發電機勵磁控制系統和方法
時間：2021-07-27 作者：發電機公司 點擊:次
勵磁系統
勵磁系統可以定義為向發電機轉子繞組提供勵磁電流的系統。精心設計的勵磁系統提供運行的可靠性、穩定性和快速的瞬態響應。四種常見的激勵方法包括：
- 分流或自激
- 勵磁升壓系統 (EBS)
- 永磁發電機 (PMG)
- 輔助繞組 (AUX)。
自動電壓調節器 (AVR)
AVR 的結構隨所使用的激勵而變化。當發電機旋轉時，所有這些都接收來自發電機定子的輸入。具有接收第二個輸入以減少或消除由負載反饋信號引起的內部諧波的能力的 AVR 用于非線性負載應用。常用的兩種類型是：- 硅控整流器 (SCR) - 檢測定子的功率電平并確定勵磁電壓的點火。與非線性負載一起使用時可能會導致問題。
- 場效應晶體管 (FET) - 感測來自定子的功率電平并將其轉換為脈沖寬度調制 (PWM) 信號到勵磁機。這種類型的 AVR 可用于激勵方法。非線性負載不會導致反饋導致勵磁擊穿。
分流或自激
分流方法具有簡單且經濟高效的設計，可為 AVR 提供輸入電源。這種方法不需要額外的組件或接線。當出現問題時，故障排除會得到簡化，需要驗證的組件和接線更少。
隨著發電機旋轉，定子向 AVR 提供輸入電壓。此外，AVR 具有監控定子輸出的傳感器。
AVR 為勵磁機供電并整流為直流電流。電流感應到定子上用于負載輸出。
該系統的最大缺點是 AVR 受到發電機供電負載的影響。當負載增加時，電壓開始下降，AVR 必須向勵磁機提供更多電流以支持需求。這將 AVR 推向了極限。如果 AVR 被推到超出它的限制，激勵場就會崩潰。輸出電壓降低到很小的量。
如果 AVR 的電源發生短路，發電機將沒有勵磁源。這會導致發電機功率輸出的損失。
具有并聯或自激方法的發電機可用于線性負載（恒定負載）。具有非線性負載（變化負載）的應用不推薦用于采用這種勵磁方法的發電機。與非線性負載相關的諧波會導致勵磁場擊穿。
勵磁升壓系統 (EBS)
- 勵磁升壓控制 (EBC) 模塊
- 勵磁升壓發生器 (EBG)。
EBC 控制模塊與 AVR 和勵磁機并聯。EBC 從 AVR 接收信號。需要時，控制器向勵磁機提供不同水平的勵磁電流，其水平取決于系統的需要。
勵磁系統的額外供電支持負載要求。這允許發電機啟動和恢復勵磁電壓。
不建議將此勵磁系統用于連續供電應用。它適用于應急或備用電源應用。當發電機啟動時，EBS 系統會斷開，直到達到運行速度。EBG 仍在發電，但控制器不會對其進行路由。
系統允許動態響應，成本較低且滿足提供 300% 短路電流的要求。與并聯或自激方法相比，非線性負載（例如電機啟動）得到了改進。
永磁發電機 (PMG)
當發電機軸旋轉時，PMG 為 AVR 提供隔離電源。AVR 在提供非線性負載時利用額外的功率，例如：電動機的啟動。
當發電機軸轉動時，會產生干凈、隔離、不間斷的三相波形。
使用配備 PMG 勵磁方法的發電機的一些好處是：
- 勵磁場不會崩潰，允許清除持續的短路故障。
- 改變負載不會影響勵磁場。
- 電壓在初始啟動時產生，不取決于磁場中的剩余磁性。
- 在電機啟動期間，勵磁場不會因為 AVR 電源不足而崩潰。
輔助繞組 (AUX)
這種方法有一個單獨的勵磁場，但它不使用連接到發電機軸從動端的組件。這些方法使用軸旋轉和永磁體或發電機來提供額外的勵磁。
一個額外的單相繞組安裝在定子中。當發電機軸旋轉時，定子主繞組向 AVR 提供電壓，如上述所有方法。
額外的單相繞組為 AVR 提供電壓。這會在為非線性負載供電時產生所需的額外激勵電壓。
對于線性負載應用，可以使用分流、EBS、PMG 和 AUX 勵磁方法。并聯勵磁是最具成本效益的方法。
對于非線性負載應用，可以使用 EBS、PMG 和 AUX 激勵方法。PMG 激勵是最常見和廣泛使用的。