5发电机自并励励磁自动控制系统设计()
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自并励励磁系统
发电机的励磁电 源由接于发电机 出口的励磁变压 器TE供给，励 磁电流靠自优点是设备和接线简单、可靠性高、励 磁调节速度快，如采用三相全控整流电路，可以实现逆变 灭磁，为简化励磁系统创造了条件 。
对发电机轴系安全的影响
自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度，对减小汽 轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁 系统，而不再采用分离元件，其运行更灵活，维护更方便 对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快，发电机具有较高强励电压 倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
3、静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在 100MW及以上的汽轮发电机组
自并励励磁系统
什么是自并励？
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可 控整流装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。 由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭 磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成 。
自并励对继电保护的影响
对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响较大，当发电机外部发生短 路时，机端电压下降，励磁电流也随之减小，发电机短路电流衰减很快。 将导致发电机后备保护不能正常动作。为此，发电机后备保护需增设电流 记忆功能 。
自并励系统的设计选型
自并励的应用条件 由于励磁输出受发电机机端电压的制约，在某些系统严 重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网 震荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机 组，因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导 致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用 励磁变压器的选择 环氧树脂干式变压器，多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 ， 配备相应的限制操作过电压和过电流保护。
电力系统稳定器的作用：主要是抑制电力系统0.1－2.5 Hz的低频振荡。电力系统稳定器的任务是接受这些振荡 信号，并按要求传递给励磁电压调节器，通过电压调节 器的自动控制作用 ，对发电机转子之间的相对振荡提 供正阻尼，以此实现对振荡的抑制。
对发电机轴系安全的影响
自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度，对减小汽 轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁 系统，而不再采用分离元件，其运行更灵活，维护更方便 对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快，发电机具有较高强励电压 倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
3、静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在 100MW及以上的汽轮发电机组
自并励励磁系统
什么是自并励？
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可 控整流装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。 由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭 磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成 。
自并励对继电保护的影响
对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响较大，当发电机外部发生短 路时，机端电压下降，励磁电流也随之减小，发电机短路电流衰减很快。 将导致发电机后备保护不能正常动作。为此，发电机后备保护需增设电流 记忆功能 。
自并励系统的设计选型
自并励的应用条件 由于励磁输出受发电机机端电压的制约，在某些系统严 重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网 震荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机 组，因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导 致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用 励磁变压器的选择 环氧树脂干式变压器，多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 ， 配备相应的限制操作过电压和过电流保护。
电力系统稳定器的作用：主要是抑制电力系统0.1－2.5 Hz的低频振荡。电力系统稳定器的任务是接受这些振荡 信号，并按要求传递给励磁电压调节器，通过电压调节 器的自动控制作用 ，对发电机转子之间的相对振荡提 供正阻尼，以此实现对振荡的抑制。
同步发电机励磁自动控制系统
时，输出波形不连续，周期为2π/3
三相半控整流电路输出电压与控制角α的关系式为：
静止励磁系统(发电机自并励系统)中发电机的励磁电源不用励 磁机，而由机端励磁变压器供给整流装置。
这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称静
止励磁系统。由于励磁电源是发电机本身提供，故又称为发电
机202自1/5/并27 励系统。
21
第三节 励磁系统中的整流电路
同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务是将交流电压 整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁绕组。
一 励磁系统的历史
直流励磁机励磁系统
换流困难
交流励磁机励磁系统(交流发电机和半导体整流元件组成） 为缩短主轴长度，降低造价，减少环节。
20静21/止5/27励磁系统 (发电机自并励系统)
13
二 直流励磁机励磁系统（100MW以下） 按励磁机的励磁绕 ➢ 自励直流励磁机励磁系统 组供电方式的不同 ➢ 他励直流励磁机励磁系统
1 自励直流励磁机励磁系统
IEE
IR DE =
IE
G
IAVR
R
励磁调节器
发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁
2021机/5/2磁7 场电阻R可改变励磁机励磁电流
14
2 他励直流励磁机励磁系统
IR
PE =
= IAVR IEE DE
IE
G
励磁调节器
他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
