勵磁

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勵磁是中國的一個科技名詞。

語言一發即逝，不留痕跡。當人類意識到需要把說出的話記下來時，就發明了文字。在世界範圍內，曾經獨立形成的古老文字除我們的漢字外，還有埃及的聖書字、兩河流域的楔形文字、古印度的印章文字以及中美洲的瑪雅文。後來，這些古老文字的命運各不相同，或因某種歷史原因而消亡，如瑪雅文；或因文字的根本變革而遭廢棄，如楔形文、聖書字，只漢字沿用至今，而且古今傳承的脈絡清晰可見，成了中華民族文化的良好載體。

目錄

名詞解釋

勵磁就是向發電機或者同步電動機定子提供定子電源，為發電機等（利用電磁感應原理工作的電氣設備）提供工作磁場的機器。有時向發電機轉子提供轉子電源的裝置也叫勵磁。

其根據直流電機勵磁方式的不同，可分為他勵磁，並勵磁，串勵磁，復勵磁等方式，直流電機的轉動過程中，勵磁就是控制定子的電壓使其產生的磁場變化，改變直流電機的轉速，改變勵磁同樣起到改變轉速的作用。

勵磁方式

最近30多年來，隨着電力系統的互聯和發電機單機容量的增大，電力電子技術日新月異發展，同步發電機的勵磁系統已經發生了很大的變化。在電力系統發展初期，同步發電機的容量不大，勵磁電流由與發電機同軸的直流發電機供給，即所謂直流勵磁機勵磁系統。由於它是靠機械整流子換向整流的，故勵磁容量受到限制。

按照勵磁繞組供電方式的不同，又可分為自勵式和他勵式兩種。在自勵直流勵磁機勵磁系統中，發電機轉子繞組由專用的直流勵磁機供電。而在他勵式直流勵磁機勵磁系統中，他勵直流勵磁機的勵磁繞組是由副勵磁機供電，即通常所說的「三機勵磁」。隨着發電機容量的提高，所需勵磁電流也相應增大，大容量機組的勵磁功率單元就採用了交流發電機和半導體整流元件組成的交流勵磁機勵磁系統。交流勵磁機勵磁系統根據勵磁機電源整流方式及整流狀態的不同又可分為他勵交流勵磁機系統及自勵交流勵磁機勵磁系統。

不論是直流勵磁機勵磁系統還是交流勵磁機勵磁系統，一般都是與主機同軸旋轉。為了縮短主軸長度，降低造價，減小環節，又出現了用發電機自身作為勵磁機電源的方法，即發電機自並勵系統，又稱為靜止勵磁系統，發電機端的勵磁變壓器作為勵磁功率電源，通過整流橋向發電機轉子供電。如圖《自並勵靜止可控硅勵磁系統》所示：

靜止自並勵系統的主要特點有：勵磁系統接線和設備比較簡單，無轉動部分，維護費用低，可靠性高，不需要同軸勵磁機，可縮短主軸長度，減少基建投資，同時能改善發電機軸系穩定性；直接用晶閘管控制轉子電壓，可獲得很快的勵磁電壓響應速度；由發電機機端取得能量，機組甩負荷時相對同軸勵磁機系統機組過電壓低；配置PSs，可以提高系統的穩定性。雖然自並勵磁系統與三機勵磁系統或兩機勵磁系統比有這些特點，但自並勵勵磁系統機組近距離三相短路時有機端電壓下降更低而引起發電機失磁的可能，然而由於大型機組採用單元接線，勵磁系統有快速強勵功能及配以快速的保護，能有效切除故障線路≈。正因為以上特點，在國內外機組中，越來越多地採用自並勵的勵磁方式。

自並勵勵磁系統在主迴路上採用可控硅全橋控制，在國內外發電機組中得到越來越廣泛的應用。國內外新建電廠及絕大部分改造機組都採用自並勵形式。容量從幾百kw到百萬kw，機組類型包括水輪發電機組、抽水蓄能發電機組、火電機組，甚至新建的百萬千瓦級核電機組都採用自並勵系統。如三峽單機70萬kw水輪發電機組、龍灘單機70萬kw水輪發電機組、白山15萬kw抽水蓄能機組。新建的100萬kW火電機組、100萬kw核電機組等都採用了自並勵勵磁的形式。目前還未有文獻提出更新的勵磁方式，這種現狀及趨勢在未來一段時間內不會改變。

