自動裝置勵磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣本

1、系統(tǒng)自動裝置原理課程系統(tǒng)自動裝置原理課程課 題：勵磁控制系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)及系統(tǒng)性能分析專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：4班學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)日期：530-68成 績：自動裝置勵磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)報告一、設(shè)計(jì)目的1、回顧發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)主回路的設(shè)計(jì)原理。2、進(jìn)一步了解發(fā)電機(jī)勵磁控制的系統(tǒng)性能分析。3、學(xué)會建立發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。二、設(shè)計(jì)要求勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性如上升時間、超調(diào)量、調(diào)整時間等 都要滿足要求。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)主要針對PID調(diào)節(jié)在勵磁控制中的作用, 因此設(shè)計(jì)方案設(shè)有無PID調(diào)節(jié)勵磁控制和有PID調(diào)節(jié)控制兩個方案, 并進(jìn)行對比，分出優(yōu)劣，選取效果極佳的方案。2號題：發(fā)電機(jī)型號QF25

2、2基本數(shù)據(jù)：額定容量（MW） : 25轉(zhuǎn)速；3000額定電壓（KV） : 6.3功率因數(shù)coso:0.8額定電流：（A） : 2860效率(%) : 額定電流：（A） : 2860效率(%) : 97.74勵磁數(shù)據(jù)：空載勵磁電流（A） : 149.4滿載勵磁電流(A) : 372空載勵磁電壓（V） : 62.5空載勵磁電壓（V） : 62.5滿載勵磁電壓（ V） : 180參數(shù)：定子線圈開路時勵磁線圈時間常數(shù)（s） : 11.599轉(zhuǎn)子電阻：（75C） （ Q） : 0407（ R =1.24r ）75c15c電壓降之和 U=3三、設(shè)計(jì)過程資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或

3、者刪除。1、系統(tǒng)概述設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并以PID控制方式, 搭建仿真模型。性能分析：應(yīng)用控制理論的各種分析方法分析所設(shè)計(jì)的勵 磁控制系統(tǒng)的性能，并給出典型運(yùn)行方式下的最佳參數(shù)整定值， 要求打印主要分析曲線及計(jì)算結(jié)果。主回路設(shè)計(jì)主回路設(shè)計(jì)包括：勵磁方式選擇；勵磁變壓器選擇；起勵問 題及計(jì)算；整流元件參數(shù)確定及選擇；主回路保護(hù)配置；要求繪 出勵磁系統(tǒng)主回路原理圖。勵磁方式：自并勵方式勵磁控制系統(tǒng)分為直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)、交流勵磁機(jī)勵磁系 統(tǒng)和發(fā)電機(jī)自并勵系統(tǒng)。在這里勵磁方式我選擇自并勵勵磁方式。發(fā)電機(jī)自并勵系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：勵磁系統(tǒng)接線和設(shè)備比較簡單，無轉(zhuǎn)動部分，維護(hù)費(fèi)用省, 可靠性

4、高。不需要同軸勵磁機(jī)，可縮短主軸長度，這樣可減小基建投 資。直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得很快的勵磁電壓響應(yīng) 速度，可近似認(rèn)為具有階躍函數(shù)那樣的響應(yīng)速度。由于自并勵勵磁方式具有上述優(yōu)點(diǎn)，因此勵磁方式采用自并 勵勵磁系統(tǒng)。磁變壓器選擇 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。由由于同步發(fā)電機(jī)的勵磁電壓教端電壓低得多，因此自并勵 系統(tǒng)中一般都需設(shè)置勵磁變壓器進(jìn)行降壓。其主要作用：使晶閘管工作時的導(dǎo)通角大小適當(dāng)，控制教、較穩(wěn)定。降低整流元件的電壓等級。使整流回路、控制回路、勵磁繞組三者都機(jī)端隔離，降低 了回路對地的電位和對絕緣的要求，有利于安全運(yùn)行并減少日常 維修工作。2、計(jì)

5、算與分析過程變比k:變壓器二次側(cè)電壓，的確定：取a = 0 , K 二2 Ud()=18V, f()=372A, AU=3,取 X =0.06由公式：1.35U X + cos以min = K U + - K I X +AU 得l2c fd (e)兀 c fd (e) k1.35U, x 耳=2 x 180 +。x 2 x 372 x 0.06 + 31.35U =405.627. U =300.465V已知u =6.3KV.變壓器變比k= 6.3X1000 = 211300.465變壓器的容量計(jì)算33 一U + x I x X +EAU180 + x 372 x 0.06 + 3以 =arc

