小型同步发电机自并励自动励磁装置的研究

摘要

发电机在正常工作情况下,负载总是不断的变化着.而不同容量的负载,以及负载的不同功率因数,对同步发电机励磁磁场的作用是不同的,对同步发电机的内部阻抗压降的作用也是不一样的.要维持同步发电机端电压为一定水平,就必须根据负载的大小及负载的性质随时调节同步发电机的励磁.显然,这一调节过程只有通过电压的自动调节装置才能实现.该系统主要完成上述功能.该课题中自动励磁系统该采用以TC787为核心的触发电路代替目前国内市场上流行的集成化KC系列触发电路.该触发电路具有功耗小、功能强、输入阻抗高抗干扰能力强移相范围宽(0~177°)外接元件少等优点,而且安装调试简单、使用可靠.该装置主要包括集成移相触发单元、检测单元、放大及阻抗变换单元、最小励磁限制单元、无功调查单元和三相全控桥.实现自动稳压、逆变灭磁、最小励磁限制、残压起励、无功调差等功能.在各类电站中,励磁系统是保证同步发电机正常工作,提高电网稳定水平的关键设备.虽然目前电力系统从节能降耗的角度正积极发展大型机组、巨型机组,但从积极发展小型电站和增强环保意识的国策上看,今后小水电、中小型热电厂将大量发展,因此对高性能的实用于小型机组的自动励磁调节器具有巨大的市场潜力.

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1同步发电机励磁控制自动系统简介

1.2励磁控制系统的任务及作用

1.3可控硅励磁方式的特点

1.4研究的目的意义

1.5国内外研究动态和趋势

1.6研究的内容和方法

2三相全控桥可控硅自动励磁装置的各部分组成及功能

2.1励磁功率电源

2.1.1励磁变压器的作用

2.1.2励磁变压器的选择

2.2三相全控桥及过电压保护电路

2.3测量、放大及阻抗变换单元

2.3.1测量电路

2.3.2比较电路

2.3.3放大部分

2.4集成移相触发单元

2.4.1触发电路的要求

2.4.2触发电路的类型

2.4.3触发电路的组成及工作原理

2.5无功调差单元

2.5.1无功调差单元的作用

2.5.2无功调差单元的工作原理

2.6最小励磁限制单元

2.6.1最小励磁限制单元的作用

2.6.2最小励磁限制单元的要求

2.6.3最小励磁限制单元的工作原理

2.7残压起励单元

2.7.1残压起励电路的工作原理

2.7.2限流电阻R的选择

3三相全控桥式可控硅自动励磁装置实验记录

3.1比较电路实验数据

3.2 TC787各管脚波形图

3.3.移相控制电压及全控桥输出电压实验记录

3.3.1手动调压功能测试

3.3.2自动稳压功能测试

3.4不同控制角对应的全控桥输出波形

3.5逆变功能测试

3.6最小励磁限制单元实验室模拟数据

3.6.1模拟方法

3.6.2模拟结果

4三相全控桥式可控硅自动励磁装置实验分析

4.1比较电路输入输出特性

4.2集成移相触发电路实验数据分析

4.2.1 TC787触发脉冲变化规律

4.2.2移相控制电压与控制角及全控桥输出电压关系

4.2.3逆变控制角的选择

4.3最小励磁限制单元实验室模拟结果分析

5控制模型的分析

5.1各环节的传递函数

5.2励磁装置控制模型

5.3励磁装置的稳定性分析

6结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