基于matlab的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)仿真分析與

1、基于MATLAB的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)仿真分析與調(diào)試摘要同步發(fā)電機(jī)為電力系統(tǒng)提供能量其控制性能的好壞將直接決定電力系統(tǒng)的安全與 穩(wěn)定運(yùn)行狀況通過(guò)掌握利用MATLAB對(duì)勵(lì)磁控制進(jìn)行分析和研究的技能能靈活應(yīng)用 MATLAB的SIMULINK仿真軟件分析系統(tǒng)的性能通過(guò)使用這一軟件工具從繁瑣枯燥 的計(jì)算負(fù)擔(dān)中解脫出來(lái)而把更多的精力用到思考本質(zhì)問(wèn)題和研究解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題上 去。文章介紹了MATLAB/Siulink的主要特點(diǎn)基本模塊和功能分析了同步發(fā)電機(jī)勵(lì) 磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成及其各個(gè)部分原理建立了基于MATLAB的同步發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁調(diào)節(jié) 系統(tǒng)仿真模型最后建立了以PID和PSS為勵(lì)磁控制方式的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)

2、節(jié)系統(tǒng)數(shù)學(xué) 模型，在Simulink環(huán)境下進(jìn)行了仿真，收到了很好的效果。關(guān)鍵詞MATLAB； 同步發(fā)電機(jī)； 勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 建模； 仿真； 校正ABSTRACTSynchronous generator is the energy of the poer systemprovider, and its perforance will directly deterine te qulity of power system security and stability in operation. Through astering the use of MATLAB for analyis of t

3、he excitation control and research skills, lexiility SIMUINK ofMATLAB siulation software to analyze perforance of the syste. Through the use of the software tools from the boring red tape out of the coputational burden, and ore reflection on te nature of the problemused to solvepractical production

4、and research issues.The article introduced te ainfeatures of the TLAB/Simulink，the basic odule and functio，illutratedthe coposition of synchronous geeratr excitation sytemand its principle of every part， estalishedthe siulation odel of generator fromMATLAB and that of generator excitation syste，esta

5、blishedsynchronousgenerator excittion system atheatical odel that is conrolled by the way of PID and PS， siulate it in the environent of Siulink， get pretty good results.Keyords:MATLABsnchroos geerao； exitton ctrol ssteodelig； ulatin；Correcion目錄1 緒論.11.1 引言.11.2 MATLAB 軟件介紹.11.2.1 MTLAB軟件簡(jiǎn)介.11.2.2 M

6、TLAB軟件語(yǔ)言特點(diǎn).21.3 Siulink 介紹.41.3.1 Siulink 簡(jiǎn)介.41.3.2 Simulink 功能介紹.41.3.3 Simulink 特點(diǎn)介紹.52 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)控制原理.62.1 同步發(fā)電機(jī)介紹.62.1.1 同步發(fā)電機(jī)工作原理.62.2 勵(lì)磁系統(tǒng)概述.72.3 勵(lì)磁系統(tǒng)的分類.82.3.1 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng).82.3.2 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng).92.3.3 靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng).12.4 勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用.123 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) MATLAB 的建模.153.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型3 .153.2 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3 .164 勵(lì)磁控制

7、系統(tǒng)的 MATLAB 仿真.174.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真.174.1.1 閉環(huán)傳遞函數(shù) . 閉環(huán)傳遞函數(shù)模型. 求階躍響應(yīng).184.1.2 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù). 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)模型. 根軌跡圖設(shè)計(jì)器.194.2 Siulink 求階躍響應(yīng).214.2.1 階躍響應(yīng)的暫態(tài)指標(biāo).225 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的校正.235.1 校正的概念.235.2 校正的分類.235.3 PID 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真.235.4 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）對(duì)系統(tǒng)的校正.255.5 PID 校正和PSS 校正的分析比較.276 總結(jié).28 參考文獻(xiàn).29 致謝.30 附錄.31 附錄 A 計(jì)算暫態(tài)指標(biāo)的程序 1.31 附錄 B 計(jì)算暫態(tài)指

8、標(biāo)的程序 2.331 緒論1.1 引言同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的能量提供者, 供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè) 備統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)為保證同步電機(jī)的正常運(yùn)行勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)能夠穩(wěn)定地提供同步電機(jī) 從空載到滿載以及過(guò)載時(shí)所需的勵(lì)磁電流；當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障而使電網(wǎng)電壓下降時(shí)， 勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)能快速?gòu)?qiáng)行勵(lì)磁，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；當(dāng)同步電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障時(shí)， 為迅速排除故障并使故障局限在最小范圍內(nèi)，應(yīng)能快速滅磁。按照所采用的整流裝置， 目前的勵(lì)磁系統(tǒng)可分為2類一類是用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源的直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)； 另一類是用硅整流裝置將交流變成直流后供給勵(lì)磁的半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)論采取哪種方 式同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)都是

9、通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組兩端的勵(lì)磁電壓從而影響發(fā)電 機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，達(dá)到穩(wěn)定端電壓的目的。在MATLAB中電力系統(tǒng)模型可以在Siulink環(huán)境下直接搭建也可以據(jù)所研究對(duì) 象物理模型建立其數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行封裝和自定義為用戶自己的模塊庫(kù)充分顯現(xiàn)了其 仿真平臺(tái)的優(yōu)越性同時(shí)更重要的是MATLAB提供了豐富的工具箱資源以及大量的 實(shí)用模塊，在Siulink環(huán)境下，不僅可以進(jìn)行電力系統(tǒng)的仿真計(jì)算，還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的 控制方法仿真，使得我們更加深入地研究電力系統(tǒng)的行為特性。1.2MATLA軟件介紹MTLA是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)Mathorks公司出品 的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件用于算法開(kāi)

10、發(fā)數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算 語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MTLA和Siulink兩大部分。MTLAB的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 測(cè)試和測(cè)量財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域附加的工具（單 獨(dú)提供的專用MTLAB函數(shù)集）擴(kuò)展了MTLAB環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特 定類型的問(wèn)題。1.2.1 MTLA軟件簡(jiǎn)介在20世紀(jì)70年代中期,Cleve Mole博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開(kāi)發(fā)了調(diào)用EISACK和LINAC的FOTRAN子程序庫(kù).EISCK是特征值求解的FOTRAN程序庫(kù),LINACK是解線性方程的程序庫(kù).在當(dāng)時(shí),這兩個(gè)程序

11、庫(kù)代表矩陣運(yùn)算 的最高水平.到20世紀(jì)70年代后期,身為美國(guó)New Mexic大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Cleve Mole,在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí),想教學(xué)生使用EISACK和LINAC程序庫(kù),但他發(fā) 現(xiàn)學(xué)生用FOTRAN編寫接口程序很費(fèi)時(shí)間,于是他開(kāi)始自己動(dòng)手,利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生 編寫EISACK和LINACK的接口程序.CleveMoler給這個(gè)接口程序取名為MTLAB,該 名為矩陣(matrix)和實(shí)驗(yàn)室(laboratory)兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母的組合.在以后的數(shù)年 里,MTLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用,并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流 傳.在當(dāng)今30多個(gè)數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中

