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力辉同步发电机励磁概述同步发电机励磁系统-励磁方式众所周知，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。
这种励磁方式的发电机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。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
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。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。
这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
同步电机励磁系统原理同步电机励磁系统的原理主要是通过给同步电机的电磁绕组提供直流电源来产生磁场，以实现电机的励磁。
同步电机是一种在运行时需要外加磁场的电机，只有当电磁铁绕组中通以直流电时，才能产生磁通，从而使电机能够正常运行。
同步电机励磁系统的工作原理就是在电机转子与励磁系统之间建立一个稳定的磁场以使电机能够运转。
同步电机励磁系统主要包括直流电源、可调整电压源和励磁绕组。
直流电源一般采用整流器将交流电转换为直流电，以提供给励磁绕组。
可调整电压源用于控制励磁系统的磁场大小，从而实现对同步电机的转矩和速度的调控。
励磁绕组是同步电机中的一个特殊绕组，它通常由绝缘线圈组成，绕制在电机的转子上。
当励磁绕组通以电流时，将产生一个旋转的磁场，与电机的转子磁场相互作用，形成一个力矩，在电机上产生运动。
在同步电机励磁系统中，励磁绕组产生的磁场与转子磁场的相互作用决定了电机的转矩和速度。
当励磁磁场与转子磁场同向时，电机产生正转矩。
当励磁磁场与转子磁场反向时，电机产生反转矩。
同时，通过调整励磁绕组的电流或电压，可以控制励磁系统的磁场大小，进而调控电机的转矩和速度。
通常，同步电机励磁系统的控制方法有恒定励磁方法和可调励磁方法。
恒定励磁方法是指在电机运行时，励磁绕组的电流或电压保持不变，以维持一个恒定的励磁磁场。
可调励磁方法是指根据实际需要，通过调整励磁绕组的电流或电压，来改变励磁磁场的大小，以实现对电机的转矩和速度进行调节。
总之，同步电机励磁系统的原理是通过给励磁绕组提供直流电源，产生一个稳定的磁场来实现电机的励磁。
励磁绕组产生的磁场与转子磁场相互作用决定了电机的转矩和速度。
通过调节励磁绕组的电流或电压，可以控制励磁系统的磁场大小，从而调节电机的转矩和速度。
励磁系统的控制方法有恒定励磁和可调励磁两种方法。
同步电机励磁系统在实际应用中，能够满足各种工况要求，实现电机的稳定运行。
他励同步电机励磁装置
他励同步电机是一种常见的电动机，它的励磁装置是其关键部件之一。
励磁装置的作用是为电机的转子提供磁场，使其能够与定子的旋转磁场同步运行。
在他励同步电机中，励磁装置的性能直接影响着电机的运行效率和稳定性。
励磁装置通常由励磁电源、励磁绕组和励磁控制系统组成。
励磁电源为励磁绕组提供直流电流，产生磁场。
励磁绕组则将直流电流转换为磁场，使得电机的转子能够产生磁场并与定子的旋转磁场相互作用。
励磁控制系统则对励磁电源进行控制，以确保电机在不同工况下能够保持稳定的运行状态。
在实际应用中，励磁装置的设计和选择需要考虑多种因素，包括电机的功率、转速范围、负载特性以及运行环境等。
合理的励磁装置设计能够提高电机的效率、降低能耗，并且改善电机的动态响应特性，使其能够更好地适应不同的工作条件。
随着科技的不断进步，新型的励磁装置也在不断涌现，例如采用先进的电力电子器件和控制算法，能够实现更高效、更精准的励磁控制。
这些新技术的应用将进一步推动他励同步电机的发展，提
高其在工业生产和其他领域的应用水平。
总的来说，他励同步电机的励磁装置是其不可或缺的组成部分，对电机的性能和运行稳定性起着至关重要的作用。
随着技术的不断
进步，励磁装置的设计和应用将继续得到改进，为电机的高效运行
和可靠性提供更好的保障。
