第三章1,2节同步发电机励磁系统幻灯片.ppt

第三章同步发电机励磁自动控制系统,内蒙古工业大学电力学院,4.1.1,总述,一、发电机励磁系统的任务,同步发电机励磁系统由同步发电机及其电压互感器(YH)、电流互感器(LH)和励磁系统组成的一个反馈自动控制系统。,第一节概述,系统,输入信息,励磁系统是向发电机供给励磁电流的系统，包括产生发电机励磁电流的励磁功率单元、自动励磁调节器、手动调节部分以及灭磁、保护、监视装置和仪表等。自动励磁调节器是根据发电机电压和电流的变化以及其它输入信号，按事先确定的调节准则控制励磁功率单元输出(励磁)电流的自动装置。,一、同步发电机励磁控制系统的主要任务(一)控制电压:维持发电机端或指定控制点的电压在给定水平上,发电机单机带负荷运行时,励磁控制系统的电压调节作用可用图3-2说明。FLQ是发电机的励磁线圈，G和İG分别为发电机定子电压和电流。,图3-2发电机稳定运行图(a)原理图,正常时,流经GEW的励磁电流IEF在同步发电机内建立磁场,使定子绕阻产生空载感应电动势q;改变IEF大小,可使q相应变化图3-2(b)是发电机稳态运行的等值电路图，其间关系用数学式表达为Xd发电机的直轴电抗。,(b)等值电路图,İG,图3-2发电机感应电动势与励磁电流关系图,(a)原理图,一般很小,可近似认为cos1,于是上式简化为,(C)发电机的向量图,.,.,是Eq和UG之间的夹角,即发电机的功率角;İq和İp为发电机的无功和有功分量;发电机的功率因数角。根据向量关系,得出,İp,İq,İG,UG=f(Iq)称为发电机的外特性,Eq和IEF成正比。当IEF不变时,Iq变化将引起UG的变化,即发电机单机带负荷运行时,电压变化主要是由定子电流的无功分量Iq变化引起的,若发电机的无功电流Iq不变，改变IEF可以改变Eq，进而可以改变UG或UG保持恒定，即发电机单机运行时，调节励磁电流可以改变发电机电压。,Iq,UG,Eq,0,Iqe,UGe,发电机的外特性(IEF不变时),Eq,IEF,IEF,Iqe,UG,返回,发电机并网运行时，系统的电压水平由系统中无功电源发出的无功功率总和与系统中负荷所消耗的无功功率总和之间的平衡关系决定。(功率平衡等式)并网运行时的单机容量相对有限,改变一台发电机的励磁电流对系统电压水平的影响不像单机带负荷运行时的影响那么大，而且电力系统的容量越大，这种特征越明显。,当系统容量无穷大时,系统电压为恒定值,改变一台发电机的励磁电流对系统的电压水平没有影响。但是，系统中各节点电压是不相同的，因此，对并网运行发电机的UG随IEF变化的情况要做具体分析。结论：同步发电机的励磁自动控制系统就是通过不断地调节励磁电流来维持机端电压为给定水平的。,(二)合理分配并联运行发电机间的无功功率,电力系统中是多台发电机并联运行的。为保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求合理控制系统中并联运行发电机输出的无功功率。所谓“合理控制”包含两层意思：每台发电机发出的无功功率数量要合理；当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调节，而且调节量要合理。,1.发电机无功功率控制的原理,条件:设同步发电机与无穷大电力系统并联运行,即发电机端电压不随负荷的变化而变化,是一个恒定值。同时假定发电机定子电阻为零,并忽略凸极效应。而发电机发出的有功功率受调速器控制，机组调节发出的无功功率时不会引起频率变化，因此机组发出的有功功率PG为常数。,可以写出下列表达式PG=UGIGcos=常数PG=(EqUG/Xd)sin=常数功率因数角；发电机的功率角。由上两式得,(a),图3-4同步发电机与无限大母线并联运行,由图IEF2IEF1时，Iq2Iq1由于UG=定值,所以当励磁电流IEF增加时,发电机发出的无功功率(QG=UGIq)就增加了.