不可控相復(fù)勵

分類：自勵恒壓裝置類型即自動勵磁裝置類型，有：⑴.按發(fā)電機電壓偏差△U調(diào)節(jié)：可構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，靜態(tài)特性好。但由于必須出現(xiàn)偏差才調(diào)節(jié)，早期采用電磁元件構(gòu)成的系統(tǒng)，動態(tài)性能差。⑵.按負載大小和性質(zhì)調(diào)節(jié)：屬開環(huán)系統(tǒng)，靜態(tài)特性較差，但負載電樞反應(yīng)影響電壓時，就開始調(diào)節(jié)，動態(tài)性能好?！饕獮椴豢煽叵鄰?fù)勵。⑶.復(fù)合調(diào)節(jié)：主要是可控相復(fù)勵，既有按△U調(diào)節(jié)，又有按負載大小和性質(zhì)調(diào)節(jié)，性能較好。此外，無刷發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)較獨特。一、自勵恒壓裝置的常見類型2021/5/91㈠、不可控相復(fù)勵原理：

是利用發(fā)電機本身的剩磁電壓進行自勵起壓,根據(jù)負荷電流大小和性質(zhì)(負荷電流與電壓的相位關(guān)系)進行相位復(fù)勵，以調(diào)整勵磁電流，穩(wěn)定發(fā)電機端電壓。有電流、電磁和電勢疊加三種。

不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置的勵磁電壓包括兩個部分：電壓(空載)分量和電流(負載)分量。二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置索引2021/5/92二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置㈡、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置的常見類型：

根據(jù)疊加成為勵磁電流的電壓分量和電流分量的信號方式的不同，不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置又可分為如下三種不同形式：

①.電流疊加型：由反映電壓分量的電流信號與反映負載電流分量的電流信號疊加而成。

②.電勢疊加型：由反映電壓分量的電勢信號與反映負載電流分量的電壓信號疊加而成，然后再轉(zhuǎn)換為電流。

③.電磁疊加型：由反映電壓分量的磁通信號與反映負載電流分量的磁通信號疊加而成，然后再轉(zhuǎn)換為電流。2021/5/931、電流疊加不可控相復(fù)勵：——㈡、常見類型電流互感器CT檢測的負載電流分量與經(jīng)過移相電抗器移相的電壓分量疊加，得到交流的勵磁電流，經(jīng)三相橋式整流后得到直流勵磁電流。

直流勵磁回路的阻容支路可吸收直流回路的兩涌電壓，保護整流橋。三相諧振電容器與移相電抗器一起構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，在發(fā)電機起動加速過程中，保證自勵起壓成功。二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/942、電勢疊加不可控相復(fù)勵：——㈡、常見類型又稱為電壓疊加型，電流互感器在移相電抗器上產(chǎn)生的電壓降(電勢)與發(fā)電機端電壓疊加。二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/953、電磁疊加不可控相復(fù)勵：——㈡、常見類型電磁疊加不可控相復(fù)勵是將電流分量與電壓分量都轉(zhuǎn)換為對應(yīng)磁通，然后在三繞組變壓器的磁路疊加。并通過輸出繞組，輸出交流勵磁電流。其相復(fù)勵疊加原理和其他元件作用與前面介紹一樣。二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/96二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置4、四繞組電磁疊加型：——㈡、常見類型四繞組電磁疊加型不可控相復(fù)勵，每相鐵心有四個繞組：N1、N2、N3和N4，N1為電流繞組，N2為電壓繞組，N4為補償繞組提供額外的相位補償，N3為輸出繞組。N2電壓繞組和N4補償繞組連接規(guī)律是，每相N2繞組總是與滯后該相的N4繞組反向串聯(lián)。由相量圖可知，這樣連接后，空載分量比原來超前一個小于30°的電角，可提高靜態(tài)調(diào)壓精度。2021/5/97

不可控相復(fù)勵綜述：

不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置是依靠同步發(fā)電機電樞繞組產(chǎn)生的三相交流電作為勵磁電源，其勵磁電流包括復(fù)勵分量與空載分量兩個部分。

為了使勵磁電流既反映負載電流大小又反映負載電流相位(性質(zhì))，空載分量必須經(jīng)移相電抗器移相90°電角度后再與復(fù)勵分量進行疊加。根據(jù)疊加方式不同，不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置主要有：電流疊加、電勢疊加和電磁疊加三種。

