同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，采用并聯(lián)的電容器組，設(shè)置在勵(lì)磁變壓器和整流器之間，所述電容器組包括第一電容組、第二電容組和第三電容組，每組電容組包括至少一個(gè)電容；所述電容器組采用星型接法或三角形接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流器。通過采用并聯(lián)的電容器組，由于電容器兩端的電壓是不能突變的，電流經(jīng)發(fā)電機(jī)發(fā)出后，經(jīng)勵(lì)磁變壓器、并聯(lián)的電容器組和整流器，在可控硅換相時(shí)，減緩了由于換相短路導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器側(cè)的單位電流，從而使勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)的電流變化趨少，使電機(jī)端電壓產(chǎn)生的電壓尖峰與缺口波形等畸變減緩，甚至消除。并且，電容器的成本低。
【專利說明】
同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和同步發(fā) 電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在發(fā)電機(jī)空載或孤網(wǎng)輕載運(yùn)行時(shí)，若發(fā)電機(jī)端電壓出現(xiàn)缺口與尖峰，則會(huì)對(duì)電器 設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，同時(shí)也對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生一定的污染。隨著用戶對(duì)用電質(zhì)量提高，需減少或 消除發(fā)電機(jī)端的缺口與尖峰波形。
[0003] 如圖1的勵(lì)磁整流裝置接線原理圖和圖2至圖4的換相原理圖可以看出，勵(lì)磁變壓 器低壓側(cè)在換相瞬間存在兩相短路，其短路電流為：
[0004]
[0005] 其中，E為交流線電壓有效值，Χγ為由交流至整流橋交流輸入端之間的每相換相電 抗，ω為交流系統(tǒng)在換流器交流側(cè)兩相短路時(shí)，短路電流的強(qiáng)制分量幅值。
[0006] 因此，要解決發(fā)電機(jī)端電壓尖峰與缺口增加勵(lì)磁變壓器的，需要增大勵(lì)磁變壓器 的短路阻抗，但這種方法的成本很高，且使勵(lì)磁變的體積很大和勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)電感量 增大，從而導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器溫升很高，整個(gè)反饋系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)增大，同時(shí)存在大量的高次 諧波通過對(duì)電磁藕合也會(huì)進(jìn)入勵(lì)磁高壓側(cè)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 基于此，有必要提供成本低且能消除同步發(fā)電機(jī)空載或輕載端的電壓尖峰與缺口 波形的裝置和同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。
[0008] -種同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，采用并聯(lián)的電容器組，設(shè)置 在勵(lì)磁變壓器和整流器之間，所述電容器組包括第一電容組、第二電容組和第三電容組，每 組電容組包括至少一個(gè)電容;所述電容器組采用星型接法或三角形接法連接所述勵(lì)磁變壓 器和整流器。
[0009] 在其中一種實(shí)施方式中，所述電容器組采用三角接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流 器，所述第一電容組的一端與同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器的Α相連接，其另一端與所述整流器 的B相連接;所述第二電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的B相連接，其另一端與所述整流器 的C相連接;所述第三電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的C相連接，其另一端與所述整流器 的A相連接。
[0010] 在其中一種實(shí)施方式中，所述電容器組采用星形接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流 器，所述第一電容組的一端與同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器的A相連接，所述第二電容組的一端 與所述勵(lì)磁變壓器的B相連接，所述第三電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的C相連接;所述 第一電容組的另一端、所述第二電容組的另一端和所述第三電容組的另一端連接。
[0011] 在其中一種實(shí)施方式中，所述第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量 與所述電容的容量和電容器組的容量有關(guān)：
[0012] n = 3Qi/Q；
[0013] 其中，Qi為所述電容的容量;Q為并聯(lián)的電容器組的容量。
[0014]在其中一種實(shí)施方式中，所述第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量 相同。
[0015] 在其中一種實(shí)施方式中，所述第一電容組、第二電容組和第三電容組分別具有三 個(gè)電容。
[0016] -種同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變壓器、整流器和上述的同步發(fā)電機(jī) 電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，所述勵(lì)磁變壓器連接在所述發(fā)電機(jī)的出口端;所述同 步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置設(shè)置在所述勵(lì)磁變壓器和整流器之間。