ug1
t0 t1
VS5 V6
VS1 V2
ug3
ug5
VS3 V4
VS5 V6
t
t
t
27
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题发电机自并励励磁系统是一种常见的发电机励磁系统，它具有很多独特的特点和问题。
本文将试论发电机自并励励磁系统的特点及问题，以期能够更好地了解和应用这一系统。
发电机自并励励磁系统是指发电机自身产生励磁电流，使发电机的励磁系统实现自动调节和控制。
这种系统具有以下几个特点：1. 自动调节：发电机自并励励磁系统能够根据负载的变化自动调节励磁电流，使发电机的输出电压可以稳定在设定值附近。
2. 简化结构：相比外部励磁系统，发电机自并励励磁系统的结构更加简单，因为它不需要额外的励磁电源和控制装置，减少了设备成本和维护成本。
3. 自身稳定性：发电机自并励励磁系统由于采用了自激励原理，具有一定的自身稳定性，使得发电机在瞬时负载变化时能够更快地调节励磁电流，提高系统的稳定性。
4. 适用范围广：发电机自并励励磁系统适用于各种类型的发电机，包括交流发电机和直流发电机，无论是小型发电机还是大型发电机，都可以采用这种系统。
发电机自并励励磁系统也存在一些问题，需要引起我们的重视和解决：1. 励磁电压调节问题：发电机自并励励磁系统在励磁电压调节方面存在一定的困难，特别是在大功率发电机上更加突出。
因为自激励原理很容易受到电磁参数变化的影响，导致励磁电压波动较大。
2. 预磁电流问题：发电机自并励励磁系统需要一定的预磁电流来保证自激励的正常进行，因此需要在系统设计和调试时合理确定预磁电流的数值，太小会导致自激励困难，太大则会浪费电能。
3. 兼容性问题：发电机自并励励磁系统虽然适用范围广，但是在与其他系统的兼容性方面可能存在问题，特别是在与电力系统自动化控制系统结合时，可能需要经过较长的调试过程。
4. 自激励失效问题：如果发电机自并励励磁系统自激励失效，可能会导致发电机输出电压不稳定甚至无法正常工作，对于一些对供电稳定性要求较高的场合，这种情况需要引起特别重视。
针对以上问题，我们需要注意以下几点解决方案：1. 优化励磁系统设计：在发电机自并励励磁系统的设计中，需要充分考虑到励磁电压调节、预磁电流和系统兼容性等因素，采用合理的电路结构和控制算法，使得系统具有更好的稳定性和可靠性。
自动装置励磁系统设计
课题：励磁控制系统主回路设计及系统性能分析专业：电气工程及其自动化班级：4班学号：姓名：指导教师：设计日期：成绩：自动装置励磁系统设计报告一、设计目的1、回顾发电机励磁控制系统主回路的设计原理。
2、进一步了解发电机励磁控制的系统性能分析。
3、学会建立发电机励磁系统的数学模型。
二、设计要求励磁控制系统的动态特性如上升时间、超调量、调整时间等都要满足要求。
因为本设计主要针对PID 调节在励磁控制中的作用，因此设计方案设有无PID 调节励磁控制和有PID 调节控制两个方案，并进行对比，分出优劣，选取效果极佳的方案。
2号题：发电机型号QF —25—2基本数据：额定容量（MW ）：25 转速；3000额定电压（KV ）： 功率因数cosø：额定电流：（A ）：2860 效率（%）：励磁数据：空载励磁电流（A ）： 满载励磁电流（A ）：372空载励磁电压（V ）： 满载励磁电压（V ）：180参数：定子线圈开路时励磁线圈时间常数（s ）：转子电阻：（75℃）（Ω）：0407（c 75︒R =c 15︒R ）电压降之和ΔU=3 三、设计过程1、系统概述（1）设计发电机励磁控制系统的数学模型，并以PID 控制方式，搭建仿真模型。
（2）性能分析： 应用控制理论的各种分析方法分析所设计的励磁控制系统的性能，并给出典型运行方式下的最佳参数整定值，要求打印主要分析曲线及计算结果。
（3）主回路设计主回路设计包括：励磁方式选择；励磁变压器选择；起励问题及计算；整流元件参数确定及选择；主回路保护配置；要求绘出励磁系统主回路原理图。
励磁方式：自并励方式励磁控制系统分为直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统和发电机自并励系统。
在这里励磁方式我选择自并励励磁方式。
（4）发电机自并励系统的主要优点是：a.励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高。
b.不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可减小基建投资。
发电机自并励励磁自动控制系统设计
发电机自并励励磁自动控制系统设计发电机自并励励磁自动控制系统设计辽辽宁宁工工业业大大学学电力系统自动化电力系统自动化课程设计（论文）课程设计（论文）题目：题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（发电机自并励励磁自动控制系统设计（4））院（系）：院（系）：电气工程学院电气工程学院专业班级：专业班级：电气电气xxxxxx 学学号：号：xxxxxx 学生姓名：学生姓名：指导教师：指导教师：起止时间：起止时间：2013.12.162013.12.16 —12.2912.29 辽宁工业大学课程设计说明书（论文）课程设计（论文）报告地内容及其文本格式课程设计（论文）报告地内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4 纸排版,单面打印,并装订成册,内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计(论文)任务及评语③中文摘要（黑体小二,居中,不少于200 字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000 字周数. 3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）6、正文格式①页边距：上 2.5cm,下 2.5cm,左3cm,右 2.5cm,页眉 1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订；②字体：一级标题,小二号字、黑体、居中；二级,黑体小三、居左；三级标题,黑体四号；正文文字, 小四号字、宋体；③行距：20 磅行距；④页码：底部居中,五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”,小二,黑体,居中. ②示例：（五号宋体）期刊类：[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:页次. 图书类：[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:出版社,出版年:页次. 本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学号学生姓名专业班级课程设计题目发电机自并励励磁自动控制系统设计（4）课程设计（论文）任务基本参数及要求：1 水轮发电机容量400MW,功率因数0.85,定子额定电压20KV,空载额定转子电压230V. 2 要求电压调差系数在±11%范围内可调. 3 强励倍数1.85,不小于10 秒4 调压精度,机端电压静差率小于1％. 5 自动电压调节范围：75％～125％. 6 起动升压至额定电压时,超调量不大于7％. 设计要求 1.阐述发电机励磁控制系统地控制原理. 2.确定励磁控制系统方案. 3.设计输入接口及电力参数数据采集通道. 4设计输出接口及输出励磁控制通道. 5确定控制算法,设计系统软件. 6对设计进行总结进度计划1、布置任务,查阅资料,理解掌握系统地控制要求.（1 天）2、系统总体方案设计,选择CPU,设计单片机最小系统.（1 天）3、设计输入接口及电力参数数据采集通道.（2 天）4、设计输出接口及输出励磁控制通道.