种各样的干扰，引起电力系统的波动，甚至破坏系统的稳定。自动励磁调节器应能够在电力系统受到干扰时提供合适的励磁调节，使电力系统建立新的平衡和稳定状态，使电力系统的静态及动态稳定极限得到提高。 1-2 励磁系统的构成 励磁系统主要由以下部分构成： 1）功率部分：它由功率电源（励磁机或静止整流变压器提供）、功率整流装置（采用直流励磁机的励磁系统无整流装置）组成，是励磁系统向发电机转子提供励磁电流的主要部分。 功率部分的性质决定着励磁系统主接线的型式及使用的主要设备的类型。如：采用直流励磁机的励磁系统不可能使用静止功率整流装置。又如：采用静止它励型式的励磁系统不可能还有直流励磁机。还如：使用静止励磁变压器的励磁系统必然采用静止整流功率装置。 2）自动励磁调节器：自动励磁调节器是励磁系统中的智能装置。励磁装置对发电机电压及无功功率的控制、调节是自动励磁调节器的基本功能。自动励磁调节器性能的好坏，决定着整个励磁系统性能的优劣。但它只能通过控制功率部分才能发挥其作用。
1-3励磁系统的分类 励磁系统的分类有两种分类方式。 其一是按照有无旋转励磁机来分，其二是按照功率电源的取向来分。 按照有无旋转励磁机的分类方式有如下类型： 有刷励磁 旋转励磁方式无刷励磁 混合式励磁方式 二极管整流励磁方式 静止励磁方式可控硅整流励磁方式 混合式整流励磁方式 按照功率电源的取向分类时有如下类型： 自并励 交流侧串联自复励 自励方式交流侧并联自复励 直流流侧串联自复励 自复励直流流侧串联自复励 励磁机供电方式（包括直流励磁机和交流励磁机） 他励方式二极管整流方式 厂用交流电源供电方式可控硅整流方式 其他供电方式 在上述众多的分类中，有许多方式已经被淘汰，有些尽管还在使用，但终究会被淘汰。如交流侧并联自复励方式。还有交流侧串联自复励方式现在已经很少使用。 由于葛洲坝电厂的全部机组都采用了自励静止可控硅整流励磁方式，下面简单介绍他的主要接线方式。 FMK L F LH ZB PT SCR 自动励磁调节器（AVR) 图1-1（a）静止可控硅整流自并励励磁系统接线图 在图1-1（a）的接线中，整流功率柜的阳极电源是经过励磁变压器ZB直接从发电机机端取得的。所谓自励系统就是由发电机直接提供励磁电源。由于励磁变压器是单独并联在发电机机端，并且采用了静止可控硅整流，故图1-1（a）称为静止可控硅整流自并励方式。 由图1-1（a）可以看出，此种方式的接线非常简单，使用的设备也较少，受到用户普遍欢迎，是世界
1-励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统
2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器内部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数
励磁调节器励磁功率单元 发电机输入信号电力系统励磁系统 生产准备部励磁厂家学习总结 主要学习内容 励磁系统原理及实物学习 我厂使用的是北京四方吉斯励磁厂家的GEC-31X 型励磁系统。我于周一开始跟踪设备学习，首先由技术人员进行了大概的讲解，随后陆续参观了厂房及励磁设备的部分生产流程及实验校对。内容如下： ①、励磁系统的任务，作用及原理 ②、励磁柜设备结构了解及作用 ③、对励磁设备的调试试验学习 ④、励磁系统原理图，端子图识别 ⑤、励磁设备人机对话界面操作学习 ⑥、IPU ，CPU 板件的跳线 ⑦、励磁设备线性实验校对测试 二、培训内容掌握程度 励磁系统原理及实物学习 ①、供给发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。 它分为励磁功率单 元和励磁调节器两个主要部分。 励磁功率单元向同 步发电机转子提供励磁电流（IPU ） 励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出（AVR ） ②、励磁系统一共有七面柜体组成分别是：励磁调节柜；励磁进线柜；励磁整流柜#1、#2、#3；灭磁柜；灭磁电阻柜。（按我厂实际布置顺序） 励磁调节柜也称上位机是对整个励磁系统控制、调节、调均流（三面整流柜的励磁电流）、做补偿(补偿有、无功及机端电压）的。 励磁整流柜：交流输入，直流输出，有三相整流桥控制触发脉冲得到直流电源供给发电机转子励磁电流建立磁场使发电机起励。硅整流排序 1 3 5 共阴极；2 4 6 共阴极。 励磁进线柜：对常用PT 、CT 二次侧所供的电源进线布置的柜体。 