同样,当IEF减少时,QG就会减少。此即无功功率调节的原理.,(三)提高电力系统的稳定性,静态稳定:电力系统正常运行状态下，系统的负载(或电压)发生微小扰动时,系统本身保持稳定传输的能力.这可以用自动控制理论用微分方程建立动态系统的数学模型。暂态稳定:电力系统在某一正常运行方式下，系统突然遭受大扰动后,同步发电机能否过渡到一个新的稳定运行状态或恢复原来稳定运行状态的能力.(指事故后第一个振荡周期内的稳定性,由强励倍数、响应比及强励倍数的利用程度)大扰动是指:如高压电网发生短路、接地、断线故障以及切断故障线路后短路或发电机被切除。(阻尼正、负、零)。动态稳定:当电力系统受到小的或大的干扰后,计及自动调节和控制装置的作用的长过程的运行稳定问题称为动态稳定。,4.1.2,1.励磁对静态稳定的影响,发电机的输出功率为,UG,UB,单机向无限大母线送电原理图,Eq,Xd,XL,UG,提高并联运行的稳定性,a,b,c,同步发电机的功角特性（内功角特性）,最大可能传输的功率为,称为功率极限，90则称为静态稳定极限点,动态稳定极限Pm与Eq成正比，而Eq与励磁电流成正比。无自动励磁调节作用时，IEF恒定，Eq=常数，此时的功角特性称为内功角特性。,励磁电流不同得到一簇曲线，发电机的功角特性可表示为,称为外功角特性。e点的=G+9090，若发电机具有灵敏快速调节准则完善的自动励磁调节器，可使发电机端电压维持恒定。功率传输极限为,见粗线,它使发电机能在大于90度范围的人工稳定区运行，即可提高发电机输送功率极限或提高系统的稳定储备。,曲线1的功角极限小于90称为自然稳定区。曲线2的功角极限大于90称为人工稳定区。调节励磁调节器,维持不同点电压恒定，可得到不同人工稳定区的功角特性曲线。,(3)励磁对提高暂态稳定的作用（单机并无限大系统）,a点为正常稳定运行点P0大干扰后,电压突降b点,若励磁保持原态,因惯性输入仍为P0,在a点运行机械功率P0电磁功率Pb,转子加速,延b向G移动,G点后P0P制动减速,等面积法则。,Pb,若在刚受干扰后强励从G点转到上运行可增大减速面积,使发电机第一次摇摆幅值减小,改善了发电机暂态稳定性。,当Gedf=abG时,转子从d沿向减小的方向可能变动到K点，减速面积过大不利,再回到运行,可减小减速面积和回程振幅,利于稳定；若前强励,还可减小加速面积。,启示：在一定条件下对励磁自动控制系统进行适当的控制,可以改善电力系统暂态稳定性。强行励磁的作用,要使励磁系统在短暂过程中完成符合要求的控制必须要求励磁系统具备快速响应的条件。为此，一方面缩小励磁系统的时间常数，另一方面尽可能提高强行励磁的倍数。由图Te在0.3s以下时，提高强励倍数K对提高暂态稳定功率效果显著。当Te较大时效果不明显。,结论：当励磁系统既有快速响应特性又有高强励倍数时，才对改善电力系统暂态稳定有明显的作用。励磁系统对暂态稳定的改善没有静态稳定那么明显。,发电机励磁系统的任务,（四）强行励磁以改善电力系统运行条件,1.改善异步电动机自启动的条件,电网发生短路等故障时，电网电压降极低，使未切除的大多数用户的电动机处于制动状态。故障切除后,由于电动机自启动时需要吸收大量无功功率,以致延缓了电网电压的恢复过程。发电机强行励磁的作用可以加速电网电压的恢复,有效地改善电动机自启动条件。,右图表示机组有励磁自动控制和没有励磁自动控制时短路切除后电压恢复的不同情况。,1,2,0102030t(s),U*1.21.00.80.4,曲线1无励磁自动控制时曲线2有励磁自动控制时,2.为发电机失磁异步运行创造条件当发电机失磁时，某些发电机可不退出运行，要在吸收大量无功功率的条件下转入异步运行，导致系统电压下降。此时，系统中其它正常运行机组的励磁系统能及时增加励磁提供足够的无功功率，以维持电压水平，则失磁的发电机还可以在一定时间内以异步运行方式维持运行，这不但可以确保系统安全运行而且有利于机组热力设备的运行。