（3 天）5、系统软件设计.（2 天）6、撰写、打印设计说明书（1 天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）摘要摘要也称内容提要,概括研究题目地主要内容、特点,文字要精练.中文摘要一般不少于200 字,外文摘要地内容应与中文摘要相对应. 关键词：关键词1；关键词2；关键词3；关键词 4 注意：关键词不少于 2 个黑体小二，居中行间距20 磅，小四宋体小四黑体本科生课程设计（论文）I 目录第 1 章绪论 1 1.1 励磁控制系统概况.1 1.2 本文主要内容.1 第2 章XXX 硬件设计.2 2.1 XXX 总体设计方案2 2.2 单片机最小系统设计.2 2.3 XXX 模拟量检测电路设计 2 2.4 XXX 可控整流电路设计 2 第 3 章XXX 软件设计.3 3.1 软件实现功能综述.3 3.2 流程图设计.3 3.2.1 主程序流程图设计.3 3.2.2 模拟量检测流程图设计.3 3.3 程序清单.3 第 4 章系统仿真与分析 4 4.1 系统仿真模型建立.4 4.2 XXXX4 第 5 章课程设计总结 5 参考文献.6 本科生课程设计（论文）1 第1 章绪论 1.1 励磁控制系统概况结合设计概括发展技术 1.2 本文主要内容根据任务书内容进行描述本科生课程设计（论文）2 第2 章xxx 硬件设计2.1 XXX 总体设计方案. 2.2 单片机最小系统设计 2.3 XXX 模拟量检测电路设计2.4 XXX 可控整流电路设计文中图地要求参看图 2.1 标注图上空 1 行 5 号黑体下空1 行 5 号宋体Y1 12M C1 30P C2 30P 接XTAL1 接XTAL2 图2.1 时钟电路本科生课程设计（论文）3 第3 章Xxx 软件设计 3.1 软件实现功能综述根据设计任务简要说明软件要完成地任务等等 3.2 流程图设计 3.2.1 主程序流程图设计先阐述主程序要完成地功能,然后画出流程图.3.2.2 模拟量检测流程图设计先阐述要完成地功能,然后画出流程图. 3.3 程序清单本科生课程设计（论文）4 第 4 章系统仿真与分析4.1 系统仿真模型建立 4.2 xxxx 本科生课程设计（论文） 5 第5 章课程设计总结对所设计内容、方法、取得地效果、问题地解决方案等方面作技术方面地总结. 注意：如果用到表格,则表内容用五号宋体或更小字号,选定某种样式后,全文应统一. 本科生课程设计（论文）6 参考文献[1] 商国才.电力系统自动化.天津大学出版社,2000 [2] 王葵等.电力系统自动化．中国电力出版社,2007.1 [3] 何仰赞等.电力系统分析.华中科技大学出版社,2002.3 [4] 于海生.微型计算机控制技术.清华大学出版社,2003.4 [5] 刘卫国等. MATLAB 程序设计与应用（第2 版）.高等教育出版社, 2008 [6] 梅丽凤等.单片机原理及接口技术.清华大学出版社,2009.7 注意：中文用小四宋体,英文用小四Times New Roman.参考文献不少于五篇。
发电机自并励励磁自动控制系统电子教案
课程设计（论文）任务及评语此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1 课程设计目的 (1)1.2 课程设计的实验环境 (1)1.3 课程设计的预备知识 (1)1.4 课程设计要求 (1)第2章课程设计内容 (2)2.1发电机励磁自动控制系统的概述 (2)2.2发电机自动励磁自动控制系统传递函数 (2)2.3同步发电机励磁自动控制系统特性的分析 (2)2.3.1线性化分析 (2)2.3.2稳定性分析 (3)2.3.3稳态误差分析 (5)2.3.4根轨迹分析 (5)2.4 改变励磁控制系统稳定性措施 (8)第3章课程设计总结..................................................................................................... ..9参考文献......................................................................................................................... ..9第一章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的“电力系统自动化”课程设计是在教学及实验的基础上，对课程所学的理论知识进行深化和提高。
因此，要求学生能综合应用所学的理论知识，能够较全面地巩固和应用本课程中所学到的基本理论和基本方法，进行发电机励磁自动控制系统特性分析与计算，加深理解发电机励磁自动控制系统的基本原理，并分析系统的稳定性、稳态误差以及根轨迹的特性。
通过这次课程设计培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2 课程设计的实验环境在计算机上绘制相关电路图和编写相关公式，并利用word2000编辑课程设计说明书。
1.3 课程设计的预备知识熟悉电力系统自动化课程的基础理论和基本知识。
6发电机自并励励磁自动控制系统设计()
作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习辽宁工业大学电力系统自动化课程设计（论文）题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（2）院（系）：电气工程学院专业班级：电气XXX _________学号：_xxx _______________学生姓名： ___________________指导教师： ___________________起止时间：2013.12.16 —12.29课程设计（论文）报告地内容及其文本格式1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版,单面打印，并装订成册，内容包括：①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）②设计（论文）任务及评语③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）④目录⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）⑥参考文献2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数.3、封面格式4、设计（论文）任务及评语格式5、目录格式①标题“目录”（小二号、黑体、居中）6、正文格式①页边距：上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订；②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字小四号字、宋体；③行距：20磅行距；④页码：底部居中，五号、黑体；7、参考文献格式①标题：“参考文献”，小二，黑体,居中.②示例：（五号宋体）期刊类：［序号］作者1,作者2, ... 作者n.文章名.期刊名（版本）.岀版年，卷次（期次）：页次.图书类：［序号］作者1,作者2,……作者n.书名.版本.岀版地：岀版社,岀版年：页次.