[0017] 通過采用并聯(lián)的電容器組，由于電容器兩端的電壓是不能突變的，電流經(jīng)發(fā)電機(jī) 發(fā)出后，經(jīng)勵(lì)磁變壓器、并聯(lián)的電容器組和整流器，在可控硅換相時(shí)，減緩了由于換相短路 導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器側(cè)的單位電流，從而使勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)的電流變化趨少，使電機(jī)端電壓 產(chǎn)生的電壓尖峰與缺口波形等畸變減緩，甚至消除。并且，電容器的成本低。
【附圖說明】
[0018] 圖1為勵(lì)磁整流裝置的接線原理圖；
[0019] 圖2為勵(lì)磁整流裝置換相前電流示意圖；
[0020] 圖3為勵(lì)磁整流裝置換相前中流示意圖；
[0021 ]圖4為勵(lì)磁整流裝置換相前后流示意圖；
[0022]圖5為實(shí)施例1的采用三角形接法的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝 置的電路原理圖；
[0023]圖6為發(fā)電機(jī)采用圖5所示的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置的電 路連接示意圖；
[0024] 圖7為采用星形接法的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置的電流錄波 圖；
[0025] 圖8為采用三角形接法的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置的電流錄 波圖；
[0026] 圖9為發(fā)電機(jī)原始端電壓錄波圖；
[0027] 圖10為采用同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置后的電壓錄波圖；
[0028] 圖11為實(shí)施例2采用星形接法的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置的 電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 如圖5、圖6、圖7、圖8和圖11所示，同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置， 采用并聯(lián)的電容器組，設(shè)置在勵(lì)磁變壓器和整流器之間，具體的設(shè)置在勵(lì)磁變壓器的輸出 端，所述電容器組包括第一電容組CA、第二電容組CB和第三電容組CC，每組電容組包括至少 一個(gè)電容;所述電容器組采用星型接法或三角形接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流器。
[0031]通過采用并聯(lián)的電容器組，由于電容器兩端的電壓是不能突變的，電流經(jīng)發(fā)電機(jī) 發(fā)出后，經(jīng)勵(lì)磁變壓器、并聯(lián)的電容器組和整流器，在可控硅換相時(shí)，減緩了由于換相短路 導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器側(cè)的單位電流，從而使勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)的電流變化趨少，使電機(jī)端電壓 產(chǎn)生的電壓尖峰與缺口波形等畸變減緩，甚至消除。并且，電容器的成本低。
[0032]如圖5和圖6所示所示電容器組采用三角形接連接勵(lì)磁變壓器和整流器。具體的， 所述第一電容組CA的一端與同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器UR的A相連接，其另一端與所述整流 器T的B相連接;所述第二電容組CB的一端與所述勵(lì)磁變壓器UR的B相連接，其另一端與所述 整流器T的C相連接;所述第三電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器UR的C相連接;其另一端與所 述整流器T的A相連接。
[0033]采用三角形接法，將電容器組連接勵(lì)磁變壓器和整流器，該方式接線簡單，每一電 容器的運(yùn)行電壓與其它兩個(gè)電容器的狀態(tài)有關(guān)。
[0034]在具體的實(shí)施方式中，第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量相同。
[0035] 在具體的實(shí)施方式中，第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量與電容 的容量和電容器組的容量有關(guān)，具體為：
[0036] n = 3Qi/Q；
[0037] 其中，〇:為電容的容量;Q為電容器組的容量。
[0038] 以三角形接法為例，具體的，根據(jù)以下公式計(jì)算并聯(lián)的電容器組的容量Q:
[0039]
[0040]
[0041 ] C = Q/0.314XUXU
[0042] 其中，Q為并聯(lián)的電容器組的容量、U為勵(lì)磁變壓器的輸出電壓，I為并聯(lián)的電容器 組的電流。
[0043] 若變壓器低壓側(cè)電壓過高，可相對(duì)的增加電容的數(shù)量。
[0044] 在具體的實(shí)施方式中，第一電電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量相同， 都為3個(gè)，每一組的3個(gè)電容依次串聯(lián)。
[0045] 本實(shí)施新型的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，采用的并聯(lián)電容器 組，并聯(lián)的電容器組的每個(gè)支路采用n+C的結(jié)構(gòu)，一方面，能夠降低每個(gè)電容的兩端電壓，從 而大大降低電容的溫升另一方面，每個(gè)支路的電流在同等等效法拉容量情況下，電流是不 變的，因此，每個(gè)電容的有效使用容量只有η分之一，大大降低了電容的溫升，大大提高了電 容的使用壽命。
[0046] 當(dāng)系統(tǒng)遭遇瞬時(shí)雷擊或瞬時(shí)干擾時(shí)，由于電容兩端阻礙其電壓的突變，固對(duì)整個(gè) 系統(tǒng)的穩(wěn)定，提供了很好的保障作用。并且勵(lì)磁變低壓側(cè)由于是整流橋非線性負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生 高次諧波，對(duì)電容有破壞作用，而每支路采用n+C的結(jié)構(gòu)，大大降低了諧波對(duì)每個(gè)電容的危 害。
