同步发电机励磁自动控制系统95875.ppt

第三章 同步发电机励磁自动控制系统 2 输出电压与控制角关系 设 3 比较整定电路的整定 负载电压U是线电压波形的包络线，以2?/6为其脉动周期，输出空载电压平均值为 二 三相桥式半控整流电路 (一) 工作原理 如图所示，整流二极管V2、V4、V6共阳极连接，晶闸管VS1、VS3、VS5共阴极连接，V为续流二极管。在电路中仅在桥的一侧用可控的晶闸管，故称为半控整流桥。 三个晶闸管的导通顺序与三相电源相序的顺序相同为VS1、VS3、VS5。因为是三相电源，所以触发脉冲间相位也依次相差120?。 在三相可控整流电路中，控制角?起点规定为各相的自然换向点，见图中三相电压波形交点的1、3、5处。 当? ＝0?时，A、B、C三相触发脉冲各在所对应的自然换向点1、3、5处时刻发出，这时半控桥各元件导通顺序和时间与上述不可控整流桥完全相同。 控制角? ＝30?，输出电压波形如图所示，电路不一定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。 各元件持续导通时间仍为120?，输出电压以2?/3为周期。 输出电压与控制角?关系 控制角? ＝60?，输出电压波形如图所示，电路不一定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。 各元件持续导通时间仍为120?，输出电压仍以2?/3为周期。 控制角? ＝120?，输出电压波形如图所示。输出电压波形不连续，各整流元件导通时间小于120?。 当? ＝180?时，各相触发脉冲都在负侧自然换相点出现，晶闸管因正向电压为零而不能导通，输出平均电压为零。 由上述讨论可知，当触发脉冲控制角?从o～180 ?范围内移相时，输出电压从最大值连续降低到零。 (三)失控现象和续流二极管的作用上面的讨论是假定负载为纯电阻的情况，因此，当?大于60?时，输出电压波出现了不连续，即当晶闸管由于正向电压为零而自然关断时，导通电流也就为零。如果负载为电感性且电感量很大，当供电电压降为零时，输出电流的瞬时值不为零，因电感的反电动势方向如图括号中（左下图）所示，力图阻止电流减小，若电感产生的电动势足够大时，就由该感应电动势经二极管和当时导通的晶闸管释放电感的磁能，导致该晶闸管不能关断。如图所示（右上），t3-t4时段内，VS1经负载和V2导通，在t4点VS1应关断，但由于反电势足够大，方向如图（左下图）所示，经V2、VS1导通释放磁能，VS1不能关断，直到下一个晶闸管触发导通为止，这种现象称为失控。这时，得不到原有的输出电压波形，使整流输出电压值降低。 为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向续流二极管V，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管两端电压甚低，接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断。 如图所示，三相桥式全控整流电路的六个整流元件全部采用晶闸管，VS1、VS3、VS5为共阴极组连接，VS2、VS4、VS6为共阳极连接。为保证电路正常工作，对触发脉冲提出了较高的要求，除了共阴极组的晶闸管需由触发脉冲控制换流外，共阳极组的晶闸管也必须靠触发脉冲换流，由于上、下两组晶闸管必须各有一只晶闸管同时导通电路才能工作，六只晶闸管的导通顺序应为1，2，3，4，5，6。它们的触发脉冲相位依次相差60?；又为了保证开始工作时，能有两个晶闸管同时导通，需用宽度大于60?的触发脉冲，也可用双触发脉冲，例如在给VS1脉冲时也补给VS6一个脉冲。 当控制角?＝0?时，各晶闸管的触发脉冲在它们对应自然换向点时刻发出，如图所示，输出电压波形与不可控桥的一样，各元件每周导通持续120 ? 。 当?＝60?时，输入电压波形及触发脉冲(图中黑脉冲是双脉冲中的补脉冲)如图所示。各相正、负侧晶闸管的触发脉冲滞后于自然换相点60 ?出现，例如在2点之前VS5、VS6导通，2点时刻ug触发VS1、VS6，这时VS1、VS6导通，VS5关断。输出电压波形如图(下)所示。交流相电压中画阴影部分表示导通面积。 综上分析可知，当控制角a60 ?时，共阴极组输出的阴极电位在每一瞬间都高于共阳极组的阳极电位，输出电压的瞬时值都大于零，波形是连续的。 ? 60 ?时，当线电压瞬时值为零并转负值时，由于电感的作用，导通着的晶闸管继续导通，整流输出为负的电压波形，从而使整流电压的平均值降低。 如图所示为电感负载、?＝90?时的输出电压波形。现假设在t1之前电路已在工作、即晶闸管VS3和VS2导通，在t1时刻触发VS1、VS6，导电元件为VS1和VS6，输出电压为eab。当线电压eab由零变负时，由于大电感存在，晶闸管VS1和VS6继续导通，输出电压仍是eab，但此时为负值，直