华电电力系统自动化第4讲-励磁系统

第四讲 同步发电机励磁自动控制系统（2）,肖仕武，薛安成 Office:J5B309 Tel:80794899,North China Electric Power University,2/33,2020/9/4,第三节 励磁系统的整流电路,1、三相桥式不可控整流电路 2、三相桥式半控整流电路 3、三相桥式全控整流电路 4、整流电路的换流压降 5、整流电路的外特性 6、最小逆变角,North China Electric Power University,3/33,2020/9/4,第三节 励磁系统的整流电路,特性： 阳极电压高于阴极电压则导通，反之则截止。,特性：阳极电压高于阴极电压，且出现触发脉冲，则导通；截止是自然关断，即出现阳极电压低于阴极电压,整流二极管,晶闸管,North China Electric Power University,4/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路1,A,B,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,North China Electric Power University,5/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路2,A,C,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,North China Electric Power University,6/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路3,B,C,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,North China Electric Power University,7/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路4,B,A,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,North China Electric Power University,8/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路5,C,A,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,North China Electric Power University,9/33,2020/9/4,一、三相桥式不可控整流电路6,C,B,直流侧负载为发电机转子线圈或者为励磁机励磁绕组,三相桥式不可控整流电路由三相变压器的二次侧（交流励磁机电枢绕组）供电， 整流元件为二极管 承受最高电压的二极管导通,North China Electric Power University,10/33,2020/9/4,一、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,分别为变压器二次侧相电压和线电压有效值,输出空载电压平均值,North China Electric Power University,11/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路,整流元件 V2 V4 V6 为整流二极管，共阳极连接； VS1 VS3 VS5为晶闸管，共阴极连接， V1为续流二极管,North China Electric Power University,12/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角0度）,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,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,North China Electric Power University,13/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角30度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为30度,North China Electric Power University,14/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角30度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为30度,North China Electric Power University,15/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角30度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为30度,North China Electric Power University,16/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角30度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为30度,North China Electric Power University,17/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角60度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为60度,North China Electric Power University,18/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角60度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为60度,North China Electric Power University,19/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角60度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为60度,North China Electric Power University,20/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角120度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为120度,North China Electric Power University,21/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路（控制角120度）,注: 在三相桥式半控整流电路中,不是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通,控制角为120度,输出波形出现了不连续现象,North China Electric Power University,22/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路,当控制角为180度时，输出电压为零,触发脉冲的控制角从0到180度的范围内移相时，输出电压从最大值连续降低到零。,North China Electric Power University,23/33,2020/9/4,二、三相桥式半控整流电路-失控与措施,+,-,在感性负载两端并联一个反向续流二极管，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。,North China Electric Power University,24/33,2020/9/4,三、三相桥式全控整流电路,整流元件 VS2 VS4 VS6 为晶闸管，共阳极连接； VS1 VS3 VS5 为晶闸管，共阴极连接，,控制角为0度,控制角为60度,North China Electric Power University,25/33,2020/9/4,三、三相桥式全控整流电路,控制角为90度,控制角由60度转为150度,整流元件 VS2 VS4 VS6 为晶闸管，共阳极连接； VS1 VS3 VS5 为晶闸管，共阴极连接，,North China Electric Power University,26/33,2020/9/4,三、三相桥式全控整流电路,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处于整流状态。 控制角大于90度小于180度，输出平均电压为负值，三相桥式全控整流电路处于逆变状态，将直流转换为交流。,North China Electric Power University,27/33,2020/9/4,四、整流电路的换流压降,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完成。,在这段换流过程中，会出现共阴极或共阳极组的三相桥臂中两相交流回路元件同时导通。 这段换流期间对应的电角度成为换流角,North China Electric Power University,28/33,2020/9/4,四、整流电路的换流压降,North China Electric Power University,29/33,2020/9/4,五、整流电路的外特性(1),i,换流开始时 换流结束时,North China Electric Power University,30/33,2020/9/4,五、整流电路的外特性(2),内阻抗,电动势,North China Electric Power University,31/33,2020/9/4,五、整流电路的外特性(3),非换相时,换相角,23方式,换相时,方式名称,3方式,34方式,2,3,3,3,3,4,导通VS数目,North China Electric Power University,32/33,2020/9/4,六、最小逆变角,North China Electric Power University,33/33,2020/9/4,小结,1、三相桥式不可控整流电路 2、三相桥式半控整流电路 3、三相桥式全控整流电路 4、整流电路的换流压降 5、整流电路的外特性 6、最小逆变角,