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發(fā)電機為什么能發(fā)電？ 發(fā)電機原理及構造——發(fā)電機的勵磁系統(tǒng) 眾所周知，同步發(fā)電機要用直流電流勵磁。在以往的他勵式同步發(fā)電機中，其直流電流是有附設的直流勵磁機供給。直流勵磁機是一種帶機械換向器的旋轉電樞式交流發(fā)電機。其多相閉合電樞繞組切割定子磁場產生了多相交流電，由于機械換向器和電刷組成的整流系統(tǒng)的整流作用，在電刷上獲得了直流電，再通過另一套電刷，滑塊系統(tǒng)將獲得的直流輸送到同步發(fā)電機的轉子，勵磁繞組去勵磁，因此直流勵磁機的換向器原則上是一個整流器，顯然可以用一組硅二節(jié)管取代，而功率半導體器件的發(fā)展提供了這個條件。將半導體元件與發(fā)電機的軸固結在一起轉動，則可取消換向器、滑塊等滑動接觸部分、利用二極管換成直流電流。直流送給轉子勵磁、繞組勵磁。這就是無刷系統(tǒng)。 下面我們以典型的幾種不同發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，介紹它的工作原理。 一、相復勵勵磁原理 由線形電抗器DK把電樞繞組抽頭電壓移相約90°、和電流互感器LH提供的電壓幾何疊加，經過橋式整流器ZL整流，供給發(fā)電機勵磁繞組。負載時由電流互感器LH供給所需的復勵電流，進行電流補償，由線形電抗器DK移相進行相位補償。 二、三次諧波原理 對一般發(fā)電機來源，我們需要的是工頻正弦波，稱為基波，比基波高的正弦波都稱為諧波、其中三次諧波的含量 ，在諧波發(fā)電機定子槽中，安放有主繞組和諧波勵磁繞組（s1、s2），而這個繞組之間沒有電的聯(lián)系。諧波繞組將繞組中150HZ諧波感應出來，經過ZL橋式整流器整流，送到主發(fā)電機轉子繞組LE中進行勵磁。 三、可控硅直接勵磁原理 可控硅直接勵磁是采用可控硅整流器直接將發(fā)電機輸出的任一相一部分能量，經整流后送入勵磁繞組去的勵磁方式，它是由自動電壓調節(jié)器（AVR），控制可控硅的導通角來調節(jié)勵磁電流大小而維持發(fā)電機端電壓的穩(wěn)定。 四、無刷勵磁原理 無刷勵磁主要用于西門子、斯坦福、利萊等無刷發(fā)電機。它是利用交流勵磁機，其定子上的剩磁或 磁鐵（帶永磁機）建立電壓，該交流電壓經旋轉整流起整流后，送入主發(fā)電機的勵磁繞組，使發(fā)電機建壓。自動電壓調節(jié)器（AVR）能根據輸出電壓的微小偏差迅速地減小或增加勵磁電流，維持發(fā)電機的所設定電壓近似不變
發(fā)電機與勵磁電流的有關特性 一、直流發(fā)電機供電的勵磁方法; 這種勵磁方法的發(fā)電機具有專用的直流發(fā)電機，這種專用的直流發(fā)電機稱為直流勵磁機，勵磁機一般與發(fā)電機同軸，發(fā)電機的勵磁繞組經過裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵磁機取得直流電流。這種勵磁方法具有勵磁電流獨立，作業(yè)比較牢靠和削減自用電消耗量等長處，是曩昔幾十年間發(fā)電機首要勵磁方法，具有較老練的運轉經歷。缺陷是勵磁調理速度較慢，保護作業(yè)量大，故在10MW以上的機組中很少選用。 二、溝通勵磁機供電的勵磁方法： 現代大容量發(fā)電機有的選用溝通勵磁機供應勵磁電流。溝通勵磁機也裝在發(fā)電機大軸上，它輸出的溝通電流經整流后供應發(fā)電機轉子勵磁，此刻，發(fā)電機的勵磁方法屬他勵磁方法，又因為選用停止的整流設備，故又稱為他勵停止勵磁，溝通副勵磁機供應勵磁電流。溝通副勵磁機可所以永磁機或是具有自勵恒壓設備的溝通發(fā)電機。為了更好的進步勵磁調理速度，溝通勵磁機一般選用100——200HZ的中頻發(fā)電機，而溝通副勵磁機則選用400——500HZ的中頻發(fā)電機。這種發(fā)電機的直流勵磁繞組和三相溝通繞組都繞在定子槽內，轉子只要齒與槽而沒有繞組，像個齒輪，因而，它沒有電刷，滑環(huán)等滾動觸摸部件，具有作業(yè)牢靠，結構相對比較簡略，制作工藝便利等長處。缺陷是噪音較大，溝通電勢的諧波重量也較大。 三、無勵磁機的勵磁方法： 在勵磁方法中不設置專門的勵磁機，而從發(fā)電機自身取得勵磁電源，經整流后再供應發(fā)電機自身勵磁，稱自勵式停止勵磁。自勵式停止勵磁可分為自并勵和自復勵兩種方法。自并勵方法它經過接在發(fā)電機出口的整流變壓器取得勵磁電流，經整流后供應發(fā)電機勵磁，這種勵磁方法具有結簡略，設備少，出資省和保護作業(yè)量少等長處。自復勵磁方法除沒有整流變壓外，還設有串聯(lián)在發(fā)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)作短路時，給發(fā)電機供應較大的勵磁電流，以補償整流變壓器輸出的缺乏。這種勵磁方法具有兩種勵磁電源，經過整流變壓器取得的電壓電源和經過串聯(lián)變壓器取得的電流源。 發(fā)電機與勵磁電流的有關特性 1、電壓的調理: 主動調理勵磁體系可以看成為一個以電壓為被調量的負反饋操控體系。無功負荷電流是形成發(fā)電機端電壓下降的根本原因，當勵磁電流不變時，發(fā)電機的端電壓將隨無功電流的增大而下降?？墒菫榱藵M意用戶對電能質量的要求，發(fā)電機的端電壓應根本堅持不變，完成這一要求的方法是隨無功電流的改動調理發(fā)電機的勵磁電流。 2、無功功率的調理： 發(fā)電機與體系并聯(lián)運轉時，可以認為是與無限大容量電源的母線運轉，要改動發(fā)電機勵磁電流，感應電勢和定子電流也跟著改動，此刻發(fā)電機的無功電流也跟著改動。當發(fā)電機與無限大容量體系并聯(lián)運轉時，為了改動發(fā)電機的無功功率，有必要調理發(fā)電機的勵磁電流。此刻改動的發(fā)電機勵磁電流并不是一般所說的“調壓”，而是僅僅改動了送入體系的無功功率。 3、無功負荷的分配： 并聯(lián)運轉的發(fā)電機依據各自的額外容量，按份額進行無功電流的分配。大容量發(fā)電機應擔負較多無功負荷，而容量較小的則負供應較少的無功負荷。為了完成無功負荷能主動分配，可以終究靠主動高壓調理的勵磁設備，改動發(fā)電機勵磁電流保持其端電壓不變，還可對發(fā)電機電壓調理特性的傾斜度做調整，以完成并聯(lián)運轉發(fā)電機無功負荷的合理分配。
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