[實用新型]一種雙饋勵磁機

有效

• 申請號: 201520341304.4
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN204615603U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 郭遠軍
• 申請（專利權）人: 湖南零陵恒遠發電設備有限公司
• 主分類號: H02K19/38
• 分類號: H02K19/38;H02P9/10
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 高志輝

技術領域

本實用新型屬于勵磁機領域，尤其是發電設備上的雙饋勵磁機。

背景技術

同步發電機的勵磁系統是同步發電機的重要組成部分，其性能決定了發電機乃至電力系統的運行特性，保證發電機以及電力系統的穩定與安全。

勵磁系統的作用有如下幾個方面：

1.根據發電機負荷的變化相應的調節勵磁電流，以維持發電機端電壓的穩定；在電力系統正常運行情況之下，勵磁系統必須維持發電機端電壓在給定范圍之內。當系統負荷發生變化的時候，發電機的端電壓必然會受到影響，勵磁系統此時產生作用，自動的增減發電機的勵磁電流，使發電機的電壓維持在正常范圍之內。

2.控制并列運行各發電機間無功功率的合理分配

現代電力系統大多是多臺發電機的并列運行，系統中發電機的有功功率是由輸入功率決定的，分配無功的時候，通常都是由容量大的發電機多發出無功功率，而小容量的發電機則相應的少輸出無功功率。又由于發電機輸出的無功功率是和勵磁電流大小有關，并列運行的發電機的無功功率大小由發電機的調差系數決定的，勵磁調節器可以對調差系數進行調節，因此，勵磁系統還擔負著無功功率調節的重任。

3.提高電力系統的穩定性和發電機并列運行的穩定性；

電力系統在運行過程中，必然遭受到各種干擾，在擾動過后，如果系統能夠恢復到原來的工作狀態，或者過渡到另一種穩定狀態，這個系統就是穩定的。電力系統的穩定分為靜態穩定和暫態穩定兩種穩定狀態，良好的勵磁系統能夠明顯提高電力系統的靜態穩定，增加電力發電機功角特性上的穩定運行區域。當系統遭受到例如短路等大擾動之后，由于端電壓的下降，將導致電磁功率的下降，發電機轉子將產生很大的搖擺。如果此時沒有勵磁系統將端電壓提高的話，發電機將加速失調。如果此時發電機擁有者良好的勵磁調節器，強行將電壓提高，相應的增加了電磁功率，將最終和機械功率平衡作用，達到新的穩定點。但是，提高電力系統的暫態穩定性，需要加快故障的快速切除和有著高勵磁電壓響應比的勵磁系統。

4.改善電力系統的運行條件

當電力系統短路時，會導致系統電壓的降低，系統中大型電動機會處于制動狀態。

在故障切除之后，電動機會吸收大量的無功功率自啟動，導致系統電壓恢復變緩。強行勵磁會迅速提高發電機的端電壓，改善電動機的運行條件。發電機在失磁之后，電力系統如果可以提供足夠的無功功率的話。發電機能夠維持電壓穩定同時保證失磁的發電機能夠一定時間以內異步運行。在發電機內部出現故障時，進行滅磁，以減小故障損失程度；根據運行要求對發電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。

總之，隨著電力系統用電量迅速提高，發電機大都處于并列運行狀態。為了保證電力系統的安全與穩定，必須提高發電機勵磁調節器的性能。

無刷勵磁系統有著本身不可被代替的優點，在危險工況下能穩定的運行，是現代中小型電機和大型無刷勵磁系統的首選勵磁方式。由于交流勵磁機是和主發電機同軸的，通過不可控的旋轉整流器向發電機提供勵磁電流。

但對于大型水輪發電機需要計算各種參數，以及通過調節頻率來調節勵磁機的勵磁強度，而調節頻率需要借助發電機的各種參數，如下列論文所研究的大型水輪發電機定子線棒換位與環流損耗分析計算?哈爾濱理工大學?楊立超；不同工況下大型水輪發電機電磁參數的計算?華北電力大學?宋宏志；1000MW水輪發電機同步電抗計算及影響因素分析?哈爾濱理工大學?梁艷萍；水輪發電機端部電磁場分析及電抗參數計算哈爾濱理工大學?梁艷萍；基于電磁場與溫度場計算的貫流式水輪發電機阻尼系統損耗發熱研究??重慶大學??范鎮南；水輪發電機阻尼繞組的電流、損耗、電磁力和溫度進行了大量的計算與對比分析；無刷同步發電機交流勵磁機電磁設計軟件開發??湖南大學?何東霞；無刷勵磁同步發電機勵磁控制系統的研究??華南理工大學?侯亞敏；無刷勵磁機的優化設計計算研究??山東大學?薛守棟；無刷勵磁交流發電機的交流勵磁機計算?上海交通大學?陳剛。

以上現有技術無不經過復雜而精密的計算，要實現非常困難，制造成本非常大，即便是經過如此大的計算，但現實工作環境中，各參數變化復雜，誤差不可避免，發電機出現故障時無法快速達到穩定運行。

交流勵磁發電機，因其勵磁繞組采用交流電勵磁而得名，其本體的結構與繞線式異步電機相同，定子具有三相對稱繞組，轉子上采用三相（或兩相）對稱分布的勵磁繞組，且勵磁電壓的頻率、大小、相位、相序都可以控制。