课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算小四黑体关键词：关键词1;关键词2;关键词3;关键词4注意：关键词不少于2个目录第1章绪论 (2)1.1励磁控制系统概况 (2)1.2本文主要内容 (2)第2章XXX硬件设计 (3)2.1XXX总体设计方案 (3)2.2单片机最小系统设计 (3)2.3XXX模拟量检测电路设计 (3)2.4XXX 可控整流电路设计 (3)第3章XXX软件设计 (4)3.1软件实现功能综述 (4)3.2流程图设计 (4)3.2.1主程序流程图设计 (4)3.2.2模拟量检测流程图设计 (4)3.3程序清单 (4)第4章系统仿真与分析 (5)4.1系统仿真模型建立 (5)4.2 XXXX (5)第5章课程设计总结 (6)参考文献 (7)第1章绪论1.1励磁控制系统概况结合设计概括发展技术1.2本文主要内容根据任务书内容进行描述第2章xxx硬件设计2.1 XXX总体设计方案2.2单片机最小系统设计2.3XXX模拟量检测电路设计2.4XXX可控整流电路设计文中图地要求参看图2.1标注图2.1时钟电路5号黑体F空1行第3章Xxx软件设计3.1软件实现功能综述根据设计任务简要说明软件要完成地任务等等3.2流程图设计321主程序流程图设计先阐述主程序要完成地功能，然后画出流程图.322模拟量检测流程图设计先阐述要完成地功能，然后画出流程图. 3.3程序清单第4章系统仿真与分析4.1系统仿真模型建立4.2 xxxx第5章课程设计总结对所设计内容、方法、取得地效果、问题地解决方案等方面作技术方面地总结•注意：如果用到表格，则表内容用五号宋体或更小字号，选定某种样式后，全文应统一.参考文献[1]商国才•电力系统自动化•天津大学出版社，2000[2]王葵等.电力系统自动化•中国电力出版社,2007.1[3]何仰赞等.电力系统分析•华中科技大学出版社,2002.3[4]于海生.微型计算机控制技术.清华大学出版社,2003.4⑸ 刘卫国等• MATLAB?序设计与应用（第2版）•高等教育出版社，2008⑹ 梅丽凤等.单片机原理及接口技术•清华大学出版社,2009.7注意：中文用小四宋体，英文用小四Times New Roman参考文献不少于五篇版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。
无励磁机发电机自并励系统
无励磁机发电机自并励系统励磁机本身就是可靠性不高元件，可以说它是励磁系统薄弱环节之一，因励磁机故障而迫使发电机退出运行事故并非鲜见，故相应出现了不用励磁机励磁方案。
如下图所示：发电机励磁电源直接由发电机端电压获，控制整流后，送至发电机转子回路，作为发电机励磁电流，以维持发电机端电压恒定励磁方式，是无励磁机发电机自励系统。
最简单发电机自励系统是直接使用发电机端电压作励磁电流电源，由自动励磁调节器控制励磁电流大小，称为自并励可控硅励磁系统，简称自并励系统。
自并励系统中，转子本体极其滑环这些属于发电机部件外，没有因供应励磁电流而采用机械转动或机械接触类元件，又称为全静止式励磁系统。
下图为无励磁机发电机自并励系统框图，其中发电机转子励磁电流电源由接于发电机机端整流变压器ZB提供，经可控硅整流向发电机转子提供励磁电流，可控硅元件SCR由自动励磁调节器控制。
系统起励时需要令加一个起励电源。
无励磁机发电机自并励系统优点是：不需要同轴励磁机，系统简单，运行可靠性高；缩短了机组长度，减少了基建投资及有利于主机检修维护；由可控硅元件直接控制转子电压，可以获较快励磁电压响应速度；由发电机机端获取励磁能量，与同轴励磁机励磁系统相比，发电机组甩负荷时，机组过电压也低一些。
其缺点是：发电机出口近端短路而故障切除时间较长时，缺乏足够强行励磁能力，对电力系统稳定影响其它励磁方式有利。
以上特点，使无励磁机发电机自并励系统国内外电力系统大型发电机组励磁系统中受到相当重视。
发电机与系统间由升压变压器单元接线和抽水蓄能机组等励磁系统中到实际应用。
微机励磁调节器应用，氧化锌非线性灭磁电阻研制成功及大功率晶闸管及晶体管广泛应用，提高了发电机励磁系统可靠性，较大改善了励磁系统静态和动态品质，大大提高了系统技术性能指标。
诸多励磁系统中，直接励磁机维护困难，调节器响应时间长达1～5s，动态性能差，当空载起励时，电压超调量大，频率特性差；他励可控硅励磁系统需装设交流励磁机，并要求厂房高度高，当其用于慢速水轮机时，交流励磁机体质量大、尺寸大、维修工作量大。
发电机自并励励磁自动控制系统设计
电力系统自动化课程设计（论文）题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（4）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2012.12.31—2013.01.11课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气工程学院注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要随着经济建设的发展，我国的电力工业正迅速发展。
电力系统的规模日益扩大，发电设备的容量也相应增大，系统的运行方式的变化越来越频繁。
为了更好地保证安全，经济运行并保证电能质量，电力系统运行对自动控制装置提出了更高的要求。
励磁系统是发电机的重要组成部分，它的主要任务是根据发电机的运行状态,向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机各种运行方式下的需要。
性能良好、可靠性高的励磁系统是保证发电机安全发电，提高电力系统稳定性所必须的。
本文分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法，以单片机AT89C51作为控制核心和适合大容量的自并励方式设计了发电机励磁控制系统。
本次设计分为硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括AT89S52单片机、直流稳压电源、开关驱动控制电路和模拟量采集电路。
软件设计包括主流程设计和模拟量检测流程设计。
最后对整个系统进行了MATLAB仿真，用来对比所得结果与仿真结果是否在误差允许范围内。
关键词：自并励励磁自动控制系统；AT89S52单片机；MATLAB仿真目录第1章绪论 (1)1.1励磁控制系统概况 (1)1.2本文主要内容................................ 错误！未定义书签。
第2章发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计.. (3)2.1发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案 (3)2.2单片机最小系统设计 (3)2.3发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计 (8)2.4直流稳压电源电路设计 (8)第3章自并励励磁控制系统软件设计 (12)3.1软件实现功能总述 (12)3.2流程图设计 (12)3.3程序清单 (14)第4章 MATLAB建模仿真分析 (13)4.1M ATLAB软件简介 (13)4.2系统仿真模型的设计 (13)第5章课程设计总结 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1励磁控制系统概况一般我们把根据电磁感应原理使发电机转子形成旋转磁场的过程称为励磁。
电力系统自动装置试题和答案
1.发电机组并入电网后，应能迅速进入状态，其暂态过程要，以减小对电力系统的扰动。
〔 C 〕A 异步运行，短 B异步运行，长C 同步运行，短 D同步运行，长2.最大励磁限制是为而采取的平安措施。
〔 D 〕A 防止发电机定子绕组长时间欠励磁 B防止发电机定子绕组长时间过励磁C 防止发电机转子绕组长时间欠励磁 D防止发电机转子绕组长时间过励磁3. 当发电机组与电网间进展有功功率交换时，如果发电机的电压落后电网电压，则发电机。
〔 C 〕A 发出功率，发电机减速 B发出功率，发电机增速C 吸收功率，发电机减速 D吸收功率，发电机增速4.同步发电机的运行特性与它的值的大小有关。
〔 D 〕A 转子电流B定子电流C 转速D空载电动势。
〔 A 〕A 整步电压B脉动电压C 线性电压D并列电压6只能在10万千瓦以下小容量机组中采用的励磁系统是。
