移相励磁电路

A. 励磁调节器的工作原理

自并励静止整流励磁系统的励磁调节器是从半导体分立元件向集成化固体组件、从模拟式向数字式方向发展的。

国产装置可以划分为半导体模拟式励磁调节器、微机(含可编程控制器)数字式励磁调节器和混合式微机(含可编程控制器)模拟式励磁调节器等三大类。

国产半导体励磁调节器于70年代初就有出口的记录。微机励磁调节器研制工作始于70年代末，1985年南瑞电气公司生产的WLT-1型励磁调节器首次在池潭水电站50MW机组上投入运行。

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半导体模拟励磁调节器各单元的功能

1、测量比较单元。

测量发电机电压信号，将其按比例变换成直流电压信号，与给 定直流电压进行比较，送出发电机电压偏差信号。为使并列运行的各机组合理稳定地分 担无功功率，应设置调差单元。

2、综合放大单元。

由综合放大环节、比例积分环节和适应器环节组成。综合放大 环节将各种基本测量输出的、反馈和辅助限制生成的、以及稳定和补偿反应的各种直流 信号加以综合放大，输出给比例积分环节。

比例积分环节按预定的调节规律进行加工后 输出。适应器环节将信号电压经放大加工成为移相控制信号电压以控制励磁电压。

3、移相触发单元。

接受综合放大单元的输出信号电压的大小，改变晶闸管触发控 制角的大小，以控制励磁电压。

4、稳压电源。

把输入的交、直流电源变换成励磁调节器所需的、电压稳定的电 源。对输入的交、直流电源要能适时自动切换。

B. 求助：励磁机对于发电机有什么作用；它的工作原理是什么

励磁机对于发电机有什么作用:永磁极随转子旋转，产生交流电，交流电一部分作为AER的电源，一部分通过逆变器整流成直流为转子建立磁场。通过调节导通角可以改变发电机的端电压（空载时）进而实现并网，在并网时调节向电网的无功输出。

工作原理:众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。

下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。

一、相复励励磁原理

左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK移相进行相位补偿。

二、三次谐波原理

左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。

三、可控硅直接励磁原理

由左图可以看出，可控硅直接励磁 是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（AVR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。

四、无刷励磁原理

无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（AVR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。

C. 励磁系统的原理是什么

发电机励磁系统 发电机励磁系统
供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图所示：
其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
同步发电机励磁系统的形式有多种多样，按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类。
一、发电机获得励磁电流的几种方式
1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式：
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种
励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
二、发电机与励磁电流的有关特性
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节：
发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。
3、无功负荷的分配：
并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
三、自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变
可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
四、自动调节励磁的组成部件及辅助设备
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

D. 什么是可控硅励磁装置

励磁装置一般用于同步电动机和同步发电机的励磁绕组电能的装置。

励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。

励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。

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应用领域

随着发电机容量及电网的不断增大，电力系统及发电机组要求励磁系统有更好控制调节性能，更多和更灵活的控制、限制、报警等附加功能。

为满足上述要求，微机控制的数字式励磁调节器应运而生。微机励磁调节器的广泛应用，极大地提高了电厂生产的安全可靠性和经济效益。广大中小型机组用户也迫切需要一种价格便宜，性能优良，结构简单，易掌握，可靠性高的励磁调节器。

由于励磁装置的设计参数与同步发电机、励磁电源的参数密切相关，所以单独订购励磁装置的用户，应提供或填写与励磁装置配套使用的发电设备，如同步发电机、励磁电源等的技术参数，以保证产品的统一配套性和使用性能。

励磁装置，按规定应装在室内，所以它的使用环境温度，相对湿度、海拔高度等有一定的要求。在运输、保存和使用时应予以注意。对于性能及使用条件等方面的特殊要求，用户应在签约时明确提出。