12、,就軟件數(shù)學(xué)處理的原始內(nèi)核而言,可分為兩大 類.一類是數(shù)值計(jì)算型軟件,如 MTLA、Xath、Gauss等,這類軟件長(zhǎng)于數(shù)值計(jì)算,對(duì)處 理大批數(shù)據(jù)效率高;另一類是數(shù)學(xué)分析型軟件,如MatheaticaMapl等,這類軟件以符號(hào) 計(jì)算見(jiàn)長(zhǎng),能給出解析解和任意精度解,其缺點(diǎn)是處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率較低.Mathorks公 司順應(yīng)多功能需求之潮流,在其卓越數(shù)值計(jì)算和圖示能力的基礎(chǔ)上,又率先在專業(yè)水平上 開(kāi)拓了其符號(hào)計(jì)算,文字處理,可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力,開(kāi)發(fā)了適合多學(xué)科,多部門要 求的新一代科技應(yīng)用軟件MTLAB.經(jīng)過(guò)多年的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),MTLAB已經(jīng)占據(jù)了數(shù)值型軟 件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位.時(shí)至今日,經(jīng)過(guò)Mat

13、horks公司的不斷完善,MTLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科,多種 工作平臺(tái)的功能強(qiáng)勁的大型軟件.在國(guó)外,MTLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn).在歐美等高 校,MTLAB已經(jīng)成為線性代數(shù),自動(dòng)控制理論,數(shù)理統(tǒng)計(jì),數(shù)字信號(hào)處理,時(shí)間序列分析,動(dòng) 態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具;成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生,碩士生,博士生必須掌握 的基本技能.在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門,MTLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體 問(wèn)題.1.2.2 MTLA軟件語(yǔ)言特點(diǎn)一種語(yǔ)言之所以能如此迅速地普及,顯示出如此旺盛的生命力,是由于它有著不同于 其他語(yǔ)言的特點(diǎn).正如同F(xiàn)OTRAN和C等高級(jí)語(yǔ)言使人們擺脫了需要直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件 資源進(jìn)

14、行操作一樣,被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的MTLAB,利用其豐富的函數(shù)資源,使 編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái).MTLAB的最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔.MTLAB用 更直觀的,符合人們思維習(xí)慣的代碼,代替了C和FOTRAN語(yǔ)言的冗長(zhǎng)代碼.MTLAB給用戶帶來(lái)的是最直觀,最簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境.以下簡(jiǎn)單介紹一下MTLA的主要特點(diǎn)。語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊,使用方便靈活,庫(kù)函數(shù)極其豐富.MTLAB程序書(shū)寫形式自由,利用 其豐富的庫(kù)函數(shù)避開(kāi)繁雜的子程序編程任務(wù),壓縮了一切不必要的編程工作.由于庫(kù)函數(shù) 都由本領(lǐng)域的專家編寫,用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性.可以說(shuō),用MTLA進(jìn)行科技開(kāi)發(fā) 是站在專家的肩膀上.具有FOTRAN和C

15、等高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言知識(shí)的讀者可能已經(jīng)注意到, 如果用FOTRAN或C語(yǔ)言去編寫程序,尤其當(dāng)涉及矩陣運(yùn)算和畫(huà)圖時(shí),編程會(huì)很麻煩.例 如,如果用戶想求解一個(gè)線性代數(shù)方程,就得編寫一個(gè)程序塊讀入數(shù)據(jù),然后再使用一種求 解線性方程的算法(例如追趕法)編寫一個(gè)程序塊來(lái)求解方程,最后再輸出計(jì)算結(jié)果.在求 解過(guò)程中,最麻煩的要算第二部分.解線性方程的麻煩在于要對(duì)矩陣的元素作循環(huán),選擇穩(wěn) 定的算法以及代碼的調(diào)試都不容易.即使有部分源代碼,用戶也會(huì)感到麻煩,且不能保證運(yùn) 算的穩(wěn)定性.解線性方程的程序用FOTRAN和C這樣的高級(jí)語(yǔ)言編寫至少需要好幾十行. 再如用雙步方法求解矩陣特征值,如果用FOTRAN編寫,至少需

16、要四百多行,調(diào)試這種 幾百行的計(jì)算程序可以說(shuō)很困難。運(yùn)算符豐富.由于MTLA是用C語(yǔ)言編寫的,MTLAB提供了和C語(yǔ)言幾乎一樣 多的運(yùn)算符,靈活使用MTLA的運(yùn)算符將使程序變得極為簡(jiǎn)短,具體運(yùn)算符見(jiàn)附表。MTLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句(如for循環(huán),while環(huán),break和i語(yǔ)句),又有 面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。語(yǔ)法限制不嚴(yán)格,程序設(shè)計(jì)自由度大.例如,在MTLAB里,用戶無(wú)需對(duì)矩陣預(yù)定義 就可使用。程序的可移植性很好,基本上不做修改就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上 運(yùn)行。MTLAB的圖形功能強(qiáng)大.在FOTRAN和C語(yǔ)言里,繪圖都很不容易,但在MTLA里,數(shù)據(jù)的可視化非常簡(jiǎn)單.MTLAB還具

17、有較強(qiáng)的編輯圖形界面的能力。MTLAB的缺點(diǎn)是,它和其他高級(jí)程序相比,程序的執(zhí)行速度較慢.由于MTLAB的程序不用編譯等預(yù)處理,也不生成可執(zhí)行文件,程序?yàn)榻忉寛?zhí)行,所以速度較慢。功能強(qiáng)勁的工具箱是MTLA的另一重大特色.MTLAB包含兩個(gè)部分:核心部 分和各種可選的工具箱.核心部分中有數(shù)百個(gè)核心內(nèi)部函數(shù).其工具箱又可分為兩類:功能 性工具箱和學(xué)科性工具箱.功能性工具箱主要用來(lái)擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能,圖示建模仿真功 能,文字處理功能以及與硬件實(shí)時(shí)交互功能.功能性工具箱能用于多種學(xué)科.而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強(qiáng)的,如control,toolbox,signal processing toolbox,

18、communication toolbox等這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)水平很高的專家編寫的,所以用戶無(wú)需編寫自己學(xué) 科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序,而直接進(jìn)行高,精,尖的研究。源程序的開(kāi)放性.開(kāi)放性也許是MTLA最受人們歡迎的特點(diǎn).除內(nèi)部函數(shù)以外,所 有MTLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件,用戶可通過(guò)對(duì)源文件的修 改以及加入自己的文件構(gòu)成新的工具箱。1.3Siulink介紹1.3.1 Siulink簡(jiǎn)介Simunlink是 HYPERLINK /view/10598.htm MTLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和 綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫程序，而