〔 B 〕A 静止励磁机系统B直流励磁机系统C 交流励磁机系统D发电机自并励系统7. 自动低频减载装置是用来解决事故的重要措施之一。
〔 C 〕A 少量有功功率缺额B 少量无功功率缺额C 严重有功功率缺额 D严重无功功率缺额8. 并列点两侧仅有电压幅值差存在时仍会导致主要为的冲击电流，其值与电压差成。
〔 B 〕A有功电流分量，正比 B 无功电流分量，正比C有功电流分量，反比 D无功电流分量，反比9.由于励磁控制系统具有惯性，在远距离输电系统中会引起。
〔 D 〕A 进相运行B高频振荡C 欠励状态D 低频振荡10.容量为的同步发电机组都普遍采用交流励磁机系统。
〔 D 〕A 50MW以下B 10万千瓦以下C 10万兆瓦以上D 100MW以上11电网中发电机组在调速器的工作情况下是电网的特性。
〔 B 〕A 功率特性B一次调频频率特性C 二次调频频率特性D 调节特性δ〉0时为调差系数，调节特性为。
〔A 〕A 正，下倾B负，下倾C 正，上翘D 负，上翘13.发电机并列操作中，当相角差较小时，冲击电流主要为。
第4章：同步发电机的励磁自动控制系统
电机失去励磁，造成系统电压大幅下降。若系统 中其它发电机组能提供足够的无功功率来维持系 统电压水平，则失磁的发电机还可以在一定时间 内以异步方式维持运行。
（3）提高继电保护装置工作的正确性 励磁自动控制系统通过调节发电机的励磁
电流以提高系统电压，增大短路电流，使继电 保护装置可靠动作。
5．防止水轮发电机过电压
与原曲线相比，有三点不同： ○1 极限输送功率增加； ○2 系统的静态储备增加； ○3 稳定运行区域扩大，其扩大的部分为人工稳定运行区。
（2）励磁系统对暂态稳定的影响
提高励磁系统的强励能力，即提高电压强励倍数 和电压上升速度，被认为是提高电力系统暂态稳定性 最经济、最有效的手段之一。
P0
功角特性曲线I：对应于故障前双回线运行； 功角特性曲线Ⅱ：对应于一回线故障时的运行状况； 功角特性曲线Ⅲ：对应于故障切除后一回线运行。
第4章 同步发电机的励磁 自动控制系统
4.1 同步发电机励磁系统的任务
一. 电力系统无功功率控制的必要性
1．维持系统电压正常水平
P/Q
Q
P
系统无功功率平衡关系式：
Q Q Q n
m
l
i1
Gi
j 1
Lj
k 1
k
U
无功电源主要由两部分组成，一部分是发 电机，一部分是补偿设备。发电机供给的无 功功率起主要作用，补偿设备供给的无功功 率起次要作用。
故障期间和故障切除后，励磁系统施加的作用是 力图促使发电机的内电动势 Eq 上升而增加电磁功率 输出，使 Pm增加（即曲线幅值增加），功角特性曲线 Ⅱ和Ⅲ幅值增加，既减小了加速面积，又同时增加了 减速面积。
要求励磁系统首先必须具备快速响应的能力。 为此，一方面要求缩小励磁系统的时间常数，另一 方面应尽可能提高强行励磁的倍数。
（3）提高继电保护装置工作的正确性 励磁自动控制系统通过调节发电机的励磁
电流以提高系统电压，增大短路电流，使继电 保护装置可靠动作。
5．防止水轮发电机过电压
与原曲线相比，有三点不同： ○1 极限输送功率增加； ○2 系统的静态储备增加； ○3 稳定运行区域扩大，其扩大的部分为人工稳定运行区。
（2）励磁系统对暂态稳定的影响
提高励磁系统的强励能力，即提高电压强励倍数 和电压上升速度，被认为是提高电力系统暂态稳定性 最经济、最有效的手段之一。
P0
功角特性曲线I：对应于故障前双回线运行； 功角特性曲线Ⅱ：对应于一回线故障时的运行状况； 功角特性曲线Ⅲ：对应于故障切除后一回线运行。
第4章 同步发电机的励磁 自动控制系统
4.1 同步发电机励磁系统的任务
一. 电力系统无功功率控制的必要性
1．维持系统电压正常水平
P/Q
Q
P
系统无功功率平衡关系式：
Q Q Q n
m
l
i1
Gi
j 1
Lj
k 1
k
U
无功电源主要由两部分组成，一部分是发 电机，一部分是补偿设备。发电机供给的无 功功率起主要作用，补偿设备供给的无功功 率起次要作用。
故障期间和故障切除后，励磁系统施加的作用是 力图促使发电机的内电动势 Eq 上升而增加电磁功率 输出，使 Pm增加（即曲线幅值增加），功角特性曲线 Ⅱ和Ⅲ幅值增加，既减小了加速面积，又同时增加了 减速面积。
要求励磁系统首先必须具备快速响应的能力。 为此，一方面要求缩小励磁系统的时间常数，另一 方面应尽可能提高强行励磁的倍数。
汽轮发电机自并励静止励磁系统设计
流 据有关资料， 桥， 单个可控硅元件的参数已
2.1 励磁变压器的 计算及选择
励磁变压器的计算和选择应考虑以下几
方面:
达2000 A/ 4 000 V， 使得可控硅整流桥得
以简化， 方便装理检修、 运行， 时使各支路 同
均流、均压问题相对易解决。 a)初期的励磁变压器多为油冷式或普 通绝 b)可控硅励磁功率柜中 应配置有交流过电 磁方式相比，具有以下几方面的优点. ，，励磁系 可靠性 统 增强 缘干式变 压器， 随着技术进步和价格的 变化， 压保护装置，据现场情况采用风冷、水冷等 现在已逐渐使用环氧树脂干式变压器， 一般 不同 的冷却方式，并采取一定措施保证并联 旋转部分发生的事故在以往励磁系统事 故中占 相当大的一部分， 但由子自 并励睁止 采 用空气自 然冷却， 不配外壳， 户内使 亦 整流柜均流系数达到要求 用， c ) 为满足并联功率柜投入和切除操作需 配置风冷系统， 同 励磁方式取消了旋转部件， 大大减少了事故 可根据实际情况加装外壳， 可在可控硅整流桥支路的交流侧及直流 隐患， 可靠性明 显优于交流励磁机励磁系 统， 时需要设置温控及温显系统，便于监视变压 要， 侧设置高绝缘水平刀闸或断路器(空气开关多 器的运行状态。 而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故 b )为改善可控硅整流桥电 压波形， 变压 为500 V 以下 的低压电 器， 易发生开关、 整 障元件可在线进行更换，有效地减少停机概 通常 器多 采用 三角 形一 星形( 八/ Y)接线， 它的额 流柜事故) 。现时较多的厂家产品中， 率。该励滋系统对运行、维护的要求相对较 低. 定容量取决于励磁系统应提供的直流功率值， 将两个甚至三个可控硅桥支路安装在同一功 一 次电压与发电机端电 压相同，二次电 压由 率柜中，使得在实际运行中，当功率柜中一 t 2 电力系 统的稳态、 暂态稳定水平提高 由于自 并励静止励磁系统响应速度快， 励磁系统的顶值电压所决定，同时应考虑到 支路发生故障需退出并检修时，因该柜其他 压值时仍能保 证所 支路、元件仍处于运行状态，且位于发电机 电力系统艘态 德定性大大提高。自 并励方式 在一次电压为80 额定电 转子励磁回 运行、 路， 检修人员较难进行有关 压值， 提高系统的强励能力。 保持发 电机端电压不变， 对单机无穷大系 需的顶值电 c)还需要考虑变压器的阻抗电压、 过载 检修工作。只能将该故障支路所在的功率柜 统静态稳定极限功率为 : 一定程度上影响了机组运行。 如果现场 能力、保护配置 ，尤其是过流保护 ，由于 退出， Pmax=VgVs/ Xe , (1) 变压器负载为可控硅整流桥及发电机转子 ， 场地条件允许。应尽量让每个功率柜只安放 式中
2.1 励磁变压器的 计算及选择
励磁变压器的计算和选择应考虑以下几
方面:
达2000 A/ 4 000 V， 使得可控硅整流桥得
以简化， 方便装理检修、 运行， 时使各支路 同
