勵磁裝置

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詳細闡述如何區分勵磁係統及其類型的介紹!

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詳細闡述如何區分勵磁係統及其類型的介紹!

發布日期:2019-04-25 作者: 點擊:

勵磁係統主要類型有:靜態勵磁係統、無刷勵磁方案、交流勵磁係統、DC勵磁係統、勵磁係統建模,如今,使用了大量不同類型的勵磁機係統。可以區分三種主要類型:

1、DC勵磁係統,

其中勵磁機是DC發電機,通常與同步電機的轉子在同一軸上。

2、交流勵磁係統,

其中勵磁機是帶整流器的交流電機。

3、靜態勵磁係統

其中勵磁電流由受控整流器提供,整流器直接從發電機端子或發電廠的輔助電力係統獲得電力,輔助電力係統通常包含電池。

ψ   在後一種情況下,同步電機可以在未通電的網絡“黑啟動”下啟動。電池通常是從網上充電的。

勵磁係統

一、靜態勵磁係統

ψ   在靜態勵磁係統中,發電機磁場由圖1所示的晶閘管網絡供電。

ψ   隻需調整晶閘管觸發角就足以改變勵磁水平。

ψ   這種係統的一個主要優點是,當需要時,場電壓可以非常快速地在正負值的整個範圍內變化,最終的好處是在瞬態擾動期間發電機電壓調節。

ψ   晶閘管網絡由三相全控或半控橋式整流器組成。

ψ   場抑製電阻器消耗場電路中的能量,而場斷路器確保發電機故障期間的場隔離。

二、無刷勵磁方案

ψ   在交流發電機的無刷勵磁係統中,采用旋轉電樞和靜止磁場作為主勵磁機。

ψ   發電機勵磁的正向電壓是通過安裝在發電機軸上的旋轉半導體二極管網絡整流獲得的。

ψ   因此,勵磁電樞、二極管網絡和發電機磁場剛性串聯。

ψ   這種激勵方法的優點是完全消除了滑環和電刷等移動觸點,從而提供了平穩且免維護的操作。

ψ   永磁發電機作為勵磁機磁場的電源。

ψ   永磁發電機的輸出通過晶閘管網絡整流,並應用於勵磁機磁場。

ψ   電壓調節器測量輸出或終端電壓,將其與設定的基準電壓進行比較,並利用誤差信號(如果有的話)來控製晶閘管網絡的柵極脈衝。

三、交流勵磁係統

勵磁機和調壓器:

勵磁機的功能是在電壓下降時增加勵磁電流,在電壓上升時減少勵磁電流。定義了電壓變化

勵磁機最高電壓以下內容:

它被定義為勵磁機在特定負載條件下可以達到的最大電壓。

勵磁機響應:

它是勵磁機電壓的上升或下降速率。當需要改變這個電壓時。作為一個例子,考慮如圖所示的響應曲線。

勵磁機越來越多以下內容:

ψ   勵磁機的建立取決於磁場電阻和通過切割或添加對其值的充電。

ψ   最大可能的控製努力是當現場電路達到最大電流值時,勵磁變阻器完全短路。

ψ   這可以通過閉合接觸器來實現。

當勵磁機在空載下以額定速度運行時,電壓隨時間變化的階躍變化記錄被稱為勵磁機建立曲線。

ψ   一般來說,目前的做法是使用125伏激勵,最高可達IOMVA裝置,250伏係統,最高可達100毫安裝置。

ψ   發電超過IOOMVA的機組勵磁係統電壓各不相同。有些使用350伏和375伏係統,而有些使用高達500伏的勵磁係統。

四、DC激勵係統

ψ   這類勵磁係統利用直流發電機作為勵磁電源,並通過滑環向同步電機的轉子提供電流。

ψ   勵磁機可以由電機或發電機軸驅動。它可以是自激的,也可以是單獨激發的。

ψ    單獨激勵時,勵磁機磁場由樞軸勵磁機提供,該樞軸勵磁機包括 永久的  磁鐵發電機。

ψ   直流電機,兩組電刷相隔90度,一組在直流電機上

ψ   控製磁場繞組位於d軸上。

ψ   與d軸電樞電流串聯的補償繞組,從而消除電樞反應的負反饋。

ψq軸上的電刷短路,在q軸電樞中產生大電流隻需要很小的控製磁場功率。

ψq軸電流由電機機械提供。

五、勵磁係統建模

ψ   勵磁係統的數學模型對於評估所需性能要求、輔助控製和保護電路的設計和協調以及與研究計劃和目的相關的係統穩定性研究至關重要。

發電機電壓控製係統

ψ發電機的電壓與發電機的速度和勵磁(通量)成比例。

ψ   速度不變時,激勵用來控製電壓。

ψ   因此,電壓控製係統也被稱為勵磁控製係統或自動電壓調節器(AVR)。

ψ   對於交流發電機,勵磁由一個裝置(另一台機器或一台靜電發電機)提供 設備)稱為激勵器。

ψ對於大型交流發電機,可能需要勵磁機在500伏時提供高達6500安的勵磁電流,因此勵磁機是一台相當大的機器。

ψ   根據交流發電機勵磁繞組的直流供電方式

ψ (位於轉子上),激勵器分為:

I)   DC激發器;

ii)  交流激勵器;

iii)  靜態激勵器。

ψ   因此,電氣和電子工程師協會工作組開發了幾個標準框圖來表示勵磁係統。

ψ   發電機電壓控製係統的簡化框圖。

ψ   將發電機端電壓Vt與參考電壓Vref進行比較,以獲得電壓誤差信號≈V

ψ   該信號被施加到電壓調節器,如具有傳遞函數KA/ (1+TAs)的塊所示。

ψ   調節器的輸出隨後被施加到激勵器,激勵器顯示有傳遞函數Ke/ (1+Tes)塊。

ψ   勵磁機Efd的輸出然後被施加到磁場繞組,磁場繞組調節發電機端電壓。

ψ   發電機磁場可以用傳遞函數為KF/(1+sTF)的塊來表示。


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