E. 交流调压系统的调速原理是采用可控硅闭路移相来调节电动机的转速。

的电磁感应电动机，也被称为滑差电机，它是一个恒转矩交流无级变速电机。由于它具有广泛的速度，速度调节开滑，起动转矩大，控制功率，转速负反馈自动调节系统的机械性能优势的硬度，所以印刷机和无线装订，骑马钉装订机广泛在高频干燥机联动，链条炉排锅炉控制。 801，关闭垂直停止轮转凸版印刷机，JS2101型对开双面胶印机，J2105型对开色胶印机J2108型对开双色胶印机，对开四色胶印机等印刷机械PZ4880-01A在这种电机，以更好地满足要求的打印处理。烤版机，使用该电机的转速控制可以有效地控制膜的厚度，操作起来非常方便。骑马钉装订机在该电动机的速度控制中，根据请求的书籍相应调整的速度和提高，在装订的质量。时的

与电磁感应电动机速度负反馈的主要缺点是：在无负载或轻负载时（小于10％的额定转矩），由于缺乏编辑本段的缺点反馈会造成失控现象;调速器，转速降低，离合器的输出功率和效率的比例相应减少。此电机是适合长期高速操作和一个短的时间内，在低转速。为了满足在低速印刷机的主要驱动力，经常匹配安装的电磁调速异步电动机在三相异步电动机低速电机作为印刷机的需求。

编辑本段电磁调速异步电动机的结构和工作原理

电磁调速异步电动机由普通鼠笼式异步电动机，电磁转差离合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用，当它旋转驱动的离合器的电枢一起旋转的电气控制装置的滑动离合器励磁线圈的励磁电流被提供给装置。这里主要介绍电磁转差离合器，图2-19是其结构示意图。它包括三个部分的电枢，磁极和励磁线圈。电枢被制成的铸钢圆柱形结构，它与鼠笼式感应电动机轴连接，俗称作为活性部分;制成的卡爪结构的磁极安装在作为被驱动部的负载轴，俗称。主动部分和从动部分机械没有任何接触。当励磁线圈产生的磁场时，目前的结构形成的爪极的特定。如果电枢的鼠笼式感应电动机拖动旋转，然后将切割的磁场相互作用，产生转矩，所以他们遵循的主动驱动部的极柱部分，前者比后者的电枢的旋转速度。因为只有当电枢和磁场有相对运动时，切割磁力线的电枢。与电枢磁极之间没有本质的区别原理与普通感应电动机的转子，遵循的原则，在定子绕组的旋转磁场的运动转动，所不同的是：异步的电机的旋转磁场的三相交变电流在定子绕组中产生的，而电磁滑差离合器从直流电流在励磁线圈产生的磁场，并发挥作用的旋转磁场由于电枢的旋转。

1 - 原动机 - 工作气隙 - 主轴 - 输出轴5 - 6 - 核心电枢

电磁滑差离合器的机械性能，可以近似表示为下面的经验公式如下：

N = n0-KT2/I4f

公式：N0-离合器的主动部分（鼠笼式电机）;

N-离合器部分的速度（杆）的转速;

如果激励目前

K-系数涉及到离合器结构;

T-离合器扭矩。

稳定运行，负载转矩和离合器电磁转矩相等。

（1）的负载是恒定的时，激励电流的大小如果已确定水平的被驱动部的旋转速度的，磁化电流更大，转速越高;相反，励磁电流是较小的，较低的速度由上述式：。根据该特征，可以使用电气控制电路，很容易调节的从动部的旋转速度的。

（2）时的磁化电流是恒定的，负载转矩的从动部的速度的增加急剧减少，并且在弱磁化电流的情况下，这种下降更严重，如示于图2-20a的，它有一个相对较软的机械性能，这种软的机械性能，在许多情况下，不能满足生产机械的要求。为了获得宽范围，平滑和稳定的速度特性，常用的措施的速度负反馈，电磁滑差离合器具有硬的机械性能，如示于图2-20b的。

