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概述勵磁的基礎知識及勵磁系統如何選擇

來源: 時間:2021-09-23 15:31:18 瀏覽次數:

指定發電機時,通常很容易忽略關鍵的部分之一,即勵磁系統。沒有勵磁系統,您將無法發電;如果沒有正確的勵磁系統,發電機可能無法達到預期的性能。選擇錯誤的勵磁系統可能會導致早期維護問題,無法承受大負載,甚至可能難以協調您現場的所有斷路器。那么,什么是勵磁系統?如何選擇合適的勵磁系統呢?本文將概述勵磁的基礎知識,強調系統之間的差異,并提供有關改進規范過程的見解,這將有助于平衡項目的性能和成本目標。

指定發電機時,通常很容易忽略關鍵的部分之一,即勵磁系統。沒有勵磁系統,您將無法發電;如果沒有正確的勵磁系統,發電機可能無法達到預期的性能。選擇錯誤的勵磁系統可能會導致早期維護問題,無法承受大負載,甚至可能難以協調您現場的所有斷路器。那么,什么是勵磁系統?如何選擇合適的勵磁系統呢?本文將概述勵磁的基礎知識,強調系統之間的差異,并提供有關改進規范過程的見解,這將有助于平衡項目的性能和成本目標。

一、發電機基礎

發電機通過使磁場穿過導線以在導線中感應出電流來工作。在大多數發電機中,磁場在發電機的旋轉部分產生,稱為主轉子。導線或電樞包含在發電機的固定部分中,稱為主定子。磁場穿過導線的速度決定了所產生電流的頻率,并由原動機或發動機控制。磁場強度將部分決定電壓,并由勵磁系統控制。

勵磁系統通過使直流電流通過主轉子繞組來在主轉子中產生磁場。主要用于生成直流電流的兩種方法稱為直接勵磁和間接勵磁。在直接激勵方法中,穩壓器從主定子汲取功率并將其轉換為直流電流。來自穩壓器的直流電流通過使用電刷和滑環的連接直接傳遞到主轉子中。與主轉子的直接連接使這些系統能夠提供大的直流電流,從而提供與大的電動機啟動負載或高瞬態負載相關的出色性能。這種類型系統的挑戰在于,電刷可能需要大量維護,如果維護不當,可能會變得不可靠。

大多數現代發電機都使用間接勵磁系統,該系統已去除了電刷,因此也稱為無刷發電機。間接勵磁系統要求將單獨的交流發電機(稱為勵磁機)連接到主轉子的軸上。勵磁機將產生產生磁場所需的電流。勵磁器從發電機的主要部分向后工作,因為勵磁定子產生磁場,而勵磁轉子在磁場內旋轉以產生電流。在間接勵磁系統中,調壓器只需要產生勵磁定子所需的電壓即可,因此可以比直接勵磁系統小得多。

二、勵磁電源

對于間接勵磁系統,穩壓器的電源對于確定系統的Z佳性能至關重要。當向發電機施加大負載時,需要來自主定子的大量電流,輸出電壓將下降。勵磁系統需要更多的功率來增強主轉子中的磁場并保持系統輸出端的電壓。通常將用于向調壓器提供電源的電源,進而向激勵系統提供電源的電源分為三種主要方法。

三、SHUNT(自我激勵)

產生激勵功率的簡單方法被認為是并聯方法,即自激方法。之所以稱為分流器,是因為主定子的輸出繞組布置為提供分流繞組,該分流繞組將來自主定子的輸出電樞電流進行分流,并將一部分電流提供給穩壓器。并聯繞組為穩壓器提供交流電源和感測要求,穩壓器將根據通過這些電線接收的輸入來確定需要多少勵磁電流。因為這些系統沒有標準的附加外部電源,所以它們也稱為自激式。

在采用并聯系統的典型操作中,發電機的勵磁機和主轉子內將存在殘留磁場。該字段保留先前操作中的系統范圍,并將使發電機在啟動時積累電流。由于這些系統取決于剩余磁場,因此隨著剩余磁場隨時間衰減,它們快速啟動和接受負載的能力可能會降低。定期維護和操作系統將改善此性能。

在某些情況下,殘余磁場可能會衰減到系統無法運行的程度。在這種情況下,維護工程師需要使用外部電源對場進行“刷新”。這通常被認為是極端情況,因為磁場會在不工作的發電機中停留相當長的時間,并且可以通過定期的測試和維護計劃來避免。剩余磁場存在的時間長度將取決于所使用的建筑材料和其他環境因素。

啟動后,并聯系統將繼續從發電機輸出的并聯繞組中汲取功率并進行感應。連接到發電機輸出端的負載產生的任何干擾在與穩壓器的連接上都是顯而易見的。

了解發電機的勵磁系統的性能如何有助于更好地決定可用的選項。勵磁系統為發電機產生的所有功率提供了基礎,并將在確定整體性能中發揮很大作用。購買的發電機的典型規格將被定義為無刷間接勵磁系統,以確保低維護成本和可靠性能。但是,在選擇該勵磁系統的電源時,應同樣重要地考慮。

對于將要定期維護的小型備份系統,低成本分流器或自勵式系統可能是Z佳選擇。這是在大多數家用設備上使用的方法,將在風險Z小的通用應用程序中使用。如果您的應用更關鍵或需要定期維護的地區,那么考慮使用單獨供電的勵磁系統將是更好的選擇。

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