專利名稱:晶體管開關(guān)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的制作方法
本發(fā)明是一種同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。
同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)，通常采用電磁型和半導(dǎo)體可控硅型調(diào)節(jié)器。電磁型調(diào)節(jié)器是一種傳統(tǒng)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，結(jié)機(jī)復(fù)雜、笨重、反應(yīng)速度慢，調(diào)節(jié)精度不高;可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則回路復(fù)雜、易失控、可靠性較差。
本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)回路簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速、起勵(lì)容易、調(diào)節(jié)精確、不易失控的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。
簡(jiǎn)要地說，本發(fā)明針對(duì)同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)采用大功率晶體管開關(guān)電路，以測(cè)量電壓控制晶體管差分比較放大器按開關(guān)方式工作，推動(dòng)和控制調(diào)整環(huán)節(jié)晶體管開關(guān)，以改變開關(guān)導(dǎo)通比的方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。從而使裝置的回路簡(jiǎn)化，減少了環(huán)節(jié)，提高了反應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度，解決了采用可控硅元件的失控問題。
本發(fā)明的實(shí)例原理電路由附圖中給出，其中圖1是用于帶有直流勵(lì)磁機(jī)的同步發(fā)電機(jī)的，圖2是用于自勵(lì)恒壓同步發(fā)電機(jī)的。
現(xiàn)參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明詳細(xì)闡述。在圖1中，發(fā)電機(jī)F的輸出電壓UA、UB、UC，經(jīng)電壓互感器YH的二次電壓a相和c相分別串入阻值可調(diào)的調(diào)差電阻RTA、RTC;發(fā)電機(jī)F輸出電流回路的A相和C相裝有電流互感器LHA和LHC，其二次電流輸出分別接入C相調(diào)差電阻RTC和a相調(diào)差電阻RTA，構(gòu)成發(fā)電機(jī)無功電流調(diào)差環(huán)節(jié)。適當(dāng)改變電流互感器接入調(diào)差電阻的極性和調(diào)整電阻值，可獲得不同極性和大小的無功調(diào)差率。經(jīng)過調(diào)差的電壓再經(jīng)測(cè)量變壓器變壓，由整流二極管Z1～Z6整流為含有脈動(dòng)波頭的直流電壓，該直流電壓經(jīng)反饋電阻R1、電感L1送至由電阻R2、R3、R4組成的取樣電阻分壓器。取樣分壓器并接有精度調(diào)節(jié)電容C1。由晶體管JS1、JS2構(gòu)成的差分放大器對(duì)測(cè)量取樣電壓和由穩(wěn)壓管W1決定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較放大。檢測(cè)基準(zhǔn)電壓的差分晶體管JS2由測(cè)量整流電壓供電，檢測(cè)取樣電壓的差分晶體管JS1由輔助直流電源供電。輔助直流電源由降壓電阻R12、穩(wěn)壓管W2及電容C2構(gòu)成，它還為由晶體管JS3和電阻R8組成的推動(dòng)放大器供電。JS3的輸出控制大功率晶體管電流調(diào)整開關(guān)，晶體管調(diào)正開關(guān)由晶體管JS4與并聯(lián)晶體管JS5、JS6復(fù)合構(gòu)成。該開關(guān)電路經(jīng)控制觸點(diǎn)J1、J2與磁場(chǎng)電阻RC、電阻R14并聯(lián)，接入勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁線圈LLQ的供電回路。LLQ兩端并接有續(xù)流二極管Z7。電阻R13、電容C3和電阻R15、電容C4分別組成阻容吸收電路。由可調(diào)的磁場(chǎng)電阻RC和強(qiáng)勵(lì)電阻RQ組成的手動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁回路，與晶體管開關(guān)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置由控制繼電器(或開關(guān)、接觸器)的觸點(diǎn)J1、J2、J3、進(jìn)行手動(dòng)切換或保護(hù)動(dòng)作時(shí)自動(dòng)切換。
該裝置的作用原理是當(dāng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置投入時(shí)，控制觸點(diǎn)J1、J2閉合，J3打開，使阻值較大的R14串入磁場(chǎng)電阻RC回路。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓較低時(shí)，測(cè)量取樣點(diǎn)A點(diǎn)電壓低于基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓管W1上B點(diǎn)電壓，差分管JS2導(dǎo)通，JS1截止，JS1集電極C點(diǎn)電位升高，由穩(wěn)壓管W2穩(wěn)壓的輔助直流電源經(jīng)電阻R7向推動(dòng)晶體管JS3提供基極電流使其導(dǎo)通。JS3導(dǎo)通推動(dòng)了JS4、JS5、JS6組成的調(diào)整開關(guān)電路導(dǎo)通，短接了電阻RC和R14，使勵(lì)磁線圈LLQ中勵(lì)磁電流增加，勵(lì)磁機(jī)L電壓升高，供給發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流增加，升高發(fā)電機(jī)的電壓。反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓很高，測(cè)量取樣點(diǎn)A點(diǎn)電壓高于基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓管W1上B點(diǎn)電壓，差分晶體管JS1導(dǎo)通，JS2截止，JS1導(dǎo)通電流在其集電極電阻R7上產(chǎn)生壓降，使C點(diǎn)電壓低于推動(dòng)晶體管JS3發(fā)射極電壓，JS3截止，控制晶體管JS4、JS5、JS6組成的調(diào)整開關(guān)電路，使其截止，勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁線圈LLQ供電回路串入磁場(chǎng)電阻RC和阻值很大的電阻R14，勵(lì)磁電流減少，使發(fā)電機(jī)電壓下降。正常運(yùn)行中的調(diào)節(jié)過程，比較放大差分電路晶體管JS1、JS2的導(dǎo)通、截止受測(cè)量取樣電壓的脈動(dòng)波頭控制，此時(shí)基準(zhǔn)電壓值處于測(cè)量取樣電壓脈動(dòng)波頭的峰谷之間，反鎖電阻R1和電感L1對(duì)差分電路晶體管JS1、JS2的工作起正反饋?zhàn)饔?