同步电机励磁系统.docx

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同步电机励磁系统

同步电机励磁系统

Excitationsystemforsynchronouselectricalmachines-Definitions

GB/T7409.11997

本标准是对GB7409—87的修订。

GB7409—87执行七年来，技术已有新的发展，其中有些内容IEC已制定了国际标准。

为适应技术发展的要求和贯彻积极采用国际标准的精神，原标准需作修订。

为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便，经技术委员会研究，将GB7409改编为系列标准：

修订后的GB7409.1等同采用IEC34-16-1：

1991；GB7409.2等同采用IEC34-16-2：

1991，至于GB7409.3，由于IEC目前还没有相应的标准，此部分是根据GB7409执行七年的情况并参考了美国IEEEstd421.1—1986、421.A—1978、421.B—1979和原苏联ГОСТ21558—88等标准编写的。

本标准定义的同步旋转电机的励磁系统术语为一般通用的术语。

同步电机励磁系统所有

各分标准在使用同步电机励磁系统技术名词和术语时均符合本标准之规定。

其他未包括的术

语，应在同步电机励磁系统各分标准中作补充规定。

本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。

本标准负责起草单位：

哈尔滨大电机研究所。

主要起草人：

忽树岳。

IEC

1）IEC（国际电工委员会）是由所有国家的电工技术委员会（IEC国家委员会）组成的世界范围内的标准化组织。

IEC的目的是促进电工和电子领域内所有有关标准化问题的国际间的合

作。

为此目的和除其他活动之外，IEC出版国际标准。

这些标准是委托各个技术委员会制定

的；对所讨论的主题感兴趣的任何一个国家委员会都可以参加起草工作，与IEC有联系的国际的，政府的和非政府的组织也可以参加起草工作。

IEC和ISO（国际标准化组织）按两大组织之间共同确定的条件紧密合作。

2）IEC关于技术问题的正式决议或协议是由代表各国家委员会专门利益的技术委员会

所制定的，这些决议或协议都尽可能充分地表达了国际上所涉及的问题的一致意见。

3）这些决议或协议均以标准、技术报告或导则的形式出版且以推荐的形式供国际上使

用，并在此意义上为各国家委员会所承认。

4）为了促进国际上的统一，IEC各国家委员会应尽最大可能在各自的国家和地区标准中

明确地采用IEC国际标准，并应清楚地指明IEC标准与对应的本国或本地区标准之间的某

些分歧。

5）IEC对任何申明符合其某些标准的设备不提供表明它已被认可的标记过程，并且也不

对其负责。

IEC

本标准由No.2旋转电机技术委员会制定。

本标准的原文以下述文件为根据

六月法表决报告

2（CO）5322（CO）547

本标准形成了有关旋转电机系列出版物的第16部分第1章，其他各部分是：

第1部分定额与性能，出版编号：

IEC34-1

第2部分确定旋转电机损耗与效率的试验方法（牵引电机除外），出版编号：

IEC34-2

第3部分涡轮型同步电机特殊要求，出版编号：

IEC34-3

第4部分根据试验确定同步电机参数的方法，出版编号：

IEC34-4

第5部分旋转电机外壳防护等级，出版编号：

IEC34-5

第6部分旋转电机冷却方法，出版编号：

IEC34-6

第7部分旋转电机的结构和安装形式分类，出版编号：

IEC34-7

第8部分旋转电机的线端标记和旋转方向，出版编号：

IEC34-8

第9部分噪声限值，出版编号：

IEC34-9

第10部分描述同步电机的通则，出版编号：

IEC34-10

第11部分装入式热保护，第1章旋转电机的保护规则。

出版编号：

IEC34-11

第11-2部分装入式热保护第2章热保护系统用的热探测器和控制元件，出版编

号：

IEC34-11-2

第11-3部分装入式热保护第3章热保护系统用的热探测器的通则，出版编号：

IEC34-11-3

第12部分电压660V及以下的单速、三相鼠笼形感应电动机的起动特性，出版编号：

IEC34-12

第13部分矿用辅助电动机的技术条件，出版编号：

IEC34-13

第14部分中心高56mm及以上的电机的机械振动——振动强度的测量、评定和限值，

出版号：

IEC34-14

第15部分带有成型定子线圈的交流电机的耐冲击电压水平，出版编号：

IEC34-15

第16-2部分同步电机励磁系统第2章电力系统研究用模型，出版号：

IEC34-16-2

GB/T7409.11997

Excitationsystemforsynchronouselectrical

machinesDefinitions

1997-04-101998-04-01

1范围

本标准的定义、术语适用于同步旋转电机的励磁系统。

2总则

2.1励磁系统excitationsystem

提供电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置以及保

护装置。

2.2励磁机exciter

提供同步电机磁场电流的功率电源。

注：

电源的举例，如：

——一台旋转电机，它既可以是直流电机，也可以是交流电机以及与之联结的整流器。

——一台或几台变压器以及与之联结的整流器。

2.3励磁控制excitationcontrol

响应于包括同步电机、它的励磁机以及与之联结的电网在内的系统状态的信号特性，从