電磁疊加型還有帶電壓曲折繞組的四繞組變壓器作為相復(fù)勵的疊加元件的形式，其主要目的是提高反映負載電流的精度。二、不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置索引2021/5/98四、可控硅自勵恒壓裝置索引㈠、構(gòu)成原理(特點)：不論是可控還是不可控，相復(fù)勵恒壓裝置都是由電磁元件構(gòu)成的，而電磁元件的慣性較大(由于存在電感，電流變化速度受影響)，控制調(diào)節(jié)的速度也因此受到一定限制。

可控硅(晶閘管)恒壓勵磁裝置取消相復(fù)勵的電磁元件，采用按電壓偏差進行調(diào)節(jié)。雖無電磁元件，調(diào)節(jié)反應(yīng)的速度加快，但卻不能實現(xiàn)相復(fù)勵，因此其動態(tài)性能一般都比相復(fù)勵差。特點是：調(diào)節(jié)速度快，且體積小、重量輕、成本低、易于系列化。2021/5/99四、可控硅自勵恒壓裝置㈠、構(gòu)成原理(框圖)

：主要由晶閘管主電路、觸發(fā)電路、控制電路三部分組成?？刂齐娐穭t由比較、檢測和調(diào)節(jié)電路組成。裝置的關(guān)鍵部分是檢測電路，因為屬于按電壓偏差調(diào)節(jié)，對發(fā)電機端電壓檢測的要求是：既要準確，又要快速。這就要求整流電路不能采用大電容濾波(慣性較大，影響反應(yīng)速度)，因此檢測電路一般采用多相整流，如六相整流、十二相整流等。2021/5/910四、可控硅自勵恒壓裝置㈡、檢測比較環(huán)節(jié)_總體說明：

晶閘管主電路、觸發(fā)電路，屬于可控整流電路原理介紹的內(nèi)容，既可采用單相可控整流，也可采用三相可控整流，一般根據(jù)裝置的具體要求確定，可參考有關(guān)整流電路原理的介紹。

而控制電路主要作用是實時檢測發(fā)電機端電壓的變化情況，并與給定電壓比較，得出作為控制信號的電壓偏差信號，然后再通過晶閘管觸發(fā)電路和主電路，向發(fā)電機的勵磁繞組提供合適的勵磁電流，使發(fā)電機端電壓維持在所要求的值，并聯(lián)運行時還應(yīng)保證各發(fā)電機無功的合理分配。2021/5/9111、六相整流：——

㈡、檢測比較環(huán)節(jié)

對檢測環(huán)節(jié)的要求主要是：①.檢測得到的直流信號應(yīng)該快速準確反映發(fā)電機端電壓的變化；②檢測得到直流信號應(yīng)盡量平穩(wěn)，其交流脈動成分應(yīng)盡量小。經(jīng)過六相整流，直流信號的交流脈動成分很小，很小電容就可濾除交流脈動。四、可控硅自勵恒壓裝置2021/5/9122、比較環(huán)節(jié)：——㈡、檢測比較環(huán)節(jié)用穩(wěn)壓管得到一條先正反饋、后負反饋的發(fā)電機給定電壓信號的曲線。其目的是得到一條與發(fā)電機實際磁路飽和對應(yīng)的勵磁特性。實際發(fā)電機的額定電壓在UZ和2UZ之間。U＜UN，U0增大，U＞UN，U0減小。四、可控硅自勵恒壓裝置索引2021/5/913㈠、可控相復(fù)勵的構(gòu)成：

可控相復(fù)勵磁裝置是以相復(fù)勵為勵磁裝置主體，再加上根據(jù)電壓偏差信號實現(xiàn)調(diào)節(jié)的自動調(diào)壓器AVR構(gòu)成的。負載電流變化時，首先是相復(fù)勵調(diào)節(jié)，然后AVR補充調(diào)節(jié)。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置索引2021/5/914

AVR的原理框圖：——㈠、可控相復(fù)勵的構(gòu)成

AVR是一個閉環(huán)電壓負反饋的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其輸入信號是電壓偏差信號，通過電壓互感器檢測發(fā)電機的端電壓，與給定值比較后通過調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)，通過執(zhí)行元件控制發(fā)電機的勵磁電流，就可實現(xiàn)對發(fā)電機端電壓的控制。

