第03章_同步发电机励磁自动控制系统(3-4)
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第三章 同步发电机励磁自动控制系统
励磁对静稳极限的影响，通过对功角 特性的改变提高Pm增大发电机的稳定 运行区域。这样可以提高发电机输送 的功率极限或提高系统的稳定储备。 要求所有运行发电机均装设励磁调节 器。
P G=
EU q XΣ
sinδ
静态稳定的；当δ＞90°（b点）时→ 静态 不稳定的；当δ=90°时→ 稳定极限(裕度： 实际运行点总略低于极限值)。 最大传输功率极限：
9
UG随无功负荷的增大而下降。
图3-3 同步发电机的外特性
10
2．同步发电机的外特性与励磁调节过程
¾
（二）控制无功功率的分配
¾
¾
G
ϕ
IEF2
δ
IP IG
同步发电机的励磁自 动控制系统就是通过 不断地调节励磁电流 来维持端电压在给定 水平的。
UGN UG2
A
B
（ a）
C IEF1 IQ1 IQ2
IQ
第三章 同步发电机励磁 自动控制系统
第三章 同步发电机励磁 自动控制系统
第一节 概述 第二节 同步发电机励磁系统 第三节 励磁系统中的整流电路 第四节 励磁控制系统调节特性和并 联机组间的无功分配 第五节 励磁调节原理
本章主要内容：励磁自动控制系统的任务；对励 本章主要内容：励磁自动控制系统的任务；对励 磁自动控制系统的基本要求、励磁调节装置的构 成原理；并列运行发电机组间的无功功率的分 配；同步发电机励磁系统的整流电路的种类、特 点。 本章重点内容：励磁自动控制系统的组成原理和 本章重点内容：励磁自动控制系统的组成原理和 它的运行特性。 本章难点： 励磁调节装置的构成原理，励磁调节 器的静态工作特性，并列运行发电机组间的无功 功率的分配及整流电路原理。
P G=
EU q XΣ
sinδ
静态稳定的；当δ＞90°（b点）时→ 静态 不稳定的；当δ=90°时→ 稳定极限(裕度： 实际运行点总略低于极限值)。 最大传输功率极限：
9
UG随无功负荷的增大而下降。
图3-3 同步发电机的外特性
10
2．同步发电机的外特性与励磁调节过程
¾
（二）控制无功功率的分配
¾
¾
G
ϕ
IEF2
δ
IP IG
同步发电机的励磁自 动控制系统就是通过 不断地调节励磁电流 来维持端电压在给定 水平的。
UGN UG2
A
B
（ a）
C IEF1 IQ1 IQ2
IQ
第三章 同步发电机励磁 自动控制系统
第三章 同步发电机励磁 自动控制系统
第一节 概述 第二节 同步发电机励磁系统 第三节 励磁系统中的整流电路 第四节 励磁控制系统调节特性和并 联机组间的无功分配 第五节 励磁调节原理
本章主要内容：励磁自动控制系统的任务；对励 本章主要内容：励磁自动控制系统的任务；对励 磁自动控制系统的基本要求、励磁调节装置的构 成原理；并列运行发电机组间的无功功率的分 配；同步发电机励磁系统的整流电路的种类、特 点。 本章重点内容：励磁自动控制系统的组成原理和 本章重点内容：励磁自动控制系统的组成原理和 它的运行特性。 本章难点： 励磁调节装置的构成原理，励磁调节 器的静态工作特性，并列运行发电机组间的无功 功率的分配及整流电路原理。
同步发电机励磁自动控制系统
时，输出波形不连续，周期为2π/3
三相半控整流电路输出电压与控制角α的关系式为：
静止励磁系统(发电机自并励系统)中发电机的励磁电源不用励 磁机，而由机端励磁变压器供给整流装置。
这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称静
止励磁系统。由于励磁电源是发电机本身提供，故又称为发电
机202自1/5/并27 励系统。
21
第三节 励磁系统中的整流电路
同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务是将交流电压 整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁绕组。
一 励磁系统的历史
直流励磁机励磁系统
换流困难
交流励磁机励磁系统(交流发电机和半导体整流元件组成） 为缩短主轴长度，降低造价，减少环节。
20静21/止5/27励磁系统 (发电机自并励系统)
13
二 直流励磁机励磁系统（100MW以下） 按励磁机的励磁绕 ➢ 自励直流励磁机励磁系统 组供电方式的不同 ➢ 他励直流励磁机励磁系统
1 自励直流励磁机励磁系统
IEE
IR DE =
IE
G
IAVR
R
励磁调节器
发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁
2021机/5/2磁7 场电阻R可改变励磁机励磁电流
14
2 他励直流励磁机励磁系统
IR
PE =
= IAVR IEE DE
IE
G
励磁调节器
他励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励多用 了一台副励磁机
ug1
t0 t1
VS5 V6
VS1 V2
ug3
ug5
VS3 V4
VS5 V6
t
t
t
27