,3.提高继电保护的灵敏度和工作的正确性,当系统低负荷运行时，If较小，若此时短路，短路电流也较小，且随时间衰减，带时限的继保不能动作。励磁自动控制系统可以通过调节发电机励磁电流（可强励）来增大短路电流水平，使继电保护正确动作。,（五）对于水轮机要求能强行减磁,过电压原因：当水轮发电机组发生故障突然跳闸时，由于它的调速系统具有较大的惯性，不能迅速关闭导水叶，因而会使转速急剧上升，由于发电机电压与励磁电流和转速成正比,使水轮机甩负荷时端电压上升得很高,即产生了过电压。会使发电机过电压升高到危及定子绝缘的程度。采取措施：迅速降低发电机的励磁电流，所以，在这种情况下，要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。,水轮机标准转速在71.41000rmin,大多在200rmin以下。电磁式励磁调节器中，为防止水轮发电机过电压，设有强行减磁装置。当发电机电压UG=115UGe(额定电压)时，强行减磁动作，减少励磁电流。当UG=130UGe时，延时0.5s跳发电机灭磁开关，强行把励磁电流减到零。汽轮机调速器较灵敏，不易超速，无此要求。,二、对励磁系统的要求,维持电压水平和无功的合理分配,控制能力和调节范围,快速反应能力,高度的可靠性快速性,结构简单，易于维护,足够的阻尼能力,励磁调节器:检测和综合系统运行状态的信息,以产生相应的控制信号,经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。励磁功率单元:受励磁调节器控制，并向同步发电机转子提供励磁电流。分别讲基本要求：,三对励磁系统的基本要求,（一）对励磁调节器的基本要求,1.保证发电机端电压调节精度不大于规定值：系统正常运行时，励磁调节器应能反应发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。发电机端电压调节精度用励磁控制系统的静差率表示.励磁系统的静差率是指发电机励磁自动控制系统在额定负载状态下投入运行、在自然调节特性下即励磁系统调差单元(亦称为无功补偿单元)切除、发电机电压的给定值不进行调节的情况下，原动机转速及功率因数在规定范围变化，发电机负载从额定变化到零时发电机端压变化率，即,UG0发电机空载额定工况下的发电机端电压,vUGe发电机额定工况下的发电机端电压。国家标准规定，励磁系统应保证发电机端电压静差率1(对于半导体型励磁调节器)或3(对于电磁型励磁调节器)静差率等同于发电机负载变化时励磁系统控制精度.,0IGeIG,UGUG0UGe,2.励磁调节器应能合理分配机组的无功功率为此应保证发电机电压调差率有足够的整定范围,发电机端电压调差率也称为无功电流补偿率。它是指同步发电机带负载运行，在自动励磁调节器的调差单元投入、电压给定值固定不变、发电机功率因数为零的情况下，发电机无功负荷从零变化到额定值时发电机机端电压的变化率；发电机端电压调差率通常用表示，按下式计算,UG0发电机空载额定工况下的发电机端电压,v；U发电机cos0,无功电流等于额定值时的发电机端电压,v。一般设U=UGe。国家标准规定，励磁系统应保证同步发电机端电压调差率为10(对于半导体型励磁调节器)或5(对于电磁型励调节器)。,0IQeIQ,UGUG0U,3.对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，可保证发电机有良好的静态稳定性能，要求励磁调节器没有失灵区；4.励磁调节器应能迅速反应系统故障,具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件；5.具有较小的时间常数,能迅速响应输入信息的变化.6.