图2-21负反馈的电磁感应电机的速度框图。它是利用一个测速发电机的输出速度的离合器U，n是由交流电压代替被整流成直流电压U-。 U-送入比较元件，与给定的直流励磁电压Uf进行比较。得到的电压差△UF-U。所以，输入离合器的励磁电流的励磁电压UF如果是不成正比的，但成比例的电压△美国的规模和速度的U（U-）n对于n的增加，U（U-）变大。原始实验数据，U（U-）变小。因此，在一个给定的直流励磁电压Uf不同的情况下，输入的励磁电流的大小和速度的如果n具有n下降或上升，励磁电流If将自动增加或减少，即，由于负反馈的效果改善的硬度的机械特性的电磁离合器，当调速器的参数不再是电流如果将自动增加或减少，由于负反馈的效果，增加了电磁离合器的机械特性的硬度，然后加速的参数不长，但当前的电压Uf如果。显然，一个给定的激励电压UF更高的转速n较高;另有速度越低，如示于图2-20b的。

从图中可以看出：在空载或轻载（小于10％的额定转矩），由于反馈量，导致失控此外，州长，随着速度的降低了输出功率的离合器和效率相应地成比例地下降。

编辑本段电磁调速异步电动机的起动与州长

1。电磁调速异步电动机。配备滑动离合器可逐渐增加电流起动器，可以顺利启动电机和运输机械惯性大。

阻力较大的拖动系统，例如J2203胶印机，电动机往往不能带负载直接起动前首先断开离合器的励磁电源，开始第一次的鼠笼式电动机的负载，然后画一条线励磁电源可以被激活。

2。电磁感应电机的速度控制。鲜为人知的作品，通过电磁感应电机，电磁调速异步电动机调速可以通过调节励磁电流的滑动离合器。这里有两种方法来调整滑差离合器励磁电流回路。

（1）与监管机构的州长。在图2-22中被用来调节变压器来改变电源电压的励磁电流的整流器，为了实现高速控制的目的。在本系统中，不存在速度负反馈，电机的机械特性是相对较软的，一般都可以用于要求不高的调速有差系统中。例如，系统的Cu-Zn版粉末蚀刻机，偏移制版烤版的机器。

该控制线，结构简单，维护方便，所以在印刷机制仍然是一个有实际意义。在图2-22中，TC是一个独立的稳压器，变压器初级电压220V，次级电压为0-250V。整流元件是2CZ型硅二极管，该模型应被选择，以确定的功率或电流的励磁线圈，根据离合器。从原理图中可以看出，只要改变变压器的次级电压调节器将能够改变整流输出直流电压，也就是改变滑差离合器励磁电流，这样你就可以调节电机的转速。

（2）电磁调速异步电机的转速负反馈控制电路。离合器打滑速度负反馈控制装置，目前已广泛应用于实现大范围无级调速，它具有以下主要优点相比其他调速电机：

①交流无极调速机械特性的硬度高; ②结构简单，运行可靠，维修方便，价格低廉;

（3）速度范围内使用，如印刷机，恒转矩负载，一般可达10：1，有特殊要求（如平版印刷机）也可以达到50:1;

④可调整的扭矩。联合现代的胶印机，自动纸张张紧机械的应用程序，它可以实现与在轧辊的直径的变化，和调整的离合器的转矩保持张力。

ZLK-10型调速装置的电磁感应电机的转速控制电路的组成和工作原理，下面的描述中。

图2-23的自动速度控制系统ZLK-10是一个框图，图中显示，一个给定的电压，速度负反馈放大器和触发电路可控硅整流器（SCR）及其他环节组成图。 2-24的示意图。在其基本方面进行了分析。

①给定电压的链接。给定电压连接在变压器TC二次侧5月底，6月底，绕组。 24V交流电压VD2和整流器和C2，R2及C3滤波和VZ稳压器，以获得直流电压为16V。不断高速R5和RP4文件的速度。 “操作”，“恒速控制的中间继电器KA3。