灭磁柜：柜体里布置的BBC 厂家生产的半导体可控硅灭磁开关。 灭磁电阻柜：非线性电阻对机端过电压灭磁，保证在低负荷及故障时能保护设备安全。非线性电阻在线性电阻经过稳态电阻超温后导通，正向起到灭磁作用；反向过电压情况下也是非线性电阻在线性电阻经过稳态（稳敏）电阻超温后导通消除残余过电压。 ③、因为我来的时间较晚，我厂所定的励磁设备已在十月中旬配线，调试完成。所以我主要跟踪同类型设备（国电大连开发区）的励磁系统学习调试。这套设备也是快要装配完成，所以都是后续的一些实验。 大电流试验：实验接线——首先确认整组试验阳极（即模拟CT 二次侧的低电压大电流变压器）接线已经完全拆除。整流柜（桥）交流刀闸源侧取副边为18V （14V ）变压器的低压侧作交流电源。依照设计任务书及设计图上所示的机组额定励磁电流的1.2倍选择电缆根数，单根电缆所承受电流能力按3.5A/mm ×mm 计算
单元七典型液压系统 学习目标： 1.掌握读懂液压系统图的阅读和分析方法 2.掌握YT4543型液压动力滑台液压系统的组成、工作原理和特点 3.掌握YB32-200型压力机液压系统的组成、工作原理和特点 4.掌握Q2—8汽车起重机液压系统的组成、工作原理和特点 5.能绘制电磁铁动作循环表 重点与难点： 典型液压系统是对以前所学的液压件及液压基本回路的结构、工作原理、性能特点、应用，对液压元件基本知识的检验与综合，也是将上述知识在实际设备上的具体应用。本章的重点与难点均是对典型液压系统工作原理图的阅读和各系统特点的分析。对于任何液压系统，能否读懂系统原理图是正确分析系统特点的基础，只有在对系统原理图读懂的前提下，才能对系统在调速、调压、换向等方面的特点给以恰当的分析和评价，才能对系统的控制和调节采取正确的方案。因此，掌握分析液压系统原理图的步骤和方法是重中之重的内容。 1．分析液压系统工作原理图的步骤和方法 对于典型液压系统的分析，首先要了解设备的组成与功能，了解设备各部件的作用与运动方式，如有条件，应当实地考察所要分析的设备，在此基础上明确设备对液压系统的要求，以此作为液压系统分析的依据；其次要浏览液压系统图，了解所要分析系统的动力装置、执行元件、各种阀件的类型与功能，此后以执行元件为中心，将整个系统划分为若干个子系统油路；然后以执行元件动作要求为依据，逐一分析油路走向，每一油路均应按照先控制油路、后主油路，先进油、后回油的顺序分析；再后就是针对执行元件的动作要求，分析系统的方向控制、速度控制、压力控制的方法，弄清各控制回路的组成及各重要元件的作用；更后就是通过对各执行元件之间的顺序、同步、互锁、防干扰等要求，分析各子系统之间的联系；最后归纳与总结整个液压系统的特点，加深对系统的理解。 2．在此选用YT4543型组合机床动力滑台的液压系统，作为金属切削专用机床进给部件的典型代表。此系统是对单缸执行元件，以速度与负载的变换为主要特点。要求运动部件实现“快进一一工进一二工进一死挡铁停留一快退—原位停止”的工作循环。具有快进运动时速度高负载小与工进运动时速度低负载大的特点。系统采用限压式变量泵供油，调速阀调速的容积节流调速方式，该调速方式具有速度刚性好
发电机励磁系统原理 一.励磁系统 1.励磁系统基本原理 同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。 励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。 2.励磁系统的任务 1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。 2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。 3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。 4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。 5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速提升到足 够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。 6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。 7). 发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，经减小故障损坏程度。 