励磁系统应有快速动作的灭磁性能。当发电机内部故障或停机时，快速动作灭磁能迅速将磁场减小到最低，保证发电机的安全。,7.励磁系统本身应简单可靠，调节过程稳定。可靠性会影响机组的安全运行。,故障时,轻则自动励磁调节器退出工作,改由运行人员手动调节励磁；重则造成停机事故。励磁调节改为手动以后，励磁系统的大部分功能将丧失。机组继续并网运行是为让机组发有功功率，维持系统有功功率平衡，以保证系统频率。,(二)对励磁功率单元的要求,（1）要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。在电力系统运行中，发电机依靠励磁电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制。因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量励磁系统必须保证发电机在各种运行状态下需要的励磁功率。中国国家标准同步电机励磁系统大中型同步发电机励磁系统技术要求(GBT7409.3-1997)*中规定:“当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和额定励磁电流的1.1倍时,励磁系统应保证能连续运行。”,4.2.1,（2）具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。,从改善电力系统运行条件和提高电力系统暂态稳定性来说，希望励磁功率单元具有较大的强励能力和快速的响应能力。因此，在励磁系统中励磁顶值电压和电压上升速度是两项重要的技术指标。,强励是指在发电机电压下降较多时，励磁系统快速地将励磁电流和电压升到顶值的一种运行行为。强励指标包括励磁顶值电压、励磁系统允许强励时间和励磁系统标称响应。,励磁顶值电压分为励磁系统空载顶值电压和负载顶值电压。励磁系统负载顶值电压是指“当提供励磁系统顶值电流时,从励磁系统端部可能提供的最大直流电压”。励磁系统顶值电流是指“在规定时间内，励磁系统从它的端部能够提供的最大直流电流”。国家标准规定：励磁顶值电压应根据电网情况与发电机在电网中的地位确定，但必须保证励磁系统顶值电压的倍数满足下列要求：100MW及以上汽轮发电机不低于1.8倍；50MW及以上水轮发电机不低于2倍；其它不低于1.6倍。,励磁系统标称响应（上升速度、响应比）在暂态稳定过程中，发电机功角摇摆到第一个周期最大值的时间约为0.40.7s，所以通常将励磁电压在最初0.5s内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。,UL,ULe,A,D,C,0,0.5,t(s),实际建压曲线,图3-12确定励磁系统标称响应示意图,设发电机转子电阻为零、定子开路,即认为发电机转子为一个纯电感,并忽略定子绕组对它的影响。这样,发电机转子的电磁方程可简化为K-常数，与转子线圈的匝数及转子尺寸有关；L(t)发电机转子绕组的磁通量。,(4-27),由式知,L(t)正比于曲线AC和线段AD之间所围成的面积。,UL,ULe,A,D,C,0,0.5,t(s),实际建压曲线,图3-12确定励磁系统标称响应示意图,一般地说，在暂态过程中，发电机功角摇摆到第一个周期最大值的时间约为0.4S0.7s，所以积分上限t定为0.5s.,如果作斜线AB使ABD的面积等于AC和AD之间的面积，则ABD的面积就与L(t)成正比了，也可以说线段BD的长度表征了L(t)的大小。,UL,ULB,ULe,A,D,B,C,0,0.5,t(s),实际建压曲线,国家标准(BGT7409.1-1997)中定义的励磁系统标称响应由下式计算,并且规定，50MW及以上水轮发电机和100MW及以上汽轮发电机励磁系统的标称响应不低于2单位/秒，其它不低于1单位/秒。