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發（fā）電機勵磁電流有關（guān）特性

同步發電機為了實現能量的轉換,需（xū）要有一個直（zhí）流（liú）磁場而產生這個磁場的直流電（diàn）流,稱為發（fā）電（diàn）機的勵（lì）磁電流.根據勵磁電流的供給方式,凡是從其它電源獲得（dé）勵磁電流的發電機,稱為他勵（lì）發電機（jī）,從發電機本身獲得勵磁電源的,則稱為自勵發電機.

  一、發電機獲得勵磁電流的幾種方（fāng）式

  1、直流發電機（jī）供電的勵磁方式:這種勵磁方（fāng）式的發電機具有專用（yòng）的直流發電（diàn）機,這（zhè）種專用的直流發電機稱為直流勵磁機,勵磁機（jī）一般與發電機同軸,發電機的勵磁繞組通過裝在大軸上的滑環及固定電刷從勵磁機獲得直流電流.這種勵磁方式具有勵磁（cí）電流獨立,工作比較可靠（kào）和減少自用電消耗量等優（yōu）點,是過去幾十年間發電機主要勵磁方式（shì）,具有較成熟的運行經驗（yàn）.缺點是勵磁調（diào）節速度較慢,維護工作量大,故在10MW以（yǐ）上（shàng）的（de）機組（zǔ）中很少采用.

  2、交（jiāo）流勵（lì）磁機供電的勵磁方（fāng）式,現（xiàn）代大容量發電機有的采用交流（liú）勵磁機提（tí）供勵磁電流.交流勵磁機也裝在（zài）發電機大軸上,它輸出的交流電流經整（zhěng）流（liú）後供給發電機轉子勵磁,此時,發電機的勵磁（cí）方式（shì）屬他勵磁方式,又由於（yú）采用靜止的（de）整流裝置（zhì）,故又稱為他勵靜止勵磁,交流副勵磁機提供勵磁電流（liú）.交流副勵磁機（jī）可以是永磁機或是具有自勵恒壓裝置的交流發電機.為了提高（gāo）勵磁調節速度,交流勵（lì）磁機（jī）通常采（cǎi）用100——200HZ的中（zhōng）頻發電（diàn）機,而交流副勵磁機則采用400——500HZ的中頻發電機.這種（zhǒng）發電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在定（dìng）子槽內,轉（zhuǎn）子（zǐ）隻有齒與槽而沒有繞組,像個（gè）齒（chǐ）輪,因此,它沒（méi）有（yǒu）電刷,滑環等轉動接觸部件,具（jù）有工作可（kě）靠,結構簡單,製造工藝方便等優點.缺點是噪音較大,交流電勢的諧波分量（liàng）也較大.

  3、無勵磁機（jī）的勵磁方式（shì）:

  在勵磁方式中不設置專門的勵磁機,而從發（fā）電機本身取得勵磁（cí）電源,經整流後再供（gòng）給發電機本身勵磁,稱自（zì）勵式靜止勵磁.自勵式靜止（zhǐ）勵磁可分為自並勵和自（zì）複勵兩種方式.自並勵方式它通過接（jiē）在發電機出口（kǒu）的整流變壓器取得勵磁電流,經整流（liú）後供給發電機勵磁（cí）,這（zhè）種

  勵磁方（fāng）式具有結簡單,設備少,投資省和（hé）維護（hù）工作量少等優點.自複勵磁方式除沒有整（zhěng）流變壓外,還（hái）設有串聯在（zài）發電機定子回路（lù）的大功率電流（liú）互感器.這種互感器的作用是在（zài）發生短路（lù）時,給發電機提供較大的勵磁電流,以彌補整流（liú）變壓器輸出的不（bú）足.這種勵磁方式具有兩種勵磁電（diàn）源,通（tōng）過（guò）整流變壓器獲得的電壓電源和通過串聯變壓器獲得的電流源.

  二、發電機與（yǔ）勵磁電流的有（yǒu）關特性

  1、電壓的調節

  自動（dòng）調節勵磁係統可以看成（chéng）為一（yī）個以電壓為被調（diào）量的（de）負反饋控製係統.無功負荷電流是造成發電機端（duān）電（diàn）壓下降的主要原因,當勵磁電流不變（biàn）時,發電機的端電壓（yā）將隨無功電流的增大而（ér）降低.但是為了滿足用戶對電能質量的要求,發電機的端電壓（yā）應基本保持不變,實現這（zhè）一要求的辦法（fǎ）是隨無功（gōng）電流的變化調節（jiē）發電機的勵磁電流.

  2、無功功率的調節:

  發電機與係統並聯運行時,可以認為是與無（wú）限大容量電源的母線運行,要改變發電機勵磁電流,感應電勢（shì）和定子電流也跟著變（biàn）化,此時發電機的（de）無功電流也跟（gēn）著變化.當發電（diàn）機與無限大容量係統並聯運行時,為了改變發（fā）電機的無功功率,必須調節發電機的勵磁電流.此時改變的發電機勵磁電流並不是通常所說的“調壓”,而（ér）是隻是改變了送入（rù）係（xì）統的無功功率.