[0047] 對(duì)比如圖9和圖10所示，使用本實(shí)用新型的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的 消除裝置后，發(fā)電機(jī)端電壓的波形的尖峰與缺口被削除，端電壓的質(zhì)量得到了改善。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 如圖11所示，本實(shí)施方式的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，電容 器組采用星型接法連接在勵(lì)磁變壓器和整流器之間，具體的，所述第一電容組的一端與同 步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器的A相連接，所述第二電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的B相連接， 所述第三電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的C相連接;所述第一電容組的另一端、所述第二 電容組的另一端和所述第三電容組的另一端連接。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，在此不再贅 述。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] 本實(shí)用新型還提供一種同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，如圖6所示，包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變壓 器、整流器和上述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，勵(lì)磁變壓器連接在所 述發(fā)電機(jī)的出口端;所述同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置設(shè)置在所述勵(lì)磁變 壓器和整流器之間。
[0052] 具體的，同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置采用并聯(lián)的電容器組，電 容器組包括第一電容組、第二電容組和第三電容組，每組電容組包括至少一個(gè)電容;所述電 容器組采用星型接法或三角形接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流器。
[0053] 通過采用并聯(lián)的電容器組，由于電容器兩端的電壓是不能突變的，電流經(jīng)發(fā)電機(jī) 發(fā)出后，經(jīng)勵(lì)磁變壓器、并聯(lián)的電容器組和整流器，在可控硅換相時(shí)，減緩了由于換相短路 導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器側(cè)的單位電流，從而使勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)的電流變化趨少，使電機(jī)端電壓 產(chǎn)生的電壓尖峰與缺口波形等畸變減緩，甚至消除，因此，該同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)能夠提供 穩(wěn)定的電壓。
[0054] 以上實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例 中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛 盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
[0055] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于，采用并聯(lián)的電容器組， 設(shè)置在勵(lì)磁變壓器和整流器之間，所述電容器組包括第一電容組、第二電容組和第三電容 組，每組電容組包括至少一個(gè)電容;所述電容器組采用星型接法或三角形接法連接所述勵(lì) 磁變壓器和整流器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于， 所述電容器組采用三角接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流器，所述第一電容組的一端與同步 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器的A相連接，其另一端與所述整流器的B相連接;所述第二電容組的一 端與所述勵(lì)磁變壓器的B相連接，其另一端與所述整流器的C相連接;所述第三電容組的一 端與所述勵(lì)磁變壓器的C相連接，其另一端與所述整流器的A相連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于， 所述電容器組采用星形接法連接所述勵(lì)磁變壓器和整流器，所述第一電容組的一端與同步 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁變壓器的A相連接，所述第二電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的B相連接，所 述第三電容組的一端與所述勵(lì)磁變壓器的 C相連接;所述第一電容組的另一端、所述第二電 容組的另一端和所述第三電容組的另一端連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于， 所述第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量與所述電容的容量和電容器組的容 量有關(guān)： n = 3Qi/Q； 其中，Qi為所述電容的容量;Q為并聯(lián)的電容器組的容量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于， 所述第一電容組、第二電容組和第三電容組的電容數(shù)量相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，其特征在于， 所述第一電容組、第二電容組和第三電容組分別具有三個(gè)電容。7. -種同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變壓器、整流器和權(quán)利要求1至6任一項(xiàng) 所述的同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置，所述勵(lì)磁變壓器連接在所述發(fā)電機(jī) 的出口端;所述同步發(fā)電機(jī)電壓的尖峰與缺口波形的消除裝置設(shè)置在所述勵(lì)磁變壓器和整 流器之間。
【文檔編號(hào)】H02P9/10GK205622561SQ201620449716
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】郭旭東, 胡清波, 張志峰, 申滔, 林時(shí)來
【申請人】華自科技股份有限公司