同步发电机励磁自动控制系统在现代电力系统中，同步发电机励磁自动控制系统扮演着至关重要的角色。
它如同电力生产的“智慧大脑”，时刻精准调控着发电机的运行状态，确保电力的稳定供应和优质输出。
要理解同步发电机励磁自动控制系统，首先得明白励磁是什么。
简单来说，励磁就是给同步发电机的转子提供直流电流，从而在转子周围产生磁场。
这个磁场与定子绕组相互作用，就能产生电能。
而励磁自动控制系统呢，就是能够根据电力系统的运行状况和需求，自动调整这个励磁电流的大小和方向，从而实现对发电机输出电压、无功功率等重要参数的控制。
那么，为什么需要这样一个自动控制系统呢？这是因为电力系统的运行状态是时刻变化的。
比如，当系统中的负载突然增加时，如果不及时调整励磁电流，发电机的输出电压就会下降，可能导致电力质量下降，甚至影响到用电设备的正常运行。
反之，当负载突然减少时，若不加以控制，输出电压又会升高，可能损坏设备。
同步发电机励磁自动控制系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两大部分组成。
励磁功率单元负责向发电机转子提供直流励磁电流，它就像是“动力源”，要保证有足够的能量和稳定的输出。
而励磁调节器则是整个系统的“指挥中心”，通过采集发电机的各种运行参数，如端电压、定子电流、无功功率等，然后按照预定的控制规律进行计算和分析，最终输出控制信号来调节励磁功率单元的输出。
在实际运行中，励磁自动控制系统有着多种控制方式。
其中，恒机端电压控制是最为常见的一种。
它的目标是保持发电机端电压恒定，无论系统中的负载如何变化。
通过不断监测端电压，并与设定的电压值进行比较，然后调整励磁电流，从而使端电压始终稳定在设定值附近。
这种控制方式能够有效地保证电力质量，满足用户对电压稳定性的要求。
另一种常见的控制方式是恒无功功率控制。
在某些情况下，电力系统需要发电机输出特定的无功功率，以维持系统的电压水平和功率因数。
此时，励磁自动控制系统就会根据无功功率的设定值来调整励磁电流，确保发电机输出的无功功率符合要求。
同步发电机励磁系统原理定义：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矩克服制动转矩而作功。
发电机可发出有功功率和无功功率。
所以，调整有功功率就得调节汽机的进汽量。
转子磁场的强弱直接影响定子绕组的电压，所以，调发电机端电压或调发电机的无功功率必须调节转子电流。
同步电机励磁系统原理
同步电机励磁系统原理主要包括静态励磁和动态励磁两种方式。
静态励磁是通过直接将励磁电压加在同步电机的定子上，使电机产生励磁磁场。
这种方式通常使用直流电源来提供励磁电压，通过调节直流电压的大小和方向可以改变同步电机的励磁磁场大小和方向。
动态励磁是通过外部励磁设备产生励磁磁场，通过变压器等设备将励磁电源的交流电压转换为同步电机所需的励磁电压。
这种方式通常使用交流电源来提供励磁电压，通过调节交流电压的大小和频率可以改变同步电机的励磁磁场大小和方向。
在实际应用中，一般采用动态励磁方式来实现对同步电机的励磁控制。
励磁系统的主要功能是使同步电机的励磁磁场与电网电压的频率和相位保持同步，从而实现同步发电和同步运行的要求。
励磁系统通常由电源、励磁变压器、励磁装置和励磁控制器等组成。
励磁系统的工作原理是通过励磁控制器对励磁电源进行控制，从而控制励磁磁场的大小和方向。
励磁控制器根据同步电机的运行状态和电网的要求，调节励磁电源的电压和频率，使励磁磁场与电网电压同步，并保持合适的大小，以实现同步运行。
总之，同步电机励磁系统通过静态励磁或动态励磁的方式，通过对励磁电源进行控制，使同步电机的励磁磁场与电网电压同
步，并保持合适的大小和方向，以实现同步发电和同步运行的要求。
TBL-D系列同步电机数字可控硅励磁装置
三、工作原理
3.1主电路工作原理：
▪本装置主电路采用三相半控桥式整流电路。
整流变压器T的输出，经三相半控桥可控整流后输出脉动直流。
控制可控硅的触发角，便可以调节整流桥输出的直流电压、电流。
▪主电路中采用三相三角形R C吸收电路，以吸收各种过电压，
以及电源和本电路可控硅产生的谐波干扰。
▪在可控硅和整流二极管阴阳极之间产生的过电压，由R C阻