19、只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀 的鼠標(biāo)操作就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)Simulink具有適應(yīng)面廣結(jié)構(gòu)和流程清晰及 仿真精細(xì)、貼近實(shí)際效率高靈活等優(yōu)點(diǎn)并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng) HYPERLINK /view/287257.htm 用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬 件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。1.3.2 Simulink功能介紹Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖 設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于 HYPERLINK /view/375180.htm 線性 HYPERL

20、INK /view/375180.htm 系統(tǒng)非線性系統(tǒng)數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中Simulink可以用連 續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系 統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) 這個(gè)創(chuàng)建過(guò)程只需單 擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶 可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種 HYPERLINK /view/545543.htm 時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊

21、、控制、信號(hào)處理、 HYPERLINK /view/4400988.htm 視頻處理和圖像處理系統(tǒng)， Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真執(zhí)行和 測(cè)試。構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供 了用于設(shè)計(jì)執(zhí)行驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具Simulink與MATLAB 緊密集成可以直接訪問(wèn)MATLAB大量的工具來(lái)進(jìn)行算法研發(fā)仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。1.3.3 Simulink特點(diǎn)介紹豐富的可擴(kuò)充的預(yù)定義模塊庫(kù)。交互式的圖形編輯器來(lái)組合和管理直觀的模塊圖。以設(shè)計(jì)功能的

22、層次性來(lái)分割模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜設(shè)計(jì)的管理。通過(guò) Model Explorer 導(dǎo)航、創(chuàng)建、配置、搜索模型中的任意信號(hào)、參數(shù)、 屬性，生成模型代碼。提供 API 用于與其他仿真程序的連接或與手寫代碼集成。使用 Embedded MATLAB 模塊在 Simulink 和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用MATLAB 算法。使用定步長(zhǎng)或變步長(zhǎng)運(yùn)行仿真，根據(jù)仿真模式(Normal Accelerator RapidAccelerator)來(lái)決定以解釋性的方式運(yùn)行或以編譯 C 代碼的形式來(lái)運(yùn)行模型。圖形化的調(diào)試器和剖析器來(lái)檢查仿真結(jié)果，診斷設(shè)計(jì)的性能和異常行為?？稍L問(wèn) MATLAB 從而對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析與可視化定制建模

23、環(huán)境定義信號(hào) 參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)。模型分析和診斷工具來(lái)保證模型的一致性，確定模型中的錯(cuò)誤。 本論文在進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)仿真時(shí)主要用到了MATLAB中的電力系統(tǒng)軟件模塊庫(kù)Sim Power System和Siulink軟件包，二者的結(jié)合使用戶既可以方便地利用現(xiàn)成的電力模塊 進(jìn)行仿真又可以自由地創(chuàng)建新的電力模塊從而大大的增強(qiáng)了MATLAB的電力系統(tǒng)仿真 能力。2 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)控制原理2.1 同步發(fā)電機(jī)介紹同步發(fā)電機(jī)是一種最常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于 HYPERLINK /view/26525.htm 水 力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一般采用直流勵(lì)

24、磁，當(dāng)其單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓。若 并入電網(wǎng)運(yùn)行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié) HYPERLINK /view/56023.htm 了電機(jī)的功率因數(shù)和無(wú)功功率。同步發(fā)電機(jī)的定子、 HYPERLINK /view/110429.htm 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，一般采用三相形式，只在某 些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。2.1.1 同步發(fā)電機(jī)工作原理主磁場(chǎng)的建立：勵(lì)磁繞組通以直流勵(lì)磁電流，建立極性相間的勵(lì)磁磁場(chǎng)，即 建立起主磁場(chǎng)。載流導(dǎo)體：三相對(duì)稱的電樞繞組充當(dāng) HYPERLINK /view/44147.htm 功率繞組，成為感應(yīng)

25、電勢(shì)或者感應(yīng)電流 的載體。切割運(yùn)動(dòng)：原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（給電機(jī)輸入機(jī)械能），極性相間的勵(lì)磁磁 場(chǎng)隨軸一起旋轉(zhuǎn)并順次切割定子各相繞組（相當(dāng)于繞組的導(dǎo)體反向切割勵(lì)磁磁場(chǎng)）。交變電勢(shì)的產(chǎn)生：由于電樞繞組與主磁場(chǎng)之間的相對(duì)切割運(yùn)動(dòng)，電樞繞組中 將會(huì)感應(yīng)出大小和方向按周期性變化的三相對(duì)稱交變電勢(shì)。通過(guò)引出線，即可提 供交流電源。感應(yīng)電勢(shì)頻率：感應(yīng)電勢(shì)的頻率決定于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n 和極對(duì)數(shù)p。交變性與對(duì)稱性：由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)極性相間，使得感應(yīng)電勢(shì)的極性交變；由于 電樞繞組的對(duì)稱性，保證了感應(yīng)電勢(shì)的三相對(duì)稱性。同步轉(zhuǎn)速：從供電品質(zhì)考慮，由眾多同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)構(gòu)成的交流電網(wǎng)的頻率 應(yīng)該是一個(gè)不變的值，這就要求發(fā)電機(jī)

26、的頻率應(yīng)該和電網(wǎng)的頻率一致，我國(guó)電網(wǎng) 的頻率為50Hz。2.2 勵(lì)磁系統(tǒng)概述在我國(guó)乃至全世界，發(fā)電設(shè)備絕大部分都是同步發(fā)電機(jī)，其發(fā)電量占總發(fā)電量的90%以上而同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分勵(lì)磁調(diào)節(jié)器又稱為勵(lì)磁控制器是電力系統(tǒng)最 主要的自動(dòng)控制裝置之一，它的特性好壞直接影響到同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定 性勵(lì)磁系統(tǒng)一般由兩部分組（如圖2-1 所示一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)繞組提 供直流電流，以建立直流磁場(chǎng)，通常稱為勵(lì)磁功率輸出部分(或稱為功率單元)，實(shí)質(zhì)上 它是一個(gè)發(fā)電機(jī)專用的可控直流電源另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生事故時(shí)調(diào)節(jié)勵(lì)磁 電流以滿足運(yùn)行的需要這一部分包括勵(lì)磁調(diào)節(jié)器強(qiáng)行勵(lì)磁強(qiáng)行減磁和自動(dòng)滅磁等。