8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳 定运行。 3.励磁系统的励磁方式. 1).直流励磁机励磁系统 直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。 直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。发电机端电压的调节是通过调整磁场变阻器来改变励磁机励磁电流从而达到手动调整发电机转子电流的目的。一般采用KFD-3型相复励自动励磁调节装置，复励电流是随发电机定子电流而改变的，由机端电流互感器经复励变整流桥及调节电阻供给，励磁机励磁电流由励磁机经变阻器供给的自励电流和复励装置供给的复励电流，能起强励作用，其增值受电流互感器、复励变及励磁机磁路饱和限制，不能完全代替继电强励装置。当发电机电压降至额定电压的80%-85%时，通过短接磁场变阻器将励磁机励磁电压增至额定值的 1.8～2倍，实现强励。 2).交流励磁机励磁系统 他励旋转二极管励磁系统，由交流励磁机和自动励磁调节装置组成。海龙#1、2机组采用单相永磁机，频率为400Hz，转子用永久磁铁形成磁场，其磁极是旋转的，电枢是静止的。主励磁机频率为150Hz，其励磁绕组静止，电枢旋转，经旋转二极管整流后的励磁电流通过电枢空心轴直接引入发电机励磁绕组，取代了滑环与电刷等接触元件，所以称为无刷励磁。 3).自并励（静止半导体）励磁系统 从发电机出口经励磁变压器取得交流电源，经励磁调节器整流调节，经碳刷引入供给发电机转子绕组励磁电流的方式称为自并励磁系统，也是静止半导体励磁系统的一种。 二. 玖龙励磁系统
P1 P2 第四节能看懂一般的液压/气压原理图 一、学习目标了解液压和气压控制系统的组成和元件图形符号，能看懂一般的液气原理图 二、液压元件简介和图形表示方法 （一）方向控制阀 1．单向阀 单向阀的主要作用是控制油液的单向流动。液压系统中对单向阀的主要性能要求就是正向流动阻力损失小，反向时密封性能好，动作灵敏。单向阀一般是用弹簧来克服阀芯的摩擦阻力和惯性力，使单向阀工作灵敏可靠，所以普通单向阀的弹簧刚度一般都选的较小，以免油液流动时产生较大的压力降。一般单向阀的开启压力在0.035～0.05MPa。普通单向阀的图形表示如下： 除了一般的单向阀外，还有液控单向阀下图为一种液控单向阀的结构，当控制口K处无压力油通入时，它的工作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口P1流向出油口P2不能反向流动。当控制口K处有压力油通入时，控制活塞1右侧a腔通泄油口，在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口P1和P2接通，油液可以从P2流向P1。其图形符号表示如下：
2．换向阀 换向阀是利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通，关闭或是改变油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止和变换运动方向。 液压传动系统对换向阀性能的主要要求： （1）油液流经换向阀时压力损失小； （2）互不相同的油口泄漏小； （3）换向要平稳、迅速且可靠、 换向阀的种类很多，其分类方式也各有不同，一般来说按阀芯相对于阀体的运动方式来分有滑阀和转阀两种；按操作方式来分有手动、机动、电磁动、液动和电液动等多种；按阀工作时在阀体所处的位置有二位和三位等；按换向阀所控制的通路数不同有二通、三通、四通和五通等。
励磁跨接器原理介绍 （三峡电厂陈小明） 1跨接器原理及技术问题 1.1概要： 励磁跨接器就是转子过电压保护装置，其基本电路及其原理是：一组正反向并联的可控硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅的触发器电路检测到转子过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能量。 1.2应用跨接器保护，要涉及三个技术问题： 1.2.1 跨接器动作电压值：过电压保护动作值的选择原则如下：在任何情况下应高于最大整流电压的峰值；应保证励磁绕组两端过电压的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的70％。