电力系统自动装置原理三同步发电机励磁自动控制系统PPT课件
ub
uc
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
t
id
O
t
ia
O
t
电路带阻感负载a =30时的波形
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
1．硬件构成 变送器；同步电压检测电路；输入、输出通道电路；主机
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
2．软件功能 @多种励磁限制。 @电压互感器断线检测及保护。 @手动/自动运行方式的相互跟踪。 @独立的后备通道，自动跟踪工作通道， 切换无波动。 @励磁系统（包括调节器）出现失磁、失 控故障或软件连续几次出轨而自复归无 效时，自动切换到备用通道工作。 @软件具有自诊断、自恢复功能。
id
a
负 b c载
ud
VT4 VT6 VT2 d2
UAV =1.35Up-pcosα =2.34 UPcosα
三相全控桥式整流电路在 0°<α﹤90°时，处于整流工作 状态，改变α角，可以调节发电 机励磁电流; 在90°<α< 180° 时，电路处于逆变工作状态，可 以实现对发电机的自动灭磁。
ud1 = 30°ua
电力系统 自动装置原理
二、对励磁系统的要求
维持电压水平和无功的合理分配 控制能力和调节范围 快速反应能力 结构简单，易于维护 足够的阻尼能力
高度的可靠性 快速性
电力系统 自动装置原理
自动调节励磁系统的基本构成
Ie.G. GLE
励磁功率
G
单元
~
自动调节励磁 装置AER
TA
.
UG
第3章 同步发电机励磁自动控制系统
第3章同步发电机励磁自动控制系统
1、同步发电机励磁系统一般由哪两部分组成？说明各部分的作用。
2、同步发电机励磁控制系统的任务有哪些？
3、根据图3-3同步发电机的外特性，分析说明同步发电机的励磁控制系统是怎样来维持发电机机端电压为给定水平的。
4、根据图3-4，分析说明与系统并联运行的发电机组，为什么调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率是数值。
5、解释电力系统稳定、电力系统静态稳定、电力系统暂态稳定、电力系统动态稳定的概念。
6、为什么同步发电机励磁系统能改善异步电动机的自启动条件？
7、水轮发电机为什么要求实行强行减磁？
8、对励磁调节器的要求有哪些？
9、根据图3-41，分析说明为什么发电机投入或退出电网运行时，能平稳的转移负荷，不致引起对电网的冲击。
10、分析为什么两台无调差特性的发电机组不能并联运行。
第三章 同步发电机励磁自动控制系统
（五）水轮发电机组要求实行强行减磁
二、对励磁系统的基本要求
励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
（一）对励磁调节器的要求
励磁调节器主要任务是检测和综合系统运行状态的信 息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率 单元以得到所要求的发电机励磁电流。
励磁 功率单元
G 发电机
电力系统
励磁调节器 输入信息
一、同步发电机励磁控制系统的任务
优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供可靠的电 能，而且可以有效地提高系统的技术指标。
电压控制
控制无功功率的分配 提高同步发电机并联运行的稳定性 改善电力系统的运行条件
静态稳定 暂态稳定
水轮发电机组要求实行强行减磁
(一)、电压控制
电力系统运行时，负荷波动引起电压波动，需要对励磁电流进 行调节以维持机端电压在给定水平。励磁自动控制系统担负了 维持电压水平的任务。
1. 自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统
AE
VS
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
自动恒压元件
启励电源
AVR
2. 自励交流励磁机静止整流器励磁系统
AE
V
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
启励电源
励磁调节器
图3-19 静止励磁系统原理接线
§3.3 励磁系统中的整流电路
交流电压
整流
直流电压
大型发电机的转子励磁回路通常采用三相桥 式不可控整流电路，在静止励磁系统中采用三相 桥式全控整流电路；励磁机励磁回路通常采用三 相桥式半控整流或三相桥式全控整流电路。
0
ωt
(b) 输出电压波形（α＝1200）
二、对励磁系统的基本要求
励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
（一）对励磁调节器的要求
励磁调节器主要任务是检测和综合系统运行状态的信 息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率 单元以得到所要求的发电机励磁电流。
励磁 功率单元
G 发电机
电力系统
