一文看懂發電機逆變勵磁的工作原理

勵磁的作用與分類

作用：

1、維持發電機端電壓在給定值，當發電機負荷發生變化時，通過調節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、提高電力系統的穩定性，包括靜態穩定性和暫態穩定性及動態穩定性。

分類：

按整流方式可分為旋轉式勵磁和靜止式勵磁兩大類。其中旋轉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。

一般我們把根據電磁感應原理使發電機定子形成旋轉磁場的過程稱為勵磁。

勵磁分類方法很多，比如按照發電機勵磁的交流電源供給方式來分類：

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

（1）交流勵磁機（磁場旋轉）加靜止硅整流器（有刷）。

（2）交流勵磁機（磁場旋轉）加靜止可控硅整流器（有刷）。

（3）交流勵磁機（電樞旋轉）加硅整流器（無刷）。

（4）交流勵磁機（電樞旋轉）加可控硅整流器（無刷）。

第二類是采用變壓器供電，稱為全靜態勵磁（自勵）系統，當勵磁變壓器接在發電機的機端或接在單元式發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電機定子串聯的勵磁變流器結合起來向發電機轉子供電的稱為自復勵勵磁方式。這種結合方法也有四種：

（1）直流側并聯

（2）直流側串聯

（3）交流側并聯

（4）交流側串聯

勵磁的技術指標

（1）當發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，勵磁系統保證連續運行。

（2）勵磁系統頂值電壓倍數≮1.6~1.8（2.0）

（3）勵磁系統允許強勵時間≮10s

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

（5）電壓調整范圍70~110%

（6）電壓調整精度≤±0.5%（0.25%）

（7）調差范圍±10%（15%）

（8）勵磁系統強行切除率≤0.1%藍色數字為對一般勵磁系統的要求，紅色數字為對大型機組和優質勵磁系統的要求。

發電機勵磁原理

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

發電機實現逆變的條件

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;控制角a應大于900小于1800，三相全控橋的輸出電壓平均值為負值;逆變時，交流側電源不能消失。

使發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，儲能轉變為電弧消耗在滅弧柵中;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。

發電機逆變勵磁的工作原理

發電機逆變：是通過勵磁調節器（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（反向觸發器），使幾組功率柜電流二極管都截止。然后進行滅磁，此時發電機有剩磁，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電機的剩磁。