容吸收电路吸收。
▪每一桥臂均有均压电阻，以保证同一桥臂上的两只元件承受
相同的电压，避免单只元件承受过高的电压而被击穿。
▪整流变压器付边采用三只快速熔断器为直流侧短路和整流
元件短路保护用。
3.2.灭磁电路工作原理：
同步电动机异步起动时，转子开路感应电压将达到数千伏，会严重危及操作人员、同步电动机及励磁装置的安全。
因此同步电动机异步起动时励磁绕组严禁开路。
为了保证同步电动机的正常启动，转子正负半周的感应电流必须保证平衡，这样灭磁电压值就要求尽量低（本装置的灭磁电压为零）。
而灭磁过程结束后，装置将会输出励磁电压，灭磁电路两边也就同时被施加了励磁电压。
如果不采取措施，灭磁可控硅就又会被触发导通，使灭磁电阻长期承受励磁电压而被烧断，造成灭磁电路失效。
这是十分危险的故障。
要避免上述故障的发生,就必须使装置的灭磁电压值要高于励磁电压的峰值。
而且为防止电压波动和电网谐波的干扰,灭磁电压值甚至还要高一些。
按照国家标准中有关电网电压允许的上下限要求和对谐波要求,特为本装置的灭磁电压值制定了下述公式：
U m c=(U1c×2．5)÷
这样，虽然灭磁电路较为可靠，但是由于同步电动机启动时的转子感应电流正负半波不平衡，会使同步电动机启动时间延长。
为了解决这个矛盾，本装置灭磁电路的灭磁电压采用了分步骤自动整定的方法。
同步电动机在启动时，投励继电器常闭点将16R与17R、18R并联，使同步电动机的感应电流在6D上的压降大为增加，灭磁可控硅易于导通（10V以下即可
导通）。
投励后，投励继电器吸合，16R与17R、18R脱开，回路总阻值增大，
灭磁可控硅的导通触发电压上升至同步电动机励磁电压的 2.5倍而不能被触发。
这样就达到了兼顾同步电动机启动和灭磁电路可靠工作的需要。
在投励之后，由于整流桥立即输出励磁电压、电流，可能使尚未关断的灭磁可控
硅4V无法关断。
因此，计算机控制移相电路自动在投励后将整流电压降低，使通过4V的电流断续，迫使其在电流过零时自关断。
图中按钮M S B是灭磁检测按钮，用于检测灭磁电路是否正常。
（注：装置运行中，严禁按此按钮）
3.3.调节、控制单元工作原理：
本励磁装置由T B L-D数字控制器根据程序和已经设定的参数控制启动和运行过程。
在同步电动机异步起动过程中，整流桥可控硅无触发脉冲，整流桥无输出。
灭磁电路受转子感应电压触发导通处于灭磁状态，将同步电动机转子感应电压泄放。
当同步电动机转子转速提高到同步转速的90%时，计算机发出投全压指令，使连锁的定子侧少油断路器合闸，使同步电动机定子全电压运行（当同步机系统采用降压启动时）。
当转速继续上升至亚同步转速（95%的同步转速）时，数字控制器发出投励指令，投励电路动作，控制触发电路发出脉冲，装置就顺极性向同步电动机励磁绕组投励，使同步电动机被拖入同步转速运行。
当同步电动机进入同步运行后，数字控制器控制移相电路使整流桥输出励磁电压下降，迫使灭磁可控硅关断。
之后，移相电路自动恢复至给定值。
同时电压调节器使装置输出电压恒定。
本装置的调节、控制单元安装在控制器内，可靠性高，无须更换，控制软件可不断更新升级。
采用了大屏幕液晶汉字显示，简单直观，操作方便。
可在允许范围内调节投励、投全压时间。
可以检测并显示同步机启动过程中投励、投全压的时间（转子转速）。
3.3.1计算机控制：
本励磁装置的工作过程完全由T B L-D数字控制器根据程序和设定的参数来控制。
数字控制器通过检测同步电机励磁绕组的波形，判断电机的工作状态，从而及时、准确地发出投全压、投励、移相等指令，以及主电路失控、灭磁可控硅导通、失步等故障报警。
由于这部分是全数字电路，因而抗干扰能力强，检测可靠，无须调试，避免了运输及使用过程中由于震动造成的参数变化。
3.3.2投励、投全压：
数字控制器检测电路实时检测同步电动机励磁绕组波形。
通过检测转子感应电压频率的变化确定投全压和投励的时间。
同步电动机刚启动时，转子感应电压的频率为50H z，以后随着转速的提高，感应电压频率快速降低。
当此频率降低到5H z时，转子的转速即为同步转速的90%，这时数字控制器立即发出投全压指令；当转子感应电压频率继续降低到 2.5H z时，转子的实际转速已经达到亚同步转速（同步转速的95%），也就是传统励磁装置所述滑差投励时间（转子滑差对应励磁绕组感应电压频率一个周波的1/2时间）为0.2秒时，数字控制器再发出滑差投励指令。