励磁调节器 输入信息
一、同步发电机励磁控制系统的任务
优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供可靠的电 能，而且可以有效地提高系统的技术指标。
电压控制
控制无功功率的分配 提高同步发电机并联运行的稳定性 改善电力系统的运行条件
静态稳定 暂态稳定
水轮发电机组要求实行强行减磁
(一)、电压控制
电力系统运行时，负荷波动引起电压波动，需要对励磁电流进 行调节以维持机端电压在给定水平。励磁自动控制系统担负了 维持电压水平的任务。
1. 自励交流励磁机静止可控整流器励磁系统
AE
VS
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
自动恒压元件
启励电源
AVR
2. 自励交流励磁机静止整流器励磁系统
AE
V
G
滑环
TR
TV
电压 启励元件
启励电源
励磁调节器
图3-19 静止励磁系统原理接线
§3.3 励磁系统中的整流电路
交流电压
整流
直流电压
大型发电机的转子励磁回路通常采用三相桥 式不可控整流电路，在静止励磁系统中采用三相 桥式全控整流电路；励磁机励磁回路通常采用三 相桥式半控整流或三相桥式全控整流电路。
0
ωt
(b) 输出电压波形（α＝1200）
工学微机电力自动装置原理课件第3章同步发电机励磁控制系统.ppt
（1）发电机的有功功率特性（前面已经知道）
PG
EqU X
sin
第3章 指令系统及汇编语言程序设计
以上发电机有功功率公式和其曲线。可知：改变励磁电流的大小，就能改变感电动 势Eq的大小，从尔改变发电机功率角δ的大小。当功率角δ从0度变化到90度时PG 就从0变化到最大Pm值。称为发电机的内角特性。 但是当功率角δ大于90度后， PG就又从最大Pm值往小的方向变化，称为发 电机的外角特性。它带来静态特性不稳定的问题。我们希望功率角δ大于90度后， 提高Pm值，在很宽的范围内维持Pm值的稳定性？ 其办法就是使励磁调节器起作用，改变励磁电流的大小，来达到，见图3-7
第3章 指令系统及汇编语言程序设计
B、 关系说明： 励磁电流IEF增加或减小： 发电机感应电动势Eq也随着增加或减小，
因此发电机的输出电压UG和电流IG 、IP、无功电流IQ、无功功率 PQ 都将改变。
它们的关系可用下式表示：
Eq I EF
Eq c os U G IQ X d
当cos很小时：Eq U G IQ X d
第3章 指令系统及汇编语言程序设计
（4）系统能否处于动态稳定实质上是由励磁电流IEF决 定的。只要增加励磁电流IEF就能使F点上面的阴影面 积大于下面阴影面积，而使系统进入动态稳定。
（1）正常情况下，发电机输出功率为PG0，在图2-8中的a点运行。
（2）电网受干扰后，功率工作点下降到b点，此时转子因有过剩转矩 而加速，使PG上升达到F点。
（3）达到F点后P>PG0转子上出现制动转矩,转子减速.。PG下降，能 否稳定在PG0，处决于F点上下阴影区的面积是否相等。若上面的面积大 于下面的面积系统处于动态稳定，否则系统不能处于动态稳定。
电力系统第三部分 同步发电机励磁自动控制系统
1.3 励磁控制系统的基本要求
（二）对励磁功率单元（及各类励磁机系统）的要求 （P49）
(1) 要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。 要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有 定的调节容量 (2) 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度 励磁顶值电压 励磁电压上升速度（P50） 电压响应时间：励磁电压达到95％顶值电压所需要的时间
（ ）电压控制的任务 （一）电压控制的任务 电压控制的过程：
电流系统正常运行时，负荷经常波动 -> 发电机功率相应变化 > 需要对励磁电流进行调节 －> 维持机端或系统某一点的电 压在给定水平。
1. 概述
1.2 励磁控制的任务 （一）电压控制的任务 同步发电机感应电动势与励磁电流的关系原 理图（P44，图 图3－2）
2.1 直流励磁机励磁系统
概念
励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给； 靠机械整流子换向整流，但当励磁电流过大时，换向困难； 靠机械整流子换向整流 但当励磁电流过大时 换向困难 有电刷、整流子等转动接触部件，运行维护繁杂，是励磁系统中的 薄弱环节。 只能在10万kW以下小 以下小容量机组中采用，是过去常用的一种励磁 机 中采 ，是 去常 的 种励磁 方式； 分两种：自励式、他励式 分两种：自励式 他励式
在此条件下，机端电流的变化只是无功分量的变化（有 功分量被约束），同样基于发动机有功输出不变的约束 ，空载电势的变化也是随着功角变化，当中电势垂直（ 虚）轴分量不变，由电势＝机端电压（不变）+电流× 直轴电抗（相量） 发现空载电势（励磁电流）变化导 直轴电抗（相量），发现空载电势（励磁电流）变化导 致发动机无功功率（电流）输出同方向改变。
