電力工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了金屬磁性材料──硅鋼片(Si-Fe合金)的研制。永磁金屬從 19世紀(jì)的碳鋼發(fā)展到后來的稀土永磁合金,性能提高二百多倍。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,軟磁金屬材料從片狀改為絲狀再改為粉狀,仍滿足不了頻率擴(kuò)展的要求。
20世紀(jì)40年代,荷蘭J.L.斯諾伊克發(fā)明電阻率高、高頻特性好的鐵氧體軟磁材料,接著又出現(xiàn)了價格低廉的永磁鐵氧體。
50年代初,隨著電子計算機(jī)的發(fā)展,美籍華人王安首先使用矩磁合金元件作為計算機(jī)的內(nèi)存儲器,不久被矩磁鐵氧體記憶磁芯取代,后者在60~70年代曾對計算機(jī)的發(fā)展起過重要的作用。
50年代初人們發(fā)現(xiàn)鐵氧體具有獨(dú)特的微波特性,制成一系列微波鐵氧體器件。壓磁材料在次世界大戰(zhàn)時即已用于聲納技術(shù),但由于壓電陶瓷的出現(xiàn),使用有所減少。
后來又出現(xiàn)了強(qiáng)壓磁性的稀土合金。非晶態(tài)(無定形)磁性材料是近代磁學(xué)研究的成果,在發(fā)明快速淬火技術(shù)后,1967年解決了制帶工藝,正向?qū)嵱没^渡。
1、電壓的調(diào)節(jié)
自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)可以看成為一個以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。無功負(fù)荷電流是造成發(fā)電機(jī)端電壓下降的主要原因,當(dāng)勵磁電流不變時,發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對電能質(zhì)量的要求,發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)基本保持不變,實現(xiàn)這一要求的辦法是隨無功電流的變化調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流。
2、無功功率的調(diào)節(jié):
發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時,可以認(rèn)為是與無限大容量電源的母線運(yùn)行,要改變發(fā)電機(jī)勵磁電流,感應(yīng)電勢和定子電流也跟著變化,此時發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時,為了改變發(fā)電機(jī)的無功功率,必須調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流。此時改變的發(fā)電機(jī)勵磁電流并不是通常所說的“調(diào)壓”,而是只是改變了送入系統(tǒng)的無功功率。
3、無功負(fù)荷的分配:
并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)根據(jù)各自的額定容量,按比例進(jìn)行無功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)負(fù)擔(dān)較多無功負(fù)荷,而容量較小的則負(fù)提供較少的無功負(fù)荷。為了實現(xiàn)無功負(fù)荷能自動分配,可以通過自動高壓調(diào)節(jié)的勵磁裝置,改變發(fā)電機(jī)勵磁電流維持其端電壓不變,還可對發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的傾斜度進(jìn)行調(diào)整,以實現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理分配。
獲得勵磁電流的方法稱為勵磁方式。目前采用的勵磁方式分為兩大類:一類是用直流發(fā)電機(jī)作為勵磁電源的直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng);另一類是用硅整流裝置將交流轉(zhuǎn)化成直流后供給勵磁的整流器勵磁系統(tǒng)?,F(xiàn)說明如下:
1 直流勵磁機(jī)勵磁 直流勵磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī)同軸,采用并勵或者他勵接法。采用他勵接法時,勵磁機(jī)的勵磁電流由另一臺被稱為副勵磁機(jī)的同軸的直流發(fā)電機(jī)供給。
2 靜止整流器勵磁 同一軸上有三臺交流發(fā)電機(jī),即主發(fā)電機(jī)、交流主勵磁機(jī)和交流副勵磁機(jī)。副勵磁機(jī)的勵磁電流開始時由外部直流電源提供,待電壓建立起來后再轉(zhuǎn)為自勵(有時采用發(fā)電機(jī))。副勵磁機(jī)的輸出電流經(jīng)過靜止晶閘管整流器整流后供給主勵磁機(jī),而主勵磁機(jī)的交流輸出電流經(jīng)過靜止的三相橋式硅整流器整流后供給主發(fā)電機(jī)的勵磁繞組。
3 旋轉(zhuǎn)整流器勵磁 靜止整流器的直流輸出必須經(jīng)過電刷和集電環(huán)才能輸送到旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組,對于大容量的同步發(fā)電機(jī),其勵磁電流達(dá)到數(shù)千安培,使得集電環(huán)嚴(yán)重過熱。因此,在大容量的同步發(fā)電機(jī)中,常采用不需要電刷和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)。主勵磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)電樞式三相同步發(fā)電機(jī),旋轉(zhuǎn)電樞的交流電流經(jīng)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的硅整流器整流后,直接送到主發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵磁繞組。交流主勵磁機(jī)的勵磁電流由同軸的交流副勵磁機(jī)經(jīng)靜止的晶閘管整流器整流后供給。由于這種勵磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷裝置,故又稱為無刷勵磁系統(tǒng)。
地球也是一個大磁體,它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體,可以自由轉(zhuǎn)動時,就會因磁體同性相斥,異性相吸的性質(zhì)指示南北。這個道理古人不夠明白,但這類現(xiàn)象他們很清楚。
分類
磁鐵可分作“磁鐵”與“非磁鐵”。磁鐵可以是天然產(chǎn)物,又稱天然磁石,也可以由人工制造(強(qiáng)的磁鐵是釹磁鐵)。而非性磁鐵,只有在某些條件下會有磁性,通常是以電磁鐵的形式產(chǎn)生,也就是利用電流來強(qiáng)化其磁場。
定義
磁鐵,應(yīng)該叫磁鋼,英文:Magnet,磁鋼主要分兩大類,一類是軟磁,一類是硬磁。