电力系统自动化第6讲-同步发电机励磁控制系统及特性分析4.ppt

根轨迹绘制（1） 系统开环传递函数 开环极点为：-0.12，-1.45，-25； 他们是根轨迹的起始点。 系统有三条根轨迹的分支趋于无穷远处。绘制步骤如下： （1）实轴上的根轨迹： （2）渐近线： North China Electric Power University page* * North China Electric Power University North China Electric Power University 第六讲 同步发电机励磁控制系统及特性分析（4） 第四章 同步发电机励磁控制系统及特性分析 本章运用自动控制理论来分析同步发电机自动励磁调节的动态特性及其对电力系统动态稳定的影响 North China Electric Power University page* * 第六节 励磁控制系统稳定性 发电机是被控对象 励磁机是执行环节 励磁调节器是控制器 典型的反馈控制系统 North China Electric Power University page* * 对励磁控制系统的要求 1、发电机在并网前，在空载运行条件下，励磁自动控制系统必须能够稳定运行 2、发电机在并网后，在与其它机组并联运行条件下，励磁控制系统对电力系统稳定性产生有益的影响 3、在运行过程中，对励磁自动控制系统的动态性能指标也有具体的要求 1、上升时间 2、超调量 3、调整时间 North China Electric Power University page* * 我国大中型同步发电机励磁系统基本技术条件 1、同步发电机在空载额定电压情况下，当电压给定阶跃响应为±10%时，发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%，摆动次数不超过3次，调节时间不超过10s 2、当同步发电机突然零起升压时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%，调节时间不大于10s，电压摆动次数不大于3次。 物理系统 数学建模 物理映射 数学分析 North China Electric Power University page* * 励磁控制系统的传递函数 典型的励磁控制系统的结构 1 2 2 3 4 North China Electric Power University page* * 1 励磁机的数学模型——直流励磁机 励磁机励磁绕组的电阻 励磁机励磁绕组的电流 励磁机励磁绕组的输入电压 励磁机励磁绕组的磁链 目标是要建立 与 之间的传递函数，因此需要建立 和 与 或者 之间的关系 North China Electric Power University page* * 1 励磁机的数学模型——直流励磁机 励磁电流 与励磁机电压 之间是非线性关系，因此需要采用饱和特性曲线来计及其饱和影响 定义饱和函数来表示饱和特性 气隙特性的斜率是 励磁电流 与励磁机电压 之间关系式为： North China Electric Power University page* * 1 励磁机的数学模型——直流励磁机 磁通 与磁链 之间存在关系 在恒定转速下， 与 之间成正比关系 磁通在穿过气隙时存在漏磁通 ，两者存在比例关系 North China Electric Power University page* * 1 励磁机的数学模型——直流励磁机 North China Electric Power University page* * 1 励磁机的数学模型——直流励磁机 North China Electric Power University page* * 2 励磁调节器的传递函数——测量比较单元 电压测量比较单元主要由测量变压器、整流滤波器、测量比较电路所组成。 整流滤波器会有延时 测量变压器、测量比较电路可以忽略延时 测量比较单元的传递函数 North China Electric Power University page* * 2 励磁调节器的传递函数——综合放大单元 电子型励磁调节器的综合放大单元 由运算放大器为基础构成 电子型励磁调节器的综合放大单元 由磁放大器为基础构成 忽略延时 North China Electric Power University page* * 2 励磁调节器的传递函数——功率放大单元 电子型励磁调节器的功率放大单元是晶闸管整流器。晶闸管整流元件是断续工作，因此其输出与输入的控制信号之间存在着时滞。 控制极到晶闸管导通的时间可以忽略。由于电路状态是按照一定的导通规律进行的，控制极的触发只是其工作的必要条件而非充分条件，故有可能造成整流电路输出的平均电压值