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发电机的励磁系统

    同步发电机是电力系统的主要设备,它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备,为完成这一转换,它本身需要一个直流磁场,产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流,供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流,而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用,尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势,也促使励磁技术不断发展。
    励磁系统是发电机的重要组成部分,它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有:①根据发电机负荷的变化相应地调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;②控制并列运行各发电机问无功功率分配;③提高发电机并列运行的静态稳定性;④提高发电机并列运行的暂态稳定性;⑤在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;⑥根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。同步发电机励磁系统的形式有多种多样,按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类。
    自20世纪60年代以来.随着半导体技术及其应用的迅速发展,目前,已能生产出可靠性高、性能好的高电压、大电流半导体整流元件,半导体励磁系统相应地获得迅速发展,并成功地在大容量和特大容量同步发电机中加以应用。在半导体励磁系统中,主要是用硅不可控整流器或硅可控整流器来代替直流励磁机换向器构成同轴交流励磁机静止(或旋转)的半导体励磁系统,以及用它来直接代替励磁机(即取消旋转机械)构成全静止的各种半导体励磁系统(又称为静态励磁系统)。半导体励磁系统是唯一有发展前途的励磁系统,和以往常用的同轴直流励磁机的励磁系统比较,它的特点是:反应速率很快,有助于电力系统稳定运行;装置占地面积较小;生产较易,维护检查方便。随着半导体技术的继续发展,将进一步提高它的可靠性并降低成本。大型同步发电机半导体励磁系统中同样地采纳了半导体型自动调节励磁装置,并向集成电路全固态型的自动调节励磁装置的方向发展。

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