（二）对励磁功率单元（及各类励磁机系统）的要求 （P49）
(1) 要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。 要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有 定的调节容量 (2) 具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度 励磁顶值电压 励磁电压上升速度（P50） 电压响应时间：励磁电压达到95％顶值电压所需要的时间
（ ）电压控制的任务 （一）电压控制的任务 电压控制的过程：
电流系统正常运行时，负荷经常波动 -> 发电机功率相应变化 > 需要对励磁电流进行调节 －> 维持机端或系统某一点的电 压在给定水平。
1. 概述
1.2 励磁控制的任务 （一）电压控制的任务 同步发电机感应电动势与励磁电流的关系原 理图（P44，图 图3－2）
2.1 直流励磁机励磁系统
概念
励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给； 靠机械整流子换向整流，但当励磁电流过大时，换向困难； 靠机械整流子换向整流 但当励磁电流过大时 换向困难 有电刷、整流子等转动接触部件，运行维护繁杂，是励磁系统中的 薄弱环节。 只能在10万kW以下小 以下小容量机组中采用，是过去常用的一种励磁 机 中采 ，是 去常 的 种励磁 方式； 分两种：自励式、他励式 分两种：自励式 他励式
在此条件下，机端电流的变化只是无功分量的变化（有 功分量被约束），同样基于发动机有功输出不变的约束 ，空载电势的变化也是随着功角变化，当中电势垂直（ 虚）轴分量不变，由电势＝机端电压（不变）+电流× 直轴电抗（相量） 发现空载电势（励磁电流）变化导 直轴电抗（相量），发现空载电势（励磁电流）变化导 致发动机无功功率（电流）输出同方向改变。
电力系统自动化 第3章-同步发电机励磁自动控制
2020/1/9
教材上总结了6条：（P33） 2020/1/9
强励倍数一般为1.8~2.0 国标规定：励磁系统应保证在发电机空载额定电压的70%～110%范围内能稳定、
平滑地调节；励磁系统的手动控制单元应保证发电机励磁电压在空载励磁电压的20% 到额定励磁电压的110%范围内能稳定，平滑调节。 励磁系统应保证同步发电机端电
2020/1/9
2020/1/9
2020/1/9
（三） 自复励励磁系统
——P40
GLH是串联变压器，也称作功率电流互感器，把发电机电流取出一部 分经过整流(ZL)后作为发电机的励磁电流，再由励磁变压器LB降压、整 流(KZL)后作为发电机励磁电流的方式称为自复励。
2020/1/9
本章的主要内容
2020/1/9
本章的主要内容
3.1 励磁系统主要任务、基本要求 3.2 同步发电机励磁系统 3.3 励磁系统中的整流电路 3.4 自动励磁调节器基本原理 3.5 励磁调节与并联机组间无功功率的分配 3.6同步发电机微机励磁控制 3.7电力系统电压和无功功率控制
2020/1/9
2020/1/9
2020/1/9
+ Um+
F
+
U2
UL
-
-
D FLQ F
KZ
2020/1/9
（4）利用非线性电阻灭磁
常用于灭磁的非线性电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻等。
当压敏电阻YM两端电压较低时（额定励磁电压附近），呈高阻态， 只
有很小的电流（微安级）从中流过，但当它两端的电压高于某一数 值
时（例如4~5倍额定励磁电压），它的电阻急剧降低，允许有很大 的
发电机灭磁是消灭发电机转子内储存的能量的过程，其主要目的是
教材上总结了6条：（P33） 2020/1/9
强励倍数一般为1.8~2.0 国标规定：励磁系统应保证在发电机空载额定电压的70%～110%范围内能稳定、
平滑地调节；励磁系统的手动控制单元应保证发电机励磁电压在空载励磁电压的20% 到额定励磁电压的110%范围内能稳定，平滑调节。 励磁系统应保证同步发电机端电
2020/1/9
2020/1/9
2020/1/9
（三） 自复励励磁系统
——P40
GLH是串联变压器，也称作功率电流互感器，把发电机电流取出一部 分经过整流(ZL)后作为发电机的励磁电流，再由励磁变压器LB降压、整 流(KZL)后作为发电机励磁电流的方式称为自复励。
2020/1/9
本章的主要内容
2020/1/9
本章的主要内容
3.1 励磁系统主要任务、基本要求 3.2 同步发电机励磁系统 3.3 励磁系统中的整流电路 3.4 自动励磁调节器基本原理 3.5 励磁调节与并联机组间无功功率的分配 3.6同步发电机微机励磁控制 3.7电力系统电压和无功功率控制
2020/1/9
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+ Um+
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U2
UL
-
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D FLQ F