②速度反馈环节。ZLK-10自动调速系统是采用三相交流测速发电机BR采样速度，结果AC VD8-VD13整流和C8，R13，RP2，RP3滤液，得到的反馈电压，通过R8扩散放大器的输入端子，作为不同的测速发电机的敏感性，因此RP2对反馈电压调节器之间的差异。的PV的转速计刻度值依靠RP3调节，电容C7是用来降低反馈电压纹波，并有利于改善的速度控制系统的动态稳定性。

③放大器，该放大器的晶体管V2的核心。二极管VD4，VD5，VD6作为一个双向限制保护，以避免V2发射极结承受高电压。被组合以形成输入信号的一个给定的电压和速度反馈电压通过一个电阻R6，R7和R8，和它的值之间的差值成比例的两个电压，这种差别是由V2放大可以影响V2，控制触发脉冲形成电路的单结晶体管的集电极电位。

④触发电路，单结晶体管触发电路，电源由V1，VD3，R4和变压器TC 6,7绕组训练班6,7 - 侧输出3V交流电压，当如示于图2-25b的负半周期，V1截止V1的集电极 - 发射极电压为16V，7.6端部时，输出的正半周期，使V1 V1被施加上的集电极 - 发射极间的饱和导通VD3整流后，VCEL = 0，放大器和触发电路不能工作，如示于图2-25b中所示。

的恒定组成用作由V3和R11，以及与上部的电容器C6的电流源，并能产生的锯齿波形的相位移位，如图所示，在2-25C，其原理是这样的：让V3和R11恒流源恒定功率I0 ，恒定电流充电的C6 UC6 = 1/C6∫t0Iodt的C6上的电压上升，上升到规模的不断VU单结单结打开C6放电时，放电到VU谷，他重新充电的高峰期。电流I0控制放大器V2的输出电压，当输入电压增加时，V3的基极电压V2的降低，V3是更多的导电，V3的集电极电流I0增加，因此，充电和放电的速度，可控硅触发预先在图2-25d中，如图中所示的导通角增大，导致在激励电压的增加，如在图2-25e的显示同样V2的输入电压降低，I0就会降低，从而导通角减小，激励电压被降低。可见的输入电压的大小，可以控制到SCR的触发定时。

触发最终在VU的第一基极通过脉冲变压器电视丢失晶闸管控制电极。二极管VD7短电路的负脉冲，以防止可控硅控制极负脉冲击穿。

⑤SCR整流电路，该系统采用可控硅单相半波整流电路，在图2-25e的所示的波形。整流电路的输出控制的滑动离合器励磁线圈产生的励磁电流，并最终影响电机的转速。图R1，C1和热敏电阻RV SCR过压保护。VD1作为一个续流二极管，其作用是正半周期可控硅的导通离合器工作;负半周期的SCR没有接通时，励磁线圈产生的反电动势VD1形成后的放电电路，在连续电流的线圈，从而使离合器是稳定的。

如上所述，自动速度控制系统时，如调整RP4给定的电压UF ZLK-10中的“运行”状态，即，变速状态，对于一个给定的链路，改变电机的速度改变的电压的电压，通过调整电位器RP4。增加，然后加速电压U不变的负反馈系统中，输入电压△U增加到V2，V3，和11的增加，和最终的励磁电流增加的离合器打滑，电机的旋转速度变快。调速是如下：用友↑→△U↑→UC负责加快→UG触发提前→如果↑→↑

当ZLK-10调速系统在定速状态是稳定的速度时，速度控制系统可以稳定由于负载RL变化引速度变化，例如，当负载变小，电机的转速变快，速度负反馈电路的电压U-将增加，通过R6，R7，R8给定的比较电压△U将减少，从而使C6充电，慢单机的速度会减慢。在此之后，反馈的过程中，电机的转速基本不变。稳速过程如下：
RL→N ↑→U-△的U↓→UC费用减缓→UG触发滞后→如果↓→↓