勵磁變壓器

當前，應用在大型水電、火電機組勵磁系統中的勵磁變壓器就絕緣方式而言，主要有以下幾種絕緣型式：以環氧樹脂為絕緣材料的樹脂澆注乾式變壓器；無鹼玻璃纖維纏繞浸漬的乾式變壓器；MORA型乾式變壓器；NOMEx型乾式變壓器；新型合成脂油漬變壓器。在上述幾種變壓器絕緣方式中，以樹脂澆注式及纏繞乾式兩種絕緣方式在當前應用最為廣泛，在三峽700Mw機組、龍灘700Mw機組勵磁系統中都採用了氧樹脂型絕緣材料的乾式變壓器。

勵磁調節器

勵磁技術發展到現在可以說經歷了三個階段：即模擬勵磁調節器，簡單微機勵磁調節器，全數字式勵磁系統。以中國電器研究院有限公司(原廣州電器科學研究院擎天電氣控制公司)勵磁產品為例。

公司從70年代開始晶閘管勵磁系統研製出分立元件設計的調節器，首台勵磁應用於廣東韶關電廠。

其後10多年，到20世紀80年代研製出基於集成電路的模擬勵磁調節器，限制保護功能有了進一步的完善，包括基於集成芯片的數字給定電位器等。到80年後期，該模擬勵磁調節器技術成熟並得到廣泛的應用。

到80年代末，由於計算機技術在工業領域的應用，公司開始研製微機勵磁裝置，並於90年代初開發了第一代微機勵磁調節器，採用STD總線工控機，首套勵磁調節器LTW3000在新豐江電站投運。此後數年進行優化升級，型號從LTW3000，LTW6000再到LTW6200，由於硬件限制已發展到調節器的極限，儘管增加了調試軟件及PSS功能等，但仍不能滿足新的勵磁技術的需要，產品逐漸失去競爭力，產品維持近十年的生命周期逐漸退出市場。

2003年，結合當時先進的工控技術及SOC片上技術等開發了ExC9000勵磁系統，經過多年的完善及技術升級至現在，這套系統仍技術先進，是我們的主流產品之一。

國內外勵磁調節器也經歷了這一發展過程。如國外ABB勵磁調節器經歷了從Unitrol1000到Unitrol5000再到Unitrol6000的發展。調節器的發展是勵磁系統主要發展標誌。現行的勵磁調節器大都採用多CPU架構，充分發揮各CPU的優勢完成各自的功能。根據任務的實時性要求劃分為不同的等級，採用不同的CPU完成不同的任務。各CPU間通過總線技術或通訊技術完成數據交換，使各CPU協同工作成為一體。調節器內部採用CAN、ARCNET、以太網等通訊技術實現勵磁調節器及勵磁系統的數字化。採用多通道熱備用冗餘技術，一般採用兩通道或三通道調節器或根據需要靈活配置通道，增加可靠性等。

作用及分類

作用

1、維持發電機端電壓在給定值，當發電機負荷發生變化時，通過調節磁場的強弱來恆定機端電壓。

2、合理分配並列運行機組之間的無功分配。

3、提高電力系統的穩定性，包括靜態穩定性和暫態穩定性及動態穩定性。

分類

按整流方式可分為旋轉式勵磁和靜止式勵磁兩大類。其中旋轉式勵磁又包括直流交流和無刷勵磁；靜止式勵磁包括電勢源靜止勵磁機和複合電源靜止勵磁機。

一般我們把根據電磁感應原理使發電機定子形成旋轉磁場的過程稱為勵磁.

勵磁分類方法很多，比如按照發電機勵磁的交流電源供給方式來分類：

第一類是由與發電機同軸的交流勵磁機供電，稱為交流勵磁（他勵）系統，此系統又可分為四種方式：

（1）交流勵磁機（磁場旋轉）加靜止硅整流器（有刷）.

（2）交流勵磁機（磁場旋轉）加靜止可控硅整流器（有刷）.

（3）交流勵磁機（電樞旋轉）加硅整流器（無刷）.

（4）交流勵磁機（電樞旋轉）加可控硅整流器（無刷）.

第二類是採用變壓器供電，稱為全靜態勵磁（自勵）系統，當勵磁變壓器接在發電機的機端或接在單元式發電機組的廠用電母線上，稱為自勵勵磁方式，把機端勵磁變壓器與發電機定子串聯的勵磁變流器結合起來向發電機轉子供電的稱為自復勵勵磁方式.這種結合方法也有四種：

（1）直流側並聯

（2）直流側串聯

（3）交流側並聯

（4）交流側串聯