27、 一般稱為勵(lì)磁控制部分(或控制單元或勵(lì)磁調(diào)節(jié)器)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通過(guò)檢測(cè)發(fā)電機(jī)的電壓電流或其他狀態(tài)量按給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則對(duì)勵(lì)磁 功率單元發(fā)出控制信號(hào)控制勵(lì)磁功率單元的輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制功能其最基本 的功能是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的端電壓或無(wú)功功率。圖2-1 同步電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成框圖由于大型機(jī)組的這些參量直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)因此在某種程度上也可 以說(shuō)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器也控制著系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)特別強(qiáng)調(diào)的是電力系統(tǒng)的定和勵(lì)磁控制方 式有密切聯(lián)系。勵(lì)磁系統(tǒng)只是發(fā)電機(jī)組的組成部件而發(fā)電機(jī)組是電力系統(tǒng)的重要組成元件電力 系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)其穩(wěn)定性分析是十分復(fù)雜的隨著社會(huì)的發(fā)展電力系統(tǒng) 容量擴(kuò)大大容量發(fā)電機(jī)組投入運(yùn)

28、行并且遠(yuǎn)離負(fù)荷中心需要充分利用輸電線路的送 電能力這些原因使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定問(wèn)題更加突出而電力系統(tǒng)穩(wěn)定的重要性不言而喻。根據(jù)電力參數(shù)控制電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括功角穩(wěn)定電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定根據(jù) 干擾的大小，又可以分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。失去功角穩(wěn)定，電力系統(tǒng)將發(fā)生振蕩，引起系統(tǒng)中樞紐點(diǎn)電壓輸電設(shè)備中的電壓電流以及輸送功率的大幅度波動(dòng)電力系統(tǒng)因而不能向負(fù)荷正常供電處理不當(dāng)會(huì)引起長(zhǎng)時(shí)間大面積停電失去電壓穩(wěn)定的后果 是電壓崩潰導(dǎo)致大面積停電失去頻率穩(wěn)定導(dǎo)致系統(tǒng)頻率崩潰引起電力系統(tǒng)大面積 停電。除了頻率穩(wěn)定，其余的穩(wěn)定性都與發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)相關(guān)。由于快速響應(yīng)勵(lì)磁控制靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及直流輸電系統(tǒng)的引入為提高電

29、力系 統(tǒng)穩(wěn)定性提供了先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備與此同時(shí)由于它們的存在電力系統(tǒng)出現(xiàn)了低頻 振蕩次同步振蕩軸系扭振等問(wèn)題這些問(wèn)題又反過(guò)來(lái)促進(jìn)了對(duì)其機(jī)理和與勵(lì)磁相關(guān) 的控制策略的研究，也促進(jìn)了電力系統(tǒng)穩(wěn)定的研究。2.3 勵(lì)磁系統(tǒng)的分類在我國(guó)電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)主要有兩大類分為直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。2.3.1 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是采用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的勵(lì)磁 電流其中直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī)直流勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸勵(lì)磁電流通過(guò) 換向器和電刷供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流形成有碳刷勵(lì)磁直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)又可分 為自勵(lì)式和它勵(lì)式自勵(lì)與他勵(lì)的區(qū)別是對(duì)主勵(lì)磁機(jī)的

30、勵(lì)磁方式而言的他勵(lì)直流勵(lì)磁 機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)比自勵(lì)勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)多用了一臺(tái)副勵(lì)磁機(jī)因此所用設(shè)備增多占用空間 大投資大但是提高了勵(lì)磁機(jī)的電壓增長(zhǎng)速度因而減小了勵(lì)磁機(jī)的時(shí)間常數(shù)他勵(lì) 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)一般只用在水輪發(fā)電機(jī)組上。圖2-2 自勵(lì)流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖上圖中 LH電流互感器；YH電壓互感器；F 同步發(fā)電機(jī)；FLQ同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁線圈；L直流勵(lì)磁機(jī)；LLQ直流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁線圈；Rc可調(diào)電阻用直流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁系統(tǒng)在過(guò)去的十幾年間是同步發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁系統(tǒng)。 目前大多數(shù)中小型同步發(fā)電機(jī)仍采用這種勵(lì)磁系統(tǒng)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明這種勵(lì)磁系 統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是具有獨(dú)立的不受外系統(tǒng)干擾的勵(lì)磁電源調(diào)節(jié)方便設(shè)備投資

31、及運(yùn)行費(fèi)用 也比較少缺點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)整流子與電刷之間火花嚴(yán)重事故多性能差運(yùn)行維護(hù)困 難換向器和電刷的維護(hù)工作量大且檢修勵(lì)磁機(jī)時(shí)必須停主機(jī)很不方便近年來(lái)隨 著電力生產(chǎn)的發(fā)展同步發(fā)電機(jī)的容量愈來(lái)愈大要求勵(lì)磁功率也相應(yīng)增大而大容量 的直流勵(lì)磁機(jī)無(wú)論在換向問(wèn)題或電機(jī)的結(jié)構(gòu)上都受到限制因此直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 愈來(lái)愈不能滿足要求。目前，在100M及以上發(fā)電機(jī)上很少采用。2.3.2半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)是把交流電經(jīng)過(guò)硅元件或可控硅整流后作為供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的直流電源。半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)分為靜止式和旋轉(zhuǎn)式兩種。（1）靜止式半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)： 靜止式半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)又分為自勵(lì)式和它勵(lì)式兩種。1）自勵(lì)式半導(dǎo)體勵(lì)磁

32、系統(tǒng) 自勵(lì)式半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源直接由發(fā)電機(jī)端電壓獲得，經(jīng)過(guò)控制整流后送至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路作為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流以維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定的勵(lì) 磁系統(tǒng)是無(wú)勵(lì)磁機(jī)的發(fā)電機(jī)自勵(lì)系統(tǒng)最簡(jiǎn)單的發(fā)電機(jī)自勵(lì)系統(tǒng)是直接使用發(fā)電機(jī)的 端電壓作勵(lì)磁電流的電源由自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制勵(lì)磁電流的大小稱為自并勵(lì)可控硅 勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)稱自并勵(lì)系統(tǒng)自并勵(lì)系統(tǒng)中除去轉(zhuǎn)子本體極其滑環(huán)這些屬于發(fā)電機(jī)的 部件外沒(méi)有因供應(yīng)勵(lì)磁電流而采用的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或機(jī)械接觸類元件所以又稱為全靜止 式勵(lì)磁系統(tǒng)下圖為無(wú)勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)框圖其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流電源由 接于發(fā)電機(jī)機(jī)端的整流變壓器ZB提供經(jīng)可控硅整流向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流可控 硅元件S

33、CR 由自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制。系統(tǒng)起勵(lì)時(shí)需要另加一個(gè)起勵(lì)電源。圖2-3 無(wú)勵(lì)機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)原理接線圖無(wú)勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不需要同軸勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單運(yùn)行可靠性 高縮短了機(jī)組的長(zhǎng)度減少了基建投資及有利于主機(jī)的檢修維護(hù)由可控硅元件直接 控制轉(zhuǎn)子電壓可以獲得較快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度由發(fā)電機(jī)機(jī)端獲取勵(lì)磁能量與同 軸勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)相比發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的過(guò)電壓也低一些其缺點(diǎn)是發(fā)電 機(jī)出口近端短路而故障切除時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)缺乏足夠的強(qiáng)行勵(lì)磁能力對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影 響不如其它勵(lì)磁方式有利由于以上特點(diǎn)使得無(wú)勵(lì)磁機(jī)發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外電 力系統(tǒng)大型發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)中受到相當(dāng)重視。2 ）它勵(lì)式半導(dǎo)體勵(lì)磁

