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康明斯柴油发电机半导体励磁调节器作用及结构概述

2019-08-14
来源: 顶博电力
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在半导体励磁系统中,励磁功率单元为半导体整流装置及其交流电源,励磁调节器则采用半导体元件、固体组件及电子线路组成。早期的调节器只反映发电机电压偏差,进行电压校正,通常称其为电压调节器(简称调压器)。现在的调节器可综合反映包括电压偏差信号在内的多种控制信号,进行励磁调节,故称为励磁调节器。显然,励磁调节器包括了电压调节器的功能。下面对半导体励磁调节器作一简要介绍。

(1)励磁控制系统的作用

励磁系统是交流同步发电机的重要组成部分,它控制同步发电机的电压及无功功率。另外,调速系统控制原动机及发电机的转速(频率)和有功功率。二者是发电机组的主要控制系统。励磁控制系统是由同步发电机及其励磁系统共同组成的反馈控制系统。

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励磁调节器是励磁控制系统的主要部分,一般由它感受发电机电压的变化,然后对励磁功率单元施加控制作用。在励磁调节器没有改变给出的控制命令以前,励磁功率单元不会改变其输出的励磁电压。

(2)对励磁调节器的要求

①励磁调节器应具有高度的可靠性,并且运行稳定。这在电路设计、元件选择和装配工艺等方面应采取相应的措施。

励磁调节器应具有良好的稳态特性和动态特性。

②励磁调节器的时间常数应尽可能小。

③励磁调节器应结构简单,检修维护方便,并逐步做到系统化、标准化、通用化。

(3)励磁调节器的构成

康明斯发电机半导体励磁调节器主要由测量比较、综合放大和移相触发三个基本单元构成,每个单元再由若干环节组成。

①测量比较单元测量比较单元由电压测量、比较整定和调差环节组成。电压测量环节包括测量整流和滤波电路,有的还有正序电压滤过器。测量比较单元用来测量经过变换的与发电机端电压成比例的直流电压,并与相应于发电机额定电压的基准电压相比较,得到发电机端电压与其给定值的偏差。电压偏差信号输人到综合放大单元,正序电压滤过器在发电机不对称运行时可提高调节器调节的准确度,在发生不对称短路时可提高强励能力。调差环节的作用在于改变调节器的调差系数,以保证并列运行机组间无功功率稳定合理地分配。

②综合放大单元综合放大单元对测量等信号起综合和放大作用,为了得到调节系统良好的静态特性和动态特性,并满足运行要求,除了由基本装置来的电压偏差信号外,有时还必须根据要求综合由辅助装置来的稳定信号、限制信号、补偿信号等其他信号。综合放大后的控制信号输人到移相触发单元。

③移相触发单元移相触发单元包括同步、移相、脉冲形成和脉冲放大等环节。移相触发单元根据输入的控制信号的变化,改变输出到晶闸管的触发脉冲相位,即改变控制角(或称移相角),从而控制晶闸管整流电路的输出电压,以调节发电机的励磁电流。为了触发脉冲能可靠地触发晶闸管,往往需要采用脉冲放大环节进行功率放大。

同步信号取自晶闸管整流装置的主回路,保证触发脉冲在晶闸管阳极电压在正半周时发出,使触发脉冲与主回路同步。

励磁系统中通常还有手动部分,当励磁调节器自动部分发生故障时,可切换到手动方式运行。

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