不可控相复励.ppt

分类 自励恒压装置类型即自动励磁装置类型 有 按发电机电压偏差 U调节 可构成闭环系统 静态特性好 但由于必须出现偏差才调节 早期采用电磁元件构成的系统 动态性能差 按负载大小和性质调节 属开环系统 静态特性较差 但负载电枢反应影响电压时 就开始调节 动态性能好 主要为不可控相复励 复合调节 主要是可控相复励 既有按 U调节 又有按负载大小和性质调节 性能较好 此外 无刷发电机励磁系统 结构较独特 一 自励恒压装置的常见类型 索引 不可控相复励原理 是利用发电机本身的剩磁电压进行自励起压 根据负荷电流大小和性质 负荷电流与电压的相位关系 进行相位复励 以调整励磁电流 稳定发电机端电压 有电流 电磁和电势叠加三种 不可控相复励自励恒压装置的励磁电压包括两个部分 电压 空载 分量和电流 负载 分量 二 不可控相复励自励恒压装置 索引 二 不可控相复励自励恒压装置 不可控相复励自励恒压装置的常见类型 根据叠加成为励磁电流的电压分量和电流分量的信号方式的不同 不可控相复励自励恒压装置又可分为如下三种不同形式 电流叠加型 由反映电压分量的电流信号与反映负载电流分量的电流信号叠加而成 电势叠加型 由反映电压分量的电势信号与反映负载电流分量的电压信号叠加而成 然后再转换为电流 电磁叠加型 由反映电压分量的磁通信号与反映负载电流分量的磁通信号叠加而成 然后再转换为电流 1 电流叠加不可控相复励 常见类型电流互感器CT检测的负载电流分量与经过移相电抗器移相的电压分量叠加 得到交流的励磁电流 经三相桥式整流后得到直流励磁电流 直流励磁回路的阻容支路可吸收直流回路的两涌电压 保护整流桥 三相谐振电容器与移相电抗器一起构成串联谐振电路 在发电机起动加速过程中 保证自励起压成功 二 不可控相复励自励恒压装置 2 电势叠加不可控相复励 常见类型又称为电压叠加型 电流互感器在移相电抗器上产生的电压降 电势 与发电机端电压叠加 二 不可控相复励自励恒压装置 3 电磁叠加不可控相复励 常见类型电磁叠加不可控相复励是将电流分量与电压分量都转换为对应磁通 然后在三绕组变压器的磁路叠加 并通过输出绕组 输出交流励磁电流 其相复励叠加原理和其他元件作用与前面介绍一样 二 不可控相复励自励恒压装置 二 不可控相复励自励恒压装置 4 四绕组电磁叠加型 常见类型四绕组电磁叠加型不可控相复励 每相铁心有四个绕组 N1 N2 N3和N4 N1为电流绕组 N2为电压绕组 N4为补偿绕组提供额外的相位补偿 N3为输出绕组 N2电压绕组和N4补偿绕组连接规律是 每相N2绕组总是与滞后该相的N4绕组反向串联 由相量图可知 这样连接后 空载分量比原来超前一个小于30 的电角 可提高静态调压精度 不可控相复励综述 不可控相复励自励恒压装置是依靠同步发电机电枢绕组产生的三相交流电作为励磁电源 其励磁电流包括复励分量与空载分量两个部分 为了使励磁电流既反映负载电流大小又反映负载电流相位 性质 空载分量必须经移相电抗器移相90 电角度后再与复励分量进行叠加 根据叠加方式不同 不可控相复励自励恒压装置主要有 电流叠加 电势叠加和电磁叠加三种 电磁叠加型还有带电压曲折绕组的四绕组变压器作为相复励的叠加元件的形式 其主要目的是提高反映负载电流的精度 二 不可控相复励自励恒压装置 索引 四 可控硅自励恒压装置 索引 构成原理 特点 不论是可控还是不可控 相复励恒压装置都是由电磁元件构成的 而电磁元件的惯性较大 由于存在电感 电流变化速度受影响 控制调节的速度也因此受到一定限制 可控硅 晶闸管 恒压励磁装置取消相复励的电磁元件 采用按电压偏差进行调节 虽无电磁元件 调节反应的速度加快 但却不能实现相复励 因此其动态性能一般都比相复励差 特点是 调节速度快 且体积小 重量轻 成本低 易于系列化 四 可控硅自励恒压装置 构成原理 框图 主要由晶闸管主电路 触发电路 控制电路三部分组成 控制电路则由比较 检测和调节电路组成 装置的关键部分是检测电路 因为属于按电压偏差调节 对发电机端电压检测的要求是 既要准确 又要快速 这就要求整流电路不能采用大电容滤波 惯性较大 影响反应速度 因此检测电路一般采用多相整流 如六相整流 十二相整流等 四 可控硅自励恒压装置 检测比较环节 总体说明 晶闸管主电路 触发电路 属于可控整流电路原理介绍的内容 既可采用单相可控整流 也可采用三相可控整流 一般根据装置的具体要求确定 可参考有关整流电路原理的介绍 而控制电路主要作用是实时检测发电机端电压的变化情况 并与给定电压比较 得出作为控制信号的电压偏差信号 然后再通过晶闸管触发电路和主电路 向发电机的励磁绕组提供合适的励磁电流 使发电机端电压维持在所要求的值 并联运行时还应保证各发电机无功的合理分配 1 六相整流 检测比较环节对检测环节的要求主要是 检测得到的直流信号应该快速准确反映发电机端电压的变化 