整流电压的峰值就是阳极电压的峰值，其最大值要考虑允许过电压的倍数，比如1.5倍数；励磁电压的瞬时值是整流电压峰值与cos a角的乘积值； 1.2.2 放电电阻的选择：放电电阻一般同灭磁电阻共用，灭磁电阻又分为线性电阻和非线性电阻，而非线性电阻又分为氧化锌电阻和碳化硅电阻，因此灭磁电阻的选择比较复杂，其基本要求见《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》。如果放电电阻不同灭磁电阻共用，比如国内的有些转子过电压保护装置，选用氧化锌电阻，则要选择氧化锌电阻的电压值和能容量，其电压值要高于灭磁电压值，要小于跨接器的动作电压值；其能容量选择比较困难，一般选择100KJ－200KJ（千焦耳）即可。 1.2.3 跨接器的返回措施：当转子过电压大于跨接器动作值时，跨接器动作并将转子电压限制为放电电阻两段的电压，在此电压的作用下，放电电阻将流过所要吸收的过电压能量，如果需要吸收的过电压能量大于放电电阻的极限能量，就必须采取措施，最常见的措施就是检测放电电阻的电流，一旦这个电流大于设定值就跳闸灭磁，这种方法也是处理转子异步过电压的最好方法。当跨接器动作后转子过电压消失，放电电阻承受正常运行的转子电压，对于氧化锌放电电阻来说，由于其正常转子电压下的漏电流很小，大大小于可控硅的维持电流，此时跨接器能可靠返回；对于碳化硅放电电阻来说，其正常转子电压下的漏电流很大，大大大于可控硅的维持电流，此时跨接器暂时不能返回，只有当转子电压变为零或者瞬时值变极性后才能返回。具体来说，正向过电压动作后，转子电压等于零或者其瞬时值变为负值时才能返回；反向过电压动作后，转子电压等于零或者其瞬时值变为正值时才能返回；为了防止碳化硅电阻跨接器动作后不能可靠返回，最常见的方法也是在跨接器回路装设过电流检测器，一旦电流长时间大于设定值就跳闸灭磁。也有资料显示采取逆变的方法来保证跨接器的返回。 2三峡电厂转子过电压保护简介 2.1概要： 2.1.1同整流桥一样，当发生以下情况时，转子绕组也将承受很高的过电压，因 此，需要对转子回路（包括整流桥和转子绕组）设置过电压保护 ●开关操作时 ●初加励磁电压时（转子可能会有滑差的现象） ●其它外部因素产生干扰时 2.1.2转子过电压保护的组成： 2.1.2.1两个并联的晶闸管 ●－A107：承受正向过电压 ●－A108：承受反向过电压
液压伺服系统工作原理 1.1 液压伺服系统工作原理 液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。 电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实现了一些重型机械设备的伺服控制。 液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统的工作原理可由图1来说明。 图1所示为一个对管道流量进行连续控制的电液伺服系统。在大口径流体管道1中，阀板2的转角θ变化会产生节流作用而起到调节流量qT的作用。阀板转动由液压缸带动齿轮、齿条来实现。这个系统的输入量是电位器5的给定值x i。对应给定值x i，有一定的电压输给放大器7，放大器将电压信号转换为电流信号加到伺服阀的电磁线圈上，使阀芯相应地产生一定的开口量x v。阀开口x v使液压油进入液压缸上腔，推动液压缸向下移动。液压缸下腔的油液则经伺服阀流回油箱。液压缸的向下移动，使齿轮、齿条带动阀板产生偏转。同时，液压缸活塞杆也带动电位器6的触点下移x p。当x p所对应的电压与x i所对应的电压相等时，两电压之差为零。这时，放大器的输出电流亦为零，伺服阀关闭，液压缸带动的阀板停在相应的qT位置。 图1 管道流量（或静压力）的电液伺服系统 1—流体管道；2—阀板；3—齿轮、齿条；4—液压缸；5—给定电位器；6—流量传感电位器；7—放大器；8—电液伺服 阀 在控制系统中，将被控制对象的输出信号回输到系统的输入端，并与给定值进行比较而形成偏差信号以产生对被控对象的控制作用，这种控制形式称之为反馈控制。反馈信号与给定信号符号相反，即总是形成差值，这种反馈称之为负反馈。用负反馈产生的偏差信号进行调节，是反馈控制的基本特征。而对图1所示的实例中，电位器6就是反馈装置，偏差信号就是给定信号电压与反馈信号电压在放大器输入端产生的△u。 图2 给出对应图1实例的方框图。控制系统常用方框图表示系统各元件之间的联系。上图方框中用文字表示了各元件，后面将介绍方框图采用数学公式的表达形式。 液压伺服系统的组成 液压伺服系统的组成 由上面举例可见，液压伺服系统是由以下一些基本元件组成；