均流、均压问题相对易解决。 a)初期的励磁变压器多为油冷式或普 通绝 b)可控硅励磁功率柜中 应配置有交流过电 磁方式相比，具有以下几方面的优点. ，，励磁系 可靠性 统 增强 缘干式变 压器， 随着技术进步和价格的 变化， 压保护装置，据现场情况采用风冷、水冷等 现在已逐渐使用环氧树脂干式变压器， 一般 不同 的冷却方式，并采取一定措施保证并联 旋转部分发生的事故在以往励磁系统事 故中占 相当大的一部分， 但由子自 并励睁止 采 用空气自 然冷却， 不配外壳， 户内使 亦 整流柜均流系数达到要求 用， c ) 为满足并联功率柜投入和切除操作需 配置风冷系统， 同 励磁方式取消了旋转部件， 大大减少了事故 可根据实际情况加装外壳， 可在可控硅整流桥支路的交流侧及直流 隐患， 可靠性明 显优于交流励磁机励磁系 统， 时需要设置温控及温显系统，便于监视变压 要， 侧设置高绝缘水平刀闸或断路器(空气开关多 器的运行状态。 而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故 b )为改善可控硅整流桥电 压波形， 变压 为500 V 以下 的低压电 器， 易发生开关、 整 障元件可在线进行更换，有效地减少停机概 通常 器多 采用 三角 形一 星形( 八/ Y)接线， 它的额 流柜事故) 。现时较多的厂家产品中， 率。该励滋系统对运行、维护的要求相对较 低. 定容量取决于励磁系统应提供的直流功率值， 将两个甚至三个可控硅桥支路安装在同一功 一 次电压与发电机端电 压相同，二次电 压由 率柜中，使得在实际运行中，当功率柜中一 t 2 电力系 统的稳态、 暂态稳定水平提高 由于自 并励静止励磁系统响应速度快， 励磁系统的顶值电压所决定，同时应考虑到 支路发生故障需退出并检修时，因该柜其他 压值时仍能保 证所 支路、元件仍处于运行状态，且位于发电机 电力系统艘态 德定性大大提高。自 并励方式 在一次电压为80 额定电 转子励磁回 运行、 路， 检修人员较难进行有关 压值， 提高系统的强励能力。 保持发 电机端电压不变， 对单机无穷大系 需的顶值电 c)还需要考虑变压器的阻抗电压、 过载 检修工作。只能将该故障支路所在的功率柜 统静态稳定极限功率为 : 一定程度上影响了机组运行。 如果现场 能力、保护配置 ，尤其是过流保护 ，由于 退出， Pmax=VgVs/ Xe , (1) 变压器负载为可控硅整流桥及发电机转子 ， 场地条件允许。应尽量让每个功率柜只安放 式中
汽轮发电机自并励静止励磁系统设计
励设备 及励磁 操作设 备等部 分组成 。其原 理接线 图如
图 １ 示。 所
二级 管管压 降 的不 同 ， 联支路 均流特 性极差 ， 并 又无 法 进行 调整 ， 造成 只有个别 管工作 ， 始终 带“ ” 病 运行 。其 附件 为常规 电磁 型设备 ， 整个励 磁 系统设 备 老化严重 ．
自并励静 止鼬磁系统 Ｇ 发 电 机； 电流 互感 器 ； Ｔ 电压 互 感器 ； 一 ＣＩ ’ ＿ Ｐ一 Ｔ 励 磁 变压 器 ： ＶＲ 励 磁 调节 器 一 Ａ 一
可靠 性差 ， 故障率 高 ， 重影 响机组 的正常运 行 。 严 鉴于 上述 原 因 ， 厂 ｝ 一 ６发 电机 励磁 系统 急需 该 ｝ ＃ ｌ
优 越 性 。 分析 和探 讨该 厂 汽轮 发 电机 自并励 静 止 励磁 系统 的设 计 、 型 和原 理 。 选
【 关键词 】 汽轮发 电机； 自并励静 止励磁 系统； 原理 【 中图分类号】 Ｔ ６ Ｍ７ ０ 引 言 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １０ — ７Ｘ（０ ０ ０ — ０ ８ ０ ０ ３ ７ ３ ２ １ ）２ ０ １— ２
其 各部件 质量 的好 坏 ， 影响整 个机组安 全 、 济 的重 是 经 要 因素之 一 。 传统 的直流励 磁机励 磁系统 因大 电流下 的火 花 问 题 而无法使 用 ， 三机 励磁 系统则 因系统复 杂 、 机组 轴系
稳 定性等 问题而受 到越来 越多 的限制 ：自并励静 止励
全性评价 ” 中对发 电机励磁 系统各项 指标 的要求 。 ４ 装 置 的工 作 状态 无 法 监 视 。 由 于共 用操 作 电 １
第２ ５卷 第 ２期（ 第 ｌ４期 ） 总 １
机 械 管 理 开 发
发电机励磁系统原理
励磁调差原理与应用
全控桥强励与强减
按照Ud=1.35U2cosa，一般强励α=150 ；强减α=1500
强励限制与过励限制
1、电压强励能力取决于励磁变二次电压（阳极电压）； 2、电流强励能力取决于可控硅电流或者说是功率柜的数量； 3、强励限制是指电流限制倍数：1.5-2.0倍；功率柜故障取1.1倍； 4、过励限制是励磁电流限制，大于1.1倍，反时限，励磁电流闭环；
励磁调节器原理图
移相触发器原理：Ut＋Uk＝触发脉冲 模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移相
AVR（自动） 恒电压闭环 自动电压调节器 ECR（手动） 恒电流闭环 励磁电流调节器 电压给定Ugref 电流给定Ifref PID调节计算 限制功能 控制电压Uk
恒无功闭环：AVR的辅助控制
励磁调节器构成
定QC子电压升高，Q以CG 使机组运行点回到允许的允许范围之内。
欠励限制曲线
定子电流限制（过无功限制、过励限制）
定子电流限制还可以采用根据发电机输 出的有功功率来确定发电机允许输出无 功功率的方式来实现，即过无功限制
功率因数＝1附近没有操作
有功电流分量
QL 进相运行超过限制区
迟相运行超过限冲发展形式
➢宽脉冲 ➢双脉冲 ➢宽高频脉冲 ➢双高频脉冲
励磁调节器功能简介
✓无功补偿（调差）
✓强励电流限制（快
速限制）
✓过励限制（励磁电
流慢速、反时限）
✓欠励限制（P-Q）
✓定子电流限制（过
无功限制）
✓伏赫限制（V/HZ、
U/F）（过激磁）
✓软起励功能 ✓PSS功能 ✓电制动功能 ✓PT断线保护
伏赫限制以及其他辅助功能
设计U/F限制器是为了保护机组及与机组相连的变压器过激磁。 当机组频率降低的时候，为了使机组的机端电压保持恒定，励 磁系统将会增加励磁电流，此时，如果机组在低频率的情况下 使机端电压保持在额定值，那么对机组及所有与机组相连的变 压器而言，将有可能出现过磁通现象（尤其是主变压器），从 而对机组及变压器造成损坏。
电力系统自动化第三版王葵孙莹编同步发电机励磁自动控制系统
改善异步电动机旳自起动条件
27
改善电力系统旳运营条件
为发电机异步运营发明条件同步发电机失去励磁时，需要从系统中吸收大量无功功率，造成系统电压大幅度下降，严重时危及系统旳安全运营。在此情况下，假如系统中其他发电机组能提供足够旳无功功率维持系统电压水平，则失磁旳发电机还能够在一定时间内以异步运营方式维持运营，这不但能够确保系统安全运营而且有利于机组热力设备旳运营。
第二章 同步发电机励磁自动控制系统
概述
2
发电机原理
An electric generator or electric motor that uses field coils rather than permanent magnets requires a current to be present in the field coils for the device to be able to work. (from Wiki)
30
水轮发电机组强行减磁
对励磁调整器旳要求具有较小旳时间常数，能迅速响应输入信息旳变化。系统正常运营时，励磁调整器应能维持发电机电压在给定旳水平。励磁控制系统旳自然调差率一般在1％以内。励磁调整器应能合理分配机组旳无功功率，为此，励磁调整器应确保同步发电机端电压调差率能够在土10％以内进行调整。对远距离输电旳发电机组，为了能在人工稳定区域运营，要求励磁调整器没有失灵区。励磁调整器应能迅速反应系统故障，具有强行励磁等控制功能以提升暂态稳定和改善系统运营条件。
31
二、对励磁系统旳基本要求
对励磁功率单元旳要求要求励磁功率单元有足够旳可靠性并具有一定旳调整容量。具有足够旳励磁顶值电压和电压上升速度。
32
第二章 同步发电机励磁自动控制系统
同步发电机励磁系统
27
改善电力系统旳运营条件
为发电机异步运营发明条件同步发电机失去励磁时，需要从系统中吸收大量无功功率，造成系统电压大幅度下降，严重时危及系统旳安全运营。在此情况下，假如系统中其他发电机组能提供足够旳无功功率维持系统电压水平，则失磁旳发电机还能够在一定时间内以异步运营方式维持运营，这不但能够确保系统安全运营而且有利于机组热力设备旳运营。
