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概述励磁的基础知识及励磁系统如何选择

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概述励磁的基础知识及励磁系统如何选择

发布日期:2020-07-08 作者: 点击:

指定发电机时,通常很容易忽略关键的部分之一,即励磁系统。没有励磁系统,您将无法发电;如果没有正确的励磁系统,发电机可能无法达到预期的性能。选择错误的励磁系统可能会导致早期维护问题,无法承受大负载,甚至可能难以协调您现场的所有断路器。那么,什么是励磁系统?如何选择合适的励磁系统呢?本文将概述励磁的基础知识,强调系统之间的差异,并提供有关改进规范过程的见解,这将有助于平衡项目的性能和成本目标。

一、发电机基础

发电机通过使磁场穿过导线以在导线中感应出电流来工作。在大多数发电机中,磁场在发电机的旋转部分产生,称为主转子。导线或电枢包含在发电机的固定部分中,称为主定子。磁场穿过导线的速度决定了所产生电流的频率,并由原动机或发动机控制。磁场强度将部分决定电压,并由励磁系统控制。 

励磁系统通过使直流电流通过主转子绕组来在主转子中产生磁场。主要用于生成直流电流的两种方法称为直接励磁和间接励磁。在直接激励方法中,稳压器从主定子汲取功率并将其转换为直流电流。来自稳压器的直流电流通过使用电刷和滑环的连接直接传递到主转子中。与主转子的直接连接使这些系统能够提供大的直流电流,从而提供与大的电动机启动负载或高瞬态负载相关的出色性能。这种类型系统的挑战在于,电刷可能需要大量维护,如果维护不当,可能会变得不可靠。

大多数现代发电机都使用间接励磁系统,该系统已去除了电刷,因此也称为无刷发电机。间接励磁系统要求将单独的交流发电机(称为励磁机)连接到主转子的轴上。励磁机将产生产生磁场所需的电流。励磁器从发电机的主要部分向后工作,因为励磁定子产生磁场,而励磁转子在磁场内旋转以产生电流。在间接励磁系统中,调压器只需要产生励磁定子所需的电压即可,因此可以比直接励磁系统小得多。

励磁系统

二、励磁电源

对于间接励磁系统,稳压器的电源对于确定系统的Z佳性能至关重要。当向发电机施加大负载时,需要来自主定子的大量电流,输出电压将下降。励磁系统需要更多的功率来增强主转子中的磁场并保持系统输出端的电压。通常将用于向调压器提供电源的电源,进而向激励系统提供电源的电源分为三种主要方法。 

三、SHUNT(自我激励)

产生激励功率的简单方法被认为是并联方法,即自激方法。之所以称为分流器,是因为主定子的输出绕组布置为提供分流绕组,该分流绕组将来自主定子的输出电枢电流进行分流,并将一部分电流提供给稳压器。并联绕组为稳压器提供交流电源和感测要求,稳压器将根据通过这些电线接收的输入来确定需要多少励磁电流。因为这些系统没有标准的附加外部电源,所以它们也称为自激式。 

在采用并联系统的典型操作中,发电机的励磁机和主转子内将存在残留磁场。该字段保留先前操作中的系统范围,并将使发电机在启动时积累电流。由于这些系统取决于剩余磁场,因此随着剩余磁场随时间衰减,它们快速启动和接受负载的能力可能会降低。定期维护和操作系统将改善此性能。  

在某些情况下,残余磁场可能会衰减到系统无法运行的程度。在这种情况下,维护工程师需要使用外部电源对场进行“刷新”。这通常被认为是极端情况,因为磁场会在不工作的发电机中停留相当长的时间,并且可以通过定期的测试和维护计划来避免。剩余磁场存在的时间长度将取决于所使用的建筑材料和其他环境因素。 

启动后,并联系统将继续从发电机输出的并联绕组中汲取功率并进行感应。连接到发电机输出端的负载产生的任何干扰在与稳压器的连接上都是显而易见的。 

了解发电机的励磁系统的性能如何有助于更好地决定可用的选项。励磁系统为发电机产生的所有功率提供了基础,并将在确定整体性能中发挥很大作用。购买的发电机的典型规格将被定义为无刷间接励磁系统,以确保低维护成本和可靠性能。但是,在选择该励磁系统的电源时,应同样重要地考虑。 

对于将要定期维护的小型备份系统,低成本分流器或自励式系统可能是Z佳选择。这是在大多数家用设备上使用的方法,将在风险Z小的通用应用程序中使用。如果您的应用更关键或需要定期维护的地区,那么考虑使用单独供电的励磁系统将是更好的选择。  


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