發(fā)電機勵磁系統(tǒng)課件

發(fā)電機勵磁系統(tǒng)課件歡迎參加發(fā)電機勵磁系統(tǒng)課程。本課程將深入探討發(fā)電機的工作原理、勵磁系統(tǒng)的類型及其重要性。我們將從基礎知識開始，逐步深入到復雜的技術細節(jié)。課程目標理解基本概念掌握發(fā)電機的結構和工作原理，包括磁場產生和電磁感應。勵磁系統(tǒng)深度學習詳細了解各種勵磁系統(tǒng)的類型、特點和應用。實踐技能提升學習自動電壓調節(jié)器的調試、維護和故障診斷技術。發(fā)電機的結構和工作原理定子固定部分，包含電樞繞組，產生交流電。轉子旋轉部分，包含勵磁繞組，產生磁場。冷卻系統(tǒng)維持機器正常工作溫度，通常使用氫氣或水冷。磁場的產生1電流通過導體當電流通過導體時，會在其周圍產生磁場。2磁場強度磁場強度與電流大小成正比，與距離成反比。3右手定則用于判斷磁場方向，大拇指指向電流方向，其他手指彎曲方向即為磁場方向。電磁感應磁場變化當磁場強度或方向發(fā)生變化時。導體切割磁力線導體在磁場中運動，切割磁力線。感應電動勢在導體中產生感應電動勢。電磁力和扭矩電磁力當通電導體置于磁場中時，會受到電磁力作用。力的大小與電流、磁場強度和導體長度有關。左手定則用于判斷電磁力方向。左手伸開，拇指代表電流方向，食指代表磁場方向，中指所指即為力的方向。電磁扭矩在發(fā)電機中，電磁力產生的旋轉力矩。扭矩大小決定了發(fā)電機的輸出功率。轉子磁場的產生勵磁電流通過轉子繞組的直流電流產生穩(wěn)定磁場。旋轉磁場轉子旋轉帶動磁場旋轉，切割定子繞組。感應電流定子繞組中感應出交流電流。轉子磁場的調制1勵磁電流控制2磁場強度調節(jié)3輸出電壓調整4負載適應性提高通過調節(jié)勵磁電流，可以精確控制轉子磁場強度，從而調整發(fā)電機輸出電壓，提高系統(tǒng)的負載適應性。永磁發(fā)電機結構特點轉子使用永磁體，無需額外勵磁。結構簡單，維護成本低。優(yōu)點效率高，啟動轉矩大，可靠性好。適用于小型風力、水力發(fā)電。缺點輸出電壓不可調，大功率時成本高，退磁風險。電磁發(fā)電機1勵磁系統(tǒng)使用電磁鐵作為轉子磁極，需要額外的勵磁系統(tǒng)提供磁場。2靈活性可通過調節(jié)勵磁電流控制輸出電壓，適應性強。3大功率應用適用于大型發(fā)電站，可實現高功率輸出。4控制復雜性需要復雜的控制系統(tǒng)來維持穩(wěn)定運行。勵磁系統(tǒng)的作用和組成提供勵磁電流為發(fā)電機轉子提供穩(wěn)定的直流勵磁電流，產生必要的磁場。調節(jié)輸出電壓通過控制勵磁電流大小，調節(jié)發(fā)電機輸出電壓。系統(tǒng)組成包括勵磁電源、調節(jié)器、測量元件和執(zhí)行機構等。保護功能具有過勵磁、欠勵磁保護等功能，確保發(fā)電機安全運行。直流式勵磁系統(tǒng)1直流發(fā)電機作為勵磁電源，與主發(fā)電機同軸。2碳刷和滑環(huán)將勵磁電流傳輸到轉子繞組。3調節(jié)器控制勵磁發(fā)電機輸出，調節(jié)主機電壓。直流勵磁機獨立勵磁勵磁電流由外部電源提供，控制靈活。并勵勵磁繞組與電樞并聯，自激磁，結構簡單。復勵結合并勵和串勵，性能優(yōu)良，但結構復雜。靜態(tài)式勵磁系統(tǒng)工作原理利用半導體整流器將交流電轉換為直流電，為轉子提供勵磁。優(yōu)點響應速度快，無機械部件，可靠性高，維護簡單。應用廣泛應用于現代大型發(fā)電機組，是主流勵磁方式。