,UL,ULB,ULe,A,D,B,C,0,0.5,t(s),实际建压曲线,=2U*CD（1/s）,励磁系统顶值电压的倍数等于励磁系统负载顶值电压与额定励磁电压之比。励磁系统电压响应时间是指在发电机额定工况下运行、励磁系统起始电压为发电机额定励磁电压条件下,励磁系统达到顶值电压与额定励磁电压之差的95所需时间的秒数。现代大型发电机采用快速励磁系统，电压响应时间等于或小于0.1s(或0.2s)或更短的励磁系统称为高起始响应系统(或叫快速励磁系统)。,从改善电力系统运行条件和提高电力系统暂态稳定性来说，希望励磁系统具有较高的励磁顶值电压倍数和较小的电压响应时间。但这涉及到励磁系统的结构和造价,对发电机的绝缘要求提高。励磁顶值电压倍数越高，电压响应时间越短，励磁系统的造价就越高。国家标准规定,励磁系统允许强励时间应不小于10s空气冷却励磁绕组的汽轮发电机50s，水内冷和氢内冷的励磁绕组的汽轮发电机10s。,第二节、同步发电机励磁系统类型,励磁系统,自动调节励磁系统的基本构成,串联变压器有两个绕组,它既不同于变压器(原副边均为电压),也不同于电流互感器(原副边均为电流).它的原边绕组匝数很少(一般为5匝以下)，输入为电流，串联接入发电机中性点侧或机端；副边绕组匝数较多,输出为电压,因此它被称为串联变压器,也有人将其称为功率电流互感器(GLH)。,并联变压器就是一般的变压器，由于它的原边和发电机端是并联的，为了和串联变压器相区别，在励磁系统中往往被称为并联变压器。整流电路分为静止整流电路和旋转整流电路两种形式。,第二节同步发电机励磁系统,励磁系统的历史,几种常用的励磁系统简要介绍（重点分析励磁功率单元）,一直流励磁机励磁系统（100MW以下）,按励磁机的励磁绕组供电方式的不同,自励直流励磁机励磁系统他励直流励磁机励磁系统,1自励直流励磁机励磁系统,DE,Rc,IEE=IRC+IAVR,励磁机L和发电机G同轴，靠剩磁启励建立电压。励磁机发出的电流，一部分(即IE)送给发电机的励磁绕组；一部分(即IRC)经过磁场变阻RC，送给励磁机的励磁绕组。由于励磁机向它自己提供励磁电流,所以称为自励。IEE=IRC+IAVR由于YH和LH的容量有限，也由于当时的整流技术(使用硒整流器)输出较大的电流有困难，所以IAVR很小，只占IEE的一小部分，励磁机的励磁电流大部分是由励磁机经过磁场变阻器提供的。,2他励直流励磁机励磁系统,PE,DE,励磁机的励磁电流不再由它自己供给,而是由另一台与励磁机同轴的副励磁机FL供给,所以叫做他励;由于水轮发电机的机械转动惯量大、励磁绕组的时间常数大,会使得励磁自动控制系统的动态指标变差。这种情况下,减小励磁机的时间常数对保证励磁自动控制系统的稳定性和动态指标具有重要作用。因此,它励直流励磁机励磁系统多用于水轮发电机,尽管比自励多一台副励磁机。在要求相同励磁容量下，他励式时间常数小，因而电压响应速度较高；（动态指标）发电机电压稳定性也较自励好；,(三)对直流励磁机励磁系统的基本评价,结构简单、运行可靠；当励磁机故障时,发电机转子仍可与励磁机形成闭合回路,不会产生感应过电压。直流励磁机靠机械整流子等转动接触部件换向,维护量大,对大机组维护难度更大；,机组容量越大,励磁电流也越大,当发电机容量大于100MW时,直励机供给励磁,换向问题难以解决；极限制造功率为600700KW,励磁电流2000A左右,而600MW的汽轮发电机，励磁电流达5000A左右与同容量的交流励磁机或变压器相比,体积大,造价高。直流励磁机时间常数较大,响应速度较慢.因此,直流励磁机励磁系统只用于100MW及以下的发电机。,二、交流励磁机系统,整流技术发展和大容量硅整流元件的出现,产生了交流励磁机励磁系统。结构简单工作可靠。无整流子，容量可造得很大，0.30.5%频率都大于50Hz,100150Hz其中交流励磁机分为自励和它励两种方式；整流器又分为可控硅整流和不可控硅整流两种,每一种又有静止和旋转两种形式。