为了方便用户的实际应用，投励时间可以在数字控制器计算机控制面板上修改（0.2～0.3秒）。
3.3.3后备投励
为确保投励可靠，本设备还采用了后备投励。
后备投励时间出厂设定为4秒钟。
也就是在同步电动机启动4秒钟之后，滑差投励还没有满足，数字控制器将在下一个顺极性时间发出后备投励指令。
3.3.4灭磁电路关断
数字控制器在投励正常之后，会先将移相触发角调节到参数设定值，励磁装置便输出给定电压、电流，使同步电动机转子转速迅速达到同步转速。
为确保灭
磁电路在投励之后可靠关断，本装置计算机会将移相触发角调小0.5秒钟，以至在此时间内整流桥输出电压波形断续，如果灭磁可控硅没有关断，这时便可以可靠关断了。
之后计算机恢复给定移相触发角，励磁装置稳定输出电压、电流。
3.3.5失控保护
整流装置是否失控表现于整流输出的波形。
当装置正常工作时，整流输出的波形的低电平时间不会大于5m s；而失控时，低电平时间为 6.67m s。
本励磁装置的计算机系统便是通过检测整流桥输出波形，也就是检测整流桥输出波形的低电平时间是否为 6.67m s，来判断主电路整流桥是否失控的。
如果装置在运行过程中，检测到整流桥输出波形的低电平时间为 6.67m s，计算机便立即切断触发脉冲，发出声、光报警，提醒工作人员注意。
而由于我们主电路采用的是可控硅三相半控桥电路，励磁装置仍就输出电压、电流，保证生产的连续性。
待安全停机后便可检修电路。
有关三相半控桥的失控机理见附录一，波形见附图一。
3.3.6灭磁故障保护
同步电动机在正常运行中，灭磁可控硅应该处于关断状态。
但是由于某些不稳定因素的影响，灭磁可控硅在同步电动机启动之后未能关断，或者是在正常运行过程中，灭磁可控硅被误触发。
这种故障会严重威胁励磁装置和同步电动机的安全。
正常运行时灭磁可控硅导通，会使整流桥输出电压直接加在灭磁用板形电阻上，由于板形电阻阻值很小，会在灭磁回路上形成很大的电流，造成装置整流变压器过载。
长时间的大电流也会使板形电阻烧毁，造成灭磁回路开路。
假如这些故障没有被及时发现，当同步电动机启动或停机时，由于灭磁回路开路，几千伏的转子感应电压将会击穿励磁装置的整流元件，并危及操作人员的安全，甚至将同步电动机绝缘击穿，造成严重损失。
本励磁装置独有的灭磁故障保护功能是利用计算机的高速巡回检测，及时发现灭磁电路的异常现象，发出灭磁故障报警，自动将同步电动机停车，保护同步电动机系统的安全，并且在计算机的液晶屏上显示故障类型，便于检修人员查找故障原因，尽快恢复生产。
3.3.6失步故障保护
当同步电动机发生失步故障时，在电机转子直流回路上，会感应出交变的电压。
数字控制器可以检测到转子回路的所有交流分量，经过高速的分析判断，区分哪些是突发的干扰信号，哪些是暂时的同步摇摆信号，哪些是真正的同步机失步信号。
在确认发生失步故障后，发出声、光报警信号，并且停止同步电动机的运行,保护系统安全。
3.3.7移相控制电路
移相电路由给定、反馈和有源滤波电路等环节构成。
为触发电路提供移相电压，控制其移相角。
三相电源经过同步变压器取样，经D12～D17组成的三相整流电路整流，D11限幅，成为随三相电源电压变化的直流电压信号。
此信号在R P09上与给定电压（R P10上的电压）相比较，就可在R P10的一端得到自动调节励磁的移相电压送至触发电路。
由于三相电源的取样电压是脉动直流电压，使移相电压中含有很大的交流分量，电路中采用了由运算放大器组成的有源二阶滤波器，可靠的滤除了移相电压中的交流分量，与采用电容滤波方式的电路相比，有源二阶滤波方式响应速度快，没有电容的延迟作用，能快速响应三相电源的变化，调节同步电动机励磁，确保同
步电动机不受电源变化的影响。
滤波后的移相电压，送至触发电路，控制脉冲的移相角，调节励磁电压。
3.3.8触发电路：
触发电路由脉冲电路，功放电路，脉冲隔离电路等组成。
本装置脉冲电路由三块集成电路T C A785组成。
每一块T C A785输出一相脉冲，受同步变压器三相同步信号控制，三块输出各差120°的三相脉冲。