液压系统图试图攻略 现在用液压传动的设备很多，型号也很杂。但是，每一台设备上都有一本说明书，每一本说明书中都有一份该设备的液压系统图。我们不但通过说明书要了解该设备的结构、性能、技术规范、使用和操作要点。而且通过液压系统图，还应该了解该设备液压传动的动作原理，了解使用、操作和调整的方法。因此学会看懂液压系统图，对一个操作和修理液压设备的工人、技术人员来说，是非常重要的，下面我们介绍阅读液压系统图的要求、方法和步骤。 液压系统图是表示该系统的执行机构所实现的动作的工作原理。 在此图中，各个液压元件及它们之间的连接或控制方式，均按规定的符号-----职能符号（或结构形式符号）----画出。在使用一台液压设备时，首先要阅读该设备的液压系统图，以求较透彻的了解它的工作原理，正确使用它。在调整或检修一台液压设备时，可根据液压系统图分析各种元件应有的作用或参数，及应有的合理数值，从而推论出产生某种故障的可能原因，或确定进一步试调的方案。可见，正确阅读液压系统图，无论对于液压设备的使用、检修、调整、排除故障，都有重要作用。下面介绍阅读液压系统图的要点和步骤，并进行实例分析，较系统地复习本篇所述的基本内容，和掌握阅读系统图的方法和步骤。 一、阅读液压系统图的要求 1．应很好的掌握液压传动的基础知识，了解液压系统的基本组成部分、液压传动的基本参数等。 2．熟悉各种液压元件（特别是各种阀和变量机构）的工作原理和特性。 3．熟悉油路的一些基本性质及液压系统中的一些基本回路。 4．熟悉液压系统中的各种控制方式及液压图形符号的含义与标准。除以上所述
的基本要求以外，还要多读多练，特别要多读各种典型设备的液压传动系统图，了解其各自的特点，这样就可以起到“触类旁通”、“举一反三”和“熟能生巧”的作用。 二、阅读液压系统图的方法和步骤 1．尽可能了解或估计该液压系统所要完成的任务，需要完成的工作循环，及为完成工作所需要具备的特性。 根据系统图的标题名称，或液压系统图上所附的循环图及电磁铁工作表，可以估计该系统实现的运动循环、所要具有的特性或应满足的要求，当然这种估计不会是全部准确的，但它往往能为进一步分析找出一些头绪，作一些思想准备，为下面进一步读图打下一定的基础。 2．查阅系统图中所有的液压元件及它们的连接关系，并弄清楚各个液压元件的类型、性能和规格，估计它们的作用。查阅和分析元件，就是要了解系统中用的是一些什么元件，要特 别弄清它们的工作原理和性能。在查阅元件时，首先找出液压泵，然后找出执行机构（液压缸或液压马达）。其次是各种控制操纵装置及变量机构。再其次是辅助装置。在查阅和分析元件时，要特别注意各种控制操纵装置（尤其是换向阀、顺序阀等元件）和变量机构的工作原理、控制方式及各种发信号元件（如挡铁、行程开关、压力继电器等）的内在关系。 3．仔细分析实现执行机构各种动作的油路，并写出其进油和回油路线。对于复杂的系统图，最好从液压泵开始直到执行机构，将各元件及各条油路分别编码表示。以便于用简要的方法写出油路路线。 在分析油路走向时。应首先从液压泵开始，并要求将每一个液压泵的各条输油路的“来龙去脉”弄清楚，其中要着重分析清楚驱动执行机构的油路----主油路及控
绘制液压系统原理图
3．启动【工具选项板】 选择下拉菜单【工具】│【选项板】│【工具选项板】命令，启动【工具选项板】。 4. 启动【设计中心】 选择下拉菜单【工具】│【选项板】│【设计中心】命令，启动【设计中心】。 5.1.2 绘制液压系统原理图 组合机床动力滑台液压系统的组成元件如图5-24所示。 1．绘制变量泵2图形符号 利用【工具选项板】插入变量泵图形符号，打开“泵和马达”模块选项卡，选择“单向变量泵”，鼠标在绘图区选择合适的插入点位置，打开【编辑属性】对话框，如图5-1所示，在【style】文本框内输入YB，在【price】文本框内输入500，在【number】文本框内输入2。 图5-1 【编辑属性】对话框
2．绘制过滤器1和油箱8图形符号 利用【设计中心】插入过滤器、油箱图形符号。打开“辅助元件”模块文件夹，选中【设计中心】右边内容框的“过滤器”，用鼠标拖动至绘图区，如图5-7所示。命令行显示如下： 命令: _-INSERT 输入块名或[?] <单向变量泵>: "D:\液压气动元件图形符号\辅助元件\ 过滤器.dwg" 单位: 毫米转换: 1.0000 指定插入点或[基点(B)/比例(S)/X/Y/Z/旋转(R)]: //在绘图区选择合适的插入点位置 输入X 比例因子，指定对角点，或[角点(C)/XYZ(XYZ)] <1>: //回车 输入Y 比例因子或<使用X 比例因子>: //回车 指定旋转角度<0>: //回车 输入属性值 style : //回车，不输入型号属性 price : 300 //输入300 number : //回车 price :200 //输入200 number
