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勵磁機實際上就是直流發(fā)電機，勵磁方式可分為自勵和他勵兩種方式。一般情況下采用并激方式，原理就是利用磁極中的剩磁作用，在發(fā)電機的轉(zhuǎn)動下，使勵磁機的電樞繞組切割磁力線產(chǎn)生勵磁電流，此電流加強了磁極的磁場，使勵磁電壓及勵磁電流增加，如此循環(huán)，直至建立額定電壓。
因此，自勵過程的建立必須具備三個條件：1)主磁極鐵芯中必須有剩磁；2)磁場回路接線必須正確，也就是說極性正確；3)磁場回路電阻小于臨界電阻(即磁場回路電阻線必須與空載特性曲線有交點)。
1、發(fā)電機無功擺動現(xiàn)象及原因：
1)勵磁機的輸出電壓不穩(wěn)定造成發(fā)電機的無功擺動：由于勵磁機的輸出電壓無法穩(wěn)定，造成發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓和電流波動，從而引起發(fā)電機的無功大幅度擺動。
2)系統(tǒng)電壓變化時發(fā)電機之間無功的分配：系統(tǒng)電壓發(fā)生微小的變化時，發(fā)電機的無功也會發(fā)生較大的變化，這是由發(fā)電機的電壓和無功的關(guān)系決定的。發(fā)電機具有如下的調(diào)節(jié)特性，由發(fā)電機的調(diào)節(jié)特性可知：當發(fā)電機的勵磁電流不變時，發(fā)電機的出口電壓即系統(tǒng)電壓的變化會引起發(fā)電機無功電流的變化，電壓升高時無功電流減小，電壓降低時無功電流將增大。當多臺發(fā)電機并列運行且勵磁電流不變時，系統(tǒng)電壓或無功變化引起的發(fā)電機的無功變化量由發(fā)電機的調(diào)差特性決定，系統(tǒng)無功波動時，調(diào)差系數(shù)小的發(fā)電機承擔較多的無功分配。
2、勵磁機輸出電壓波動的原因：
1)勵磁機及二次回路缺陷造成輸出電壓的波動：勵磁機勵磁繞組及電樞匝間的不穩(wěn)定短路及開路，以及二次回路、元器件虛接等不可靠因素，都有可能引起勵磁機輸出電壓的不穩(wěn)定，可以通過停機檢查、緊固二次回路、試驗，排除勵磁機及二次回路缺陷可能造成的輸出電壓波動。
2)勵磁機的空載和負載特性：
通過勵磁機的空載和負載特性可以得出如下結(jié)論： a、勵磁機空載特性在電壓低于某一電壓時曲線基本為一條直線段，只有當電壓高于某一電壓以后，曲線才發(fā)生拐頭現(xiàn)象，即空載特性曲線在電壓高于一定電壓以后才發(fā)生飽和。
b、一般情況下，可以通過試驗測得勵磁機負載工作在特性曲線的起始段部分，即工作在直線部分。
c、負載曲線比空載曲線略低，即同樣的勵磁電流輸出電壓略低，電壓越高負載特性偏離空載特性越遠。這是由于電流越大，電樞壓降越大，同時電樞反應(yīng)也越強烈，因此電越大，空載曲線和負載曲線偏離也越大。
d、由空載和負載特性試驗數(shù)據(jù)可以看出，由于勵磁回路電阻很小，這就是說，發(fā)電機帶較大無功時，勵磁回路電阻的較小變化就有可能引起發(fā)電機無功的較大變化。
3)發(fā)電機無功擺動的原因分析:從勵磁機的負載特性曲線可以看到，勵磁機帶負載時的工作特性段是在勵磁特性的起始段，而勵磁機的勵磁特性起始部分是直線段，此時場阻線與勵磁特性曲線有一部分重合，沒有明顯交點，是勵磁機的不穩(wěn)定區(qū)，勵磁回路的任何擾動造成勵磁電流的變化都將引起勵磁機電流的這一變化進一步增大。因此在勵磁特性的直線區(qū)域，輸出的電壓總會有20—30v的波動，從而引起無功的大幅度變化。
當勵磁機的工作點在勵磁特性的飽和區(qū)時．勵磁電流的任何微小變化不會引起電樞電壓的變化，從而不會使這一變化放大，因此勵磁機的輸出電壓是相對穩(wěn)定的。
4)結(jié)論：一般直流發(fā)電機在60—70％額定電壓下穩(wěn)定工作是不可能的。如我公司勵磁機電壓是230V，70％額定電壓是161V，由上面的分析可知，勵磁電壓只有達到200v以上時才開始飽和，而勵磁機的的實際工作電壓范圍不超過160v，因此勵磁機的電壓有20—30v的擺動是正常的，正是由于這一電壓的擺動造成發(fā)電機的無功大幅度擺動。
勵磁機電輸出電壓不穩(wěn)定的的解決辦法
1)磁極墊片：在勵磁機的磁極極靴下墊入良性導(dǎo)磁材料，減小勵磁磁場間隙，可以使勵磁機在較小的勵磁電流時就使輸出特性飽和，從而使勵磁機的輸出電壓達到穩(wěn)定。
2)在勵磁回路的磁場調(diào)節(jié)電阻兩端并聯(lián)一個合適的阻性負載如白熾燈泡，利用阻性負載在發(fā)熱后的阻值變得到非線性的電阻特性，使場阻線與勵磁特性起始段有較大的交角，得到一個與空載特性曲線明顯的交點，從而使勵磁機在較低電壓時也會有穩(wěn)定的工作點。
3)采用發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置：發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)裝置具有良好的勵磁特性，具有恒無功、恒功率因數(shù)等多種調(diào)節(jié)方式，對提高系統(tǒng)的穩(wěn)定和暫態(tài)反應(yīng)能力非常有效，同時能解決因勵磁機輸出電壓不穩(wěn)及系統(tǒng)電壓波動造成的發(fā)電機無功擺動問題。
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