F. 励磁系统由哪些部分组成其工作原理是什么

供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图所示：
其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
同步发电机励磁系统的形式有多种多样，按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类。
一、发电机获得励磁电流的几种方式
1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式：
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种
励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
二、发电机与励磁电流的有关特性
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节：
发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。
3、无功负荷的分配：
并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
三、自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变
可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
四、自动调节励磁的组成部件及辅助设备
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

G. 励磁控制器的工作原理

励磁控制器的工作原理:

励磁装置主回路部分

主回路的组成和功能
装置主回路完成整流和灭磁两大功能，系统采用三相全控桥可控硅整流电路，向同步电动机转子绕组提供直流励磁电流。灭磁回路由可控硅7、8KGZ与二极管GZ反并联组成，实际上组成为一个大功率电子开关，完成同步电动机在异步起动过程中串入起动电阻，起动结束后自动切除，保证同步电动机在异步起动期间，转子励磁绕组既不开路也不短路，从而避免励磁绕组承受过电压和过电流。

励磁装置控制部分：
系统控制部分包括S7200PLC、Pro-face触摸屏、KGLF-2型微机励磁控制器三部分组成。 PLC主要完成继电回路逻辑控制工作方式切换、运行时PI调节以及对外通讯等工作，Pro-face触摸屏主要完成系统参数设置和运行时故障、工作时间、设定运行参数信息查询，Pro-face触摸屏具有励磁电流和励磁电压录波曲线信息查看。
KGLF-2型励磁控制器里由主机MC87C51和副机AT89C51单片机组成。励磁控制器主要完成频率测量及投励、脉冲形成、故障检测及处理。
1转子感应电压频率的测量
同步电动机起动时, 转子感应电压的频率随着转速的上升逐渐下降,同步电动机一旦起动, 单片机就立即检测转子感应半个周波的时间, 从20ms开始, 数码管记“9”,中间每增加20ms, 数码减1, 到200ms时数码管显示“0”。同步电动机在异步起动过程中，当转子转速达到同步转速的90％时，转子感应电压的频率5Hz，周期0.2s，半周时间为100ms，计算机一旦检测到该值，立即投全压。投全压后，电动机的转速将继续上升，当转速增加到同步转速的95％时，转子感应电压的频率为2.5Hz，周期为0.4s，半周时间为200ms ，计算机检测到此值，迅速进入整流程序, 输出脉冲, 装置投入励磁, 同时接通投励工作指示, 关掉低压灭磁并开放失磁保护和失步保护等。
2脉冲形成
同步信号Ta、W3 提供正偏移，及励磁调节器的输出信号Uk,三者通过运算放大器综合处理后作为单片机外部中断请求INT0的输入信号，当INT0从1变0时, 单片机接受中断, 立即发出第一组脉冲去触发1# 可控硅，同时给6#可控硅补一个脉冲。以后每间隔60°发下一组脉冲, 触发相应的可控硅,直至一个周期六组脉冲发完, 再等待下一次中断。改变Uk的大小就改变了中断申请的时刻, 达到控制角的目的。 为了提高整流电压波形的对称度，系统还不断监测电网的频率，随时对60°定时进行修正，确保整流电压波形对称，这样产生的脉冲精度高, 无需外部调整, 且稳定可靠。
3故障保护
系统具有进线电源空开跳闸、电源掉相、快熔熔断、欠磁、失步、过流、起动超时等保护。这些故障主要由辅机监控检测，一旦确认故障发生，辅机立即通知主控计算机，主机接收此信号后迅速作出相应的故障处理，发出故障显示和声响信号，接通高压油断路器分闸回路，同步电动机紧急停车。同时系统推β逆变运行，将励磁绕组储存的能量回馈电网，延时5～6s后封锁脉冲。
故障发生后由辅机记忆故障原因，并显示故障代码，以便查询处理。

