绕组与电枢绕组相并联，作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。否则在加励磁电流之前，电枢中一直为起动电流（或理解为电能只以电枢绕组中热量的形式释放）
⒉ 比较各种起励方式有何不同。
答：他励：一般用于机端电压高于400V的发电机组。他励是指利用外电源对发电机进行起励。
自并励：一般用于机端电压低于或等于400V的发电机组。自并励，又叫“自并激励”，是利用发电机定子线圈的残余电压通过一定的技术方法整流后送回其转子线圈，再对定子线圈进行相互激励使发电机电压在“自激励”过程中不断升高到设定值。
五、实验心得
灭磁的时候应该注意发电机的状态，一定不能在并网的状态下灭磁。
实验五 励磁调节器的控制方式及其相互切换
一、实验目的
⒈了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。 ⒉通过实验理解励磁调节器无扰动切换的重要性。 二、原理说明
励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压U g ，恒励磁电流I e ，恒给定电压U R 和恒无功 Q。其中，恒U R
为开环控制，而恒U g ，恒I e
和恒Q 三种控制方式均采用PID 控制，PID 控制原
理框图如图2-3-1 所示，系统由PID 控制器和被控对象组成。
每种控制方式对应一套PID 参数（KP、KI 和K D），可根据要求设置，设置原则：比例系数加
大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于不稳定；
积分系数加大，可提高系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减
少，
调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。
为了保证各控制方式间能无扰动的切换，本装置采用了增量型PID 算法。 实验准备：
以下内容均由THLWL-3 微机励磁装置完成，励磁采用“它励”；系统与发电机组间的线路 采用双回线。 具体操作如下：
⑴合上控制柜上的所有电源开关；然后合上实验台上的所有电源开关。合闸顺序：先总开 关，后三相开关，再单相开关。1.恒U g 方式
⑴设置THLWL-3 微机励磁装置的“励磁调节方式”为“恒U g ”,具体操作如下:进入主菜 单,选定“系统设置”,接着按下“确认”键,进入子菜单,然后不断按下“▼”键,翻页找到 子菜单“励磁调节方式”,再次按下“确认”键。最后按下“+”键,选择“恒U g ”方式。 ⑵设置THLWL-3 微机励磁装置的“恒U g 预定值”为“400V”,具体操作同上。
⑶发电机组起励建压(操作见第一章),使原动机转速为1500rmp,发电机电压为额定电压 400V。
⑷发电机组不并网,通过调节原动机转速来调节发电机电压的频率,频率变化在45Hz~
55Hz 之间,频率数值可从THLWL-3 微机励磁装置读取。具体操作:按下THLWT-3 微机调速装 置面板上的“+”键或“-”键来调节原动机的转速。
⑸从THLWL-3 微机励磁装置读取发电机电压、励磁电流和给定电压的数值并记录到表 3-2-3-1 中。 ⒈恒UG=400V
⑴测试记录及数据处理：
表2-4-1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 发电机频率（Hz） 45.0 46.0 47.0 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 发电机电压（V） 398.2 400.9 401.7 400.0 401.5 400.8 401.3 400.6 励磁电流 （A） 1.702 1.628 1.512 1.433 1.333 1.250 1.176 1.106 励磁电压 （V） 40.85 39.82 38.20 36.57 35.47 34.00 32.97 31.7 给定电压 （V） 4.44 4.51 4.61 4.70 4.77 4.85 4.92 4.99 9 10 11
53.0 54.0 55.0 400.7 400.6 400.7 1.057 1.006 0.959 30.92 30.05 29.37 5.05 5.11 5.17 ⑵测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒UG=400V时，当发电机频率在50±5Hz范围内变化时，励磁调节器可将发电机电压恒定在400±2V的范围内，即实现了恒UG=400V的功能，满足要求。 ⒉恒IL=2A
⑴测试记录及数据处理： 表2-4-2
