范文一:无刷励磁机工作原理
无刷励磁机工作原理
它励可控硅励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时,强励能力强,有利于提高系统的暂态稳定水平,在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。但是,随着电力系统装机容量的增大,快速保护的应用,故障切除时间的缩短,它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显。自并励可控硅励磁系统的优点是结构简单,元部件少,其励磁电源来自机端变压器,无旋转部件,运行可靠性高,维护工作量小。且由于变压器容量的变更比交流励磁机的变更更简单、容易,因而更经济,更容易满足不同电力系统、不同电站的暂态稳定水平对励磁系统强励倍数的不同要求。 它励可控硅励磁系统的缺点是由于交流励磁机是非标准产品,难以标准化,即使是同容量的发电机,尤其是水轮发电机,由于水头、转速的不同,强励倍数的不同,交流励磁机的容量、尺寸也不同,因此,价格较自并励可控硅励磁系统贵。另外它励可控硅励磁系统与自并励可控硅励磁系统相比较,元部件多,又有旋转部件,可靠性相对较低,运行维护量大。自并励可控硅励磁系统的缺点是它的励磁电源来自发电机端,受发电机机端电压变化的影响。当发电机机端电压下降时其强励能力下降,对电力系统的暂态稳定不利。不过随着电力系统中快速保护的应用,故障切除时间的缩短,且自并励可控硅励磁系统可以通过变压器灵活地选择强励倍数,可以较好地满足电力系统暂态稳定水平的要求。 综合考虑技术和经济两方面因素,推荐在发电机组采用自并励快速励磁方式。为验证其正确性,通过稳定计算研究了满发时发电机组采用自并励励磁方式的稳定情况,计算结果表明,发电机组采用自并励励磁方式可满足系统稳定的要求,但必须同时加装电力系统稳定器(PSS)。 直流机励磁方式是采用直流发电机作为励磁电源,供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机,其优点是与无励磁机系统比较,厂用电率较低。缺点是直流励磁机存在整流环,功率过大时制造有一定困难,100MW以上汽轮发电机组难以采用。直流励磁机一般与发电机同轴,励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子磁电流,形成有碳刷励磁。直流机励磁方式又可分为自励式和它励式。专门用来给同步发电机转子回路供电的直流发电机系统称为直流励磁机系统, 它励直流励磁方式,就是在它励系统中增加副励磁机,用来供给励磁机的励磁电流,副励磁机FL为主励磁机JL的励磁机,副励磁机与主励磁机均与发电机同轴。与自励直流励磁
机系统比较,自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的。他励直流励磁机系统比自励励磁机系统多用了一台副励磁机,所用设备增多,占用空间大,投资大。但是提高了励磁机的电压增长速度,因而减小了励磁机的时间常数。
他励直流励磁机系统一般只用在水轮发电机组上。
范文二:发电机励磁机原理
发电机励磁机原理
同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发
电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励
发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式
1、直流发电机供电的励磁方式: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。
2、交流励磁机供电的励磁方式,现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励
磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励
磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供
励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节
速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的
中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没
有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造
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。
二、发电机与励磁电流的有关特性
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电
机端电压下降的主要原因,当励磁电流不变时,发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但
发电机与系统并联运行时,可以认为是与无限大容量电源的母线运行,要改变发电机励磁电流,
感应电势和定子电流也跟着变化,此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系
统并联运行时,为了改变发电机的无功功率,必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励
磁电流并不是通常所说的“调压”,而是只是改变了送入系统的无功功率。 3、无功负荷的分配:
并联运行的发电机根据各自的额定容量,按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多
无功负荷,而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配,可以通过自
动高压调节的励磁装置,改变发电机励磁电流维持其端电压不变,还可对发电机电压调节特性的
倾斜度进行调整,以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
三、自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中,一般不直接在其转子回路中进行,因为该回路中电流很大,不便于
进行直接调节,通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流,以达到调节发电机转子电流的目的。
常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻,改变励磁机的附加励磁电流,改变 可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法,它是根据发电机电压、电流或功率因
数的变化,相应地改变可控硅整流器的导通角,于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一
般由晶体管,可控硅电子元件构成,具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻
等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由
测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量
信号(如电压、电流等),经测量单元变换后与给定值相比较,然后将比较结果(偏差)经前置
放大单元和功率放大单元放大,并用于控制可控硅的导通角,以达到调节发电机励磁电流的目的。
同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步,以保证控硅的
确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为
了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元
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。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关,助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器
故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外,还
必须灭磁,把转子磁场尽快地减弱到最小程度,保证转子不过的情况下,使灭磁时间尽可能缩短,
是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。 近十多年来,由于新技术,新工艺和新器件的涌现和使用,使得发电机的励磁方式得到了不断的发
展和完善。在自动调节励磁装置方面,也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微
机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点,目前很多国家都在研制和试验用微型机计算
机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置,这种调节装置将能实现自适应最佳调节。
获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用的励磁方式分为两大类:一类是用直流发电机作为励
磁电源的直流励磁机励磁系统;另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁
系统。现说明如下:
1 直流励磁机励磁 直流励磁机通常与同步发电机同轴,采用并励或者他励接法。采用他励接法时,
励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。如图15.5所示。 2 静止整流器励磁 同一轴上有三台交流发电机,即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励
磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供,待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发
电机)。
副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机,而主励磁机的交流输出电流经过静
止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。(见图15.6)
3 旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组,对于大
容量的同步发电机,其励磁电流达到数千安培,使得集电环严重过热。因此,在大容量的同步发电机中,
常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统,如图15.7所示。主励磁机是旋转电枢式三相同步发
电机,旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后,直接送到主发电机的转子励磁绕组。
交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统
取消了集电环和电刷装置,故又称为无刷励磁系统。
范文三:励磁机原理及应用2.doc
一、用途
DLT4000 型励磁调节器可用于不同容量机组、不同励磁方式的励磁调节。 ——适用于从几百千瓦到一万千瓦不同类型同步发电机的励磁系统,包括:
汽轮发电机组
水轮发电机组
燃汽轮机组
——适用于以下各种励磁方式:
自并激励磁系统
它励式静止励磁系统
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
无刷励磁系统
二、使用环境
1、海拔高度不超过2000米。
2、周围空气温度最高+40?, 最低-10?。
3、空气相对湿度, 最湿月的月平均最大相对湿度为90%, 同时该月的月平均最低温度为+25?。
4、无爆炸危险及干净的环境中。 空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃,以及在无较大振动或颠簸的地方。
5、特殊要求由用户与我方协商确定。
?1—2 主要特点
1、功能强大,应用范围广。
DLT4000型励磁调节器具备励磁标准所要求的全部功能,各项性能指标均达到或优于标准要求。它可应用于不同励磁方式下的励磁系统,适用于各种容量的发电机组。
2、充分发挥单片计算机的软件功能,附加功能由软件实现,使硬件电路大大简化。
3、采用高集成度的移相触发模块。
1
高集成度的移相触发模块克服了以往由分立元件组成的移相触发电路繁琐、维护困难、可靠性差的缺陷,并扩充了许多的辅助功能。
4、精简的硬件结构。
DLT4000型励磁调节器硬件为单板式结构,核心部件为一块229×165mm2的电子线路板,硬件相当简练。
5、独特的外部总线结构。
图1—1 独特的
外部总线结构
模拟量总线A—BUS)(
外部总线是外部总线
开关量总线我所专门为双通(K—BUS)
道励磁调节器开
发设计的一套总
线结构,它使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。LTW6000型、DLT6000型及DLT4000型励磁调节器在 外部总线级兼容,使调节器具有灵活的组态及互换性。
6、全新的故障检测方式。
在DLT4000型励磁调节器中,专门配置了一块单片机用于调节器的电源故障、脉冲故障、软硬件故障的检测和通道间的自动切换。彻底摈弃故障自我诊断方式,从根本上防止了漏发、误发故障信号,充分保证了故障时通道间的顺利切换和励磁系统的正常运行。
7、可靠地与计算机监控系统联接。
DLT4000型励磁调节器通过常规继电操作方式,实现了与计算机监控系统的可靠对接。16路无源接点输出,监控系统可以获得足够的励磁系统信息量。
8、调试、维护方便。
9、为单片机设计了硬件"看门狗"信号。
由于单片机在DLT4000型励磁调节器中处于核心地位,属于关键部件,为保证单片机安全运行,专门为单片机设计了硬件"看门狗"信号。 在软件“跑飞”或“死机”时,能自动切换到备用通道运行。
10、操作简单。
2
DLT4000型励磁调节器设计了近方、远方两套操作方式,无论是在现场还是在中控室,均能实现对励磁系统的控制。
DLT4000型励磁调节器实现了开机后自动起励、停机后自动逆变灭磁,并且在停机后自动返回空载状态。这为实现电站“少人值班、无人值守”创造了良好的条件。
11、低功耗。
DLT4000型励磁调节器的功耗仅为50W。
12、高可靠性。
元器件采用国内外优质产品,经过严格的老化试验筛选。
厂用电和直流电对调节器并列供电,保证了电源的可靠性。
硬件“看门狗”功能 、精炼的硬件结构以及全新的故障检测方式均保证了励磁系统的可靠运行。
?1—3 主要功能
1、按发电机机端电压偏差进行PID调节的自动励磁调节功能;
2、以励磁电流作为反馈量的手动调节功能;
3、定时限自复归强励限制;
4、硬件实现直流侧短路过电流保护;
5、按励磁电流偏差进行PID调节的欠励限制器和过励限制器;
6、硬件两相电流调差;
7、软件实现发电机电压的数字给定,无触点、无磨损;通过软件控制给定改变速度;
8、硬件移相触发控制;
9、利用单片机实现故障检测和通道自动切换;
10、利用移相触发模块实现PT断相检测;
11、设有通道间自动跟踪和故障自切换功能;
12、调节器具有自启停功能;
13、正常停机时自动逆变灭磁;
14、励磁调节器可在现场或向中控室发出以下信号:
?厂用电源消失信号
3
?控制电源消失信号
?低频逆变信号
?整流桥故障信号
?起励不成功信号
?PT断相信号
?调节器故障信号
?脉冲丢失信号
?通道运行信号
?强励信号
?过励限制信号
?欠励限制信号
?电源故障信号
?1—4 主要技术指标
1、励磁电压响应时间:上升不大于0.08秒,下降不大于0.15秒。
2、发电机静态调压精度优于0.5%。
3、在发电机空载时,频率变化 1% 时, 发电机电压变化不大于额定值的 0.25%。
4、调节器的动态性能:
a、零起升压超调量不大于10%, 调节时间不大于5秒, 振荡次数不大于3次;
b、10%阶跃响应超调量不大于阶跃量的50%, 调节时间不大于5秒, 振荡次数不大
于3 次;
c、额定功率因数时,突甩额定负荷,电压超调量不大于15%, 调节时间不超过5
秒, 振荡次数不大于3次。
5、调节范围:从发电机残压到大于110% 发电机额定电压。
6、调节速率:每秒0.3%—1% 发电机额定电压。
,
7、调差系数整定范围为0—10%。 ,
8、励磁系统的延迟时间小于0.03秒。
9、励磁系统对电源的要求:
4
交流电源的电压偏差范围为额定值的,15%,,15%,频率偏差范围为,3HZ,+2HZ。
直流电源的电压偏差范围为额定值的,20%,,10%。
10、在约为空载励磁电流10%的起励电流下能可靠起励,当残压满足自激条件时,也可残压起励。
11、励磁调节器耐压、温升均满足标准的要求。
第一章 概述
随着发电机容量及电网的不断增大, 电力系统及发电机组要求励磁系统有更好控制调节性能, 更多和更灵活的控制、 限制、 报警等附加功能。 为满足上述要求, 微机控制的数字式励磁调节器应运而生。微机励磁调节器的广泛应用,极大地提高了电厂生产的安全可靠性和经济效益。广大中小型机组用户也迫切需要一种价格便宜,性能优良,结构简单,易掌握,可靠性高的励磁调节器。为此, 广州电器科学研究院继开发LTW6000工控机型励磁调节器,DLT6000PLC型励磁调节器后,又研制出采用单片计算机控制、监控的新型多功能励磁调节器—DLT4000
型励磁调节器,适用于小型机组用户,全面取代分立元件及集成电路型调节器,具有优良的性能价格比。
本手册主要介绍DLT4000型励磁调节器的特点、性能、工作原理及软、硬件结构。
?1—1 适用范围
一、用途
DLT4000 型励磁调节器可用于不同容量机组、不同励磁方式的励磁调节。 ——适用于从几百千瓦到一万千瓦不同类型同步发电机的励磁系统,包括:
汽轮发电机组
水轮发电机组
燃汽轮机组
——适用于以下各种励磁方式:
5
自并激励磁系统
它励式静止励磁系统
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
无刷励磁系统
二、使用环境
1、海拔高度不超过2000米。
2、周围空气温度最高+40?, 最低-10?。
3、空气相对湿度, 最湿月的月平均最大相对湿度为90%, 同时该月的月平均最低温度为+25?。
4、无爆炸危险及干净的环境中。 空气中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电
尘埃,以及在无较大振动或颠簸的地方。
5、特殊要求由用户与我方协商确定。
?1—2 主要特点
1、功能强大,应用范围广。
DLT4000型励磁调节器具备励磁标准所要求的全部功能,各项性能指标均达到或优于标准要求。它可应用于不同励磁方式下的励磁系统,适用于各种容量的发电机组。
2、充分发挥单片计算机的软件功能,附加功能由软件实现,使硬件电路大大简化。
3、采用高集成度的移相触发模块。
高集成度的移相触发模块克服了以往由分立元件组成的移相触发电路繁琐、维护困难、可靠性差的缺陷,并扩充了许多的辅助功能。
4、精简的硬件结构。
DLT4000型励磁调节器硬件为单板式结构,核心部件为一块229×165mm2的电子线路板,硬件相当简练。
5、独特的外部总线结构。
6
图1—1 独特的
外部总线结构
模拟量总线A—BUS)(
外部总线是外部总线
开关量总线我所专门为双通(K—BUS)
道励磁调节器开
发设计的一套总
线结构,它使励磁系统接线从复杂、无序变为简单、有序。LTW6000型、DLT6000型及DLT4000型励磁调节器在 外部总线级兼容,使调节器具有灵活的组态及互换性。
6、全新的故障检测方式。
在DLT4000型励磁调节器中,专门配置了一块单片机用于调节器的电源故障、脉冲故障、软硬件故障的检测和通道间的自动切换。彻底摈弃故障自我诊断方式,从根本上防止了漏发、误发故障信号,充分保证了故障时通道间的顺利切换和励磁系统的正常运行。
7、可靠地与计算机监控系统联接。
DLT4000型励磁调节器通过常规继电操作方式,实现了与计算机监控系统的可靠对接。16路无源接点输出,监控系统可以获得足够的励磁系统信息量。
8、调试、维护方便。
9、为单片机设计了硬件"看门狗"信号。
由于单片机在DLT4000型励磁调节器中处于核心地位,属于关键部件,为保证单片机安全运行,专门为单片机设计了硬件"看门狗"信号。 在软件“跑飞”或“死机”时,能自动切换到备用通道运行。
10、操作简单。
DLT4000型励磁调节器设计了近方、远方两套操作方式,无论是在现场还是在中控室,均能实现对励磁系统的控制。
DLT4000型励磁调节器实现了开机后自动起励、停机后自动逆变灭磁,并且在停机后自动返回空载状态。这为实现电站“少人值班、无人值守”创造了良好的条件。
11、低功耗。
DLT4000型励磁调节器的功耗仅为50W。
12、高可靠性。
7
元器件采用国内外优质产品,经过严格的老化试验筛选。
厂用电和直流电对调节器并列供电,保证了电源的可靠性。
硬件“看门狗”功能 、精炼的硬件结构以及全新的故障检测方式均保证了励磁系统
的可靠运行。
?1—3 主要功能
1、按发电机机端电压偏差进行PID调节的自动励磁调节功能;
2、以励磁电流作为反馈量的手动调节功能;
3、定时限自复归强励限制;
4、硬件实现直流侧短路过电流保护;
5、按励磁电流偏差进行PID调节的欠励限制器和过励限制器;
6、硬件两相电流调差;
7、软件实现发电机电压的数字给定,无触点、无磨损;通过软件控制给定改变速度;
8、硬件移相触发控制;
9、利用单片机实现故障检测和通道自动切换;
10、利用移相触发模块实现PT断相检测;
11、设有通道间自动跟踪和故障自切换功能;
12、调节器具有自启停功能;
13、正常停机时自动逆变灭磁;
14、励磁调节器可在现场或向中控室发出以下信号:
?厂用电源消失信号
?控制电源消失信号
?低频逆变信号
?整流桥故障信号
?起励不成功信号
?PT断相信号
?调节器故障信号
?脉冲丢失信号
8
?通道运行信号
?强励信号
?过励限制信号
?欠励限制信号
?电源故障信号
?1—4 主要技术指标
1、励磁电压响应时间:上升不大于0.08秒,下降不大于0.15秒。
2、发电机静态调压精度优于0.5%。
3、在发电机空载时,频率变化 1% 时, 发电机电压变化不大于额定值的 0.25%。
4、调节器的动态性能:
a、零起升压超调量不大于10%, 调节时间不大于5秒, 振荡次数不大于3次;
b、10%阶跃响应超调量不大于阶跃量的50%, 调节时间不大于5秒, 振荡次数不大于3 次;
c、额定功率因数时,突甩额定负荷,电压超调量不大于15%, 调节时间不超过5秒, 振荡次数不大于3次。
5、调节范围:从发电机残压到大于110% 发电机额定电压。
6、调节速率:每秒0.3%—1% 发电机额定电压。
,
7、调差系数整定范围为0—10%。 ,
8、励磁系统的延迟时间小于0.03秒。
9、励磁系统对电源的要求:
交流电源的电压偏差范围为额定值的,15%,,15%,频率偏差范围为,3HZ,+2HZ。
直流电源的电压偏差范围为额定值的,20%,,10%。
10、在约为空载励磁电流10%的起励电流下能可靠起励,当残压满足自激条件时,也可残压起励。
11、励磁调节器耐压、温升均满足标准的要求。
发电机励磁装置的作用是发无功。
9
发电机的定子和转子除了是一个原动力的拖动外,是完全独立、互不干扰的两部分;
发电机的定子是有功源,产生感应电动势、电流,在原动力的拖动下,向外输出交流电。
发电机的转子是无功源、绕组从外部引入直流电建立磁场,在原动力的拖动下,向外输送无功
一般发电机励磁如下:
开始时用外家220V直流励磁,叫起励,待机端电压升到15%后又一下几种: 1、直流发电机供电的励磁方式
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。 2、交流励磁机供电的励磁方式
现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式
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
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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。
发电机的励磁方法及工作原理
2008-04-21 23:01:28| 分类: 电机技术 | 标签:|字号大中小 订阅
同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式
1、直流发电机供电的励磁方式: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。
2、交流励磁机供电的励磁方式 代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。
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3、无励磁机的励磁方式:
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。
二、发电机与励磁电流的有关特性
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因,当励磁电流不变时,发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求,发电机的端电压应基本保持不变,实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节:
发电机与系统并联运行时,可以认为是与无限大容量电源的母线运行,要改变发电机励磁电流,感应电势和定子电流也跟着变化,此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时,为了改变发电机的无功功率,必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”,而是只是改变了送入系统的无功功率。
3、无功负荷的分配:
并联运动的发电机根据各自的额定容量,按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷,而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配,可以通过自动高压调节的励磁装置,改变发电机励磁电流维持其端电压不变,还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整,以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
三、自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中,一般不直接在其转子回路中进行,因为该回路中电流很大,不便于进行直接调节,通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流,以达到调节发电机转
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子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻,改变励磁机的附加励磁电流,改变可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法,它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化,相应地改变可控硅整流器的导通角,于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管,可控硅电子元件构成,具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号(如电压、电流等),经测量单元变换后与给定值相比较,然后将比较结果(偏差)经前置放大单元和功率放大单元放大,并用于控制可控硅的导通角,以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步,以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元,一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
四、自动调节励磁的组成部件及辅助设备
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。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关,助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外,还必须灭磁,把转子磁场尽快地减弱到最小程度,保证转子不过的情况下,使灭磁时间尽可能缩短,是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
近十多年来,由于新技术,新工艺和新器件的涌现和使用,使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面,也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点,目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励
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磁装置,这种调节装置将能实现自适应最佳调节。
获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用的励磁方式分为两大类:一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统;另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。现说明如下:
1 .直流励磁机励磁 直流励磁机通常与同步发电机同轴,采用并励或者他励接法。采用他励接法时,励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。
2 .静止整流器励磁 同一轴上有三台交流发电机,即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供,待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机,而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。
3 .旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组,对于大容量的同步发电机,其励磁电流达到数千安培,使得集电环严重过热。因此,在大容量的同步发电机中,常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机,旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后,直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置,故又称为无刷励磁系统。
励磁变压器是一种专门为发电机励磁系统提供三相交流励磁电源的装置,励磁系统通过可控硅将三相电源转化为发电机转子直流电源,形成发电机励磁磁场,通过励磁系统调节可控硅触发角,达到调节电机端电压和无功的目的。通常接于发电机出口端,因发电机出口电压较高,而励磁系统额定电压较低,故需一个降压变压器。 发电机用励磁变压器的安全、稳定运行,是自并励机组安全、稳定运行的前提,是发电机组稳定发电、满负荷发电的先决条件,是励磁系统可靠运行的关键。
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范文四:宁德核电厂无刷励磁机原理_结构和运行监测
胡德剑 王建立 王 黔
,618000东方电气东方电机有限公司四川 德阳
,,: 摘 要宁德核电厂无刷励磁系统采用了结构独特的悬挂外电枢式无刷励磁机与内电枢式无刷励磁机相比具有一些独
。、。特的技术优势本文介绍了宁德核电无刷励磁机的构成原理结构和运行监测特点
: ; ; ; ; 关键词无刷励磁机悬挂外电枢构成原理结构运行监测
: TM623. 3 : B : 1001,9006( 2013) 04 ,0060,05 中图分类号文献标识码文章编号
Principle,Structure and O perating Inspection of
Brushless Exciter for N ingde N uclear Power Station
HU Dejian, WANG Jianli, WANG Qian
( Dongfang Electirc Machinery Co, ,Ltd, ,618000,Deyang,Sichuan,China)
Abstract: Special ovehunrg,type outer armatuires used for brushless exciter of the Ningde nuclear power staiton, which has severla particular advantages mcpoaring with inner armatureb rushless exciter, This paper introduces the cmoposing principle, structuren d acharacteirstic of operating inspection of the said power staiton brushless exciter,
Key words: brushless exciter; ovehunrg,type outer amrature; composing principle; structure; operaitng inspection
。 ,福建宁德核电工程由东方电气提供常规岛主短路故障时系统强励不受影响
,,设备发电机采用无刷励磁系统配备了结构独 ( 2) ,发电机励磁电流不需滑环引入消除了滑
,特的悬挂外电枢式无刷励磁机该机是国内首次 ,。环火花造成的隐患运行可靠性高
。( 3) ,制造与百万千瓦级核电机组配套的无刷励磁机 励磁回路没有滑环和碳刷杜绝了碳粉污
,。染减少了运行维护工作量
1 无刷励磁系统的技术特点
2 宁德核电无刷励磁系统的电气原理和特点 , 世界各主要发电设备厂商在过去的数十年里
,通过不断的发展与创新在发电机励磁系统领域 宁德核电无刷励磁机的旋转电枢发出的交流
。逐渐形成了各自的技术特点和流派目前广泛采 ,电经二极管整流后供给发电机转子励磁机自身
、用的主要有机端变压器静态励磁无刷励磁和交 ,,采用静态励磁励磁电流取自发电机机端通过
, 3 。流励磁机静止可控硅励磁等 种励磁方式各种 ,励磁变压器降压后经可控硅整流供给励磁机的
,励磁系统设计原理不同对维持发电机稳定运行 。励磁容量较小为解决电网短路后系统强励受影
。的控制效果和运行可靠性方面也各有特点 ,响的问题在励磁机的励磁系统中设置了一路直
,1。流备用电源见图 在事故工况下当发电机机端 无刷励磁作为一种成熟的励磁方式在国内外
,:,,广泛采用其主要特点有 电压下降可控硅整流回路不能满足强励时直
,。流备用电源自动投入满足发电机的强励要求 ( 1) ,发电机励磁电源来源于励磁机电网出现
: 2013 , 07 , 27 收稿日期: ( 1970 ,), ,1992 ,。作者简介胡德剑男年毕业于重庆大学电气工程系高级工程师现在东方电气东方电机有限公司从事汽轮发电机设计
。工作
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宁德核电无刷励磁机是一台带二极管整流器
39 ,的 相同步发电机旋转电枢绕组按多边形接法
,, 连接在一起发出的交流电引至二极管整流模块
、,经整流后分别汇至正负极供给发电机转子见
2,6 。图 仅画出 相
,与传统的内电枢式无刷励磁机相比宁德核
:电无刷励磁机还具有以下特点
( 1) ,, 旋转电枢直径大电气上相数和极数多
。输出直流电流的纹波系数小
1 图 无刷励磁系统原理图
2 图无刷励磁机电气原理图
( 2) , 10 整流模块数量多当一组模块故障退出后/ s 强励时间
。发电机仍可带额定负荷运行 空气密闭循环冷却 冷却方式
( 3) ,发电机端励磁变压器 励磁机不设支撑轴承轴系运行稳定性和 励磁方式
,。静止可控硅励磁 可靠性高
( 4) ,,励磁机无轴承和副励磁机结构紧凑轴 3. 2 主要设计特点 。向尺寸小 3. 2. 1 总体结构设计
、、、 无刷励磁机由旋转电枢磁极机座空气
3 主要技术参数及设计特点 。, 冷却器和风罩等组成静止磁极布置在电枢内圆
,电枢铁心与整流器布置在电枢筒内套在磁极外 3. 1 技术参数,, 圆旋转电枢筒悬挂把合在发电机转子端面上, 1/ rmin ? 额定转速 1500 ,2 不设支撑轴承机座顶部布置 个风路串联的冷却 电枢相数 磁极极39 ,。器机座两侧设置风罩形成冷却风路
/ Hz 数 电枢频率 22
功率因数 额定输275 3. 2. 2 通风设计 / A 出电流 额定输0. 9 , 无刷励磁机采用密闭空气自通风循环冷却/ V 出电压 励磁电,6375 励磁机的旋转电枢不设风扇冷却空气由电枢旋 / A / 流 励磁电压 507 。冷风从机座顶部冷 转形成的压头驱动进行循环V
,,却器出来后沿风罩进入磁极座内腔空间并向 131 强励倍数
,151( 120? ) 电枢筒底部流动由内向外分别冷却汇流环和整
1. 74( )设计值 ,,流模块后冷却气体分为两路一路进入电枢铁
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; 、。 芯与磁极间的气隙另一路进入电枢铁芯背部轴负极相连发电机转子的正
,,向风道沿轴向流动冷却电枢和磁极形成的热 3. 2. 4 磁极
,风经过电枢筒外侧与机座间的空隙回到发电机 、、。 磁极由磁极座磁极铁芯磁极线圈等构成,,侧的风罩返回冷却器进行冷却后继续循环见 ,磁极座为钢板焊接的圆筒结构与机座把合在一
3。,。图 起用于安装固定磁极铁芯和线圈
0. 65mm 磁极铁芯由表面涂有水溶性无机漆的
,。 硅钢片叠压而成轴向通过穿心螺杆用压板压紧
,,磁极线圈由裸扁铜线绕制而成套在磁身外 侧
3 。,每极装配 组线圈磁极装配后进行整体
VPI 。绝缘处理
3. 2. 5 机座、风罩及空气冷却器
, 机座用于支撑磁极和空气冷却器并与把合
在两侧的风罩以及顶部的冷却 器一起形成冷却
。风路
2 , 个穿片式空气冷却器横向布置在机座顶部
。1 ,风路上串联运行个冷却器退出后发电机可带
67% 。的额定负荷连续运行
3 图 总体结构及通风示意图
1. 2. 3. 4. 5. 发电机转子 汇流环 电枢筒 整流模块 风罩 4 无刷励磁机运行状态监测
6. 7. 8. 9. 10. 空气冷却器 电枢铁芯 磁极 磁极座 机座
4. 1 机内空气温度监测
,无刷励磁机电枢为旋转部件电枢温度监测 3. 2. 3 旋转电枢 ,。信号引出困难因此不设电枢温度测量元件励 、 、 、 旋转电 枢 由 电 枢 筒电 枢 铁 芯电 枢 线 圈
磁机内部总体温度状况通过机内空气的温度来反 、。二极管整流模块汇流环等组成电枢筒由高强 ,。映并以此作为励磁机过热报警的依据 ,度合金钢整锻而成电枢的所有部件均安装固定
4 PT100 个 空气温度测温元件分别设置在机座 ,在电枢筒内运行时电枢筒承受由内部零件和电
,、两侧的进风和出风区域检测冷却器进出风温 ,。枢筒自身形成的离心力防止内部零件飞逸
。? ,110? 55度冷风温度高于 报警热风温度高于 275Hz , 电枢线圈内感应的是 中频交 流 电 流
。报警 0. 35mm 。为降低损耗电枢铁芯采用 硅钢片冲片表
F ,面涂 级水溶性无机漆铁芯外圆表面开有轴向
4. 2 ,。转子接地监测散热沟用于加强铁芯冷却
转子接地监测用于在运行期间定期向发电机 ,电枢线圈为双层波绕组采用多边形接法将
( ) ,转子含励磁机电枢接地保护系统提供信号也 39 。360? 相绕组首尾相连电枢线圈由实心股线经
,、 可提供发电机转子电压的间断测量包括滑环轴。,罗贝尔换位编织组合而成在线圈端部上下层
、。电刷支架和信号处理装置等滑环轴把合在电 。线圈之间通过并头套钎焊连接
,3 ,枢筒的中心位置设有 个滑环分别与发电机转 , 每相电枢线圈的端头与一个整流模块相连
、。子线圈正极负极和转轴相连电刷由电刷模块 39 。2 共 个整流模块每个整流模块包括 个整流二
,中的继电器控制运行期间每天定期抬起与滑环 ,1 。极管还带有 个熔断器以实现过流保护每个整
,。接触将测量信号引至信号处理装置 2 2 流模块的 个二极管分别连接到正负极 个汇流环
。,上汇流环位于电枢筒的底部通过连接铜排与
4. 3 二极管故障监测
二极管故障监测装置的功能是在线监测各支
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, 路的断开情况并向发电机保护系统发出报警或 α ΔT = ΔT+* P ( 3) 0 ex1 + p 。39 , 跳机信号无刷励磁机电枢线圈由 相绕组组成
1 。, 每相端头分别与 个整流模块相连按设计要求: T,其中Δ与发电机通风系统的设计有关在 0
1 ,、如果其中 个整流模块因二极管故障而断开发电 氢压氢气温度等变化不大的情况下近似为一常
,; ,机允许带额定负荷连续运行同时报警信号发出此数通常取额定氢压和正常进水温度时发电机的
1 ,时如果另外又有 个也因故障断开为防止励磁 机T。空转温升作为 Δ 0
,。剩余支路过负荷发电机应甩负荷跳机 , α 与转子冷却系统设计和几何尺寸等相关为
、二极管故障监测装置包括传感器信号处理 。一常数
。3 ,装置等传感器包括 个霍尔效应探头安装在磁 p 。为机内氢气相对压力
,3 极端面靠近电枢整流模块连接片的位置个探头 TΔ和 α 在发电机工厂试验时通过试验和计算 0 ,、在圆周上相隔一定角度当整流模块正常支路 。确定
,,导通的情况下连接片中有电流流过电枢每旋
,,2转一圈探头将输出连续的信号波形如果有支 U ( 4)P= 发电机转子的励磁功率为 ex ,。3 路断开则输出波形不连续设置 个探头的目的 ,
,是为了提高冗余度探头信号输出至信号处理单 : U , , 其中为 转 子 励 磁 电 压为 转 子 线 圈,3 2 ,元后按照 取 的逻辑原理发出报警或跳闸信 。电阻
。号至发电机保护系统 U 此时如果能够求得转子励磁电压 和转子线
,,( 2) : ( 4) 圈电阻 就可通过式计算出转子线圈温
T。度
在励磁机型式试验中有一项恒励磁电流下的 4. 4 发电机转子温度计算
,问题的提出 负载特性试验通过该试验可以得到在励磁机几 4. 4. 1
个特定励磁电流下励磁机输出电压与输出电流的 静态励磁的发电机转子温度采用电阻法进行,4。关系曲线见图 ,、 ,测量即先测得发电机转子电压电流计算出
,:转子线圈电阻再由下式计算转子线圈温度
235 + T ( 1), = ,20 235 + 20
: ,20? ,T 其中为转子线圈在 时的电阻为 20
。转子线圈温度
,、 由于宁德发电机采用无刷励磁转 子 电 压
,电流等参数无法直接测量确定发电机转子温度
。不能采用常用的电阻法为监测发电机运行时转
,子线圈的平均温度采用了一种通过发电机和励
,磁机的试验确定相关参数并以此为基础由计算
。机进行计算确定转子温度的方法
4. 4. 2 计算原理
,发电机在某一工作状态下转子线圈的温度
:可由下式表示
4 图 励磁机恒励磁电流负载特性曲线
: 注图中每条曲线分别对应某一特定的励磁机励磁电流 T = T+ ΔT ( 2)0
: T,T 其中为发电机冷氢温度Δ为转子线圈 4 , 0 通过图 所示曲线可以得到励磁机几个特定。( 温升 励磁电流下励磁机输出电压即发电机转子励磁电 T ,:) ,8。Δ与转子的励磁功率线性相关近似表示为 压与发电机转子电阻的关系曲线见如图
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。T' = T,入计算机通常先假设转子线圈温度 只 0
,需输入现场实测的励磁机励磁电流值经多次迭
。代就可计算出发电机的转子温度
, 发电机运行时的转子温度与许多因素相关
、T本方法只考虑了励磁功率冷氢温度 和氢气相 0
p ,对压力 对转子温度的影响忽略了其余一些影响
; ,因素同时工厂试验数据处理和程序计算方法
,,也不可避免地存在一定的省略和简化因此本
。方法只在一定程度上反映转子运行时的温度为
,此将由工厂试验电阻法测得的转子温度与现场
,计算的转子温度进行对比求得两种方法间存在的
,,差异在运行时根据需要对转子温度进行监测及 ( ) 5 图 励磁机输出电压发电机转子电压,。时反映温度变化的趋势以满足运行监测的需要 与转子电阻的关系曲线
: 0. 05 : 0. 1,注宁德发电机转子电阻变化范围在Ω之间图中
的每条曲线分别对应某一特定的励磁机励磁电流
5 结语, 根据对转子温度计算精度的要求将该曲线
,DCS 转换成一次或二次函数表达式输入计算机或 宁德核电厂无刷励磁机采用了独特的悬挂式。T',( 1 ) 系统中假设转子线圈温度为 通过公式计 、39 相多边形绕组和自通风循环冷却 外电枢结构T' ,算出转子温度 下的电阻值根据励磁机励磁电 ,,系统除了具有无刷励磁机固有的特点外还有 ,流的实测值通过线性插值求得在任一励磁电流 、、结构布置紧凑轴系运行稳定性好输出电压纹 ( ) ,下的励磁机输出电压发电机转子电压再通过 ; 、、波系数小容量裕度大强励能力高的优势同 ( 2) : ( 4) T,T T' 式就可算出转子线圈温度 将 与 相 、、时还配备风温二极管故障转子接地等在线监 ,,T' 比较并进行多次迭代直至假设值 与最终计 ,, 测装置并可在运行时监测发电机转子线圈温度T ,算值 的偏差小于设定的精度 ε则转子温度即 。保证了发电机组运行的高可靠性 T'。为 1150MW 东方电机 级核电发电机均配备该型 4. 4. 3 现场应用 # ,1 无刷励磁机首台机即宁德 无刷励磁机已顺利 ,T发电机组在现场运行时发电机冷氢温度 0 。,投入商业运行现场试验结果表明该产品全面 p ,T、和氢气表压 由现场实测得到Δα 和转子线 0 ,满足合同和相关技术规范的要求完全满足核电 20? ,圈 时的电阻 已由发电机工厂试验确定并输 20 。安全稳定运行的要求
檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹檹
檪檪殏檪殏 殏 简讯檪
“700MW 级巨型水电机组研制”
被授予四川省重大科技成果转化示范项目 700MW ,“”“近日东方电机 级巨型水电机组研制项目被四川省科技厅和四川省财政厅联合授予 四
”。川省重大科技成果转化示范项目
“700MW ” 2013 1 ,东方电机 级巨型水电机组研制是 年四川省第 批重大科技成果转化项目该项目以 3 ———。770MW ,世界第 大电站溪洛渡电站 巨型空冷水电机组研制为依托技术指标达到国际先进水平为
,700MW 造好溪洛渡巨型水轮发电机组东方电机积极将 三峡水轮发电机组研究成果推广应用到溪洛渡
770MW ,4 。水轮发电机组上并取得了 项突破性创新
: 2013 , 11 , 08来源东方电气网
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范文五:励磁机发展现状
美国西屋公司(Westing house )在励磁系统开发研究方面一个重要的成就是:在 60年代初,首先成功研制了大型汽轮发电机的无刷励磁系统,原型无刷励磁系统的功 率为 180kW.