6、cosde)fdk1 = arccos10.675Ui0.675 x 300=89.49-a I =1.15I-fd -a I =1.15I-fd (e)-=303.36( A)資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。.整 流 變 壓 器 的 容 量 為： S = *U = m X 300.465 X 303.36 = 0.158(MVA)接線方式變壓器的接線方式選擇Y/A-11接線方式，即一次側(cè)為Y接, 二次側(cè)為接。一次側(cè)為Y接的三相繞組中，三次諧波電流不能流 通，即變壓器勵磁電流中不含有三次諧波而接近正弦波，二次側(cè) 為接，是為了避免發(fā)電機(jī)側(cè)的諧波影響勵磁系統(tǒng)側(cè)的波形，

7、或 避免由勵磁系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波影響到發(fā)電機(jī)側(cè)，因此變壓器的接線 方式其中有一側(cè)必須接成角形。系統(tǒng)三種典型運(yùn)行方式計(jì)算(選做)一般按空載、額定、強(qiáng)勵三種工況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算的目的是 看這些控制角是否在一般所希望的范圍之內(nèi)，并在調(diào)試中將實(shí)測 的與計(jì)算的相比較?？蛰d時:U = U.(0)= 62.5V, I = Id=149.4A33 .一U + xI x X +EAU62.5 + x 149.4x0.06 + 3儀(0) = 5阿-1 = 5帝云疝一-1=129.37U = U + -1 X +z AU = 62.5 + -X 149.4x0.06 + 3 = 74.06(V) d (0)fd (0)

8、兀 fd (0) k兀額定運(yùn)行時：Ud = Ud( ) = 180V, Ifd = Id() = 372A33 U +-x I x X +EAU180 + x 372 x 0.06 + 3a (e) = arCC0S0-1 = 5 0 - 1資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。U 雙)=U 必 ) +21 d( ) xk +&U = 180 + 2 X 372 X 0.06 + 3 = 204.31(7)強(qiáng)勵運(yùn)行時:U拭=K U拭()=360V, I = K Id()= 744A33 一. 一 一U +-x I x X +EAU360 + x 744 x 0.06 +

9、 3a (q) = arCC0S0-1*5 0- 1=11.21U = K U + -K I X +EaU = 360 + -x744x0.06 + 3 = 405.63(7) d (q)c fd (e) 兀 c fd (e) k兀由以上計(jì)算得表格如下:Ufd ()VIfd () Aa()Ud ()V空載(0)62.5149.4129.3774.06額定(e)18037289.49204.318強(qiáng)勵(q)36074411.21405.63由計(jì)算結(jié)果能夠看出：氣)七 氣q ,且控制角的靈敏度比較大，滿足勵磁系統(tǒng)的要求。起勵問題及計(jì)算在同步發(fā)電機(jī)啟動時，起勵電源能夠采用廠用電起勵和蓄電 池起勵兩種

10、方法，但一般情況下，采用廠用電起勵。起勵容量：S = S = U I= X 372 X180 = 1674(VA)q 40 e 40 fd (e) fd (e)40起勵電壓： U = 4 Ud()= 4 X 372 = 93(V)整流元件參數(shù)確定及選擇整流元件參數(shù)的選擇，首先保證半導(dǎo)體勵磁裝置可靠運(yùn)行， 設(shè)計(jì)時主要選擇硅元件的額定正向同態(tài)平均電流和額定正反向峰 值電壓中的較大者。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。整流電路采用三相橋式半控整流電路。同步發(fā)電機(jī)輸出交流電流中的一小部分，經(jīng)勵磁變壓器降壓 和可控整流器整流后，供給勵磁繞組勵磁電流。勵磁電流的大小， 決定與晶

11、閘管，而晶閘管的導(dǎo)通角由自動勵磁調(diào)節(jié)器控制，當(dāng)發(fā) 電機(jī)端電壓高于整定值時，自動勵磁調(diào)器發(fā)出信號脈沖推遲，晶 閘管導(dǎo)通角變小，勵磁電流減小，從而使發(fā)電機(jī)端電壓降低。當(dāng)發(fā) 電機(jī)端電壓低于整定值時，自動勵磁調(diào)器發(fā)出信號脈沖提前，晶 閘管導(dǎo)通角變大，勵磁電流增大，從而使發(fā)電機(jī)端電壓升高。上述 兩種過程使發(fā)電機(jī)的端電壓于穩(wěn)定值，達(dá)到恒定的目的。硅元件額定電流計(jì)算額定工況下：七()=I()= 372A橋臂平均電流：I= 11= 1 x 372 = 124( A)A(AV)3 fd(e)3額定正向平均電流：It $)= K I思 )=3 x 124 = 372( A)強(qiáng)勵工況下：I徹)=K I.()= 2 x 372 = 744(A)橋臂平均電流：I,= 11= 1 x 744 = 248(A)A( AV)3 fd (q)3強(qiáng)勵正向平均電流：I T(AV) = K, I, A(AV) = 3 x 248 =