检测得到直流信号应尽量平稳 其交流脉动成分应尽量小 经过六相整流 直流信号的交流脉动成分很小 很小电容就可滤除交流脉动 四 可控硅自励恒压装置 2 比较环节 检测比较环节用稳压管得到一条先正反馈 后负反馈的发电机给定电压信号的曲线 其目的是得到一条与发电机实际磁路饱和对应的励磁特性 实际发电机的额定电压在UZ和2UZ之间 U UN U0增大 U UN U0减小 四 可控硅自励恒压装置 索引 可控相复励的构成 可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体 再加上根据电压偏差信号实现调节的自动调压器AVR构成的 负载电流变化时 首先是相复励调节 然后AVR补充调节 三 可控相复励自励恒压装置 索引 AVR的原理框图 可控相复励的构成AVR是一个闭环电压负反馈的调节系统 其输入信号是电压偏差信号 通过电压互感器检测发电机的端电压 与给定值比较后通过调节器的调节 通过执行元件控制发电机的励磁电流 就可实现对发电机端电压的控制 若调节器具有积分调节规律 则可实现无差调节 三 可控相复励自励恒压装置 可控相复励恒压装置的基本形式 AVR控制的是发电机的励磁电流 而励磁电流包括复励 电流 和空载 电压 两个分量 可控制的点较多 即可直接控制通入励磁绕组的直流侧控制 也可控制励磁电流分量的交流侧控制 控制的方法也较多 常见的有 控制磁路饱和 控制分流的大小和控制晶闸管导通等形式 根据执行元件的不同 可控相复励辅助励磁的典型类型可归纳为 可控移相电抗器形式 可控变压器形式 可控饱和电抗器分流形式 晶闸管分流形式等 三 可控相复励自励恒压装置 1 可控移相电抗器形式 基本形式可控移相电抗器可控相复励恒压装置 是在电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加了对移相电抗器的电抗值进行控制的环节 控制原理 移相电抗器的电抗值改变 励磁电流的交流分量也改变 通过对励磁电流的控制 可实现端电压的恒定 电抗值与铁心饱和程度有关 在电抗器铁心加一辅助绕组 可控制电抗器铁心的饱和程度 三 可控相复励自励恒压装置 2 可控变压器形式 基本形式可控变压器形式的可控相复励恒压装置是在电磁叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加控制绕组N4构成的 也属于通过控制磁路饱和程度控制励磁电流形式 负载电流变化后 励磁电流按相复励调节 当端电压仍有偏差时 AVR二次调节 控制绕组信号改变变压器磁路饱和程度 从而使励磁电流和端电压都发生改变 三 可控相复励自励恒压装置 3 可控饱和电抗器分流形式 基本形式可控饱和电抗器分流形式的可控相复励恒压装置 是在电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加了可控饱和电抗器Xk分流控制 属于分流控制 相复励调节后 若发电机端电压仍有偏差 设偏低 时 AVR输出控制信号减小 饱和电抗器铁心饱和程度降低 电抗值增大 由饱和电抗器分流电流减小 励磁电流增加 端电压升高 三 可控相复励自励恒压装置 4 晶闸管分流形式 基本形式晶闸管 可控硅 分流可有两种分流形式 在交流侧分流和在直流侧分流 都是在电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加了晶闸管 可控硅 VT分流控制 分流增加 发电机的励磁电流减小 发电机的端电压降低 反之 则端电压升高 三 可控相复励自励恒压装置 可控相复励综述 基本形式可控相复励是以相复励为主 增加AVR的辅助调节 实现同步发电机端电压恒定的 相复励在负载电流发生变化的同时开始产生作用 进行励磁调节 在负载电流电枢反应作用还未达到最大时 励磁电流就已产生补偿作用 避免端电压出现过大的偏差 因此 其作用可保证恒压的动态指标 相复励调节后仍存在偏差 AVR检测到偏差后进行二次调节 使端电压回到给定值或要求的范围内 因此 其作用是满足静态指标 三 可控相复励自励恒压装置 索引 无刷同步发电机 普通同步发电机工作时 通过电刷和滑环将直流励磁电流引进发电机转子励磁绕组 无刷同步发电机实际上是由两台同轴运行的同步发电机组成 一台采用转极式结构 一台采用转枢式结构 其励磁称为旋转励磁 可消除火花 减小维护工作量 五 无刷发电机励磁系统 索引 无刷励磁装置原理图 无刷同步发电机与普通有刷同步发电机比 具有励磁控制放大系数大 调压器小 可靠等优点 但机组轴向尺寸增加 励磁机具有较大电磁惯性 因此动态特性较差 为此可采取有针对性的措施 改善其动态性能 五 无刷发电机励磁系统 无刷发电机优点 主要优点有 运行时无火花 有利于保证发电机绝缘和防止对无线电的干扰 采用相复励