KZ
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（4）利用非线性电阻灭磁
常用于灭磁的非线性电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻等。
当压敏电阻YM两端电压较低时（额定励磁电压附近），呈高阻态， 只
有很小的电流（微安级）从中流过，但当它两端的电压高于某一数 值
时（例如4~5倍额定励磁电压），它的电阻急剧降低，允许有很大 的
发电机灭磁是消灭发电机转子内储存的能量的过程，其主要目的是
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VS3
VS5 V Rf
V6
V2
17
(2)三相桥式半控整流电路
α = 0°
注意: 在三相桥式半控整流电路中, 不是承受最高电压的晶闸管元件导通, 而是受触发的晶闸管和最低电压相的 二极管导通
18
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 30°
Rf
α = 30°
22
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 60°
23
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 60°
24
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
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(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
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α = 30°
20
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 30°
21
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
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V4 V6 V2
A
V1 V3 V5
ea
eb
C
Rf
ec
V4 V6 V2
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(1)三相桥式不可控整流电路
B
V1 V3 V5
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C
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V4 V6 V2
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(1)三相桥式不可控整流电路
B
V1 V3 V5
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A
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V4 V6 V2
(1)三相桥式不可控整流电路
C
V1 V3 V5
ea
eb
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A
ec
V4 V6 V2
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整流电路的换流压降及外特性 VS1 VS3 VS5 ea eb ec L R VS4 VS6 VS2 ea eb ec
L L VS1 VS3
di = eb − ea = 3Em sin ωt dt α +γ di 3Em α +γ dt = Id = ∫ sin ωtdωt α dt 2 Lω ∫α 3 Em [cos α − cos(α + γ )] = 2X K 2L ⎛ 2X K Id γ = cos ⎜ α − cos ⎜ 3 Em ⎝
e
ωt
ug ug
ωt
逆变角：β=180 °- α 平均电压： U d
+α 1 6 2 E l cos ω td ω t = 2π − π + α 6 6 3 π 2 × 2 E l sin cos α = π 6 = 1 . 35 E l cos α
∫
π
uL
t1 t2
ωt
ωt
37
¾ 电阻性负载
α≤ π
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 60°
25
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
α = 120°
26
(2)三相桥式半控整流电路
VS1 VS3 VS5 L V1
ea
eb
ec
V4 V6 V2
Rf