H. 这是一个发电机内部接线图，我不知道这个原理是什么哪位电气大佬帮我讲一下

对原图进行标注后，重新绘制如下图所示。这是一台可并联运行的发电机调压电路。其主要功能原理说明如下：

1为与主发电机同轴的交流励磁发电机，E1、E2为其励磁绕组，上面的三相绕组在发电机的转子上，通过不可控整流9（图中的方框中的“本”字实际是一个二极管的符号）整流后向主发电机的励磁绕组2（在转子）提供直流励磁电流。主发电机的三相电枢绕组为8（蓝色双层框）。

4和5合在一起为相复励电路，其中5为移相电抗器。相复励电路的功能是根据负载电流的大小和性质提供不同的励磁电流，当感性负载大时，电枢反应的去磁作用增大，需要增加励磁电流。

由于相复励不能在所有负载时提供所需要的准确励磁电流，或者说会出现电压偏差。为了保证发电机电压变化率满足要求，需要调压器6作为精确调节。

单机运行时，调压器可以做到电压变化率为0，也就是无差调节。但是并联运行时两台无差发电机是不能稳定运行的，因此图的最右边设有调差电阻，将SA2打向右边时，可以使之进行虚有差调节。

其他元器件的功能：7为谐振电容，在发电机起动时确保能够顺利起压（建立电压）；3为充磁电路，发电机是靠剩磁自励起压的，如果发现发电机没有剩磁时，可以通过它进行充磁，以使发电机能够自励起压。充磁时钮子开关打向左边，等发电机起压后做将其打到右边，让调压器正常工作。至于其他几个变阻器，是安装时进行调试用的，一般调好后在运行时是不能随意调整的。

I. 励磁系统的自动调节

自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。
常用方法有：改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。
这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。
自动调节励磁装置的组成单元
自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。
1.测量单元
被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。
2.同步单元
同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。
3.调差单元
调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。
4.稳定单元
稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。
5.限制单元
限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。
必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
自动调节励磁的组成部件
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
数字自动调节励磁装置
近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

J. 防止励磁系统整流电路失控现象的解决措施及其原理

励磁系统常见故障及解决办法分析

励磁系统是同步发电机的重要组成，是同步发电机励磁电源，从电气量转换角度来看励磁系统及时是一套具有一定容量、输出可调节的直流电源装置。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流，建立转子磁场，电力系统的电压调节（一次、二次调压）、无功平衡等要求发电机的励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。另外，发电机的励磁系统必须能适应发电机的变负荷运行、滞相运行、进相运行、不同功率因数运行、允许范围内的电压和频率变化运行工况。对于电力系统事故，足够的励磁顶值电压和电压上升速度和较大的强励能力和快速响应能力以提高暂态稳定和改善系统运行条件也是对励磁系统的要求。近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得励磁系统得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。

励磁系统常见故障与应对措施

1、起励失败

起励失败是指励磁系统下达投励指令后，发电机无法建立初始电压的故障现象。由于水轮发电机励磁系统型号众多，参数设置和信号显示也有所差异，就以EXC9000励磁系统为例说明，在10s内机端电压仍低于发电机额定电压的10%，调节器显示屏会报“起励失败”信号。造成起励失败的原因非常多，比较常见的有：

（1）开机检查有疏漏，如功率柜交直流刀闸、起励开关、灭磁开关、PT高压侧刀闸、同步变压器保险座开关等没有合上。

（2）起励回路有故障，如线路松动或元器件损坏。

（3）调节器故障。

（4）采用“残压起励”模式，而转子侧剩磁不够。

（5）新手操作生疏，按压起励按钮时间太短，不足5s。

解决办法：

（1）严格按照程序检查开机状态，复核所有环节，避免疏漏。

（2）细心观察，如怀疑起励回路故障，通过观察起励接触器动作、吸合声响判断，无声响可能是回路故障；若是调节器故障，可观察调节器I/O板第9号开关输入指示灯是否常亮，灯不亮依次检查接线和上位机指令是否发出。

