康明斯柴油發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器作用及結(jié)構(gòu)概述
在半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)中,勵磁功率單元為半導(dǎo)體整流裝置及其交流電源,勵磁調(diào)節(jié)器則采用半導(dǎo)體元件、固體組件及電子線路組成。早期的調(diào)節(jié)器只反映發(fā)電機(jī)電壓偏差,進(jìn)行電壓校正,通常稱其為電壓調(diào)節(jié)器(簡稱調(diào)壓器)?,F(xiàn)在的調(diào)節(jié)器可綜合反映包括電壓偏差信號在內(nèi)的多種控制信號,進(jìn)行勵磁調(diào)節(jié),故稱為勵磁調(diào)節(jié)器。顯然,勵磁調(diào)節(jié)器包括了電壓調(diào)節(jié)器的功能。下面對半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器作一簡要介紹。
(1)勵磁控制系統(tǒng)的作用
勵磁系統(tǒng)是交流同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分,它控制同步發(fā)電機(jī)的電壓及無功功率。另外,調(diào)速系統(tǒng)控制原動機(jī)及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速(頻率)和有功功率。二者是發(fā)電機(jī)組的主要控制系統(tǒng)。勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機(jī)及其勵磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)。
勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁控制系統(tǒng)的主要部分,一般由它感受發(fā)電機(jī)電壓的變化,然后對勵磁功率單元施加控制作用。在勵磁調(diào)節(jié)器沒有改變給出的控制命令以前,勵磁功率單元不會改變其輸出的勵磁電壓。
(2)對勵磁調(diào)節(jié)器的要求
①勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具有高度的可靠性,并且運(yùn)行穩(wěn)定。這在電路設(shè)計、元件選擇和裝配工藝等方面應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具有良好的穩(wěn)態(tài)特性和動態(tài)特性。
②勵磁調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)應(yīng)盡可能小。
③勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單,檢修維護(hù)方便,并逐步做到系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。
(3)勵磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成
康明斯發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器主要由測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)三個基本單元構(gòu)成,每個單元再由若干環(huán)節(jié)組成。
①測量比較單元測量比較單元由電壓測量、比較整定和調(diào)差環(huán)節(jié)組成。電壓測量環(huán)節(jié)包括測量整流和濾波電路,有的還有正序電壓濾過器。測量比較單元用來測量經(jīng)過變換的與發(fā)電機(jī)端電壓成比例的直流電壓,并與相應(yīng)于發(fā)電機(jī)額定電壓的基準(zhǔn)電壓相比較,得到發(fā)電機(jī)端電壓與其給定值的偏差。電壓偏差信號輸人到綜合放大單元,正序電壓濾過器在發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行時可提高調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確度,在發(fā)生不對稱短路時可提高強(qiáng)勵能力。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用在于改變調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù),以保證并列運(yùn)行機(jī)組間無功功率穩(wěn)定合理地分配。
②綜合放大單元綜合放大單元對測量等信號起綜合和放大作用,為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性,并滿足運(yùn)行要求,除了由基本裝置來的電壓偏差信號外,有時還必須根據(jù)要求綜合由輔助裝置來的穩(wěn)定信號、限制信號、補(bǔ)償信號等其他信號。綜合放大后的控制信號輸人到移相觸發(fā)單元。
③移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元包括同步、移相、脈沖形成和脈沖放大等環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)單元根據(jù)輸入的控制信號的變化,改變輸出到晶閘管的觸發(fā)脈沖相位,即改變控制角(或稱移相角),從而控制晶閘管整流電路的輸出電壓,以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流。為了觸發(fā)脈沖能可靠地觸發(fā)晶閘管,往往需要采用脈沖放大環(huán)節(jié)進(jìn)行功率放大。
同步信號取自晶閘管整流裝置的主回路,保證觸發(fā)脈沖在晶閘管陽極電壓在正半周時發(fā)出,使觸發(fā)脈沖與主回路同步。
勵磁系統(tǒng)中通常還有手動部分,當(dāng)勵磁調(diào)節(jié)器自動部分發(fā)生故障時,可切換到手動方式運(yùn)行。
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