專利名稱：電子式可控(相)復(fù)勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種控制同步發(fā)電機(jī)(調(diào)相機(jī))的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有采用(相)復(fù)勵(lì)電流源的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，都是電磁式可控(相)復(fù)勵(lì)調(diào)節(jié)器，其缺點(diǎn)是使用磁放大器、電抗器等電磁元件較多。電磁元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抽頭多，性能不穩(wěn)定，調(diào)試不便，同時(shí)工作速度比較慢。這種調(diào)節(jié)器大多是有采用三相電源，故在有些短路條件下不能提供足夠的強(qiáng)勵(lì)電流，又需加裝繼電強(qiáng)勵(lì)裝置，回路也沒(méi)有可靠的備用措施?，F(xiàn)有的以機(jī)端電壓源為勵(lì)磁功率源的電子式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，都采用可控硅為功率控制元件，需要多組(3或6組)同步觸發(fā)電路，線路比較復(fù)雜，又由于要保證在機(jī)端電壓下降的情況下，仍然能提供足夠的強(qiáng)勵(lì)，所以勵(lì)磁功率回路各元件的裕度較大，增加了裝置的體積和成本。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在系統(tǒng)各種故障下均可提供足夠的強(qiáng)勵(lì)功率，功率控制簡(jiǎn)單、成本低廉的電子式可控(相)復(fù)勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。
本實(shí)用新型由電壓測(cè)量與整定器(B3)、綜合放大器(B5)、脈寬控制器(B6)和可控(相)復(fù)勵(lì)電路組成，它們與勵(lì)磁機(jī)(或無(wú)勵(lì)磁機(jī))、發(fā)電機(jī)的電壓互感器PT和電流互感器CT構(gòu)成閉環(huán)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)?？煽?相)復(fù)勵(lì)電路由發(fā)電機(jī)的PT和CT、限流容抗(CA、CB、CC)、相復(fù)勵(lì)變壓器(KXB)、橋式整流器(SQL)及并聯(lián)電力晶體管斬波器(T1、T2)組成。在此電路中，由PT來(lái)的電壓及CT來(lái)的電流形成了一個(gè)(相)復(fù)勵(lì)電流源，并聯(lián)電力晶體管斬波器及其阻容吸收回路(R、C)則構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)分流電路，分流后的輸出就是本調(diào)節(jié)器的輸出，其輸出量的大小是通過(guò)控制電力晶體管并聯(lián)斬波器的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，晶體管的工作采用開關(guān)方式工作。作為動(dòng)態(tài)分流電路的簡(jiǎn)化，晶體管也可采用靜態(tài)分流的方法，即使晶體管工作于放大方式，分流將由晶體管基極電流的大小來(lái)控制，此時(shí)管耗較大，因此只適用于10000千瓦以下的較小機(jī)組上。為了提高可靠性，電壓整定器采用旋轉(zhuǎn)變壓器，也可用自整角機(jī)。為了減少干擾，脈寬控制器的信號(hào)通過(guò)光電耦合器控制晶體管的基極。過(guò)流限制利用限制閉環(huán)工作，可以避免限制動(dòng)作時(shí)的覓獵現(xiàn)象。
本實(shí)用新型采用三相(相)復(fù)勵(lì)電路，在系統(tǒng)各種故障下均可提供足夠的強(qiáng)勵(lì)功率，功率控制十分簡(jiǎn)單，只用一只電力晶體管，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
附圖
是本實(shí)用新型的電路原理示意圖。
本實(shí)用新型可按附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)，電子式可控(相)復(fù)勵(lì)電路的核心是電力晶體管并聯(lián)斬波器(或靜態(tài)分流電路)，對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)一定的電壓與電流，(相)復(fù)勵(lì)整流電路就給出一個(gè)恒定電流與之對(duì)應(yīng)。但調(diào)節(jié)器輸出的電流IT則應(yīng)根據(jù)電機(jī)要求自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且二者相等。因此需要有一個(gè)可控的分流電路。分流電路由達(dá)林頓連接的晶體管T1和T2(或大功率MOS管)及其電阻電容吸收回路、可控硅過(guò)壓保護(hù)和不間斷切換開關(guān)(KK)及接觸器(J)構(gòu)成。分流電路可采用靜態(tài)分流與動(dòng)態(tài)分流的方法。靜態(tài)分流比較簡(jiǎn)單，它使電路工作在放大狀態(tài)。當(dāng)在T1基極加上一定的電流IB1后，T2就會(huì)流過(guò)分流電流IS＝β1β2IB1，β1和β2分別為晶體管T1和T2的共發(fā)射極電流放大系數(shù)。采用這種方式工作，因T2上有較大的功耗，故只適用于較小(例如10000千瓦以下)功率的場(chǎng)合。