一文看懂發(fā)電機逆變勵磁的工作原理

勵磁的作用與分類

作用：

1、維持發(fā)電機端電壓在給定值，當發(fā)電機負荷發(fā)生變化時，通過調(diào)節(jié)磁場的強弱來恒定機端電壓。

2、合理分配并列運行機組之間的無功分配。

3、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，包括靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性及動態(tài)穩(wěn)定性。

分類：

按整流方式可分為旋轉(zhuǎn)式勵磁和靜止式勵磁兩大類。其中旋轉(zhuǎn)式勵磁又包括直流交流和無刷勵磁；靜止式勵磁包括電勢源靜止勵磁機和復合電源靜止勵磁機。

一般我們把根據(jù)電磁感應(yīng)原理使發(fā)電機定子形成旋轉(zhuǎn)磁場的過程稱為勵磁。

勵磁分類方法很多，比如按照發(fā)電機勵磁的交流電源供給方式來分類：

第一類是由與發(fā)電機同軸的交流勵磁機供電，稱為交流勵磁（他勵）系統(tǒng)，此系統(tǒng)又可分為四種方式：

（1）交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)）加靜止硅整流器（有刷）。

（2）交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)）加靜止可控硅整流器（有刷）。

（3）交流勵磁機（電樞旋轉(zhuǎn)）加硅整流器（無刷）。

（4）交流勵磁機（電樞旋轉(zhuǎn)）加可控硅整流器（無刷）。

第二類是采用變壓器供電，稱為全靜態(tài)勵磁（自勵）系統(tǒng)，當勵磁變壓器接在發(fā)電機的機端或接在單元式發(fā)電機組的廠用電母線上，稱為自勵勵磁方式，把機端勵磁變壓器與發(fā)電機定子串聯(lián)的勵磁變流器結(jié)合起來向發(fā)電機轉(zhuǎn)子供電的稱為自復勵勵磁方式。這種結(jié)合方法也有四種：

（1）直流側(cè)并聯(lián)

（2）直流側(cè)串聯(lián)

（3）交流側(cè)并聯(lián)

（4）交流側(cè)串聯(lián)

勵磁的技術(shù)指標

（1）當發(fā)電機的勵磁電壓和電流不超過額定勵磁電壓和電流的1.1倍時，勵磁系統(tǒng)保證連續(xù)運行。

（2）勵磁系統(tǒng)頂值電壓倍數(shù)≮1.6~1.8（2.0）

（3）勵磁系統(tǒng)允許強勵時間≮10s

（4）勵磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)比（電壓上升速度）“自并激”系統(tǒng)≮3.5“三機”系統(tǒng)≮1.6~1.8（2.0）

（5）電壓調(diào)整范圍70~110%

（6）電壓調(diào)整精度≤±0.5%（0.25%）

（7）調(diào)差范圍±10%（15%）

（8）勵磁系統(tǒng)強行切除率≤0.1%藍色數(shù)字為對一般勵磁系統(tǒng)的要求，紅色數(shù)字為對大型機組和優(yōu)質(zhì)勵磁系統(tǒng)的要求。

發(fā)電機勵磁原理

當發(fā)電機轉(zhuǎn)速達到90%額定轉(zhuǎn)速時，機組（通過勵磁裝置）自動起勵，使勵磁電流到空載電流。通過同期裝置使發(fā)電機自動并網(wǎng)。在次過程中，發(fā)電機勵磁是通過直流系統(tǒng)勵磁，當起勵正常后，可以切換到勵磁變壓器或勵磁機供給發(fā)電機勵磁電流。轉(zhuǎn)子電流消除的過程也就是逆變滅磁的過程。

發(fā)電機實現(xiàn)逆變的條件

負載必須是電感性負載，且原來儲存能量，即三相全控橋原來工作在整流工作狀態(tài);控制角a應(yīng)大于900小于1800，三相全控橋的輸出電壓平均值為負值;逆變時，交流側(cè)電源不能消失。

使發(fā)電機勵磁繞組的磁場盡快消失的過程稱為滅磁。常見的三種滅磁方式是勵磁繞組對常數(shù)電阻放電的滅磁方式、勵磁繞組對非線性電阻放電的滅磁方式、全控整流橋的逆變滅磁。

發(fā)電機滅磁實際上是將勵磁繞組儲存的能量消耗掉。采用常數(shù)電阻滅磁時，儲能消耗在該電阻上;采非線性電阻滅磁時，儲能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀∠脑跍缁胖?采用整流橋逆變滅磁時，儲能饋給勵磁繞組（勵磁機）說白了就是利用晶閘管可以改變控制角的特性，按需要，在起機和正常運行時交變直來勵磁，停機時直變交（逆變），將勵磁繞組儲存的能量消耗在勵磁變上。

發(fā)電機逆變勵磁的工作原理

發(fā)電機逆變：是通過勵磁調(diào)節(jié)器（或是微機勵磁裝置）減少勵磁電流，當電流微勵磁空載電流時，啟動逆變裝置（通過改變可控硅二級管導通角（反向觸發(fā)器），使幾組功率柜電流二極管都截止。然后進行滅磁，此時發(fā)電機有剩磁，它通過功率柜后面并列在大功率二級管上的氧化鋅閥片吸收發(fā)電機的剩磁。