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發電機（jī）勵磁電流有關特性

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

  一、發電機獲得勵磁電流（liú）的幾種方式

  1、直流發電機供電的勵磁方式（shì）:這種勵磁方式的發電機具（jù）有專用的直流發電機,這種專用（yòng）的直流發電機稱（chēng）為直（zhí）流勵磁機,勵磁機一般與發電機同軸,發電機的勵磁繞組通過裝在大軸上的滑環及固（gù）定電刷從勵磁機獲得直流電流.這種勵磁（cí）方式具有勵磁（cí）電流（liú）獨立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優（yōu）點,是過去幾十（shí）年間發電機主要勵磁（cí）方式（shì）,具有較（jiào）成（chéng）熟的運行經驗.缺點（diǎn）是勵磁調節速度較慢,維護工作量大,故在10MW以上的（de）機組（zǔ）中很（hěn）少采用（yòng）.

  2、交（jiāo）流勵磁機供電的勵磁方式,現代大容量發電（diàn）機有的采用交流勵磁（cí）機提（tí）供勵磁電（diàn）流.交（jiāo）流勵（lì）磁機也裝在發電機大軸（zhóu）上,它輸出的交流電流經整流後供給（gěi）發電機轉子勵磁,此時,發電機的勵磁方式屬（shǔ）他（tā）勵磁方式,又由於采用靜止的（de）整流裝置,故又稱（chēng）為他勵（lì）靜止勵磁,交流（liú）副勵磁（cí）機提供勵（lì）磁電流（liú）.交流副勵磁機可以是永磁機或是具有自勵恒（héng）壓裝置的交（jiāo）流（liú）發電機（jī）.為了提高勵磁調節速度,交流勵磁機（jī）通常采用100——200HZ的中頻發電機,而交流副勵磁機則采（cǎi）用400——500HZ的中頻發電機.這（zhè）種發電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在（zài）定子槽內（nèi）,轉（zhuǎn）子隻有齒與槽而（ér）沒有繞組,像個齒輪（lún）,因此,它（tā）沒有電刷,滑環等轉動接（jiē）觸部件,具有工作可靠,結構簡單,製造工（gōng）藝方便等優（yōu）點.缺（quē）點是噪音（yīn）較大,交流電勢的諧波（bō）分（fèn）量也較大.

  3、無（wú）勵（lì）磁機的（de）勵磁方式（shì）:

  在勵磁方式中不設置專門的勵磁機（jī）,而從發電機（jī）本身取得勵磁電（diàn）源,經整流後再供給發電機本身（shēn）勵磁,稱自勵式靜止勵磁.自勵式靜止勵（lì）磁可分為自並勵和自複勵兩種方式.自並勵方式它通過接在發電機出口的整流變壓器取得勵磁電流,經（jīng）整流後供給發電機勵磁,這（zhè）種

  勵磁方式具有結簡單,設（shè）備少,投資省和維護工（gōng）作量少等優點.自（zì）複勵磁（cí）方式除（chú）沒有整流變壓外,還設有（yǒu）串聯在（zài）發電機定子回路的大功率電流互感器.這種互感器的作用是在發（fā）生短路時,給發電機提供較大的（de）勵磁電流,以彌補整流變壓器輸出的（de）不（bú）足.這種勵磁方式具有兩種勵磁電源（yuán）,通過整流變壓器獲得的（de）電壓電源和通過串聯變壓器獲得的電流源.

  二、發電機與勵磁電（diàn）流的有關特性

  1、電壓的調節

  自動調節勵磁係統可以看成為一個以電壓為被調量的負反饋控製係統.無功負（fù）荷電流（liú）是（shì）造成發電機端電壓下降（jiàng）的主要原因,當勵磁電流不變時,發（fā）電機的端電壓將隨無（wú）功電流的增大而降低.但（dàn）是為了滿足用戶對（duì）電能質量的要（yào）求,發電（diàn）機的端電壓應基本保持不變,實現這一要求的辦法是隨無功電流的變化調節發電（diàn）機的勵磁（cí）電流.

  2、無功功率的調節:

  發電機與係統並聯運行（háng）時,可以認為是與無限（xiàn）大容量電源（yuán）的母線運行,要改變發電機勵磁電流,感應電勢和定子電流（liú）也跟著變化,此時發電機的無功電流也跟著變（biàn）化（huà）.當發電機與無（wú）限大容量係統（tǒng）並（bìng）聯運行（háng）時（shí）,為了改變發電機的無功功率,必須調節（jiē）發電機的勵磁電流.此時改變的發電機勵（lì）磁電流並不是通常所（suǒ）說的“調壓”,而是隻是改變（biàn）了送入係統的無功功率.

  3、無功負荷的分配:

  並聯運行的發電（diàn）機根據各自的額定容（róng）量,按比（bǐ）例進（jìn）行（háng）無功電流的分（fèn）配.大容量（liàng）發電機應負擔較多無功負荷,而容量較小的則負提（tí）供較少的無（wú）功負荷.為了實現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（lì）磁電流維（wéi）持其端電壓不變,還可（kě）對發電機電壓調節（jiē）特性的傾斜度進行調整,以實現並聯運行發電機無功（gōng）負荷的（de）合（hé）理分配.

  三、自動調節勵磁電流的（de）方法

  在改變發電機（jī）的（de）勵磁電流中,一般不直接在其轉子回路中進行,因為（wéi）該回路中電流很大,不便於進行直接調節,通常采用（yòng）的方法是改變勵磁機的（de）勵磁電流,以達到調節發電機轉子電流（liú）的（de）目的.常用的方（fāng）法有改變勵磁機勵磁（cí）回（huí）路（lù）的電阻,改變勵磁機的附加勵（lì）磁電流,改變可控矽（guī）的導通角等.這裏主要講改變可控矽導通角的方法,它是根據發電機電壓、電流或（huò）功率（lǜ）因數的變化（huà）,相應（yīng）地改變可控矽整流器的（de）導通角,於是發電機的勵磁電流便跟著改變.這套裝置一般由晶（jīng）體管（guǎn）,可控矽電子元件構成,具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率（lǜ）大、體積小和重量（liàng）輕等優點.在事故情況下能有效地抑（yì）製發電機的過電壓（yā）和實現快速滅磁.自動調節勵磁裝置通常（cháng）由測量單元、同步單元、放大單元、調差（chà）單元、穩定單元、限（xiàn）製（zhì）單元及一些輔助（zhù）單元構成.被測量信號（hào）(如電壓、電流等),經測量（liàng）單元變換後與給定值相比較（jiào）,然後將比較結（jié）果(偏差)經前置放大單元和功率放大單元放（fàng）大,並用於控（kòng）製（zhì）可控矽的導通角,以達到調節發電（diàn）機勵（lì）磁電流的目的.同步單元的作用是使移相部（bù）分輸出的（de）觸發脈衝與可（kě）控矽整流器的交流勵磁電源（yuán）同步,以保證控矽的正確觸發.調差單元的作用是（shì）為了使並聯運（yùn）行（háng）的發電機能穩定（dìng）和合理地分（fèn）配無功負荷.穩定單元是為了改善電力係統的穩定而引進的單元.勵磁（cí）係統穩定單（dān）元用於改善勵磁係統的穩定性.限製（zhì）單元是為（wéi）了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條（tiáo）件下運行而設置的.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（zhǒng）單（dān）元,一種調節器裝置所具有的單元與其擔（dān）負的具體任務有關.

  四、自動調（diào）節勵磁的組成部件及輔助設備

  自動調節勵磁（cí）的組成部（bù）件有機端電（diàn）壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器（qì）;勵磁裝（zhuāng）置需要提（tí）供以下電流,廠用AC380v、廠用（yòng）DC220v控製電源.廠用DC220v合閘電源（yuán）;需要提供以下空接點,自（zì）動開機.自動停機.並網(一常（cháng）開,一常閉)增,減;需要提供以下模擬信號,發電機機端電壓100V,發電機機端電（diàn）流5A,母線電（diàn）壓100V,勵磁（cí）裝置輸出以下繼電器接點信號;勵磁變過流,失磁,勵磁裝（zhuāng）置異常等.

  勵磁（cí）控製、保護及信號（hào）回路由滅磁開關,助磁電路、風機、滅磁開關偷（tōu）跳、勵磁變過流、調節器故障、發電機工況異常、電量變送器等組成.在同步（bù）發電機發生內部（bù）故障時除了必須解列外,還必須滅磁,把（bǎ）轉（zhuǎn）子磁場盡快地減弱到（dào）*小程度,保證轉子不過的情況下,使滅磁時間盡可能縮短（duǎn）,是滅磁裝置的主要功能.根據額定勵磁電壓的大小可分為（wéi）線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁.

  近十多年來,由於新技術,新工藝和新器件的湧（yǒng）現和使用,使（shǐ）得發電機的勵磁方式得到了（le）不斷的發展和完善.在自動調節（jiē）勵磁裝置方（fāng）麵,也不斷研製（zhì）和推廣使用了許多新型（xíng）的調節裝置.由於（yú）采（cǎi）用（yòng）微機計算機用軟件實現的自動調節勵磁裝置有顯著優點,目前很多國家都在研製和試驗用微型機計（jì）算機配以相應的外部設備構成的數字自動（dòng）調節勵磁裝置,這種調節（jiē）裝（zhuāng）置將（jiāng）能實現自適應*佳調節.

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