【文章內(nèi)容簡介】 環(huán)節(jié)，使整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)都無轉(zhuǎn)動(dòng)接觸的元件，就產(chǎn)生了無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，如下圖所示：無刷勵(lì)磁系統(tǒng)方案之一　　副勵(lì)磁機(jī)FL是一個(gè)永磁式中頻發(fā)電機(jī)，其永磁部分畫在旋轉(zhuǎn)部分的虛線框內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)無刷勵(lì)磁，主勵(lì)磁機(jī)與一般的同步發(fā)電機(jī)的工作原理基本相同，只是電樞是旋轉(zhuǎn)的。其發(fā)出的三相交流電經(jīng)過二極管整流后，直接送到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路作勵(lì)磁電源，因?yàn)閯?lì)磁機(jī)的電樞與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，所以它們之間不需要任何滑環(huán)與電刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸元件，這就實(shí)現(xiàn)了無刷勵(lì)磁。　　主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組JLLQ是靜止的，即主勵(lì)磁機(jī)是一個(gè)磁極靜止，電樞旋轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)。靜止的勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組便于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)對(duì)勵(lì)磁機(jī)輸出電流的控制，以維持發(fā)電機(jī)端電壓保持恒定。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)方案之二　　在方案一中，考慮到勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組LLQ的時(shí)間常數(shù)，其響應(yīng)速度較慢。為了提高響應(yīng)速度可以采用方案二，就是將可控硅整流橋裝設(shè)旋轉(zhuǎn)部分，代替方案一旋轉(zhuǎn)部件中的二極管整流橋。方案二中由中頻副勵(lì)磁機(jī)ZPF供電給交流主勵(lì)磁機(jī)JL的直流勵(lì)磁繞組JLLQ?？煽毓璧挠|發(fā)脈沖由同軸旋轉(zhuǎn)的觸發(fā)脈沖發(fā)生器PG供給。PG也是一個(gè)由多相繞組組成的電樞，它的磁場由d、q兩個(gè)互相垂直的繞組的磁場合成，因此當(dāng)d、q磁場的大小作各種不同的變化時(shí)，PG的合成磁場（相對(duì)JLLQ磁場）就在作不同角度的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的范圍為90176。這樣就使得PG的觸發(fā)脈沖與主勵(lì)磁機(jī)JL各相交流電壓之間，產(chǎn)生不同的相角變化，從而控制主勵(lì)磁機(jī)送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁電流的大小，以達(dá)到維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定的目的?！　≡诜桨付校槐乜紤]主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組JLLQ時(shí)間常數(shù)的影響，所以其響應(yīng)速度比方案一快，其自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸出與其他勵(lì)磁系統(tǒng)不同，顯得較為復(fù)雜一些，但并不難實(shí)現(xiàn)?？偟膩碚f，其優(yōu)點(diǎn)是：革除了滑環(huán)和碳刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部分。其缺點(diǎn)是：在監(jiān)視與維修上有其不方便之處。由于與轉(zhuǎn)子回路直接連接的元件都是旋轉(zhuǎn)的，因而轉(zhuǎn)子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進(jìn)行監(jiān)視，轉(zhuǎn)子繞組的絕緣情況也不便監(jiān)視，二極管與可控硅的運(yùn)行狀況，接線是否開脫，熔絲是否熔斷等等都不便監(jiān)視。因而在運(yùn)行維護(hù)上不太方便。但隨著科技的發(fā)展，監(jiān)視問題正在得到逐步解決?！　?。　　勵(lì)磁機(jī)本身就是可靠性不高的元件，可以說它是勵(lì)磁系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)之一，因勵(lì)磁機(jī)故障而迫使發(fā)電機(jī)退出運(yùn)行的事故并非鮮見，故相應(yīng)地出現(xiàn)了不用勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方案。如下圖所示：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源直接由發(fā)電機(jī)端電壓獲得，經(jīng)過控制整流后，送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，作為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定的勵(lì)磁方式，是無勵(lì)磁機(jī)的發(fā)電機(jī)自勵(lì)系統(tǒng)。最簡單的發(fā)電機(jī)自勵(lì)系統(tǒng)是直接使用發(fā)電機(jī)的端電壓作勵(lì)磁電流的電源，由自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制勵(lì)磁電流的大小，稱為自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，簡稱自并勵(lì)系統(tǒng)。自并勵(lì)系統(tǒng)中，除去轉(zhuǎn)子本體極其滑環(huán)這些屬于發(fā)電機(jī)的部件外，沒有因供應(yīng)勵(lì)磁電流而采用的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或機(jī)械接觸類元件，所以又稱為全靜止式勵(lì)磁系統(tǒng)。下圖為無勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)框圖，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流電源由接于發(fā)電機(jī)機(jī)端的整流變壓器ZB提供，經(jīng)可控硅整流向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流，可控硅元件SCR由自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制。系統(tǒng)起勵(lì)時(shí)需要令加一個(gè)起勵(lì)電源。無勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)框圖　　無勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：不需要同軸勵(lì)磁機(jī)，系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠性高；縮短了機(jī)組的長度，減少了基建投資及有利于主機(jī)的檢修維護(hù)；由可控硅元件直接控制轉(zhuǎn)子電壓，可以獲得較快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度；由發(fā)電機(jī)機(jī)端獲取勵(lì)磁能量，與同軸勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)相比，發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，機(jī)組的過電壓也低一些。其缺點(diǎn)是：發(fā)電機(jī)出口近端短路而故障切除時(shí)間較長時(shí)，缺乏足夠的強(qiáng)行勵(lì)磁能力，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響不如其它勵(lì)磁方式有利。　　由于以上特點(diǎn)，使得無勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)在國內(nèi)外電力系統(tǒng)大型發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)中受到相當(dāng)重視。在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間由升壓變壓器的單元接線和抽水蓄能機(jī)組等勵(lì)磁系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用?！　‰S著微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的應(yīng)用，氧化鋅非線性滅磁電阻的研制成功及大功率晶閘管及晶體管的廣泛應(yīng)用，提高了發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性，較大地改善了勵(lì)磁系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)品質(zhì)，大大提高了系統(tǒng)的技術(shù)性能指標(biāo)?！　≡谥T多勵(lì)磁系統(tǒng)中，直接勵(lì)磁機(jī)維護(hù)困難，調(diào)節(jié)器響應(yīng)時(shí)間長達(dá)1～5s，動(dòng)態(tài)性能差，當(dāng)空載起勵(lì)時(shí)，電壓超調(diào)量大，頻率特性差；他勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)需裝設(shè)交流勵(lì)磁機(jī)，并要求廠房高度高，當(dāng)其用于慢速水輪機(jī)時(shí)，交流勵(lì)磁機(jī)體質(zhì)量大、尺寸大、維修工作量大。20世紀(jì)70～80年代，發(fā)電廠開始用自復(fù)勵(lì)及自并勵(lì)的可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，由于它們均屬于快速勵(lì)磁系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)性能優(yōu)良，尤其是帶有微型計(jì)算機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的自并激靜止勵(lì)磁系統(tǒng)在發(fā)電廠中得以廣泛的應(yīng)用。自并激勵(lì)磁系統(tǒng)接線簡單、設(shè)備少、造價(jià)低、占地面積小、無轉(zhuǎn)動(dòng)部件并維護(hù)簡單，是快速響應(yīng)系統(tǒng)。尤其是水電站往往遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的地區(qū)，為提高輸電的穩(wěn)定性，對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)要求能快速響應(yīng)，而自并激勵(lì)磁系統(tǒng)恰好能滿足這個(gè)要求。第二章：下花園電廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)概況分析第一節(jié)：靜止勵(lì)磁系統(tǒng)及工作原理　　我廠3臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)是采用的靜止整流器勵(lì)磁方式原理圖如下圖所示。在圖示的交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)中主勵(lì)磁機(jī)L和副勵(lì)磁機(jī)FL，是與發(fā)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)的交流機(jī)，而整流設(shè)備為靜止元件。主勵(lì)磁機(jī)L的頻率為100HZ的交流發(fā)電機(jī)，必須經(jīng)過硅整流橋GZ整流，變?yōu)橹绷麟娫?，供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的勵(lì)磁。副勵(lì)磁機(jī)FL是一個(gè)頻率500HZ的中頻交流永磁發(fā)電機(jī)。本身不另設(shè)勵(lì)磁回路。簡化了勵(lì)磁系統(tǒng)。FL的輸出功率，KZ通過整流，作為主勵(lì)磁機(jī)L的勵(lì)磁電源。勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置ZTL的作用是根據(jù)發(fā)電機(jī)端電壓的偏差信號(hào)，輸出一個(gè)相應(yīng)的觸發(fā)脈沖，對(duì)可控硅的導(dǎo)通角進(jìn)行控制，控制了主勵(lì)磁機(jī)的輸出功率，從而改變了發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁電流的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于硅整流元件代替了直流勵(lì)磁機(jī)的換向器，因此，改善了勵(lì)磁機(jī)的運(yùn)行條件，使維護(hù)工作量減少。采用交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)與直流勵(lì)磁系統(tǒng)一樣，具有獨(dú)立的勵(lì)磁電源。不受外系