，保證JS1、JS2按開關(guān)進(jìn)行工作。測(cè)量取樣電壓的波頭高于基準(zhǔn)電壓部分，差分管JS1導(dǎo)通，JS2截止，控制晶體管調(diào)整開關(guān)截止;測(cè)量取樣電壓波頭低于基準(zhǔn)電壓部分，差分晶體管JS1截止，JS2導(dǎo)通，控制晶體管調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通。平均勵(lì)磁電流的大小，決定于晶體管調(diào)整開關(guān)電路的導(dǎo)通比。發(fā)電機(jī)電壓變化時(shí)，測(cè)量取樣點(diǎn)電壓脈動(dòng)波頭高于基準(zhǔn)電壓和低于基準(zhǔn)電壓兩部分的比例發(fā)生變化，從而控制晶體管調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通比發(fā)生變化，改變平均勵(lì)磁電流值，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁目的，簡(jiǎn)言之，發(fā)電機(jī)電壓升高時(shí)，晶體管調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通比降低，平均勵(lì)磁電流減小，迫使發(fā)電機(jī)電壓下降;發(fā)電機(jī)電壓降低時(shí)，晶體管調(diào)整開關(guān)導(dǎo)通比增大，平均勵(lì)磁電流增加，迫使發(fā)電機(jī)電壓上升。
適當(dāng)調(diào)整電容C1的容值，改變其對(duì)測(cè)量直流電壓脈動(dòng)波頭的濾波作用，可在一定范圍內(nèi)改變靜態(tài)調(diào)節(jié)精度。但以C1提高裝置的靜態(tài)精度時(shí)，必須以不破壞調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性為準(zhǔn)。
正常運(yùn)行中要改變發(fā)電機(jī)的空載電壓和無功負(fù)荷，由調(diào)整可變電阻R3，改變?nèi)臃謮罕葋磉M(jìn)行。該電阻應(yīng)調(diào)整可靠，調(diào)整范圍應(yīng)能滿足運(yùn)行要求，安裝在方便運(yùn)行人員調(diào)整操作的地方。
上述勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可裝設(shè)適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，當(dāng)調(diào)節(jié)器發(fā)生故障，調(diào)節(jié)異常時(shí)，有關(guān)保護(hù)動(dòng)作，自動(dòng)斷開J1、J2觸點(diǎn)，使自動(dòng)調(diào)節(jié)器退出工作，同時(shí)閉合J3觸點(diǎn)，短接電阻R14，使預(yù)先調(diào)好跟蹤的手動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電阻RC投入工作，進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。
圖2所示的應(yīng)用實(shí)例與圖1實(shí)例不同之處只在于它應(yīng)用于自并勵(lì)式發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁功率取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，直接調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，其調(diào)節(jié)原理完全與上述說明相同。本發(fā)明原理也適用于單相同步發(fā)電機(jī)。
至此，已經(jīng)表明和介紹了一種自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，它滿足發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)的必要條件。只要沒有離開后面權(quán)利要求
中所規(guī)定的本發(fā)明的范疇和精神實(shí)質(zhì)，可以做出各種不同的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種用于同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，a勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)是采用晶體管開關(guān)電路；b測(cè)量取樣電壓與基準(zhǔn)電壓比較放大采用晶體管差分電路，且兩差分管分別由整流測(cè)量電壓和與該電壓串聯(lián)的輔助直流電源供電；c整流后的測(cè)量電壓與測(cè)量取樣分壓器、基準(zhǔn)電壓穩(wěn)壓管以及差分晶體管的供電回路之間，接有使差分比較放大器工作在開關(guān)狀態(tài)的正反饋電阻和電感；d差分比較放大器的輸出經(jīng)由輔助直流電源供電的晶體管推動(dòng)放大器控制調(diào)整勵(lì)磁的晶體管開關(guān)電路。
2.按權(quán)利要求
項(xiàng)1所述的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，其特征在于電壓測(cè)量回路里可并接有精度調(diào)節(jié)電容器。該電容並接在測(cè)量取樣分壓器兩端或並接在測(cè)量電壓整流器兩端。
3.按權(quán)利要求
項(xiàng)1或2所述的勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，其中調(diào)整勵(lì)磁電流的晶體管開關(guān)電路，可由一級(jí)或多級(jí)晶體管放大器串聯(lián)構(gòu)成，而每級(jí)放大器又由一只或多只接有均流電阻的晶體管并聯(lián)構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求
項(xiàng)1～3所述的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，其中為差分比較放大器和晶體管推動(dòng)放大器供電的輔助直流電源是由勵(lì)磁電源降壓和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓構(gòu)成，或由單獨(dú)的整流器供給。
5.一種本質(zhì)上與本發(fā)明的技術(shù)特征相吻合的各種不同實(shí)施方案。
專利摘要
發(fā)明是一種用于同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。其主要技術(shù)特征是采用大功率晶體管開關(guān)電路，以測(cè)量電壓控制晶體管開關(guān)導(dǎo)通比的方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。結(jié)構(gòu)回路簡(jiǎn)單，反應(yīng)迅速，調(diào)節(jié)精確，起勵(lì)容易，不易失控。
文檔編號(hào)H02P9/38GK86100740SQ86100740
公開日1987年8月5日 申請(qǐng)日期1986年1月22日
發(fā)明者于學(xué)祿 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古電力試驗(yàn)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan