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什么是发电机的励磁系统


文章出处:www.kmsdl-sz.comol菠菜网电竞发布:康明斯柴油发电机人气: 发表时间:2018-06-06【

在柴油机发电机组体积缩小温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为‘作功’。

一、发电机励磁系统

一般来说,发电机组由发动机(提供动能)、发电机(产生电流)、控制系统组成。 柴油发电机依靠柴油燃烧产生动力带动发电机组。风力发电机依靠风力带动发电机转动,产生电流; 水力发电机利用水流的落差,产生动力带动发电机发电。 燃油发电机依靠汽油燃烧产生动力带动发电机组。尽管各种各样发电系统的动力来源可能不尽相同,但是它们都有一个很重要的共有部分,那就是发电机。生产生活中ol菠菜网电竞使用的电能来自发电厂,而它们离不开发电机。其转子可以由水轮机,汽轮机,内燃机等来带动。就是一个线圈在磁场内旋转,做切割磁力线的运动,在电磁作用下,线圈中会产生感应电流,通俗点说就是产生了电能。 发电机就是根据此原理进行设计制造的,不过比较复杂而已,但基本原理是相同的。

目前ol菠菜网电竞人类所利用的电能,99%都是同步发电机发出的。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。ol菠菜网电竞根据励磁电流的供给ol菠菜网电竞,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称之为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。

同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。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。这一部分包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和自动灭磁等,一般称为励磁控制部分(或称为控制单元)。
    发电机电压调节

维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段,那么如何保证同步发电机的端电压为给定值呢?
    ol菠菜网电竞说,在负荷变化的情况下,必须通过调节励磁的ol菠菜网电竞。 下面以发电机的简化相量图来分析一下其具体原理。

 

式中: Eq——发电机的空载电势;Uf——发电机的端电压;If——发电机的负荷电流比例。

上式说明,在发电机空载电势Eq恒定的情况下,发电机端电压Uf 会随负荷电流If 的加大而降低,为保证发电机端电压Uf 恒定,必须随着发电机负荷电流If 的增加(或减小),增加(或减小)发电机的空载电势Eq ,而Eq 又是发电机励磁电流Ifq 的函数(若不考虑饱和,Eq 和Ifq 成正比),故在发电机运行中,随着发电机负荷电流的变化,必须调节励磁电流来使发电机端电压恒定。

永磁发电机

除了上面说到的励磁发电机,发电机组中还有一类永磁发电机。它与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的 永磁体在电机中既是磁源,又是磁路的组成部分。永磁发电机转子采用钢结构,表面按顺序嵌放永磁体,转子表面磁通强、重量轻、体积小、无触点,整机唯一磨损部位是轴承。

此外,在功率等级相同的情况下,永磁式发电机处于直轴磁路中的永磁体的磁导率很小,直轴 电枢反电抗 Xad 较电励磁同步电机小很多,因而电压调整率也比电励磁同步电机小,输出波形接近正弦波,输出电压稳定、线电压畸变小,输出电压波形好。

永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间磨擦的机械损耗,使得永磁式发电机效率大为提高。普通励磁式发电机在 额定转速范围内平均效率只有 65%,而永磁式发电机则可高达 83%以上。

有功和无功的控制

在电力系统之中运行的发电机既带有有功负载,又带有无功负载,有功电流的变化会影响发电机的转速和频率,无功电流的变化会影响发电机的电压。为了保证发电机的频率和电压的稳定,必须及时调节发电机的输入功率和励磁电流。那么问题是具体该如何调节呢?

有功功率的调节——即原动机输入功率的调节。

同步发电机与无穷大电网并联时,当发电机刚投入电网还没有向电网送出有功负荷时,假设ol菠菜网电竞忽略发电机的空载损失,则此时发电机处于“空接”在电网上的状态。 如果要向电网发出有功功率,就必须增加发电机的输入功率,即加大火力发电厂中汽轮机汽门的开度,或水力发电厂中水轮机水门的开度或者风力发电厂的风速等,增大原动机的出力,增加原动机的力矩。

此时由于作用在发电机转轴上力矩的增大,就会使发电机转子加速,于是发电机主磁极的位置将逐步超前,随着主极的超前,发电机激磁电势(?0)将超前于端电压(电网电压Ù),相应的,功率角(δ)及电磁功率(Pm)将逐步增大,这样输入功率和输出功率之间将逐步恢复平衡,保持在新的工作点同步运行。

在实际的调控过程中,有功功率的调节需要注意几个问题:

1)增加有功功率的速度应遵照有关规程的规定,或制造厂家的要求。有功功率增加的速度不宜太快,否则将对发电机的结构产生不利的影响。当然也不应无根据的限制有功功率增长的速度,这将延误供电时间,特别是在事故情况下,尤为重要。

2)有功功率的调节还要特别注意原动机输入功率的配合问题,特别是火力发电厂或热电站等,要充分注意锅炉的供汽能力和热负荷的调整,使其协调。有时候会因发电机有功功率增长过快,锅炉供汽能力一时跟不上,压力急速下降,造成被迫停机事故。

2、无功功率的调节——即发电机励磁的调节。同步发电机的励磁有三种状态,分别是:

1)正常励磁:即发电机的全部输出功率均为有功功率。即cosφ=1,此时发电机的激磁电势为E。

2) 过励:增加发电机的励磁,使其超过“正常励磁”称为过励。

3)欠励:减少发电机的励磁,使其小于“正常励磁”称为欠励。

同样的,无用功功率的调节过程中也需要注意几个问题:

1)由于发电机与无穷大电网并联运行,电网电压视为恒定值,调整励磁不会引起电压的变化。

2)调节励磁可以调节无功功率,但只能调节无功功率,而不能改变有功功率。

3)调节励磁时应注意,不要使其超过励磁电源或发电机励磁绕组的允许值,以免出现励磁机与发电机励磁绕组过热现象。

4)注意发电机电枢电流,保持不超过发电机视在功率,以防引起发电机电枢绕组过电流。

800KW康明斯发电机 (3).jpg


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