而改变励磁功率的控制。

注：

同步电机电压是主要被调量。

2.4磁场绕组端部fieldwindingterminals

电机磁场绕组的输入部位。

注

1假如有电刷与滑环，这些都算作磁场绕组的一部分。

2对无刷电机，旋转整流器与电机磁场绕组的引线之间的连接点是磁场绕组端部。

2.5励磁系统输出端部excitationsystemoutputterminals

含有励磁系统装置的输出的部位，这些端部可以与磁场绕组端部部位不同。

2.6额定磁场电流I

ratedfieldcurrentIfNfN

电机运行在额定电压、电流、功率因数与转速下，其磁场绕组中的直流电流。

2.7额定磁场电压UratedfieldvoltageUfNfN

在磁场绕组上产生额定磁场电流所需要的电机磁场绕组端部的直流电压。

这时磁场绕组

的温度应是在额定负载与额定运行条件下，以及它具有在最高温度时所需要的起码的冷却介

质条件下的温度。

注：

假如电机有一个周期负载，使磁场绕组温度不能达到稳定，那么U应是在周期负fN载中达到的磁场绕组最高温度条件下的电压。

2.8空载磁场电流Ino-loadfieldcurrentIf0f0

和气隙线磁场电流I的确定f0fg图1空载磁场电流I

电机在空载与额定转速下产生额定电压所需要的电机磁场绕组中的电流（见图1）。

2.9空载磁场电压Uno-loadfieldvoltageUf0f0

当磁场绕组温度为25?

时，产生空载磁场电流所需要的在电机磁场绕组端部的直流电

压。

2.10气隙磁场电流Iair-gapfieldcurrentIfgfg

在空载气隙线上产生额定电压理论上所需要的同步电机磁场绕组中的电流（见图1）。

注：

当用计算机表述励磁系统模型时，气隙磁场电流是一个基本量。

2.11气隙磁场电压Uair-gapfieldvoltageUfgfg

当磁场绕组电阻等于U/I时，产生气隙磁场电流所需要的同步电机磁场绕组端部的fNfN

直流电压。

注：

当用计算机表述励磁系统模型时，气隙磁场电压是一个基本量。

2.12励磁系统额定电流IexcitationsystemratedcurrentIENEN

在确定的运行条件下，考虑到电机大多数的励磁要求（通常根据电机的电压与频率偏差），励磁系统能够提供的在其输出端的直流电流。

2.13励磁系统额定电压UexcitationsystemratedvoltageUENEN

在确定的运行条件下，励磁系统给出额定电流时，励磁系统能够提供的在其输出端部的

直流电压。

这个电压起码要满足电机的大多数励磁要求（通常根据电机的电压与频率偏差）。

2.14励磁系统顶值电流IexcitationsystemceilingcurrentIpp

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。

2.15励磁系统顶值电压UexcitationsystemceilingvoltageUpp

在确定的条件下，励磁系统从它的端部所能提供的最大直流电压。

注

1对于从电机的电压和电流（假如有取得电源的励磁系统），电力系统扰动的性质与励磁系统和同步电机的特定设计参数将影响励磁系统的输出。

对这样的系统，顶值电压的确定

要考虑适当的电压降及电流（假如有）的增长。

excitationsystemno-loadceilingvoltageUp0p02对于使用旋转励磁机的系统，顶值电压在额定转速下确定。

空载时，励磁系统从它的端部可能提供的最大直流电压。

2.16励磁系统空载顶值电压U

图2励磁系统标称响应V

的确定E

2.17励磁系统负载顶值电压Uexcitationsystemon-loadceilingvoltageUPLPL

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。

2.18励磁系统标称响应VexcitationsystemnominalresponseVEE

由励磁系统电压响应曲线确定的励磁系统输出电压的增量除以额定磁场电压（见图2）。

这个比率，假定保持恒定，所扩展的电压时间面积，与在第一个半秒钟时间间隔内得到的实

际曲线面积相等（如果有特别规定，也可用不同的时间间隔）。

U,1EVSEU0.5fN

注

1在励磁系统带有电阻等于U/I及足够的电感负载下，确定励磁系统标称响应，fNfN

要适当地考虑电压降的影响及电流与电压波形。

2励磁系统标称响应是这样确定的，开始励磁系统电压等于同步电机的额定磁场电压。

然后，输入一个特定的电压偏差阶跃，使得很快获得励磁系统顶值电压。

3对于从同步电机电压和电流（假如有）取得电源的励磁系统，电力系统扰动性质与同

步电机及励磁系统特定设计参数影响励磁系统输出，对这种系统，确定励磁系统标称响应要

考虑到适当的电压降落与电流（假如有）的增长。

4对于使用旋转励磁机的励磁系统，在额定转速下确定励磁系统的标称响应。

3励磁机种类

3.1旋转励磁机rotatingexciter

一台从轴上取得机械功率的旋转电机，该转轴可由同步电机或其他机械拖动。

3.1.1直流励磁机D.C.exciter

一台使用换向器与电刷提供直流电流的旋转励磁机。

3.1.2交流励磁机A.C.exciter

一台使用整流器提供直流电流的旋转励磁机。

3.1.2.1带有静止整流器的交流励磁机A.C.exciterwithstationaryrectifiers

一台带有整流器的交流励磁机，其输出与同步电机励磁绕组滑环上的电刷相联结。

3.1.2.2带有旋转整流器的交流励磁机（无刷励磁机）A.C.exciterwithrotating

rectifiers（brushlessexciter）

一台带