34、系統(tǒng) 它勵(lì)式半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)包括一臺(tái)交流主勵(lì)磁機(jī)JL和一臺(tái)交流副勵(lì)磁機(jī)FL三套整流裝置。兩臺(tái)交流勵(lì)磁機(jī)都和同步發(fā)電機(jī)同軸，主勵(lì)磁機(jī)為100HZ中頻三相交流發(fā)電機(jī)， 它的輸出電壓經(jīng)過(guò)硅整流裝置向同步發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁電流副勵(lì)磁機(jī)為500HZ中頻三相 交流發(fā)電機(jī)它的輸出一方面經(jīng)可控硅整流后作為主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流另一方面又經(jīng) 過(guò)硅整流裝置供給它自己所需要的勵(lì)磁電流自動(dòng)調(diào)勵(lì)的裝置也是根據(jù)發(fā)電機(jī)的電壓和 電流來(lái)改變可控硅的控制角，以改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)壓。圖2-4 它勵(lì)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線圖它勵(lì)式半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)容量可以做得很大勵(lì)磁機(jī)是交流發(fā)電機(jī)沒(méi)有換向問(wèn)題而且不受電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的影響缺點(diǎn)

35、是接線復(fù)雜有旋轉(zhuǎn)的主勵(lì)磁機(jī)和副 勵(lì)磁機(jī)，啟動(dòng)時(shí)還需要另外的直流電源向副勵(lì)磁機(jī)供給勵(lì)磁電流。2.3.3靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)靜止勵(lì)磁機(jī)是指從一個(gè)或多個(gè)靜止電源取得功率使用靜止整流器向發(fā)電機(jī)提供直流勵(lì)磁電源的勵(lì)磁機(jī)由靜止勵(lì)磁機(jī)向同步發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁的勵(lì)磁系統(tǒng)稱為靜止勵(lì)磁機(jī) 勵(lì)磁系統(tǒng)。靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)分為復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)和電勢(shì)源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系 統(tǒng)。（1）復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)又稱為自復(fù)勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，它采用電壓源整流 變壓器和電流源整流變壓器兩種整流變壓器。復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)主要有三種形式：1）整流器直流側(cè)兩個(gè)電源串聯(lián)、電壓相加；2）整流器交流側(cè)兩個(gè)電源并聯(lián)、電流相加；3）整流器交流側(cè)

36、兩個(gè)電源串聯(lián)、電壓相加。 國(guó)產(chǎn)水輪發(fā)電機(jī)上曾采用過(guò)整流器交流側(cè)兩個(gè)電源串聯(lián)、電壓相加的復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)口水輪發(fā)電機(jī)上曾采用過(guò)整流器直流側(cè)兩個(gè)電源串聯(lián)電壓相加的 復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。現(xiàn)在已經(jīng)基本上不再采用復(fù)合源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)了。（2）電勢(shì)源靜止勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)又稱為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，有時(shí)也簡(jiǎn)稱為機(jī)端 變勵(lì)磁系統(tǒng)或靜止勵(lì)磁系統(tǒng)同步電機(jī)的勵(lì)磁電源取自同步電機(jī)本身的機(jī)端它主要由 勵(lì)磁變壓器自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可控整流裝置和起勵(lì)裝置組成勵(lì)磁變壓器從機(jī)端取得 功率并將電壓降低到所要求的數(shù)值上可控整流裝置將勵(lì)磁變壓器二次交流電壓轉(zhuǎn)變成 直流電壓自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況調(diào)節(jié)可控整流器的導(dǎo)

37、通角調(diào)節(jié)可控整 流裝置的輸出電壓從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要 求起勵(lì)裝置給同步電機(jī)一定數(shù)（通常為同步電機(jī)空載額定勵(lì)磁電流的1030%初始勵(lì)磁以建立整個(gè)系統(tǒng)正常工作所需的最低機(jī)端電壓初始勵(lì)磁一旦建立起來(lái)起 勵(lì)裝置就將自動(dòng)退出工作從廠用電系統(tǒng)取得勵(lì)磁電源的可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)當(dāng)其電 壓基本穩(wěn)定與發(fā)電機(jī)端電壓水平基本無(wú)關(guān)時(shí)可以看作為它勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)當(dāng)廠 用電系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)端電壓水平密切相關(guān)時(shí)看作為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）運(yùn)行可靠性高。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)為靜態(tài)勵(lì)磁，與勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)相比，由于沒(méi)有 旋轉(zhuǎn)部件運(yùn)行可靠性高而且自并勵(lì)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用冗余結(jié)構(gòu)故障

38、元件可在線進(jìn) 行更換有效地減少停機(jī)概率該勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行維護(hù)的要求相對(duì)較低國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì) 資料表明，自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)造成發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停機(jī)率低于勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。2能改善發(fā)電機(jī)機(jī)組的軸系穩(wěn)定性自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)可縮短發(fā)電機(jī)組的軸系長(zhǎng)度， 減少軸承數(shù)量如300M及以上的汽輪發(fā)電機(jī)的軸系長(zhǎng)度可減少大約3米因而可提 高軸系的穩(wěn)定性改善軸系振動(dòng)從而提高了機(jī)組的安全運(yùn)行水平可提高電力系統(tǒng)穩(wěn) 定水平。在小干擾方面，自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)配置PSS后，小干擾穩(wěn)定水平較勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系 統(tǒng)有明顯提高在大干擾穩(wěn)定方面電力系統(tǒng)計(jì)算表明自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水 平與交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)相近或略有提高。3經(jīng)濟(jì)性好主要決定于設(shè)備容易定型系統(tǒng)造價(jià)低部件緊

39、湊減少?gòu)S 房及基礎(chǔ)造價(jià)采用軟件控制調(diào)整容易維護(hù)簡(jiǎn)單故障后修復(fù)時(shí)間短可提高發(fā) 電效益。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁系統(tǒng)控制的智能部件是根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓(和電流)的變化對(duì) 機(jī)組勵(lì)磁產(chǎn)生校正作用的裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)正常和事故情況下勵(lì)磁的自動(dòng)調(diào)節(jié)所以除了 應(yīng)具有調(diào)節(jié)器可靠性高的性能和便于維護(hù)外還必須是連續(xù)作用的比例型調(diào)節(jié)裝置即 它產(chǎn)生校正作用的大小應(yīng)與輸出電壓的偏差成正比這就要求調(diào)節(jié)器反應(yīng)靈敏沒(méi)有死 區(qū)響應(yīng)速度快時(shí)滯盡可能小并滿足正常和事故情況下的要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器經(jīng)過(guò)不 斷的發(fā)展也由模擬式到半導(dǎo)體式最后到現(xiàn)在最常用的微機(jī)式調(diào)節(jié)器微機(jī)調(diào)節(jié)器電壓 偏差的計(jì)算移相觸發(fā)調(diào)差環(huán)節(jié)自動(dòng)零起升壓低勵(lì)限制過(guò)勵(lì)限制系統(tǒng)穩(wěn)定等 控制功能都