  3、無功負荷（hé）的分配:

  並聯運行的發電機根據各自的額定容量（liàng）,按比（bǐ）例進行無功電流的分配（pèi）.大容量發電機應負擔較多無（wú）功負荷,而容量較小的則負提供較（jiào）少的無功負荷.為了（le）實現（xiàn）無功負荷能自動分配,可以通過自動高壓調節的勵磁裝置,改變發電機勵磁電流維持其端（duān）電壓不變,還（hái）可對發電機電壓調節特性（xìng）的傾斜度（dù）進行調整,以實現並聯運行發電機無功負荷的（de）合理（lǐ）分配.

  三、自動調節勵磁電流的方法

  在改（gǎi）變發電機的勵（lì）磁電流中,一般不直接在其轉子（zǐ）回路中進行,因為該回路中電流很大,不便（biàn）於進行直接（jiē）調節,通常采用的方法是改變（biàn）勵（lì）磁機的勵（lì）磁電（diàn）流,以達到調節發電機轉子電流的目的.常用的（de）方法有改變勵磁機勵磁回路的（de）電阻,改變（biàn）勵（lì）磁機的附加勵磁電流,改變可控（kòng）矽的導（dǎo）通（tōng）角等.這裏主要講改變可（kě）控（kòng）矽導通角的方法,它是根據（jù）發電機（jī）電壓、電流或功率因（yīn）數的變化,相（xiàng）應地（dì）改變可控矽（guī）整流器的導通角,於是發電機的勵磁電流便跟著改（gǎi）變.這套裝置一般由晶體管,可控矽電子（zǐ）元件構成（chéng）,具有靈敏、快速、無失靈（líng）區、輸出功率大、體積（jī）小和重量輕等優（yōu）點.在事故情況下能有效（xiào）地抑製發電機的過電壓和實現快速滅磁.自動調節勵磁裝置（zhì）通（tōng）常由測量單元、同步單元、放（fàng）大（dà）單元、調差（chà）單元、穩（wěn）定單元、限製單元及一些輔助（zhù）單元構成.被測量信號(如電壓、電流等),經測量單元變換後與（yǔ）給定值相比較,然後將比較（jiào）結果(偏差)經前置放大單元和功率放大單元放大,並用於控製可控矽（guī）的導通角,以達到調節發電機（jī）勵磁電流的（de）目的.同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈衝與（yǔ）可（kě）控（kòng）矽整流器的交流勵磁電源同步,以保證控矽的正確觸發.調差單元（yuán）的作用是為（wéi）了使並聯運行的（de）發電機能穩定和合理地分配無功負荷.穩定單元是（shì）為了（le）改（gǎi）善電力係統的穩定而引（yǐn）進的單元.勵磁係（xì）統穩定單元用於改善勵磁係統的穩定性（xìng）.限製單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件（jiàn）下運行（háng）而設置的.必須指出並不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元（yuán）,一（yī）種調節器裝置所具有（yǒu）的單元與其擔負的具體任務有關.

  四、自動調節勵磁的組成部件（jiàn）及輔助設備

  自動調節勵磁的組成部件有機端電壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器;勵磁（cí）裝置需要提供以下電流（liú）,廠用AC380v、廠用DC220v控製電源.廠用DC220v合閘電源;需要提供以下（xià）空接點,自動開（kāi）機.自（zì）動（dòng）停機.並（bìng）網(一（yī）常開,一（yī）常閉（bì）)增（zēng）,減;需要提供以（yǐ）下模擬信號,發電機機端電壓100V,發電（diàn）機機（jī）端電（diàn）流5A,母線電壓100V,勵磁裝置輸出以下繼電器接點信號（hào）;勵磁變過流,失磁,勵磁裝置異常等.

  勵磁控製（zhì）、保護（hù）及信號回路由滅磁開關,助磁電（diàn）路、風機、滅（miè）磁開關偷跳、勵磁變過流、調節器故障、發（fā）電（diàn）機工況異常、電量變送器等組成.在同步發電機發生內部故障（zhàng）時除（chú）了必須解列外,還（hái）必須（xū）滅（miè）磁,把轉子磁（cí）場盡（jìn）快（kuài）地減弱到*小程度,保證轉子不過的情況下（xià）,使滅磁時間盡可能（néng）縮短（duǎn）,是滅磁裝置（zhì）的主要功能.根據額定勵磁電壓的（de）大小可分為線性電阻滅磁和非線性（xìng）電阻滅磁.

  近十多年來,由於新技術,新工藝和新器件的湧現和使用,使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完（wán）善.在自動調節勵磁裝置方麵,也不斷研製和推（tuī）廣使用了許多新型的調節裝置.由於采用微機計算機用軟件實現的自動調節勵磁裝置有顯著優（yōu）點,目前很多（duō）國家都（dōu）在研製和試驗用微型機計算機配以相應（yīng）的外部設（shè）備（bèi）構成的數字自動調節勵磁裝置,這種調節裝（zhuāng）置將能實現自適應*佳調節.

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