第二章 同步发电机励磁自动控制系统
概述
2
发电机原理
An electric generator or electric motor that uses field coils rather than permanent magnets requires a current to be present in the field coils for the device to be able to work. (from Wiki)
30
水轮发电机组强行减磁
对励磁调整器旳要求具有较小旳时间常数，能迅速响应输入信息旳变化。系统正常运营时，励磁调整器应能维持发电机电压在给定旳水平。励磁控制系统旳自然调差率一般在1％以内。励磁调整器应能合理分配机组旳无功功率，为此，励磁调整器应确保同步发电机端电压调差率能够在土10％以内进行调整。对远距离输电旳发电机组，为了能在人工稳定区域运营，要求励磁调整器没有失灵区。励磁调整器应能迅速反应系统故障，具有强行励磁等控制功能以提升暂态稳定和改善系统运营条件。
31
二、对励磁系统旳基本要求
对励磁功率单元旳要求要求励磁功率单元有足够旳可靠性并具有一定旳调整容量。具有足够旳励磁顶值电压和电压上升速度。
32
第二章 同步发电机励磁自动控制系统
同步发电机励磁系统
发电机自并励励磁机硬件设计
调差系数 δ 表示无功电流从零增加到额定值时，发电机电压的相 对变化。调差系数 δ 表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。调 差系数用 δ 表示，其定义为 :
δ
= U G1 − U G2 U GN
= U G1* − U G2*
= ∆U G*
式中UGN —发电机额定电压； U G1 、U G2 —分别为空载运行和带额定无功电流时的发电机电压。 为实现上述的功能，励磁控制器需具备：电量测量、调节运算、 同步信号检测、脉冲移相放大等基本单元。根据前文所诉的励磁控制 器的基本要求，励磁控制器也由以下几个基本单元组成：主控制单元、 模拟量输入通道、开关量输入输出通道、同步测频单元和脉冲放大单 元等，励磁控制器的硬件总体结构框图如图 1.2 所示。
经验交流
发电机自并励励磁机硬件设计
辽宁工贸学校 李小红
【摘 要】设计采用自并励励磁方式，通过同步发电机励磁系统 的方案论证、设计和计算，得到满足要求的励磁系统。
【关键词】自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ励；励磁系统
输入接点电路
键区
继电器输出接点
励磁系统是同步发电机重要组成部分，直接影响发电机运行性能。
自励直流励磁机励磁系统中发电机转子绕组由专用的直流励磁机供
模拟输入电路
89C51
A/D 转换
PWM 斩波输出
电源 供给
数字信号处理
图 1.2 励磁控制器的硬件总体结构框 二、发电机励磁系统的要求及分类 1. 发电机励磁系统的要求 在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作 用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率 因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系 统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态 稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： （1）常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动） 励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功 负荷。 （2）应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时， 能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动 机安全、稳定运行。 （3）励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并 且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。 2. 发电机励磁系统的分类 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。它 的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流 励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一 轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。 二期是自励直流励磁机励磁系统。发电机转子绕组由专用的直流 励磁机 DE 供电，调整励磁机磁场电阻 Rc 可改变励磁机励磁电流中的 IRC 从而达到调整发电机转子电流的目的。 三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端 励磁。 三、自并励存在问题与解决方法 为了保证发电及安全稳定运行，微机励磁控制器内部设有 PT 断线、 强力动作、欠励动作、过压限制、电压 / 频率限制、过无功功率保护、 定子过电流保护等保护功能。 以上保护功能远不能满足电力系统的输配电线路安全需求，为此 采取如下措施： （1）增加电力系统稳定器（PSS）； （2）增加直流回路在线监测器； （3）转子回路开路保护。 四、结束语 励磁系统对提高电力系统稳定的作用，一直是人们关心的课题和 努力的方向，长期以来已经进行了大量的工作。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本身的安全稳定运行有很大的 影响。 参考文献： [1] 商国才 . 电力系统自动化 . 天津：天津大学出版社，2000 [2] 郭 培 源 . 电 力 系 统 自 动 控 制 新 技 术 . 北 京： 科 学 出 版 社， 2003.4
δ
= U G1 − U G2 U GN
= U G1* − U G2*
= ∆U G*
式中UGN —发电机额定电压； U G1 、U G2 —分别为空载运行和带额定无功电流时的发电机电压。 为实现上述的功能，励磁控制器需具备：电量测量、调节运算、 同步信号检测、脉冲移相放大等基本单元。根据前文所诉的励磁控制 器的基本要求，励磁控制器也由以下几个基本单元组成：主控制单元、 模拟量输入通道、开关量输入输出通道、同步测频单元和脉冲放大单 元等，励磁控制器的硬件总体结构框图如图 1.2 所示。
经验交流
发电机自并励励磁机硬件设计
辽宁工贸学校 李小红
【摘 要】设计采用自并励励磁方式，通过同步发电机励磁系统 的方案论证、设计和计算，得到满足要求的励磁系统。
【关键词】自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ励；励磁系统
输入接点电路
键区
继电器输出接点
励磁系统是同步发电机重要组成部分，直接影响发电机运行性能。
自励直流励磁机励磁系统中发电机转子绕组由专用的直流励磁机供
模拟输入电路
89C51
A/D 转换
PWM 斩波输出
电源 供给
数字信号处理