发电机原理及构造——发电机的励磁系统 众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK 移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（A VR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（A VR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。 中小型三相同步发电机的技术发展概况 一．概述 中小型同步发电机是中小型电机的主要产品之一，广泛应用于小型水电站、船舶电站、移动电站、固定电站、应急备用电站、正弦波试验电源、变频电源、计算机电源及新能源――风力发电、地热发电、潮汐发电、余热发电等。它对边（疆）老（区）贫（穷）地区实现电气化，提高该地区经济发展水平和人民的生活水平有着重要的作用，中小型发电机在船舶、现代电气化火车内燃机车等运输设备中也是一个关键设备。移动电站对国防设施、工程建设、海上石油平台、陆上电驱动石油钻机、野外勘探等也是不可缺少的关键装备之一。应急备用电站在突发事件中的防灾、救护保障人民的生命和财产的安全有着不可替代的作用。开发绿色能源、可再生能源、减少大气二氧化碳的含量，小水电、风力发电、地热发电和余热发电是重要的组成部分。 我国小型同步发电机的第一代产品是1956年电工局在上海组织的统一设计并于1957年完
怎样看液压系统图形符号 日期：2012-4-19 来源：液压油缸_油缸_液压油缸价格_液压系统_油缸厂家_ 怎样看液压系统图形符号 (1)液压系统图形符号的构成要素 构成液压图形符号的要素有点、线、圆、半圆、三角形、正方形、长方形、囊形 ※点表示管路的连接点，表示两条管路或阀板内部流道是彼此相通的 ※实线表示主油路管路； ※虚线表示控制油管路； ※点划线所框的内部表示若干个阀装于一个集成块体上，或者表示组合阀，或者表示一些阀都装在泵上控制该台泵。 大圆加一个实心小三角形表示液压泵或液压马达（二者三角形方向相反），中圆表示测量仪表，小圆用来构成单向阀与旋转接头、机械铰链或滚轮的要素，半圆为限定旋转角度的液压马达或摆动液压缸的构成要素。 ※正方形是构成控制阀和辅助元件的要素，例如阀体、滤油器的体壳等。 ※长方形表示液压缸与阀等的体壳、缸的活塞以及某种控制方式等的组成要素。 ※半矩形表示油箱，囊形表示蓄能器及压力油箱等。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ (2)液压图形的功能要素符号 表示功能要素的图形符号有三角形、直与斜的箭头、弧线箭头等。 实心三角形表示传压方向，并且表示所使用的工作介质为液体。泵、马达、液动阀及电液阀都有这种功能要素的实心三角形。
定义: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。励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。 励磁系统包括励磁电源和励磁装置,其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器;励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求,分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。励磁装置的使用,是当电力系统正常工作的情况下,维持同步发电机机端电压于一给定的水平上,同时,还具有强行增磁、减磁和灭磁 功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整 流功能。励磁装置可以单独提供,亦可作为发电设备配 套供应。 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)控制并列运行各发电机间无功功率分配; 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,以减小故障损失程度; 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。 