（3）设备检修后，检查人机界面起励方式是否合适，通过调整起励方式或更换通道重新开机。

（4）维护检修后的故障，不少是先前操作留下的，耐心回想一下曾动过什么就能发现一些苗头，如转子与励磁输出的电缆是否接反了。

2、励磁不稳定

发电机运行过程中，励磁波动过大，例如励磁系统运行数据增大，但有时又正常，无规律可循，并且仍可以进行加减磁的调节。

可能原因是：

（1）移相脉冲控制电压输出不正常。

（2）环境温度变化以及元器件受到振动、氧化等影响出现故障。针对第1种原因，应先检查励磁电源是否正常，应分别检查给定值和经适配单元处理后的测量值（发电机电压或励磁电流）是否正常。对第2种原因，利用示波器观察整流波形是否完整，再用万用表检查可控硅性能是否正常，线路焊接状态和元器件特性发生变化就会出现此类故障，平时应加强维护和调试并及时更换有问题的元器件，可降低此类故障发生几率。

3、灭磁不正常

水轮发电机组与电网解列后，灭磁装置要将励磁装置中的剩磁尽快衰减。灭磁方法有逆变灭磁、电阻灭磁等。逆变灭磁失败的原因有回路原因、可控硅控制极故障、交流电源异常、逆变换相超前触发角角过小等。而EXC9000励磁系统有时会出现灭磁开关多次合闸不成功的故障，其主要原因是直流磁场断路器开关卡涩引起的。由于EXC9000采用了ABB公司的直流磁场断路器，该断路器分闸回路与合闸回路通过机械连杆闭锁，在分闸不到位的情况下，无法通过操作按钮正常合闸。而合闸拒动的原因多半是机构内积灰和弹簧拉力减小，因此解决办法是加强日常维护，定期清理设备内的灰尘，再对灭磁断口、灭弧栅等部位涂抹导电膏，以防止机构卡涩。

4、励磁变压器相序不正确

励磁系统对可控硅同步信号的要求非常严格，励磁变压器相序、相位都不能弄错。某水轮发电机调试过程中，成功起励、建压后，继续增磁时发电机过压，灭磁开关跳开，经检查确认是励磁变压器接线有误。原来该励磁变压器采用Y/△11接法，输入端三相电缆接线相序为C、B、A，安装人员误以为输出端的相序也必然为C、B、A，忽略了该励磁变压器采用Y/△11接法的要求。按照要求调整输出端的接法，励磁系统也就恢复正常了。另一个例子是调试励磁系统时，由于A、C相反接，虽然励磁装置升压、并网都正常，但不能实现软起励，发电机升压太快，而在调整接法后故障消失，这是因为相序错误导致可控硅触发脉冲与其阳极电压不同步所致。采用示波器、相序表和万用表可查出此类错误。采用万用表的方法是检测母线与励磁变压器输入端电压差，同相电压差应为零。

5、其他常见故障

一般微机励磁装置，出现故障时调节柜显示屏上会有故障警示，仍以EXC9000为例，冷却风机故障显示“1#（或2#）功率柜风机电源故障”，电压互感器PT断线会显示“1（或2）PT故障”，REC站通信故障显示“REC1（REC）2站通信故障”等，按照信号提示检查一般都可以发现故障根源，进而消除故障。风机故障的原因包括风压限位开关损坏、交流进线电源消失、过流保护的固态继电器损坏、风机接线松动或损坏等，其中以风压限位开关损坏原因居多，不论哪种原因适当准备一定数量的备件都是必要的。

PT断线故障原因可能是PT回路二次接线松动、PT高压侧保险丝熔断及模拟量总线板、调节器DSP板故障等，一般以外部接线松动原因居多，所以应先排查外部原因，再考虑内部器件问题。REC站通信故障主要原因有通信故障、智能板保险松动或损坏、智能板损坏等，如果是通信故障只需复位智能板并重启程序就能消除故障，而智能板损坏应更换同型号备板。