動(dòng)態(tài)分流工作于開關(guān)狀態(tài)，晶體管T1的基極電流IB1不是一個(gè)隨時(shí)間t連續(xù)變化的量，而是一個(gè)有一定周期(T)和可調(diào)寬的脈沖列(如圖中所示)，在此脈沖列的控制下，使分流電路處于開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)IB1為正時(shí)，分流電流通過(guò)晶體管T2；當(dāng)IB1為負(fù)時(shí)，晶體管T1和T2處于關(guān)態(tài)，分流電流通過(guò)并聯(lián)在T2上的阻容吸收回路對(duì)電容C充電。分流電流的大小是靠改變IB1脈沖列的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。吸收回路的電阻R應(yīng)略小于調(diào)節(jié)器的負(fù)載電阻，電容C應(yīng)足夠大，但吸收回路的時(shí)間常數(shù)最好大于 1/2 斬波周期(T)，并應(yīng)有足夠的耐壓和耐脈沖電流的能力。為了保證調(diào)節(jié)器的可靠工作，此電阻R的功率容量應(yīng)足夠大，其安裝位置要便于散熱。并聯(lián)斬波器不停的通斷，使其兩端電壓成為一列脈波沖波，這個(gè)脈沖波通過(guò)(相)復(fù)勵(lì)變壓器(KXB)一直傳到限流容抗(CA、CB、CC)上，將使通過(guò)限流容抗的電流根據(jù)斬波頻率大幅度變化，進(jìn)而影響電壓互感器PT輸出電壓的波形。為了防止這種情況，(相)復(fù)勵(lì)變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)加大原、次級(jí)漏抗，這可采用把原、次級(jí)分別放置在鐵芯柱的上下段上，或者加原、次級(jí)之間的空隙，也可以采用附加電抗的方法實(shí)現(xiàn)。(相)復(fù)勵(lì)變壓器根據(jù)限制強(qiáng)勵(lì)電壓設(shè)定飽和值。(相)復(fù)勵(lì)整流器的直流端如果出現(xiàn)開路，限流容抗和(相)復(fù)勵(lì)變壓器的電抗形成一個(gè)LC串聯(lián)電路。這將在整流電路的直流端引起危險(xiǎn)過(guò)電壓，應(yīng)當(dāng)采取措施避免。為此切換開關(guān)(KK)應(yīng)使任何切換過(guò)程中均不產(chǎn)生輸出回路開路的現(xiàn)象。并聯(lián)斬波器的開路與短路失效保護(hù)也是很重要的，可控硅TH及過(guò)壓觸發(fā)回路是作為開路失效保護(hù)用的，光電耦合器G則為TH動(dòng)作后切換回路發(fā)出切換信號(hào)之用，也作為并聯(lián)斬波器發(fā)生短路失效時(shí)給出切換信號(hào)之用。穩(wěn)壓電源(B1、B2)輸出±15V、＋10V和－3V直流電壓，無(wú)功測(cè)量電路(A1)、過(guò)流限制與切換電路(B4)、不平衡檢測(cè)電路(B7)均可采用常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。磁場(chǎng)變阻器(RC)可采取通用產(chǎn)品。試驗(yàn)電阻(RT)的功率容量根據(jù)發(fā)電機(jī)容量決定。
權(quán)利要求1.一種控制同步發(fā)電機(jī)(調(diào)相機(jī))運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁的電子式可控(相)復(fù)勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，由電壓測(cè)量與整定器(B3)、綜合放大器(B5)、脈寬控制器(B6)和可控(相)復(fù)勵(lì)電路組成，其特征在于可控(相)復(fù)勵(lì)電路由發(fā)電機(jī)的電壓互感器PT和電流互感器CT、限流容抗(CA、CB、CC)，相復(fù)勵(lì)變壓器(KXB)、橋式整流器(SQL)及并聯(lián)電力晶體管斬波器(T1、T2)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其特征在于并聯(lián)電力晶體管斬波器由達(dá)林頓連接的晶體管T1和T2(或大功率MOS管)及其電阻、電容吸收電路、可控硅過(guò)壓保護(hù)和不間斷切換開關(guān)以及接觸器J構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其特征在于(相)復(fù)勵(lì)源可采用將經(jīng)容抗限流的電壓源和電流互感器CT來(lái)的電流源分別整流后再在直流側(cè)相加作為復(fù)勵(lì)源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其特征在于(相)復(fù)勵(lì)變壓器有大的漏抗和限制強(qiáng)勵(lì)電壓的飽和值。
專利摘要電子式可控(相)復(fù)勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是一種控制同步發(fā)電機(jī)(調(diào)相機(jī))的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，其特點(diǎn)是可控(相)復(fù)勵(lì)電路由發(fā)電機(jī)的電壓互感器和電流互感器、限流容抗、(相)復(fù)勵(lì)變壓器、橋式整流器及并聯(lián)電力晶體管斬波器組成，電力晶體管T
文檔編號(hào)H02P9/14GK2060025SQ8921129
公開日1990年8月1日 申請(qǐng)日期1989年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月14日
發(fā)明者張正延, 殷瓊 申請(qǐng)人:江蘇省電力試驗(yàn)研究所