自动励磁调节器有模拟式的,也有数字式的。,二、交流励磁机励磁系统（100MW以上）,100MW以上的发电机采用交流励磁机励磁系统，励磁机也是交流同步发电机，交流励磁机励磁系统根据励磁机电源整流方式及整流器状态的不同可分为以下几种。,他励交流励磁机励磁系统自励交流励磁机励磁系统,他励交流励磁机静止整流器励磁系统他励交流励磁机旋转整流器励磁系统(无刷励磁),自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统自励交流励磁机静止不可控整流器励磁系统,1他励交流励磁机静止整流器励磁系统,起励电源,V,（一）他励交流励磁机励磁系统,VSR,4.2.2,交流励磁机JL和交流副励磁机JFL与发电机同轴旋转，是独立的励磁电源，不受电网干扰，可靠性高。时间常数较大，采用叠片式结构。JFL配有一个自励恒压调节器维持其端电压为恒定值。由于JL的励磁电流不是由它自己供给的,所以称这种励磁机为它励交流励磁机.JFL输出的交流电经过可控硅整流器VSR整流后给JL励磁。JL输出的交流电经过不可控硅整流器V整流后变成直流，供给发电机作励磁电流。,自动励磁调节器通过控制VSR中可控硅整流元件的控制角改变JL的励磁电流，来控制发电机励磁电流。由于JFL的启励电压比较高,不能像直流励磁机那样依靠剩磁启励,所以,在机组启励时必须外加启励电源,直到JFL输出的电压足以使自励恒压调节器正常工作时,启励电源方可退出工作。,它励系统的特点：,交流励磁机和交流副励磁机与发电机同轴旋转，是独立的励磁电源，不受电网干扰，可靠性高。交流励磁机的时间常数较大，而且由于控制环节多,使得这种励磁系统的时间常数较大。为了减少时间常数,励磁机转子采用叠片式结构,并提高了JFL的频率。因为100Hz叠片式转子与相同尺寸的50Hz实心转子相比,励磁机时间常数可减少一半,同时高频率还会使整流器(KZL和ZL)输出的直流纹波减小,使整流电路中变压器体积减小,滤波器容量减小。因此JL的频率为100、150Hz的交流发电机,JFL的频率为350、400、450、500Hz的中频交流发电机,不一定是永磁式,也可用自励式中频交流发电机。,加长了机组主轴长度。机组主轴串上了励磁机和副励磁机。这对火电厂会增加厂房的宽度(机组横向布置时)或长度(机组纵向布置时)；对于水电厂会增加厂房高度。会使主厂房土建造价增加。前苏联用多,国内也多,经验丰富,厂家可配旋转整流装置。有转子滑环和炭刷。滑环和炭刷是转动接触装置,需要一定的维护工作量,且易发生火花,不利防火。同时对于大容量发电机励磁电流很大,难以通过滑环和炭刷将巨大的转子电流引入转子绕组。,一旦副励磁机或自励恒压调节器故障，可导致发电机组失磁。如果采用永磁式发电机做副励磁机，可简化设备，可提高可靠性。由于可控硅的控制角变化很快，发电机励磁电流可以很快变化，因此这种励磁系统刚问世时被称为快速励磁系统。它的性能也较好，满足大型发电机励磁的要求。灭磁速度也快。由于取消了直流励磁机，不存在换向问题，而交流励磁机的容量可以做得很大，所以这种励磁系统的励磁容量不受限制。,由于静止整流器式交流励磁机系统对发电机提供励磁电流的路径中有滑环与电刷,是滑动接触元件，运行维护困难，转子滑环通过的极限电流为约为800010000A,超过这一极限应取消滑环.就产生了无刷励磁系统。,2他励交流励磁机旋转整流器励磁系统(无刷励磁),2他励交流励磁机旋转整流器励磁系统(无刷励磁),交流励磁机,励磁绕组,发出电流,与它励交流励磁机静止整流器励磁系统区别：交流副励磁机:为永磁发电机,永磁极旋转,电枢静止;交流励磁机的励磁绕组和电枢绕组的位置与一般发电机相反:电枢、硅整流元件、发电机励磁绕组同轴旋转，励磁绕组放在定子上静止不动;由于整流器和发电机转子是相对静止的,所以不需要由滑环和炭刷将整流器的输出和转子绕组连接起来,可直接连接,转子电流不再受限制，简化了运行维护，可靠性提高，无碳粉污染，电机寿命长，适用于大机组。由于相对静止，因此这种系统又称为无刷励磁。,副励磁机为旋转磁极式，发出的电流送到主励磁机的定子作为主励磁机的励磁电流，由于主励磁机为旋转电枢式，电枢发出的电流通过转轴中孔送到旋转整流盘，经整流后送至转子线圈从而达到对发电机励磁。发电机励磁电流的调节过程：由副励磁机可控硅AVR调节器作为主励磁机定子励磁电流来调节主励旋转电枢的输出电流送至旋转整流盘转子绕组静止的永励副励磁机的电枢送出400Hz的电源，通过励磁电压调节器中的三相全控桥式可控硅整流器形成可调的直流电源到交流励磁机的磁场绕组。通过控制全控桥整流器的导通角来调节交流励磁机的磁场电流，从而达到调节发电机励磁电流的目的。当DAVR故障时，由厂用电经工频手动励磁调节装置整流后提供。发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流盘整流后提供，交流励磁机的励磁电流则由永磁机经调节装置中的可控硅全控桥整流后提供，励磁电流的大小由自励磁调节装置进行自动或手动调节，以满足发电机运行工况的要求。,无刷励磁系统的特点,解决了巨型机组励磁电流引入转子绕组的技术困难，为制造巨型机组提供了技术保证。取消了滑环和炭刷，维护量小，不易引起火灾。发电机励磁由励磁机独立供电，不受电网干扰，因无刷，可靠性更高。励磁控制是是通过调节交流励磁机实现的，所以励磁系统响应速度慢。为提高响应速度，除了转子采用叠片式结构外，还采用减小绕组电感取消极面阻尼绕组等措施增加励磁机励磁绕组的顶值电压，引入转子电压深度负反馈，以减小励磁机的等值时间常数。具备高起始、响应持久、能有效地提高电力系统稳定性。,整流器的元器件是随转子一起转动的，引起了技术问题：a.无法实现转子回路直接灭磁（跳闸后发电机自然灭磁相对时间较长，一般用逆变灭磁）；b.无法对励磁回路直接测量(如转子电流、电压,转子绝缘等),必须采用特殊的方法测量,用新的、复杂的仪表；c.无法对整流元件的工作情况进行直接监测；d.要求整流器和快速熔断器等有良好的力学性能,能适应高速旋转的离心力。无接触部件磨损，无碳粉铜末污染，电机的绝缘寿命长。目前技术已成熟,在大型机使用,国外较多,我国300600MW机组也用,将作为今后的主要励磁方式。,（二）自励交流励磁机励磁系统,自励直流励磁机系统,从本机获得电源磁场电阻：调压,从本机获得电源可控硅整流元件：维持端电压,自励交流励磁机系统,区别,1自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统,TR,由于取消了副励磁机,JL采用自励方式工作,JL起励电压较高,机组起动时,利用专门的起励电源。正常工作时由AVR直接控制晶闸管整流装置，可控硅整流器直接控制发电机励磁电流,采用电子励磁调节器和晶闸管整流，所以时间常数小,励磁调节的快速性好;可控硅受自励恒压调节器控制,保持交流励磁机的输出电压为恒定,而发电机的励磁由自动励磁调节器实现自动调节.缩短了机组主轴长度，可以减少电厂的土建投资；可控硅整流器控制的电流大,需要的可控整流设备容量大。它励式额定工作电压必须满足强励顶值电压的要求，只有强励时才能达到顶值电压的要求，因此晶闸管励磁的励磁机容量要比硅整流励磁的大得多。,2自励交流励磁机静止整流器励磁系统,交流励磁机的励磁电源是从发电机出口电压直接获得。交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电流；自动励磁调节器控制可控硅的触发角，调整其输出电流。与1.自励式交流励磁机静止可控硅励磁系统比,响应速度较慢，这里增加了交流励磁机自励回路环节,使动态响应速度受到影响。但结