如以无刷励磁系统的励磁电压响应比评价其性能, 西屋公司所发展的无刷励磁系统 可分为:
(1) 标准励磁电压响应比无刷励磁系统 R ≤ 0.5;
(2) 高响应比无刷励磁系统 R ≥ 2.0;
(3) 高起始响应比无刷励磁系统(HIR 系统)
在高起始响应比无刷励磁系统中, 0.1s 的时间内可使励磁系统的输出电压达到顶值电 压的 95%。
据不完全统计,从 1966年到 1973年期间,西屋公司为容量为 220-600MW 的 24台 汽轮发电机配置了无刷励磁系统。在 1975-1981年间,又生产了大约 60台无刷励磁系 统。至今,西屋公司大约为 500台汽轮发电机组生产了无刷励磁系统。
首台高起始响应无刷励磁设计于 1977年 7月,用于美国 Utah Power Light 公司 Hunter Nol 机组。其汽轮发电机的容量为 496MVA 、 24kV 、 3600r/min,无刷励磁机的功率为 1720kW 、 500V 。
前苏联在开发大型汽轮发电机无刷励磁系统方面, 研制了两种型式交流励磁机:一 种是三相交流励磁机, 其旋转电枢具有正弦电动势波形; 另一种是具有梯形电动势波形 的多相交流励磁机,这种设计可以进一步提高交流励磁机容量的利用率。
对于苏制 1200MW 汽轮发电机二极管无刷励磁系统,其额定励磁电压为 530V ,额定 励磁电流为 7640A ,强励电压倍数为 2倍。由于其额定励磁功率高达 4050kW ,强励功率 近似为 4倍的额定励磁功率, 为此如由一套交流励磁机有旋转整流器供给, 将大大增加 交流励磁机及旋转整流环的尺寸, 此时由于受机械强度的限制而难以实现。 为解决此问 题,前苏联的工程师采用在同一汽轮发电机主轴上安装两套相同的无刷励磁机及整流 环,每套励磁装置的容量均等于额定励磁功率的一半,两组整流环在直流输出端并联, 而无刷交流励磁机的直流励磁绕组相互串联并由自动励磁调节器调节其励磁电流。 旋转 整流器按三相桥式接线, 每一桥臂由 12个额定容量为 500A 、 2000V 的二极管并联组成, 每两个二极管接有一只 750A 、 1300V 的熔断器予以保护。
我国引进西屋公司的 600MW 汽轮发电机组样机采用高起始响应无刷励磁系统, 其励
磁功率达 3250kW.
而我国广东大亚湾核电站的两台 900MW 汽轮发电机组无刷励磁系统均由英国 GEC 公 司研制和供货。
英国派生公司所开发的无刷励磁系统有两种方式:采用二极管的无刷励磁系统及采 用晶闸管整流元件的无刷可控励磁系统。
在无刷励磁系统中, 整流器的接线方式一般均采用三相桥式接线方式, 在理想的情 况下, 这种整流线路的能量变换比系数最高, 整流线路每产生 1kW 直流输出功率所需的 交流电源容量为 1.05KVA 。
除上述主要国家生产二极管无刷励磁汽轮发电机组以外,瑞典 ASEA 、瑞士 ABB 、德 国 KWU 、法国阿尔斯通、日本三菱公司、比利时 ACEC 和意大利马雷利公司都生产了大 容量无刷励磁汽轮发电机组。
英国派生公司曾研制了晶闸管无刷励磁系统,以检验设计的正确性。原型 500KVA 交流励磁机在设计时,虽然其输出适用于 60MW 、 3000r/min的汽轮发电机组,但是在整 流环、 电枢直径、 电流负载及晶闸管元件的选择上亦适用于 660MW 汽轮发电机组无刷励 磁系统。
在晶闸管无刷励磁系统的触发方式上,派生公司还发展了旋转脉冲变压器触发方 式,它设计的特点是在转轴上进行脉冲放大。
当汽轮发电机组采用晶闸管无刷励磁系统时, 除可提高控制系统的快速性外, 还可 利用逆变进行灭磁。
前苏联在开发大型汽轮发电机的晶闸管无刷励磁系统方面也取得了举世瞩目的成 就。 在解决怎样由静止侧将触发脉冲信号传递到旋转晶闸管整流器侧的问题时, 采用了 简单、 可靠的无触点控制系统, 以装在与旋转晶闸管元件同一轴上的旋转脉冲变压器来 传送控制脉冲。脉冲变压器定子和转子的磁路为环形,定转子间有一小气隙。变压器的 一次和二次绕组相应地置于定子和转子槽中。 基于以上研究, 有可能生产一台用于 300MW 汽轮发电机原型晶闸管无刷励磁装置。
在原型上进行的研究表明, 在脉冲变压器二次绕组控制脉冲前沿持续时间约为 70us 的情况下,分别接于交流励磁机电枢绕组并联支路的晶闸管元件导通过程正常。在 300-900us 内改变触发脉冲持续时间,对以汽轮发电机磁场绕组为负载的晶闸管励磁装 置是足够的。
取消滑环、碳刷的发电机更加的安全可靠、维护简单,由于没有旋转接触的导电部 件所以不会产生火花, 可以安装于恶劣的环境中。 对于大型及超大型汽轮发电机采用无 刷励磁系统,避免因为发电机励磁电流的过大而对滑环材质、冷却条件、碳刷均流等因 素的限制,可以进一步提高发电机的容量。伴随着无刷励磁系统的发展,无刷励磁技术 已经逐渐应用在越来越多的发电机上。
随着现代半导体技术的发展,能够利用机械性能好、高电压、大电流的硅整流元件 作为旋转整流器使得无刷励磁成为一种很有发展前途的励磁方式。
2 、存在问题
对于现代的无刷励磁系统,主要是对 100MW 至 1000MW 容量的大型或超大型汽轮发 电机励磁系统做研究而忽视了中小型汽轮发电机、 水轮发电机、 生物能发电机的励磁系 统。生物能是全球第四大能源,也是一种新兴能源,在煤炭、石油、天然气等不可再生 能源逐渐枯竭的背景下,加速发展生物能发电产业利国利民、造福万代。正因为如此, 生物能发电得到了政府的鼓励和政策上的扶持。 但是生物能发电产业是典型的 “小电厂、 大燃料”,所以用于生物能发电技术的汽轮发电机的容量一般都在 20MW 以内。
现在存在的主要问题是:现代无刷励磁系统中,用于发电机容量 20MW 以内的励磁系统 研究比较少,交流励磁机的结构还是局限于几十年前的老结构,效率低下、浪费资源。 3 、近期发展趋势
数十年以来, 实际应用过的励磁方式有多种, 每一种励磁方式的出现都与当时的技 术水平和生产需要密切相关。
20世纪 50-60年代,出现了大功率半导体整流元件,于是就有了交流励磁机 -整流 器励磁系统,取代大容量的直流励磁机。随着永磁材料的不断进步,永磁副励磁机又取 代了非永磁副励磁机。 目前交流励磁机 -整流器励磁方式 (含无刷励磁) 广泛用于 100MW 以上的汽轮发电机组,直至目前最大的 1450MW 核电 1500r/min核电发电机。
20世纪 60年代中期,出现了大功率晶闸管元件,于是又创立了多种与晶闸管元件有关 的励磁方式, 有交流励磁机或厂用电晶闸管励磁方式、 并联自复励或串联自复励的励磁 方式、自并励静止励磁方式以及三次谐波励磁方式等。
当汽轮发电机的励磁电流达到数千安以上时, 滑环和碳刷的矛盾比较突出, 同时防 爆防火场合要求无火花,于是又开发了交流励磁机无刷励磁方式等。
可见,励磁系统技术是跟随机械换向器整流→不可控整流→ 可控整流的发展而发
展的。
4、 技术及产品国内外对比
华能玉环电厂规划设计的 4X1000MW 超超临界燃煤发电机组是我国“十五”期间的 国家重点项目, 也是我国 “ 863” 计划中引进超超临界机组制造技术的重点工程。 1000MW 发电机组配套机组为 4500kW 无刷励磁机,无刷励磁机为发电机的安全可靠运行提供必 要的励磁保证。 4500kW 励磁机是我国目前最大容量的无刷励磁机。 1#和 2#无刷励磁机 由西门子公司生产, 3#和 4#无刷励磁机由上海电气生产。
华能玉环电厂 1000MW 汽轮发电机无刷励磁系统主要由永磁副励磁机、主励磁机、旋转 整流器和励磁调节器等部分组成。 永磁副励磁机产生三相交流电, 通过 AVR 整流和控制 提供一可变的直流电流给主励磁机励磁, 在主励磁机转子感应的三相交流电经旋转整流 桥整流后, 通过转轴内的直流引线供给发电机转子绕组。 励磁调节器采用日本三菱公司 生产的 MEC5230数字式自动励磁调节器, 另外配置一套手动励磁调节器作为自动励磁调 节器的后备调节方式。
本机采用无刷励磁系统具有下列特点:
(1) . 结构紧凑;
(2) . 取消了发电机滑环和碳刷,减少了维护工作量和相应故障的发生,提高了运行可 靠性。
(3) . 由于无碳粉和铜末引起发电机绕组污染,延长了绝缘寿命。
(4) . 由于无滑环、碳刷,所以即使周围环境中有易燃气体存在,也不会因整流子、滑 环和碳刷间产生火花而造成事故。因此,适于在条件恶劣的环境中运行。
(5) . 但是在无刷励磁系统中也存在一些问题。例如,对旋转整流元件的可靠性以及转 子电流、电压和温度,必须采用间接的特殊测量手段。同时由于无刷励磁系统不是采用 常规的灭磁方法(在发电机励磁回路设置灭磁开关和灭磁电阻),所以如何快速灭磁一 直没有得到很好的解决。
4500kW无刷励磁机在性能参数符合国际和国家标准的前提下,吸取国外的先进经 验同时结合国内制造经验进行的二次开发。 采用了西门子的电磁计算程序。 此无刷励磁 机有以下特点:
(1) . 电枢铁心采用无取向、高导磁、低损耗硅钢片,严格控制加工质量及提高叠装系 数以降低铁损;
(2) . 定子磁极采用高导磁、低损耗硅钢片,减少了励磁电流;
(3) . 电枢线圈采用 6路接法,增加散热面积,降低温升并减少了槽电流;
(4) . 转子线圈直线部分采用 360°换位,降低附加损耗及均匀发热;
(5) . 利用整流盘的自抽风作用,形成整流盘及电枢本体两个风路,减少了常规设计的 风扇,以降低风摩损耗,并将冷却器布置于励磁机两侧,避免因冷却器漏水而造成对电 气部件的损坏;
(6) . 转子电枢为全出风设计,转子槽楔在通风道处开口加强冷却、减小发热; 4500KW 无刷励磁机转子结构的特点为:(1) . 双整流盘和励磁机转子同轴,与发电机 转子刚性相连, 由一个位于其端部的轴承支撑, 因此发电机和励磁机的转子共有 3个轴 承支撑; (2) . 转子电枢采用 VPI 整浸,增加电枢绝缘的机械与电气强度,消除线圈与 铁心之间的间隙,避免了小间隙引起的局部放电,提高了整机寿命与可靠性;(3) . 完成嵌线的励磁机电枢铁心热套于主轴上;(4) . 电枢两端采用无纬带绑扎打箍技术, 形成既有良好绝缘性能又有可靠机械性能的护环。
4500kW无刷励磁机定子结构的特点为:(1) . 定子磁极铁心采用外压装结构,可 并行作业,缩短制造周期;(2) . 定子励磁绕组采用特殊的冷却线匝,提高散热面积, 加强冷却;(3) . 励磁机定子在极靴上有圆铜棒,铜棒的两端连接起来形成阻尼绕组; (4) . 在两个磁极中间装有感应测量励磁电流的交轴线圈。
4500kW无刷励磁机旋转整流装置结构的特点为:(1) . 旋转整流装置为双盘结构, 三相六桥臂全波整流,每桥臂有 10个并联支路,共 20个二极管,应有足够的裕量,能 保证额定励磁和强励的要求; (2) . 整流元件采用大功率防爆型二极管,反向击穿电压 高;(3) . 整流组件装配首次采用内冷设计,每个整流元件均有一路风吹向二极管的 PN 结,直接冷却整流元件;(4) . 旋转整流元件配有带信号指示的保护熔断器,与频 闪仪一起完成二极管的工况在线监测;(5) . 整流回路设有 RC 阻容保护,吸收由换向 而引起的过电压。
4500kW无刷励磁机的工艺特点:(1) . 定子铁心采用西屋公司成熟的外压装工艺, 以确保质量; (2) . 定转子铁心压装采用特定的防尘和防锈措施, 提高产品质量; (3) . 电枢线圈端部采取了特殊的工艺方法,以保证胶化模压后不短路; (4) . 电枢进行整体 VPI 浸漆,采用旋转烘焙技术对烘焙温度、时间和工艺有特殊要求,确保线圈与电枢铁 心、电枢端部及整个电枢浸渍成一个整体,电枢铁心通风道不能挂漆; (5) . 励磁机的
电枢热套采用内冷外热立式电枢热套技术,提高了可靠性; (6) . 励磁机电枢两端绑扎 无纬带打箍应用数字显示拉力技术,消除了打箍裂纹,提高了可靠性; (7) . 整流元件 及 RC 组件采用特殊制造工艺;(8) . 采用特定工艺组装整流盘及元件,确保在高速旋 转工况下电气性能与机械性能完好;(9) . 风扇采用整体铸造工艺,铸造要求非常高; (10) . 采用电容脉冲快速充磁技术,使副励磁机输出电压满足要求。
4500kW无刷励磁机与国内外同类技术的无刷励磁机相比有如下特点:(1) . 参数 高、容量大; (2) . 采用新技术、新材料和新工艺,较以前国内生产制造的励磁机有很 大的改进;(3) . 电枢线圈采用槽内换位技术,绑扎无纬带技术先进,整流组件装配、 电枢整浸、 电枢热套和永磁机充磁等技术在国内外无刷励磁机设计制造方面都居于领先 地位; (4) . 采用多种在线检测技术能及时检测故障,能直接测量励磁电压、间接测量 励磁电流, 在末端设有接地环既可测量励磁电压也可作为接地故障检测, 用频闪仪进行 熔丝故障检测,设有自动工作的干燥器,设有副励磁机出口熔丝保护,这些技术为保证 励磁机安全可靠运行提供了可靠的支持。
长星风电公司生产的风力发电机额定功率为 2000kW, 转子直径 82m , 励磁 机最大 励磁电压 DC150V ,最大励磁电流 3A ,励磁机功率 9kW, 励磁机频率 104-200HZ ,励磁机 转速 1040-2000rpm 。
为了提高同步发电机的可靠性和安全性,在同步风力发电机采用无刷励磁技术, 无刷励磁系统是无刷励磁同步发电机最核心、 最关键的组成部分。 同步风力发电机的励 磁系统一般由两个部分组成, 一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流, 以建立直 流磁场,通常称之为励磁功率输出部分(或称为功率单元),另一部分用于在正常运行 或发生事故时调节励磁电流,以满足运行的需要,它包括励磁调节器、强行励磁、强行 减磁或自动灭磁等,一般称为励磁控制单元。
无刷励磁系统中的交流励磁机一般采用旋转电枢式同步发电机,其功率、电压及 功率因数取决于最大励磁电流及其相应的励磁电压和整流回路的接线方式。频率越高, 时间常数越小,反应快速性好。旋转整流器是指由硅整流元件连同散热器,有时还包括 相应的整流桥,大多采用三相全波整流桥。
同步风力发电机转轴与风力机连接而且绕线转子绕组与励磁机的电枢连接; 定子上有带 励磁的无刷励磁机,而励磁机电枢绕组位于转子上;旋转整流器应能够随主轴旋转,交 流励磁机定子由静态励磁装置供电。这样,风力机带动励磁发电机旋转时,与主轴一起
