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              永磁發電機和勵磁的區別

              永磁發電機和勵磁的區別

              責任編輯:admin 點擊次數:3498

                發電機組可分為永磁發電機和勵磁發電機,永磁發電機與勵磁發電機的最大區別在于它的勵磁磁場是由永磁體產生的。永磁體在電機中既是磁源,又是磁路的組成部分。勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流;而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出永磁發電機。

                勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流;而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統的自動勵磁調節器對提高電力系統并聯機組的穩定性具有相當大的作用。尤其是現代電力系統的發展導致機組穩定極限降低的趨勢,也促使勵磁技術不斷發展。同步發電機的勵磁系統主要由功率單元和調節器(裝置)兩大部分組成。

                其中勵磁功率單元是指向同步發電機轉子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分,而勵磁調節器則是根據控制要求的輸入信號和給定的調節準則控制勵磁功率單元輸出的裝置。

                由勵磁調節器、勵磁功率單元和發電機本身一起組成的整個系統稱為勵磁系統控制系統。勵磁系統是發電機的重要組成部份,它對電力系統及發電機本身的安全穩定運行有很大的影響。

                勵磁系統的主要作用有:
                1)根據發電機負荷的變化相應的調節勵磁電流,以維持機端電壓為給定值;
                2)控制并列運行各發電機間無功功率分配;
                3)提高發電機并列運行的靜態穩定性;
                4)提高發電機并列運行的暫態穩定性;
                5)在發電機內部出現故障時,進行滅磁,以減小故障損失程度;
                6)根據運行要求對發電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。

                1、直流發電機供電的勵磁方式
                這種勵磁方式的發電機具有專用的直流發電機,這種專用的直流發電機稱為直流勵磁機,勵磁機一般與發電機同軸,發電機的勵磁繞組通過裝在大軸上的滑環及固定電刷從勵磁機獲得直流電流。
                這種勵磁方式具有勵磁電流獨立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優點,是過去幾十年間發電機主要勵磁方式,具有較成熟的運行經驗。缺點是勵磁調節速度較慢,維護工作量大,故在10MW以上的機組中很少采用。

                2、交流勵磁機供電的勵磁方式
                現代大容量發電機有的采用交流勵磁機提供勵磁電流。交流勵磁機也裝在發電機大軸上,它輸出的交流電流經整流后供給發電機轉子勵磁,此時,發電機的勵磁方式屬他勵磁方式,又由于采用靜止的整流裝置,故又稱為他勵靜止勵磁,交流副勵磁機提供勵磁電流。
                交流副勵磁機可以是永磁機或是具有自勵恒壓裝置的交流發電機。為了提高勵磁調節速度,交流勵磁機通常采用100——200HZ的中頻發電機,而交流副勵磁機則采用400——500HZ的中頻發電機。這種發電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內,轉子只有齒與槽而沒有繞組,像個齒輪,因此,它沒有電刷,滑環等轉動接觸部件,具有工作可靠,結構簡單,制造工藝方便等優點。缺點是噪音較大,交流電勢的諧波分量也較大。

                3、無勵磁機的勵磁方式
                在勵磁方式中不設置專門的勵磁機,而從發電機本身取得勵磁電源,經整流后再供給發電機本身勵磁,稱自勵式靜止勵磁。自勵式靜止勵磁可分為自并勵和自復勵兩種方式。
                自并勵方式它通過接在發電機出口的整流變壓器取得勵磁電流,經整流后供給發電機勵磁,這種勵磁方式具有結簡單,設備少,投資省和維護工作量少等優點。自復勵磁方式除沒有整流變壓外,還設有串聯在發電機定子回路的大功率電流互感器。
                這種互感器的作用是在發生短路時,給發電機提供較大的勵磁電流,以彌補整流變壓器輸出的不足。這種勵磁方式具有兩種勵磁電源,通過整流變壓器獲得的電壓電源和通過串聯變壓器獲得的電流源。

                永磁發電機
                1、永磁發電機永磁發電機與勵磁發電機的最大區別在于它的勵磁磁場是由永磁體產生的。永磁體在電機中既是磁源,又是磁路的組成部分。
                2、永磁體的磁性能不僅與生產廠的制造工藝有關,還與永磁體的形狀和尺寸、充磁機的容量和充磁方法有關,具體性能數據的離散性很大。而且永磁體在電機中所能提供的磁通量和磁動勢還隨磁路其余部分的材料性能、尺寸和電機運行狀態而變化。
                3、此外,永磁發電機的磁路結構多種多樣,漏磁路十分復雜而且漏磁通占的比例較大,鐵磁材料部分又比較容易飽和,磁導是非線性的。這些都增加了永磁發電機電磁計算的復雜性,使計算結果的準確度低于電勵磁發電機。
                4、因此,必須建立新的設計概念,重新分析和改進磁路結構和控制系統;必須應用現代設計方法,研究新的分析計算方法,以提高設計計算的準確度;必須研究采用先進的測試方法和制造工藝。
                1.控制問題
                永磁發電機制成后不需外界能量即可維持其磁場,但也造成從外部調節、控制其磁場極為困難。這些使永磁發電機的應用范圍受到了限制。但是,隨著mosFET、IGBTT等電力電子器件的控制技術的迅猛發展,永磁發電機在應用中無需磁場控制而只進行電機輸出控制。設計時需要釹鐵硼材料,電力電子器件和微機控制三項新技術結合起來,使永磁發電機在嶄新的工況下運行。
                2.不可逆退磁問題
                如果設計和使用不當,永磁發電機在溫度過高(釹鐵硼永磁)或過低(鐵氧體永磁)時,在沖擊電流產生的電樞反應作用下,或在劇烈的機械振動時有可能產生不可逆退磁,或叫失磁,使電機性能降低,甚至無法使用。
                因而,既要研究開發適合于電機制造廠使用的檢查永磁材料熱穩定性的方法和裝置,又要分析各種不同結構形式的抗去磁能力,以便在設計和制造時采用相應措施保證永磁式發電機不會失磁。
                3.成本問題
                由于稀土永磁材料目前的價格還比較貴,稀土永磁發電機的成本一般比電勵磁式發電機高,但這個成會在電機高性能和運行中得到較好的補償。在今后的設計中會根據具體使用的場合和要求,進行性能、價格的比較,并進行結構的創新和設計的優化,以降低制造成本。
                無可否認,現正在開發的產品成本價格比目前通用的發電機略高,但是我們相信,隨著產品更進一步的完美,成本問題會得到很好的解決。美國DELPHI(德爾福)公司的技術部負責人認為:“顧客注重的是每公里瓦特上的成本。”他的這一說法充分說明了交流永磁發電機的市場前景不會被成本問題困擾。

                勵磁發電機與永磁發電機的輸出不同之處如下
                1.初始電動勢的提供方式不同
                勵磁發電機在啟動時候要有個初始電動勢讓勵磁線圈產生磁場。靠外界電源或者是永磁體使發電機組產生的小電動勢來提供電動勢,工作正常后就靠自身輸出的電壓工作。而永磁式發電機組則依靠永磁體提供初始電動勢。
                2.磁場強度不同
                勵磁發電機可以通過改變勵磁線圈的電流來改變勵磁磁場。而且磁場強度可以很大且可控。而永磁式發電機組則容易出現磁場包容現象。

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