华电电力系统自动化第4讲励磁系统.ppt

North China Electric Power University第四讲 同步发电机励磁自动控制系统（2）l肖仕武，薛安成lOffice:J5B309lTel:80794899第三节第三节 励磁系统的整流电路励磁系统的整流电路1、三相桥式不可控整流电路、三相桥式不可控整流电路2、三相桥式半控整流电路、三相桥式半控整流电路3、三相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路4、整流电路的换流压降、整流电路的换流压降5、整流电路的外特性、整流电路的外特性6、最小逆变角、最小逆变角9/19/20242第三节第三节 励磁系统的整流电路励磁系统的整流电路 特性：特性： 阳极电压阳极电压高于阴极电压则导高于阴极电压则导通，反之则截止通，反之则截止 特性：阳极电压高特性：阳极电压高于阴极电压，且出现于阴极电压，且出现触发脉冲，则导通；触发脉冲，则导通；截止是自然关断，即截止是自然关断，即出现阳极电压低于阴出现阳极电压低于阴极电压极电压整流二极管整流二极管晶闸管晶闸管9/19/20243一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路1 1AB 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组9/19/20244一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路2 2AC 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通9/19/20245一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路3 3BC 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通9/19/20246一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路4 4BA 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通9/19/20247一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路5 5CA 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通9/19/20248一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路6 6CB 直流侧负载为发电机转子线圈直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组或者为励磁机励磁绕组 三相桥式不可控整流三相桥式不可控整流电路由电路由三相变压器三相变压器的二次的二次侧（侧（交流励磁机电枢绕组交流励磁机电枢绕组））供电，供电， 整流元件为整流元件为二极管二极管 承受最高电压的二极管承受最高电压的二极管导通导通9/19/20249一、三相桥式不可控整流电路一、三相桥式不可控整流电路负载电压是线电压波形的包络线负载电压是线电压波形的包络线 分别为变压分别为变压器二次侧相电压和线器二次侧相电压和线电压有效值电压有效值 输出空载电压平输出空载电压平均值均值9/19/202410二、三相桥式半控整流电路二、三相桥式半控整流电路整流元件整流元件V2 V4 V6 为整流为整流二极管，二极管，共阳极连接；共阳极连接；VS1 VS3 VS5为晶闸管，为晶闸管，共阴极连接，共阴极连接，V1为续流二极管为续流二极管9/19/202411二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角0 0度）度）在三相可控整流电路中，控制角的起在三相可控整流电路中，控制角的起点规定为各相的自然换向点点规定为各相的自然换向点三相桥式半控整流电路在控制角为零三相桥式半控整流电路在控制角为零度时的工况与不可控整流桥相同度时的工况与不可控整流桥相同9/19/202412二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角3030度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为3030度度9/19/202413二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角3030度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为3030度度9/19/202414二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角3030度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为3030度度9/19/202415二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角3030度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为3030度度9/19/202416二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角6060度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为6060度度9/19/202417二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角6060度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为6060度度9/19/202418二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角6060度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为6060度度9/19/202419二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角120120度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为120120度度9/19/202420二、三相桥式半控整流电路（控制角二、三相桥式半控整流电路（控制角120120度）度） 注注: 在三相桥式半控整流电路中在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管不是承受最高电压的晶闸管元件导通元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通控制角为控制角为120120度度输出波形出现了不连续现象输出波形出现了不连续现象9/19/202421二、三相桥式半控整流电路二、三相桥式半控整流电路当控制角为当控制角为180度时，输出电压为零度时，输出电压为零 触发脉冲的控制角从触发脉冲的控制角从0到到180度的范围内移相时，输出电压度的范围内移相时，输出电压从最大值连续降低到零。

从最大值连续降低到零9/19/202422二、三相桥式半控整流电路二、三相桥式半控整流电路- -失控与措施失控与措施+-在感性负载两端并联一个在感性负载两端并联一个反向续流反向续流二极管二极管，在晶闸管电压过零关断时，，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动势经过续流二极电感两端的反电动势经过续流二极管形成电流回路，使得电感的反电管形成电流回路，使得电感的反电动势对晶闸管的关断不产生影响动势对晶闸管的关断不产生影响9/19/202423三、三相桥式全控整流电路三、三相桥式全控整流电路整流元件整流元件VS2 VS4 VS6 为为晶闸晶闸管，共阳极连接；管，共阳极连接；VS1 VS3 VS5 为晶闸为晶闸管，共阴极连接，管，共阴极连接，控制角为控制角为0 0度度控制角为控制角为6060度度9/19/202424三、三相桥式全控整流电路三、三相桥式全控整流电路控制角为控制角为9090度度控制角由控制角由6060度转为度转为150150度度整流元件整流元件VS2 VS4 VS6 为为晶闸晶闸管，共阳极连接；管，共阳极连接；VS1 VS3 VS5 为晶闸为晶闸管，共阴极连接，管，共阴极连接，9/19/202425三、三相桥式全控整流电路三、三相桥式全控整流电路 控制角小于控制角小于90度，输出平均电压为正，三相桥式全控整流电路度，输出平均电压为正，三相桥式全控整流电路处于处于整流整流状态。

状态 控制角大于控制角大于90度小于度小于180度，输出平均电压为负值，三相桥式全度，输出平均电压为负值，三相桥式全控整流电路处于控整流电路处于逆变逆变状态，将直流转换为交流状态，将直流转换为交流9/19/202426四、整流电路的换流压降四、整流电路的换流压降 由于整流电路中存在电感电流，由于整流电路中存在电感电流，整流器件相间换流不能瞬间突变整流器件相间换流不能瞬间突变完成 在这段换流过程中，会在这段换流过程中，会出现共阴极或共阳极组的出现共阴极或共阳极组的三相桥臂中两相交流回路三相桥臂中两相交流回路元件同时导通元件同时导通 这段换流期间对应的电这段换流期间对应的电角度成为换流角角度成为换流角9/19/202427四、整流电路的换流压降四、整流电路的换流压降9/19/202428五、整流电路的外特性五、整流电路的外特性(1)(1)i换流开始时换流开始时换流结束时换流结束时9/19/202429五、整流电路的外特性五、整流电路的外特性(2)(2)内阻抗内阻抗电动势电动势9/19/202430五、整流电路的外特性五、整流电路的外特性(3)(3)非换相时非换相时换相角换相角2~3方式方式换相时换相时方式名称方式名称3方式方式3~4方式方式233334导通导通VS数目数目9/19/202431六、最小逆变角六、最小逆变角9/19/202432小结小结1、三相桥式不可控整流电路、三相桥式不可控整流电路2、三相桥式半控整流电路、三相桥式半控整流电路3、三相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路4、整流电路的换流压降、整流电路的换流压降5、整流电路的外特性、整流电路的外特性6、最小逆变角、最小逆变角9/19/202433。