旋转的励磁机转子绕组发出三相交流电, 该三相交流电经整流桥整流后供给同步发电机 转子绕组励磁电流。 调节交流发电机定子绕组的励磁电流, 就可以使励磁发电机的转子 所发出的的三相交流电压得到调整, 从而改变同步发电机励磁绕组的励磁电流。 这种由 励磁发电机从转子发电, 整流器在旋转状态下进行整流供给同步发电机转子励磁的无刷 励磁方式会在同步风力发电机上有广阔的应用前景。
励磁系统是同步风力发电机的重要组成部分,无论是在稳态运行还是在暂态运行过程 中, 同步发电机的运行状态在很大程度上都与励磁有关, 励磁系统性能的好坏直接影响 到风力发电机及电力系统运行的可靠性、安全性和稳定性。
东风电机厂生产的 SFW3145-10/1730无刷励磁水轮发电机,采用的是卧
式三支点、外循环轴承、密闭自循环空气冷却的水轮发电机。无刷励磁机装于发电机轴 端, 无刷励磁机转子与发电机转动部分用弹性联轴器直接相联, 无刷励磁机定子置于固 定架上。
该无刷励磁机额定功率为 35kW, 用于水轮发电机的无刷励磁系统主要由交流励磁 机、旋转整流器、可控硅励磁装置、无刷同步电机励磁机检测仪等 4部分组成。 无刷励磁系统的原理为:水轮发电机在水轮机的驱动下,以同步转速恒定旋转,由励磁 装置供给交流励磁机一定的励磁电流, 产生一个恒定的磁场。 交流励磁机的旋转电枢感 应三相对称电势,经旋转整流器整流,将交流电势变为直流电势,供发电机转子励磁绕 组励磁, 发电机定子绕组感应出三相对称电势。 发电机负载的变化将引起发电机端电压 的变化,保持端电压的恒定是通过励磁装置对供给交流励磁机励磁电流的控制来实现 的。发电机起励方式以残压起励为主,自备直流电源为辅。另外在该系统中创新采用了 “无接触”检测转子电流、电压、整流元件及可控硅的运行情况等,其检测技术达到国 内领先水平。
交流励磁机主要由定子、旋转电枢、新号线圈等组成,交流励磁机定子绕组输入一 定励磁电流后,旋转电枢将感应出一个交流电势并直接输送给同轴旋转的旋转整流器。 旋转整流器主要由旋转二极管、电阻、电容、绝缘板及安装环组成,其工作原理是将交 流励磁机的电枢绕组感应的交流电势整流为直流电势, 再供给发电机转子绕组励磁。 旋 转整流器中的旋转二极管、电阻、电容均径向安装在环上,在考虑其绝缘和散热的同时 还应充分考虑这些元件应能承受在飞逸转速下旋转而产生的离心力。 为防止过电压和过 电流击穿二极管, 每桥臂采用两只二极管串联, 以保证当一只被击穿后电路仍能正常工
作。为防止同步发电机转子失步(或定子机端短路),在转子励磁绕组内产生过电压和 过电流,旋转整流回路还设有阻容保护电路。
此无刷励磁水轮发电机与传统水轮发电机相比,具有以下优点:
(1) . 用无接触方式的交流励磁机及旋转整流器代替原来有接触的碳刷、滑环结构,无 粉尘污染电机绕组绝缘, 无接触火花, 有利于延长发电机的使用寿命和易于实现无人值 班运行。
(2) . 无刷励磁水轮发电机的励磁是以“小电流控制大电流”,能大大减小控制设备的 触点容量,提高了系统的可靠性。
(3) . 因结构上彻底革新,所以不存在长期检测碳刷的接触情况和更换碳刷的问题。运 行时管理轻松方便,从技术上防止了“失励”事故的发生。
(4) . 励磁系统无须配置功率柜, 减小了占地面积和噪声污染, 并能减少励磁柜的容量。 生物能是一种噬待发展的新能源, 但是生物能发电技术相对于老牌的水电技术、 火 电技术还不是很完善,还需要不断改进,对于同样是新兴能源的风电,由于自身原材料 及技术方面的限制又相对的发展缓慢。 但是国家近几年出台了一系列有利于生物能大力 发展的政策,对生物能发电技术的发展将起到巨大的推动作用。
正因为心揣一份责任, 怀抱一个梦想, 作为敢于担当的湖南红太东方机电装备股份 有限公司, 经过公司技术人员几年时间的不懈努力, 在用于生物能发电机的无刷励磁机 方面进行了很多的创新和完善, 取得了很多成就, 并且已经成功应用在 3.8MW 生物能发 电机上,运行可靠、用户反响良好。
由上述三点可以看到,无刷励磁机广泛用于汽轮发电机、水轮发电机、风力同步发 电机,但是用于生物能发电机的无刷励磁机有它本身的特色:
(1) . 由于汽轮发电机的容量大部分都是 100MW 至 1000MW ,而生物能发电机大多都在 20MW 以内,如果不加以改进而硬搬硬套大型汽轮发电机的励磁机技术和结构,将使得 无刷励磁机结构复杂,体积大,安装困难,经济效益低。所以用于生物能发电机的无刷 励磁机必须有自己不同于大型汽轮发电机励磁机的结构和特点。
(2) . 目前无刷励磁水轮发电机的最大容量为 10MW 左右,与生物能发电机的容量比较 接近, 但是用于水轮发电机的无刷励磁机经过几十年的发展虽然有所改进, 但是基本上 还是传统的结构, 而且水轮发电机组整体相对于生物能发电机组结构简单, 控制也不如 生物能发电机组复杂, 这也使得用于生物能发电机的无刷励磁机要有不同于水轮发电机
励磁机的结构和特点。
(3) . 风力发电本身的技术也是在不断地发展和完善中, 目前同步风力发电机占风力发 电机的比重还比较小, 风力发电机目前的研究热点是双馈电机, 这种发电机的定子绕组 与电网有电气联接,其转子绕组也通过变频器与电网相联。风速低时,为维持发电机机 械转矩与电磁转矩的平衡, 转子绕组从电网吸收一定能量的功率。 双馈电机应用于风力 发电的优势相比较同步风力发电机是明显的, 是未来风力发电机发展的方向。 所以未来 风力同步发电机励磁机将逐渐退出市场, 长远来看风力同步发电机励磁机也不是生物能 发电机励磁机学习的方向。
当前生物能发电的方式有生物质气化发电、沼气发电、生活垃圾焚烧发电等,其中 应用最广泛的是生物质气化发电。 生物质气化发电技术的基本原理是利用气化炉把生物 质转化为可燃气体,经过除尘、除焦等净化工序后,再通过内燃机或燃气轮机进行的发 电。生物质气化内燃发电系统主要由气化炉、燃气净化系统和内燃发电机等组成。 生物能发电机是小汽轮发电机, 我公司生产的 3.8MW 生物能发电机所配的励磁机励磁系 统包括交流励磁机、永磁副励磁机及励磁控制。
励磁机由三大部分组成:励磁机转子、励磁机定子和整流装置。转子为隐极式,转 子铁芯由优质硅钢冲片叠压而成, 以增大转子铁芯涡流电阻, 减小磁路内涡流阻尼作用 及转子附加铁损,转子护环材料是无磁性钢,搭接在本体和中心环上,定子铁芯由锻钢 件加工而成,铁芯两端用压板固定。其中励磁机定子安装在发电机机座上,励磁机电枢 与发电机转子同轴。
永磁励磁机由两大部分组成:永磁机定子和永磁机转子。 永磁机转子采用串联式磁 场结构,转子采用钢结构,表面按顺序嵌放永磁铁 (钕铁硼永磁 ) ,定子由优质硅钢冲片 叠压而成,铁芯两端用压板固定,转子表面磁通量强,重量轻,体积小,整体结构牢固 可靠,最大工作转速大于 15000 r/min。永磁副励磁机为旋转磁极式,发出的电流送到 主励磁机的定子作为主励磁机的励磁电流, 由于主励磁机为旋转电枢式, 电枢发出的电 流通过转轴中孔送到旋转整流盘,经整流后送至转子线圈从而达到对主发电机励磁。 湖南红太东方机电装备股份有限公司