输出波形出现了不连续现象
α = 120°
27
脉冲控制角α=180°
π π
2 6
6 2 ⎛ 2π ⎛ Ea ⎜ = − cos ωt + cos⎜ ωt − ⎜ 2π 3 ⎝ ⎝ = 2.34 E a = 1.35 E ab
U
− 直流电压平均值
E a − 交流相电压有效值 E ab − 交流线电压有效值
16
三相桥式半控整流电路 1 工作原理
ea VS1 eb ec V4
三 最小逆变角 VS1 VS3 VS5 ea eb ec L R VS4 VS6 VS2 ug e
ωt
VS5
VS1
VS3
ug
VS4
t0 t1
VS6 VS2
ωt
ωt
44
三 最小逆变角
★换流不能瞬时完成，需要过渡过程
★如果逆变角过小，换流失败
★晶闸管连续导通，过热烧坏！
最小逆变角
β ≥ γ + δ off
三个基本整流电路 整流电路的换流压降及外特性 最小逆变角
4
励磁系统中的整流电路
☆分类 ★(1)三相桥式不可控
元件：二极管 应用：主励磁机定子→发电机转子
★(2)三相桥式半控
元件：二极管+晶闸管(可控硅) 应用：副励磁机定子→主励磁机转子
★(3)三相桥式全控
元件：晶闸管(可控硅) 应用：副励磁机定子→主励磁机转子 励磁变压器二次侧→发电机转子
3
e
ωt
ug ug
¾ 电阻性负载
α> π
3
ωt
Ud
1 π = 2 E l sin ω td ω t 2π π + α 3 6 ⎡ 3 ⎞⎤ ⎛π = 2 × 2 E l ⎢1 + cos ⎜ + α ⎟ ⎥ π ⎝3 ⎠⎦ ⎣
∫
uL
t1 t2
ωt
⎡ ⎛π ⎞⎤ = 1 . 35 E l ⎢1 + cos ⎜ + α ⎟ ⎥ ⎝3 ⎠⎦ ⎣
VS4
VS6
VS2
31
三相桥式全控整流电路触发脉冲的形式
◤在晶闸管需导通的区域仅用初 始的一个窄脉冲去触发的方式称 “单窄脉冲触发” ◢ L
VS4
ea eb ec
VS1
VS3
VS5
VS6
VS2
R
◤每个元件除了在各自的换流点 处有一个脉冲之外，还在60度电 角度之后的下一个导通元件的导 通时刻补了一个脉冲。所补的脉 冲在电流连续的稳态工作时并不 起任何作用，但它却是电路启动 及在电流断续时使电路正常工作 所不可缺少的，这种触发方式称 之为“双窄脉冲触发”。 ◢ ◤ 若把上面的双窄脉冲连成一 个宽脉冲，电路当然也可正常工 作，这种触发方式称之为“宽脉冲 触发” ◢
−1
⎞ ⎟ −α ⎟ ⎠
Uγ =
3
π
X K Id 3
ia i ib id ic
U d = 1.35 El cos α −
π
X K Id
L
VS2
以上讨论中均假设换流角 γ＜60°，当交流 回路中电抗较大，并且直流负载电流较大 时， 换流角γ也会增大。当γ ＞ 60°时，整 流回路中换流过程将发生变化，此时不能 用上式 来计算整流电路输出的直流电压。 43
15
(1)三相桥式不可控整流电路
6 U= 2π
∫π (e
2 6
π
a
− eb )dωt ⎞⎞ ⎟⎟ ⎟dωt ⎠⎠
负载电压U是线电压波形的包络 线，以2π/6为其脉动周期，输出 空载电压平均值为
6 = 2π
∫π
π
2
6
⎛ 2π ⎛ ω ω E t E t 2⎜ sin sin − − ⎜ a a ⎜ 3 ⎝ ⎝ ⎞⎞ ⎟⎟ ⎟ ⎠⎠
ωt
ωt
整流电路的换流压降及外特性
输出电压下降 a相电压 b相电压
uγ = eb −
ea + eb eb − ea = 2 2 ea = Em sin ωt + 150ο eb
ο m
3 uγ = Em sin ωt 2 α +γ α +γ 3 3 在换流角期间电压 ΔA = u d ω t = E ω td ω t = Em [cosα − cos(α + γ )] sin m∫ γ ∫ α α 下降缺口的面积 2 2
ea eb ec
V1
V3
+ V5 Rf
V4 e ea eb
V6 ec
V2 -
ωt
u
ab ac bc ba ca cb ab ac bc 16 12 32 34 54 56 16 12 32
ωt
8
(1)三相桥式不可控整流电路
H
V1 V3 V5
A B
Rf
ea
eb
ec
V4 V6 V2
L
9
(1)三相桥式不可控整流电路
455 = 1.35 * 900 * cos α 455 α = arccos = 68° 1.35 * 900
40
整流电路的换流压降及外特性
e
VS1 VS3 VS5 ea eb ec L R VS4 VS6 VS2 换流角
★两臂导通与三臂导通交替 称为2-3状态
41
ωt
ug t1
ug γ id
ωt
第三章 同步发电机励磁自动控制系统
1
总 述
励磁系统的任务 励磁系统的类型 励磁系统的整流电路 并联机组间无功分配 励磁装置的原理
2
励磁系统中的整流电路
☆功能：
交流～
直流—
★同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务 是将交流电压整流成直流电压供给发电机励磁 绕组或励磁机的励磁绕组。
3
第三节 励磁系统中的整流电路
35
脉冲控制角α=60 ° VS1 VS3 VS5 ea eb ec