靜態(tài)串勵式勵磁系統(tǒng)電流互感器測量發(fā)電機輸出電流。調壓變壓器根據負載調節(jié)電壓。整流器將交流轉換為直流。勵磁繞組為轉子提供磁場。并勵式勵磁系統(tǒng)1電壓測量2電壓比較3誤差放大4勵磁控制5輸出穩(wěn)定并勵式勵磁系統(tǒng)通過測量輸出電壓，與設定值比較，放大誤差信號，控制勵磁電流，實現輸出電壓的穩(wěn)定。這種系統(tǒng)結構簡單，響應速度快。交流式勵磁系統(tǒng)交流勵磁機與主發(fā)電機同軸的小型交流發(fā)電機，產生交流勵磁電流。旋轉整流器安裝在轉軸上，將交流電整流為直流電。無刷結構無需碳刷和滑環(huán)，減少了維護需求?？刂品绞酵ㄟ^控制交流勵磁機的勵磁來調節(jié)主機輸出。振蕩式勵磁系統(tǒng)1高頻振蕩利用高頻振蕩電路產生交流電。2變壓升壓通過變壓器升高電壓。3整流轉換將高壓交流整流為直流。4勵磁供給為發(fā)電機轉子提供勵磁電流。頻率轉換式勵磁系統(tǒng)頻率轉換將工頻電源轉換為高頻交流。變壓升壓高頻變壓器實現電壓升高。整流輸出高頻整流器提供直流勵磁。自動電壓調節(jié)器1電壓測量實時監(jiān)測發(fā)電機輸出電壓。2比較運算將測量值與設定值進行比較。3控制信號生成根據偏差生成控制信號。4勵磁調節(jié)調整勵磁電流以穩(wěn)定輸出電壓。自動電壓調節(jié)器的作用電壓穩(wěn)定維持發(fā)電機輸出電壓在設定范圍內。負載適應根據負載變化自動調節(jié)勵磁。功率因數控制調節(jié)無功功率，優(yōu)化系統(tǒng)運行。系統(tǒng)保護提供過壓、欠壓等保護功能。自動電壓調節(jié)器的結構測量單元包括電壓互感器、電流互感器，用于采集系統(tǒng)參數。比較器將測量值與參考值比較，生成誤差信號?？刂破魈幚碚`差信號，生成控制指令。常用PID控制算法。執(zhí)行機構如thyristor整流器，調節(jié)勵磁電流。自動電壓調節(jié)器的原理參數采集采集電壓、電流等參數。誤差計算與設定值比較，計算偏差。PID控制根據偏差進行比例、積分、微分運算。輸出調節(jié)控制勵磁系統(tǒng)，調節(jié)輸出電壓。自動電壓調節(jié)器的性能指標0.5%穩(wěn)態(tài)精度額定電壓的偏差范圍，通常不超過±0.5%。20ms動態(tài)響應負載突變時的響應時間，一般在20-100ms內。95%可靠性長期運行的可靠性指標，通常要求達到95%以上。自動電壓調節(jié)器的調試和維護參數整定根據系統(tǒng)特性調整PID參數，優(yōu)化動態(tài)響應。功能測試進行空載、負載、階躍響應等測試，驗證性能。定期檢查檢查硬件連接、清潔散熱器、更新軟件等。故障模擬模擬各種故障情況，確保保護功能正常。勵磁系統(tǒng)的故障診斷1數據采集收集運行參數、波形等數據。2故障特征提取分析數據，識別異常模式。3故障定位利用專家系統(tǒng)或AI算法定位故障。4故障分類確定故障類型和嚴重程度。勵磁系統(tǒng)的常見故障及排除電壓波動檢查AVR設置，調整PID參數。過熱保護檢查冷卻系統(tǒng)，清潔散熱器。整流器故障檢測二極管，必要時更換。勵磁系統(tǒng)的日常維護1定期檢查每周進行外觀檢查，確保無異常。2清潔保養(yǎng)每月清潔散熱器和控制柜，保持良好通風。3參數記錄定期記錄運行參數，分析趨勢。4軟件更新及時更新控制軟件，修復已知bug?？偨Y與展望課程回顧我們