图 1.2 励磁控制器的硬件总体结构框 二、发电机励磁系统的要求及分类 1. 发电机励磁系统的要求 在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作 用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率 因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系 统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态 稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： （1）常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动） 励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功 负荷。 （2）应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时， 能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动 机安全、稳定运行。 （3）励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并 且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。 2. 发电机励磁系统的分类 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。它 的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流 励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一 轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。 二期是自励直流励磁机励磁系统。发电机转子绕组由专用的直流 励磁机 DE 供电，调整励磁机磁场电阻 Rc 可改变励磁机励磁电流中的 IRC 从而达到调整发电机转子电流的目的。 三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端 励磁。 三、自并励存在问题与解决方法 为了保证发电及安全稳定运行，微机励磁控制器内部设有 PT 断线、 强力动作、欠励动作、过压限制、电压 / 频率限制、过无功功率保护、 定子过电流保护等保护功能。 以上保护功能远不能满足电力系统的输配电线路安全需求，为此 采取如下措施： （1）增加电力系统稳定器（PSS）； （2）增加直流回路在线监测器； （3）转子回路开路保护。 四、结束语 励磁系统对提高电力系统稳定的作用，一直是人们关心的课题和 努力的方向，长期以来已经进行了大量的工作。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本身的安全稳定运行有很大的 影响。 参考文献： [1] 商国才 . 电力系统自动化 . 天津：天津大学出版社，2000 [2] 郭 培 源 . 电 力 系 统 自 动 控 制 新 技 术 . 北 京： 科 学 出 版 社， 2003.4
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作者：Pan Hon glia ng
仅供个人学习
辽宁工业大学
电力系统自动化课程设计（论文）题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（1）院（系）：电气工程学院
专业班级：电气XXX _________
学号：_xxx _______________
学生姓名： ___________________
指导教师： ___________________
起止时间：2013.12.16 —12.29
课程设计（论文）报告地内容及其文本格式
1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版,单面打印，并装订成册，内容包括：
①封面（包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等）
②设计（论文）任务及评语
③中文摘要（黑体小二，居中，不少于200字）
④目录
⑤正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）
⑥参考文献
2、课程设计（论文）正文参考字数：2000字周数.
3、封面格式
4、设计（论文）任务及评语格式
5、目录格式
①标题“目录”（小二号、黑体、居中）
6、正文格式
①页边距：上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订；
②字体：一级标题，小二号字、黑体、居中；二级，黑体小三、居左；三级标题，黑体四号；正文文字小四号字、宋体；
③行距：20磅行距；
④页码：底部居中，五号、黑体；
7、参考文献格式
①标题：“参考文献”，小二，黑体,居中.
②示例：（五号宋体）
期刊类：［序号］作者1,作者2, ... 作者n.文章名.期刊名（版本）.岀版年，卷次（期次）：页次.
图书类：［序号］作者1,作者2,……作者n.书名.版本.岀版地：岀版社,岀版年：页次.
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院教研室：电气工程及其自动化
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算
小四黑体
关键词：关键词1;关键词2;关键词3;关键词4
注意：关键词不少于2个
目录
第1章绪论 (2)
1.1励磁控制系统概况 (2)
1.2本文主要内容 (2)
第2章XXX硬件设计 (3)
2.1XXX总体设计方案 (3)
2.2单片机最小系统设计 (3)
2.3XXX模拟量检测电路设计 (3)
2.4XXX 可控整流电路设计 (3)
第3章XXX软件设计 (4)
3.1软件实现功能综述 (4)
3.2流程图设计 (4)
3.2.1主程序流程图设计 (4)
3.2.2模拟量检测流程图设计 (4)
3.3程序清单 (4)
第4章系统仿真与分析 (5)
4.1系统仿真模型建立 (5)
4.2 XXXX (5)
第5章课程设计总结 (6)
参考文献 (7)
第1章绪论1.1励磁控制系统概况
结合设计概括发展技术
1.2本文主要内容
根据任务书内容进行描述
第2章xxx硬件设计
2.1 XXX总体设计方案
2.2单片机最小系统设计
2.3XXX模拟量检测电路设计
2.4XXX可控整流电路设计
文中图地要求参看图2.1标注
图2.1时钟电路
5号黑体
F空1行
第3章Xxx软件设计
3.1软件实现功能综述
根据设计任务简要说明软件要完成地任务等等
3.2流程图设计
321主程序流程图设计
先阐述主程序要完成地功能，然后画出流程图.
322模拟量检测流程图设计
先阐述要完成地功能，然后画出流程图. 3.3程序清单
第4章系统仿真与分析4.1系统仿真模型建立
4.2 xxxx
第5章课程设计总结
对所设计内容、方法、取得地效果、问题地解决方案等方面作技术方面地总结•
注意：如果用到表格，则表内容用五号宋体或更小字号，选定某种样式后，全文应统一.
参考文献
[1]商国才•电力系统自动化•天津大学出版社，2000
[2]王葵等.电力系统自动化•中国电力出版社,2007.1
[3]何仰赞等.电力系统分析•华中科技大学出版社,2002.3
[4]于海生.微型计算机控制技术.清华大学出版社,2003.4
⑸ 刘卫国等• MATLAB?序设计与应用（第2版）•高等教育出版社，2008
⑹ 梅丽凤等.单片机原理及接口技术•清华大学出版社,2009.7
注意：中文用小四宋体，英文用小四Times New Roman参考文献不少于五篇
版权申明
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