自动调节励磁装置的辅助控制电路.pptx

自动调节励磁装置的辅助控制电路主讲人：张洁

随着现代工业技术发展，用户对电能质量要求提高，如何保证稳定的电压成为电力行业的一项重要任务。目前通过调节发电机的励磁系统是保证系统电压的一项重要措施。

同步发电机的励磁系统按供电方式可分为他励和自励两大类。由于大功率高电压的晶闸管整流元件的出现，半导体自动调节励磁装置的使用越来越普遍。

TKL-11型晶闸管静止励磁装置主电路是指励磁电流形成回路。自并励晶闸管静止励磁装置由主电路、基本控制电路和辅助控制电路三部分组成。基本控制电路实现电压调节和无功功率分配等基本的调节功能。辅助控制是为了满足发电机不同工况，改善励磁控制系统动态性能和电力系统稳定性而设置的单元。

1.基本控制电路认识“同步发电机自动调节励磁装置”基本控制电路由调差单元、测量比较单元、综合放大单元和移相触发单元组成，实现电压调节和无功功率分配等基本的调节功能。

调差环节发电机的端电压与其无功电流之间的关系称为发电机的外特性。无功电流越大，发电机端电压越低。直线的倾斜程度，称为调差系数K。调差环节的作用是可以改变发电机的外特性。其原理如下：

调差环节K0，称为正调差，表示发电机机端电压随无功电流的增大而下降;调差环节的作用是可以改变发电机的外特性。其原理如下：K?0，称为负调差，表示发电机机端电压随无功电流的增加而上升;K=0，称为无调差，表示发电机机端电压不随无功电流变化,而保持恒定值。

调差环节发电机本身具有的是正调差特性，这种自然调差系数是不可以改变的。输入到励磁调节器的电压?U‘?G等于发电机电压UG?加上?电阻与无功电流的乘积。调差环节的作用是可以改变发电机的外特性。其原理如下：引入调差环节后，可以调节调差电阻R。

这样一来，当发电机电流增大时，励磁调节器感受到了发电机电压的升高，于是就降低励磁电流，使发电机电压下降，得到下降的直线。只要选择不同的电阻值，便可以得到斜率不同的直线。

如果我们使?U?′?G?=?UG?-?RIcQ?，则当发电机电流增大时，励磁调节器感受到发电机电压的下降，于是就增加励磁电流，使发电机电压上升，得到上升的直线。这样发电机形成了负调差特性。认识“同步发电机自动调节励磁装置”因此调差环节的作用是改变发电机的外特性。

晶闸管励磁装置常用的电流调差电路有两种接线：单相电流调差；两相电流调差。

通过改变发电机端电压给定值和调差电阻，还能实现发电机外特性平移，改变运行中的发电机承担的无功负荷，实现发电机平稳投入和退出运行。

2.测量比较环节认识“同步发电机自动调节励磁装置”测量比较单元由测量电路（包括调差单元在内）、电压给定和比较桥电路等组成，其作用是测量发电机电压、电流和功率因数的变化的信号并转变为直流电压信号，再与给定的基准电压进行比较，给出发电机电压偏差信号。

调节稳压管VS1的稳压值，即改变发电机端电压给定值；测量比较环节

ΔU为电压偏差值。测量比较环节测量比较单元可以由电路实现，目前大多用集成运算放大器构成。

3.综合放大电路综合放大电路主要用于对测量比较单元输出的电压信号和其他辅助信号进行放大处理，以提高调节器的灵敏度和调节质量，输出的控制电压信号UK随发电机电压UG成正比线性变化。目前广泛使用的放大器有晶体管放大器和集成运算放大器等。对综合放大电路的基本要求是线性好，有足够的放大系数；稳定性好，有较小的零点漂移和较大的负载能力。

4.移相触发电路移相触发单元用来产生相位随控制电压?UK?大小而变化的触发脉冲，以控制整流输出达到自动调节励磁的作用。根据三相可控整流电路工作原理，对触发电路基本要求是：①移相触发电路的交流工作电源应与加于晶闸管的正向阳极电压同步；②移相范围应满足电压调节范围的要求；③触发脉冲应有一定的陡度、宽度和幅值，以保证可靠触发；④具有抗干扰误触发能力。

移相触发单元一般由同步电路、移相、脉冲形成和脉冲放大等环节所组成。

电源来自发电机的交流电压?，它与发电机电压偏差形成的控制电压?UK?共同作用于移相回路，确保触发脉冲信号与晶闸管的电压同步。同步电路

脉冲变压器?T?有两个副绕组，可产生两个窄脉冲，用以触发两只串联或并联的晶闸管，或触发三相全控桥前后两只晶闸管。脉冲的移相由1C的充电和反充电过程快慢决定。?UK?增大时，1C充电形成的封锁电压就高，反充电至极性变更所需时间就长，脉冲就向后移；反之，?Uk?减小时，脉冲就向前移。移相电路

辅助控制电路1.最小励磁限制发电机欠励运行时，发电机吸收系统的无功功率，转子电流减小，定子端部合成磁通越来越大，造成端部发热，为确保发电机安全运行，在励磁调节器中设置了最小励磁限制器。若发电机励磁电流过小，最小励磁限制器就会使励磁电流增大到允许范围内。

辅助控制电路2.最大励磁限制在无刷励磁系统中，当励磁机电压达到发电