40、可以由相應(yīng)的軟件來(lái)完成不需增加相應(yīng)功能的硬件電路同時(shí)各種控 制功能都可以根據(jù)需要隨意的取舍，十分靈活。2.4 勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用無(wú)論在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行或事故運(yùn)行中同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)都起著重 要的作用一個(gè)好的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅可以保證發(fā)電機(jī)的可靠運(yùn)行提供合格的電 能還可以有效地提高系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)根據(jù)運(yùn)行的要求勵(lì)磁控制系統(tǒng)應(yīng)承擔(dān)以下的 任務(wù)：（1）保持發(fā)電機(jī)運(yùn)行中機(jī)端或系統(tǒng)中某一點(diǎn)處的電壓恒定在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行工況下，勵(lì)磁系統(tǒng)能維持發(fā)電機(jī)端電壓(或變壓器高壓側(cè)電壓)在給定水平當(dāng)負(fù)荷變化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓變化時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)能使之維持在給定水平 并保持一定精度。同樣，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)通過(guò)勵(lì)

41、磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，能限制機(jī)端電壓， 使之不致過(guò)高。（2）合理分配并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無(wú)功功率 電力系統(tǒng)中有許多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行為了保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無(wú)功潮流合理分布要求合理控制電力系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率所謂“合理控制”包含兩 層意思每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率數(shù)量要合理當(dāng)系統(tǒng)電壓變化時(shí)每臺(tái)發(fā)電機(jī) 輸出的無(wú)功功率要隨之自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)量要合理。（3）提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性 當(dāng)系統(tǒng)受到小的擾動(dòng)后發(fā)電機(jī)能繼續(xù)保持與系統(tǒng)同步運(yùn)行的特性稱為電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是增大輸送距離和提高輸送功率這需要解決許 多技術(shù)問(wèn)題而其中最重要的和最基本的問(wèn)題之一是同步發(fā)電機(jī)只具有較小的靜態(tài)

42、穩(wěn)定 性。但自從自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的出現(xiàn)，使這一問(wèn)題得到了圓滿的解決。（4）提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 暫態(tài)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)受大擾動(dòng)后的穩(wěn)定性。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的作用主要由以下三個(gè)參數(shù)決定：1）勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù) 提高勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。提高勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的要求，與提高調(diào)壓精度并沒(méi)有矛盾。2）勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)比 勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)比越大，勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓達(dá)到頂值的時(shí)間越短，對(duì)提高暫態(tài)穩(wěn)定性越有利電壓響應(yīng)比主要由勵(lì)磁系統(tǒng)的型式?jīng)Q定但是勵(lì)磁控制器的控制規(guī)律 和參數(shù)對(duì)電壓響應(yīng)比也有舉足輕重的影響在相同的控制規(guī)律下增大勵(lì)磁控制系統(tǒng)的 開(kāi)環(huán)增益可以提高勵(lì)磁電壓響應(yīng)比，同時(shí)，也提高了電壓的調(diào)

43、節(jié)精度。3）勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的利用程度 充分利用勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，也是發(fā)揮勵(lì)磁系統(tǒng)改善暫態(tài)穩(wěn)定作用的一個(gè)重要因素如果電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)的輸出電壓達(dá)不到頂值或者維持頂值的時(shí)間很 短在發(fā)電機(jī)電壓還沒(méi)有恢復(fù)到故障前的值時(shí)就不再進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)了那么它的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)就沒(méi)有得到很好發(fā)揮改善暫態(tài)穩(wěn)定的效果也就不好充分利用勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓的措施之一就是提高勵(lì)磁控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益越大強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)利用就越充分調(diào) 壓精度也越高也越有利于改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性由此可見(jiàn)提高勵(lì)磁控制系統(tǒng) 保持端電壓水平的能力，與提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是一致的。（5）提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性 當(dāng)電力系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生突變、線路結(jié)構(gòu)參數(shù)改變，

44、以及電力系統(tǒng)遭受突然短路等故障時(shí)電力系統(tǒng)能否繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行稱為電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性這也是同步發(fā)電機(jī) 的重要性能之一增加勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)能力降低勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)是提高 電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的有效措施。電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，可以理解為電力系統(tǒng)機(jī)電振蕩的阻尼問(wèn)題。許多分 析證明，勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)作用，是造成電力系統(tǒng)機(jī)電振蕩阻尼變?nèi)?甚 至變負(fù))的最重要的原因之一。在一定的運(yùn)行方式及勵(lì)磁系統(tǒng)參數(shù)下，電壓調(diào)節(jié)作用在 維持發(fā)電機(jī)電壓恒定的同時(shí)將產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用許多研究表明在正常實(shí)用的范圍 內(nèi)勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼作用會(huì)隨著開(kāi)環(huán)增益的增大而加強(qiáng)因此提高電壓調(diào)節(jié)精 度的要求和提高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的

45、要求是不相容的解決電壓調(diào)節(jié)精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性之間矛 盾的有效措施是在勵(lì)磁控制系統(tǒng)中增加其他控制信號(hào)這種控制信號(hào)可以提供正的阻 尼作用使整個(gè)勵(lì)磁控制系統(tǒng)提供的阻尼是正的而使動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限的水平達(dá)到和超過(guò) 靜態(tài)穩(wěn)定的水平這種控制信號(hào)不影響電壓調(diào)節(jié)通道的電壓調(diào)節(jié)功能和維持發(fā)電機(jī)端電 壓水平的能力，不改變其主要控制的地位，因此，稱為附加勵(lì)磁控制。（6）提高繼電保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性 當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不大。若系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生短路故障短路電流較小且隨時(shí)間衰減以致帶時(shí)限繼電保護(hù)不能正常動(dòng)作勵(lì)磁自動(dòng)控制 系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來(lái)增大短路電流，使繼電保護(hù)正確動(dòng)作。（7）保證并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)

46、的正常工作 系統(tǒng)的無(wú)功分配單元可保證參加并聯(lián)運(yùn)行的各發(fā)電機(jī)的輸出無(wú)功功率獲得均衡分配增加了穩(wěn)定環(huán)節(jié)的無(wú)功分配單元是保證強(qiáng)勵(lì)能力大的并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)能正常穩(wěn)定工作 的重要條件之一。3 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)MATLAB的建模3.1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型3勵(lì)磁控制系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如下圖3-1所示，其由勵(lì)磁機(jī)、發(fā)電機(jī)、電壓測(cè)量比較單 元、綜合放大單元、功率放大單元等組成。圖3-1 勵(lì)磁制系統(tǒng)構(gòu)成框圖（1）勵(lì)磁機(jī)的傳遞函數(shù)為：GE (s) =1TES +KEE+SE（4-13）式中TE 為勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)，SE 為飽和函數(shù)，KE 為由勵(lì)磁回路電阻和氣隙特性斜率構(gòu)成。（2）同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)為：G (s) =KG