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 发电机频率（Hz） 发电机电压（V） 45.0 46.0 47.0 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0 54.0 55.0 419.3 428.6 437.5 447.8 456.2 465.7 474.6 484.2 493.1 502.3 512.1 励磁电流 （A） 1.993 1.992 1.993 2.000 1.994 1.996 1.995 1.998 1.994 2.000 1.999 励磁电压 给定电压 （V） 46.22 46.57 46.65 47.02 47.10 47.25 47.27 47.30 47.37 47.45 47.57 （V） 4.10 4.08 4.07 4.06 4.05 4.05 4.05 4.05 4.04 4.04 4.03 ⑵测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒IL=2A后，当发电机频率在50±5Hz范围内变化时，励磁调节器可将励磁电流恒定在2±0.01A的范围内，即实现了恒IL=2A的功能，故认为满足要求。 ⒊恒Ug=3V
⑴测试记录及数据处理： 表2-4-3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 发电机频率（Hz） 发电机电压（V） 45.0 46.0 47.0 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0 54.0 55.0 461.6 470.3 479.7 489.2 498.8 507.9 518.1 527.3 537.2 547.2 557.3 励磁电流 励磁电压 （A） 2.696 2.670 2.655 2.646 2.631 2.610 2.617 2.601 2.606 2.603 2.601 （V） 61.20 61.30 61.37 61.47 61.45 61.25 61.40 61.37 61.52 61.42 61.65 给定电压 （V） 2.99 2.99 2.98 2.99 2.99 2.99 2.98 2.99 2.99 2.99 2.99 ⑵测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Ug=3V后，当发电机频率在50±5Hz范围内变化时，励磁调节器可将给定电压恒定在3±0.015V的范围内，即实现了恒Ug=3V的功能，故认为满足要求。 ⒋恒Q=0.569Kvar ⑴测试记录及数据处理：
表2-4-4
序 号 1 2 3 4 5 6 7 系统 电压 （V） 380 370 360 350 390 400 410 发电机 电压 （V） 454.0 445.0 434.5 427.3 460.0 465.0 476.0 发电机 电流 （A） 1.00 1.03 1.06 1.10 0.97 0.93 0.87 励磁 电流 （A） 2.160 2.052 1.966 1.883 2.231 1.266 2.400 给定 电压 （V） 3.85 3.97 4.08 4.16 3.77 3.65 3.42 有功 功率 （kW） 0.535 0.550 0.574 0.573 0.516 0.507 0.474 无功 功率 （kVar） 0.599 0.600 0.596 0.603 0.586 0.569 0.566 ⑵测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Q=0.569Kvar后，当系统电压在350～410V范围内变化时，励磁调节器可将无功功率Q恒定在0.569±0.034 KVA的范围内，即实现了恒Q=0.569Kvar的功能，故认为满足要求。 ⒌负荷调节(双回线) ⑴测试记录及数据处理：
表2-4-7 发电机状态 空载 半负载 额定负载 励磁电流 1.27 2.25 2.48 励磁电压 34.50 52.45 56.77 控制角α 66° 48° 40.8° ⑵测试结论：控制回路工作正常，符合设计要求。
四、实验报告
1.自行体会和总结微机励磁调节器四种运行方式的特点。说说他们各适合于那种场合应用？对电力系统运行而言,哪一种运行方式最好？是就电压质量,无功负荷平衡,电力系统稳定性等方面进行比较。
答： 微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。 电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。 2.分析励磁调节器的工作过程及其作用。
答：通过对发电机端电压进行检测，或者还要进行信号的隔离，这是防止干扰的，然后和AVR内部设定的电压值进行对比，对这个偏差量然后进行放大，用他去触发励磁的输出，从而控制了励磁的输出，这个励磁的变化从而又弥补了发电机电压的变化，使其尽快回归正常的电压水平，通过这样一个原理使得发电机的电压持续稳定在一个恒定的水平。发电机的励磁输出一般是可控硅输出的，有的是全波整流的，有的是半波整流的，当然全波的性能好一些。这些可控硅的触发信号就来自于实际值和设定值的偏差量。比如当发电机的实际电压偏离了正常电压，高了一点的时候，这个电压和设定电压的偏差，就被放大，然后触发可控硅，使得AVR的励磁输出减小一些，这样电压就会下降一点又回归正常值
五、实验心得
这次实验帮助我们了解了更多的并网规律，我们更加的懂得可控硅整流的原理。