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勵(lì)磁機(jī)實(shí)際上就是直流發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁方式可分為自勵(lì)和他勵(lì)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(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下，使勵(lì)磁機(jī)的電樞繞組切割磁力線產(chǎn)生勵(lì)磁電流，此電流加強(qiáng)了磁極的磁場(chǎng)，使勵(lì)磁電壓及勵(lì)磁電流增加，如此循環(huán)，直至建立額定電壓。
因此，自勵(lì)過(guò)程的建立必須具備三個(gè)條件：1)主磁極鐵芯中必須有剩磁；2)磁場(chǎng)回路接線必須正確，也就是說(shuō)極性正確；3)磁場(chǎng)回路電阻小于臨界電阻(即磁場(chǎng)回路電阻線必須與空載特性曲線有交點(diǎn))。
1、發(fā)電機(jī)無(wú)功擺動(dòng)現(xiàn)象及原因：
1)勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓不穩(wěn)定造成發(fā)電機(jī)的無(wú)功擺動(dòng)：由于勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓無(wú)法穩(wěn)定，造成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓和電流波動(dòng)，從而引起發(fā)電機(jī)的無(wú)功大幅度擺動(dòng)。
2)系統(tǒng)電壓變化時(shí)發(fā)電機(jī)之間無(wú)功的分配：系統(tǒng)電壓發(fā)生微小的變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功也會(huì)發(fā)生較大的變化，這是由發(fā)電機(jī)的電壓和無(wú)功的關(guān)系決定的。發(fā)電機(jī)具有如下的調(diào)節(jié)特性，由發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性可知：當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的出口電壓即系統(tǒng)電壓的變化會(huì)引起發(fā)電機(jī)無(wú)功電流的變化，電壓升高時(shí)無(wú)功電流減小，電壓降低時(shí)無(wú)功電流將增大。當(dāng)多臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行且勵(lì)磁電流不變時(shí)，系統(tǒng)電壓或無(wú)功變化引起的發(fā)電機(jī)的無(wú)功變化量由發(fā)電機(jī)的調(diào)差特性決定，系統(tǒng)無(wú)功波動(dòng)時(shí)，調(diào)差系數(shù)小的發(fā)電機(jī)承擔(dān)較多的無(wú)功分配。
2、勵(lì)磁機(jī)輸出電壓波動(dòng)的原因：
1)勵(lì)磁機(jī)及二次回路缺陷造成輸出電壓的波動(dòng)：勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組及電樞匝間的不穩(wěn)定短路及開(kāi)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(lì)磁機(jī)輸出電壓的不穩(wěn)定，可以通過(guò)停機(jī)檢查、緊固二次回路、試驗(yàn)，排除勵(lì)磁機(jī)及二次回路缺陷可能造成的輸出電壓波動(dòng)。
2)勵(lì)磁機(jī)的空載和負(fù)載特性：
通過(guò)勵(lì)磁機(jī)的空載和負(fù)載特性可以得出如下結(jié)論： a、勵(lì)磁機(jī)空載特性在電壓低于某一電壓時(shí)曲線基本為一條直線段，只有當(dāng)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(guò)試驗(yàn)測(cè)得勵(lì)磁機(jī)負(fù)載工作在特性曲線的起始段部分，即工作在直線部分。
c、負(fù)載曲線比空載曲線略低，即同樣的勵(lì)磁電流輸出電壓略低，電壓越高負(fù)載特性偏離空載特性越遠(yuǎn)。這是由于電流越大，電樞壓降越大，同時(shí)電樞反應(yīng)也越強(qiáng)烈，因此電越大，空載曲線和負(fù)載曲線偏離也越大。
d、由空載和負(fù)載特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，由于勵(lì)磁回路電阻很小，這就是說(shuō)，發(fā)電機(jī)帶較大無(wú)功時(shí)，勵(lì)磁回路電阻的較小變化就有可能引起發(fā)電機(jī)無(wú)功的較大變化。
3)發(fā)電機(jī)無(wú)功擺動(dòng)的原因分析:從勵(lì)磁機(jī)的負(fù)載特性曲線可以看到，勵(lì)磁機(jī)帶負(fù)載時(shí)的工作特性段是在勵(lì)磁特性的起始段，而勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁特性起始部分是直線段，此時(shí)場(chǎng)阻線與勵(lì)磁特性曲線有一部分重合，沒(méi)有明顯交點(diǎn)，是勵(lì)磁機(jī)的不穩(wěn)定區(qū)，勵(lì)磁回路的任何擾動(dòng)造成勵(lì)磁電流的變化都將引起勵(lì)磁機(jī)電流的這一變化進(jìn)一步增大。因此在勵(lì)磁特性的直線區(qū)域，輸出的電壓總會(huì)有20—30v的波動(dòng)，從而引起無(wú)功的大幅度變化。
當(dāng)勵(lì)磁機(jī)的工作點(diǎn)在勵(lì)磁特性的飽和區(qū)時(shí)．勵(lì)磁電流的任何微小變化不會(huì)引起電樞電壓的變化，從而不會(huì)使這一變化放大，因此勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓是相對(duì)穩(wěn)定的。
4)結(jié)論：一般直流發(fā)電機(jī)在60—70％額定電壓下穩(wěn)定工作是不可能的。如我公司勵(lì)磁機(jī)電壓是230V，70％額定電壓是161V，由上面的分析可知，勵(lì)磁電壓只有達(dá)到200v以上時(shí)才開(kāi)始飽和，而勵(lì)磁機(jī)的的實(shí)際工作電壓范圍不超過(guò)160v，因此勵(lì)磁機(jī)的電壓有20—30v的擺動(dòng)是正常的，正是由于這一電壓的擺動(dòng)造成發(fā)電機(jī)的無(wú)功大幅度擺動(dòng)。
勵(lì)磁機(jī)電輸出電壓不穩(wěn)定的的解決辦法
1)磁極墊片：在勵(lì)磁機(jī)的磁極極靴下墊入良性導(dǎo)磁材料，減小勵(lì)磁磁場(chǎng)間隙，可以使勵(lì)磁機(jī)在較小的勵(lì)磁電流時(shí)就使輸出特性飽和，從而使勵(lì)磁機(jī)的輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定。
2)在勵(lì)磁回路的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)合適的阻性負(fù)載如白熾燈泡，利用阻性負(fù)載在發(fā)熱后的阻值變得到非線性的電阻特性，使場(chǎng)阻線與勵(lì)磁特性起始段有較大的交角，得到一個(gè)與空載特性曲線明顯的交點(diǎn)，從而使勵(lì)磁機(jī)在較低電壓時(shí)也會(huì)有穩(wěn)定的工作點(diǎn)。
3)采用發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置：發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置具有良好的勵(lì)磁特性，具有恒無(wú)功、恒功率因數(shù)等多種調(diào)節(jié)方式，對(duì)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定和暫態(tài)反應(yīng)能力非常有效，同時(shí)能解決因勵(lì)磁機(jī)輸出電壓不穩(wěn)及系統(tǒng)電壓波動(dòng)造成的發(fā)電機(jī)無(wú)功擺動(dòng)問(wèn)題。
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