47、d0G1+T d0（4-25）d0式中Td0為發(fā)電機(jī)空載轉(zhuǎn)自時(shí)間常數(shù)，KG為發(fā)電機(jī)放大倍數(shù)。（3）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各單元的傳遞函數(shù)1）電壓測(cè)量比較單元： 有測(cè)量變壓器、整流濾波電路及測(cè)量比較電路組成，因此測(cè)量比較電路的傳遞函數(shù)為：GR (s) =KR1+TRs（4-18）式中TR 為時(shí)間常數(shù)，KR 為放大倍數(shù)。2）綜合放大單元：在電子型調(diào)節(jié)器中試由運(yùn)算放大器組成的，在電磁型調(diào)節(jié)器中則采用磁放大器， 其傳遞函數(shù)為:GA(s) =KA1+TAs(4-19)式中為TA放大器時(shí)間常數(shù)，KA 電壓放大系數(shù)。3 ）功率放大單元： 其傳遞函數(shù)為:G(s) =Kz1+Tzs(424)式中z=1/f 為最大可能滯后時(shí)

48、間常數(shù)(為整流相數(shù)為電壓頻率);KZ 為整流電路放大倍數(shù)。3.2 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)3求得勵(lì)磁控制系統(tǒng)各單元的傳遞函數(shù)后，按上圖3-1可以組成勵(lì)磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 框圖，則同步發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖如圖3-2。放大單元限幅測(cè)量單元圖3-2 勵(lì)磁制系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖4 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的MATLAB仿真4.1 勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真典型的勵(lì)磁控制系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)3如下:d0AT =0s,Td0A=8.38s,TE=0.69s,TR=0.04s,KE=,KG=,KA=10由圖3-2可以得到下圖4-1勵(lì)磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型框圖階躍開(kāi)環(huán)放大 輸入限幅勵(lì)磁機(jī)測(cè)量比較發(fā)電機(jī)示波器4.1.1閉環(huán)傳遞函數(shù)4-1 勵(lì)

49、磁系的傳遞函數(shù)模型框圖 閉環(huán)傳遞函數(shù)模型根據(jù)圖4-1我們可以得到閉環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖4-21.38放大單元?jiǎng)?lì)磁機(jī)測(cè)量單元1.04發(fā)電機(jī)打開(kāi)SMULILNK仿真環(huán)境：4-2 閉環(huán)傳函數(shù)模型框圖( 1 )在Siulink窗口下的File菜單中選擇New命令創(chuàng)建一個(gè)untitled空白文件窗口保存，命名為:bhhs.dl。（2）根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖建立勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真模型。（3）利用Siulink建立仿真模型后利用MATLAB程序：a,b,c,d=linmod2(bhhs)s1=ss(a,bcd)s2=tf(s1)可得系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為: 求階躍響應(yīng)輸入MATLAB程序step(s)得到

50、階躍響應(yīng)圖4-31.729s+43.24s3 +26.57s2 +39.39s+25.944.1.2開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)4-3 階躍響應(yīng) 開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)模型開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖如下圖4-4圖4-4 開(kāi)環(huán)遞函數(shù)模型框圖打開(kāi)SMULILNK仿真環(huán)境：( 1 )在Siulink窗口下的File菜單中選擇New命令創(chuàng)建一個(gè)untitled空白文件窗口保 存，命名為:khhs.dl。（2）根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖建立勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真模型。（3）利用Siulink建立仿真模型后利用MATLAB程序：a,b,c,d=linmod2(khhs)s1=ss(a,bcd)s2=tf(s1)可得系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：

51、根軌跡圖設(shè)計(jì)器4.324s3 +26.57s2 +39.39s+4.324根軌跡設(shè)計(jì)器可以方便地調(diào)整并及時(shí)觀看開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響也可以進(jìn)行零、極點(diǎn)設(shè)計(jì)，另外還可以觀看脈沖響應(yīng)、Bode,、Nyquist圖等，不足的是對(duì)勵(lì)磁 系統(tǒng)穩(wěn)定器(多環(huán)系統(tǒng)的分析還是不方便。在MATLAB 命令窗口鍵入：n=4.324;d=conv(conv(1 0.12,1 1.45),1 25);s=tf(n,d);rltol()打開(kāi)根軌跡設(shè)計(jì)器如圖4-5圖4-5 根跡圖調(diào)節(jié)參數(shù)(相當(dāng)于改變開(kāi)環(huán)放大倍數(shù))，可以看到極點(diǎn)位置在移動(dòng)、同時(shí)可以觀察階躍響應(yīng)的變化。圖4-6是C=1時(shí)的階躍響應(yīng)，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，但是調(diào)整

52、時(shí)間太長(zhǎng)，還是不符合要求。 圖4-7是C =4.4時(shí)的階躍響應(yīng)圖，系統(tǒng)是穩(wěn)定的，但超調(diào)量等指標(biāo)不符合要求。圖4-8是C= 43.2時(shí)的階躍響應(yīng)圖，此時(shí)極點(diǎn)己到了復(fù)平面的右半部分，系統(tǒng)變得不 穩(wěn)定了。圖4-6 =1的階躍響應(yīng)圖4-7 =44時(shí)的階躍響應(yīng)4.2Siulink求階躍響應(yīng)圖4-8 =3.時(shí)的階躍響應(yīng)利用Siulink建立如下圖4-9模型框圖4-9 勵(lì)磁系傳遞函數(shù)框圖建立9模型后為了更好的進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)放大單元放大倍數(shù)分別為10，30，60倍 是點(diǎn)擊開(kāi)始仿真得到階躍響應(yīng)圖4-10，4-11，4-12。圖4-10 放大0倍階躍響圖圖4-11 放大0倍階躍響圖4.2.1 階躍響應(yīng)的暫態(tài)指標(biāo)圖

53、4-12 放大0倍階躍響圖通過(guò)附錄的計(jì)算暫態(tài)指標(biāo)的程序我們可以得到此時(shí)系統(tǒng)主要的暫態(tài)指標(biāo)表4-1 系統(tǒng)主要性能指標(biāo)指標(biāo)放大倍數(shù)穩(wěn)態(tài)值調(diào)節(jié)時(shí)間超調(diào)量100.14.1s1209%300.76.1s4021%600.96.4s5657%5 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的校正5.1 校正的概念我們?cè)谙到y(tǒng)性能分析的基礎(chǔ)上，當(dāng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)不能滿足技術(shù)要求時(shí)，就可以對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行校正以改善系統(tǒng)的性能對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行校正的過(guò)程首先考慮的是對(duì)自 動(dòng)控制系統(tǒng)的的參（如增益時(shí)間常數(shù)等進(jìn)行行調(diào)整只有當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)仍無(wú)法 滿足要求時(shí)才會(huì)增添一些裝置和元件人為地改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性能從而使其滿足 所要求的性能指標(biāo)我們把這種有目的地通過(guò)給