若調(diào)節(jié)器具有積分調(diào)節(jié)規(guī)律，則可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/915㈡、可控相復(fù)勵恒壓裝置的基本形式：

AVR控制的是發(fā)電機的勵磁電流，而勵磁電流包括復(fù)勵(電流)和空載(電壓)兩個分量?？煽刂频狞c較多，即可直接控制通入勵磁繞組的直流側(cè)控制，也可控制勵磁電流分量的交流側(cè)控制?？刂频姆椒ㄒ草^多，常見的有：控制磁路飽和，控制分流的大小和控制晶閘管導通等形式。根據(jù)執(zhí)行元件的不同，可控相復(fù)勵輔助勵磁的典型類型可歸納為：①.可控移相電抗器形式；②.可控變壓器形式；③.可控飽和電抗器分流形式；④.晶閘管分流形式等。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/9161、可控移相電抗器形式：——

㈡、基本形式

可控移相電抗器可控相復(fù)勵恒壓裝置，是在電流疊加型不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置基礎(chǔ)上增加了對移相電抗器的電抗值進行控制的環(huán)節(jié)?？刂圃恚阂葡嚯娍蛊鞯碾娍怪蹈淖?，勵磁電流的交流分量也改變，通過對勵磁電流的控制，可實現(xiàn)端電壓的恒定。電抗值與鐵心飽和程度有關(guān)，在電抗器鐵心加一輔助繞組，可控制電抗器鐵心的飽和程度。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/9172、可控變壓器形式：——㈡、基本形式

可控變壓器形式的可控相復(fù)勵恒壓裝置是在電磁疊加型不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置基礎(chǔ)上增加控制繞組N4構(gòu)成的。也屬于通過控制磁路飽和程度控制勵磁電流形式。負載電流變化后，勵磁電流按相復(fù)勵調(diào)節(jié)。當端電壓仍有偏差時，AVR二次調(diào)節(jié)，控制繞組信號改變變壓器磁路飽和程度，從而使勵磁電流和端電壓都發(fā)生改變。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/9183、可控飽和電抗器分流形式：——㈡、基本形式

可控飽和電抗器分流形式的可控相復(fù)勵恒壓裝置，是在電流疊加型不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置基礎(chǔ)上增加了可控飽和電抗器Xk分流控制。屬于分流控制。

相復(fù)勵調(diào)節(jié)后，若發(fā)電機端電壓仍有偏差(設(shè)偏低)時，AVR輸出控制信號減小，飽和電抗器鐵心飽和程度降低，電抗值增大，由飽和電抗器分流電流減小，勵磁電流增加，端電壓升高。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/9194、晶閘管分流形式：——㈡、基本形式

晶閘管(可控硅)分流可有兩種分流形式：在交流側(cè)分流和在直流側(cè)分流，都是在電流疊加型不可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置基礎(chǔ)上增加了晶閘管(可控硅)VT分流控制。

分流增加，發(fā)電機的勵磁電流減小，發(fā)電機的端電壓降低。反之，則端電壓升高。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置2021/5/920

可控相復(fù)勵綜述：——㈡、基本形式可控相復(fù)勵是以相復(fù)勵為主，增加AVR的輔助調(diào)節(jié)，實現(xiàn)同步發(fā)電機端電壓恒定的。相復(fù)勵在負載電流發(fā)生變化的同時開始產(chǎn)生作用，進行勵磁調(diào)節(jié)。在負載電流電樞反應(yīng)作用還未達到最大時，勵磁電流就已產(chǎn)生補償作用，避免端電壓出現(xiàn)過大的偏差。因此，其作用可保證恒壓的動態(tài)指標。相復(fù)勵調(diào)節(jié)后仍存在偏差，AVR檢測到偏差后進行二次調(diào)節(jié)，使端電壓回到給定值或要求的范圍內(nèi)。因此，其作用是滿足靜態(tài)指標。三、可控相復(fù)勵自勵恒壓裝置索引2021/5/921

無刷同步發(fā)電機：普通同步發(fā)電機工作時，通過電刷和滑環(huán)將直流勵磁電流引進發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組。

無刷同步發(fā)電機實際上