原理:利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理,将原动机的机械能变为电能输出。同步发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢,转子是磁极。定子由电枢铁芯,均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为 隐极式,由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。汽轮发电机的极数多为两 极的,也有四极的。转子的励磁绕组通入直流电流,产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场),其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时,转子磁场随同一起旋转、每转一周,磁力线顺序切割定子的每相绕组,在三相定子绕组内感应出三相交流电势。发电机带对称负载运行时,三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋 转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用,会产生制动转矩。从汽轮机输入的机械转
一．风力发电机励磁系统的原理图及说明 1．概述 东汽FD70B1.5MW双馈风力发电机组系统图如上所示。在风速 3.5m/s （1000rpm）~13m/s（1800rpm）下，发电机组励磁系统采用阿尔斯通的双馈变 频器控制（它采用有位置传感器和定子矢量控制），因此它具有励磁调压和调频 1的功能；风机的变浆系统（0~90°）调节输入的风能量或机械原动能量，做为 调频2功能。系统管理计算机协调变浆系统和变频器控制风力发电机组的正常发 电运行。 2．运行原理 变频器是为异步发电机转子回路提供变频、可逆双向励磁功率。在1000rpm~1499.99rpm，变频器向转子机械次同步的发电机输入滑差功率，频率正调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场；在1500rpm，变频器向转子机械同步发电机输入直流功率，频率零调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场；在1500.01rpm~1800rpm，超同步发电机通过转子机械向变频器输出 滑差功率，频率负调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场。风力发电机组可运行在电力系统频率51.5Hz~47.5Hz范围内。在电力系统电压690V±10%和功率因数0.95(超前)~0.95(滞后)下，满负荷运行。变频器可单独做为无功补偿 器运行（选项A），容量可达300kvar。 变频器转子回路机械侧MRP额定电压424V，额定电流372A，网侧NRP额定电压690V，额定电流305A,通过接触器与电网联网。变频器开关频率为 3KHz~6KHz，输出(入)转子频率为+17Hz~-17Hz。风机风轮转速大于 3.5m/s后(对 应于发电机转子为1000rpm)，持续一定时间，变频器网侧NRP及机械侧MRP 相继投入运行，转子绕组投励、调频、建立额定电压，经检测差压、差频、相序 正确后，定子回路空气开关并网。在发电机转子1000 rpm ~1800 rpm，变频器定子矢量控制技术，通过电机的d-q电磁场旋转实时的数学模型，及电机位置编码器、机组出口电压电流频率反馈值，根据风机各种运行条件下的限值范围内所给 定值，跟踪输出量运行。同时在风速过大过小(长时间大于1800 rpm或小于1000 rpm) 、电网异常等采取停机。 风机从并网运行模式到停机有三种不同的关闭程序，分别为：紧急停机、快速停机和正常关闭。 紧急停机（制动程序200）——风轮叶片以每秒15°的速度旋转到91°的位置。变桨控制驱动装置由后备蓄电池供电。转子刹车执行制动。 电网故障——在电网故障时执行快速停机Ⅱa程序。在这种情况下，安全链、变 浆控制、控制计算机和液压阀的电源全部由后备蓄电池提供。当到达停机位时， 变桨控制机构也停止。电网故障持续6s后，后备蓄电池耗尽，安全链中断。跟紧 急停机刹车制动有相同的效果。控制计算机进入睡眠状态，但是它的内存还是能保存在关闭期间的所有错误，因为它有后备蓄电池提供一年的支持。