54、自動(dòng)控制系統(tǒng)增添一些裝置和元件人 為地改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能，從而使之滿足所要求的性能指標(biāo)的方法稱為系統(tǒng)校正。增添的裝置和元件稱為校正裝置和校正元件。所以自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行校正過(guò)程實(shí)際 就是對(duì)校正裝置或較正元件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程。5.2 校正的分類 根據(jù)校正裝置在系統(tǒng)中所處位置的不同一般分為串聯(lián)校正反饋校正和順饋校正。 在串聯(lián)校正中，根據(jù)校正環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性相位的影響，又可分為相位超前校正、相位滯后校正和相位超前-滯后校正。需要校正的控制系統(tǒng)通常是為了完成某項(xiàng)任務(wù)，并根據(jù)其工藝設(shè)計(jì)出的某些裝置超前校正等。 在反饋校正中，根據(jù)是否經(jīng)過(guò)微分環(huán)節(jié)，又分為軟校正和硬校正。在順饋校正中，根據(jù)補(bǔ)償采樣源的

55、不同又可分為給定順饋校正和擾動(dòng)順饋校正根據(jù)校正裝置本身是 否另接電源又分為無(wú)源校正裝置和有源校正裝置。根據(jù)校正裝置的組成，可分為被控對(duì)象，控制器，檢測(cè)環(huán)節(jié)三個(gè)部分。被控對(duì)象是 由系統(tǒng)所完成的具體任務(wù)而選定的，它包括的控制裝置是系統(tǒng)的基本部分。5.3PID對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的仿真利用Siulink建立圖5-1的仿真模型圖5-1 PI校正勵(lì)磁系統(tǒng)方框圖點(diǎn)“開(kāi)始按鈕進(jìn)行仿真雙擊示波器模塊得到階躍響應(yīng)圖經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整PID模塊的參數(shù)Ki,Kd ,Kp 在Kp =,Ki =0.,Kd=0.15時(shí)調(diào)節(jié)放大單元倍數(shù)為，得到如下圖5-2,5-3,5-4的階躍響應(yīng)圖。圖5-2 放1倍校正后的階躍響應(yīng)圖5-3 放3倍校正后

56、的階躍響應(yīng)圖5-4 放6倍校正后的階躍響應(yīng)表5-1 PI校正后系統(tǒng)主要性能指標(biāo)放大倍數(shù)穩(wěn)態(tài)值調(diào)節(jié)時(shí)間超調(diào)量100.93.2s7.7%301.03.8s2101%601.02.5s2492%對(duì)比表5-1與表4-可以發(fā)現(xiàn)增設(shè)PI校正后調(diào)節(jié)時(shí)間與超調(diào)量都有所下降振蕩次 數(shù)也減少很多，所以可以得出結(jié)論增設(shè)PID校正后提高了系統(tǒng)的快速性和平穩(wěn)性，提高 了系統(tǒng)的性能。增設(shè)PI校正后對(duì)系統(tǒng)的影響： 在低頻段：改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。使輸入等速信號(hào)由有靜差變?yōu)闊o(wú)靜差。 在中頻段由于PI調(diào)節(jié)器微分部分的作用使系統(tǒng)的相位裕量增加這意味著 超調(diào)量減小，振蕩次數(shù)減少，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 在高頻段：降低系統(tǒng)的抗高頻

57、干擾的能力。比例積分微分(PI校正兼顧了系統(tǒng) 穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的改善由于PI校正使系統(tǒng)在低頻段相位后移而在中高頻 段相位前移，因此又稱它為相位滯后-超前校正。5.4 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（PS）對(duì)系統(tǒng)的校正利用Silink建立圖5-5的仿真模型5-5 帶勵(lì)磁統(tǒng)穩(wěn)定器的勵(lì)磁系統(tǒng)方框圖點(diǎn)“開(kāi)始按鈕進(jìn)行仿真雙擊示波器模塊得到階躍響應(yīng)圖經(jīng)過(guò)不斷調(diào)整i和Tj 后在i =0.0,Tj=0.11時(shí)調(diào)節(jié)放大倍數(shù)倍得到下圖5-65-7,5-的階躍響應(yīng)圖。圖5-60時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器的階躍響應(yīng)圖5-70時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器的階躍響應(yīng)圖5-80時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器的階躍響應(yīng)表5-2PS校正后系統(tǒng)主要性能指標(biāo)放大倍數(shù)穩(wěn)態(tài)值調(diào)節(jié)時(shí)間

58、超調(diào)量100.52.4s2.5%300.63.1s1667%600.73.2s1959%對(duì)比表5-2與表4-1可以發(fā)現(xiàn)，增設(shè)S校正后調(diào)節(jié)時(shí)間與超調(diào)量都有所下降，振蕩 次數(shù)也減少很多，所以可以得出結(jié)論增設(shè)S校正后提高了系統(tǒng)的性能。5.5PID校正和PS校正的分析比較使用PI校正為了保證發(fā)電機(jī)有足夠的調(diào)壓精度必須采用較大的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)但 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)的增大將造成勵(lì)磁控制回路的不穩(wěn)定在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)可能導(dǎo)致發(fā)電 機(jī)電壓振蕩。勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器采用了轉(zhuǎn)子電壓軟負(fù)反饋，主要作用是使暫態(tài)時(shí)的增益降低，以防 止發(fā)電機(jī)空載時(shí)勵(lì)磁控制回路振蕩。但采用S雖可提高勵(lì)磁控制回路的穩(wěn)定性但整個(gè)暫態(tài)過(guò)程的增益減小也減小了 其勵(lì)磁響應(yīng)的速度D 調(diào)節(jié)可使暫態(tài)增益衰減限制在低頻振蕩區(qū)而不影響其它頻段 調(diào)節(jié)作用的充分發(fā)揮 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的作用主要是抑制0.16 z 的低頻振蕩它 從電力系統(tǒng)接受這些振蕩信號(hào)并按要求傳遞給勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)電壓調(diào)節(jié)器的自 動(dòng)控制作用，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)振蕩提供正阻尼，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)振蕩的抑制。6 總結(jié)以上利用建立同步同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)仿真模型，模型簡(jiǎn)易直 觀運(yùn)行速度快易于使用為驗(yàn)證設(shè)計(jì)思想并進(jìn)行高效成功的設(shè)計(jì)與綜合分析打下 了良好的基礎(chǔ)通過(guò)以上的演示可知能夠準(zhǔn)確清晰地測(cè)繪出各種情況下同 步電機(jī)階