文档介绍：?同步电机分为同步发电机和同步电动机。?同步电机在电力系统中有非常重要的地位和作用。?早期的励磁装置采用直流发电机作电源,自从大功率电力电子器件及可控整流技术问世以来,绝大部分励磁装置都采用了以晶闸管整流电路为主的可控变流技术。其控制电路采用集成化模拟控制或微机化数字控制,具备很高的可靠性。?同步机励磁分为同步发电机励磁和同步电动机励磁, 两者有完全不同的控制方式。其中同步发电机励磁容量大,责任也大,因此显得更重要。第9章电力电子技术在同步电机中的应用 1 第9章电力电子技术在同步电机中的应用 同步发电机励磁系统 同步电动机励磁用整流器 无换向器电动机 2 同步发电机励磁系统同步发电机是电力系统中最主要的供电电源, 它主要分为隐极机和凸极机两种。?隐极机与汽轮机配套,用于火力发电厂,一般为一对极,在 50Hz 情况下,转速为 3000r/min 。?凸极机则有较多的极对数,转速较低,一般与水轮机配套,主要用于水力发电厂。它们共同的特点是需要直流电流来建立磁场, 统称为励磁系统。 3 ?发电机的励磁系统有许多不同的类型。?由与发电机同轴旋转的励磁机来励磁的称为旋转励磁系统,旋转励磁系统又分直流励磁系统和交流励磁系统。?交流励磁系统又分为同轴安装的旋转整流器和静止整流器两种。?不存在旋转部件,称为静止励磁或全静态励磁系统。 4 发电机励磁系统的组成框图(1) 励磁机。根据调节器的指令信号向同步发电机的磁场绕组提供直流功率,是励磁系统的功率输出级。(2) 调节器。将输入控制信号进行处理并放大到一定水平,用于控制励磁机。它既有调节功能又有使励磁系统稳定的功能(变化率反馈或超前—滞后补偿)。图 9-1 同步发电机励磁控制系统的功能方框图 5 (3) 机端电压传感器和负荷补偿器。测量发电机端电压, 将其进行信号幅值调理,并将其与一个代表企望端电压的基准值相比较。此外,如果要保持在电气上远离机端的某一点(例如升压变压器高压端)的电压恒定, 则还要有负荷补偿(线路压降补偿或无功补偿)。(4) 电力系统稳定器。向调节器提供一个附加的输入信号, 以阻尼电力系统的振荡。常用的输入信号有转子转速的偏差、交流功率的偏差和频率的偏差。(5) 限制器与保护回路。包括一系列的控制与保护功能, 保证励磁机和发电机的负载能力极限不被超过。 6 励磁系统的类型 1. 直流励磁系统这类励磁系统用直流发电机作为励磁电源,并通过滑环向同步发电机转子供电。励磁机可以由一台电动机驱动,或者与发电机同轴驱动。励磁机可以是自激的,也可以是他激的。他激励磁机的磁场由永磁副励磁机供电。 7 一台直流整流子励磁机,通过滑环向主发电机的磁场供直流电。励磁机的磁场由一台磁放大机控制。磁放大机是一种特殊的旋转放大机,是特殊结构的直流电机,只需要很小的磁场控制功率就能在交轴电枢里产生很大的电流。实际上磁放大机是一个功率放大 10000 ~ 100000 倍,时间常数为 ~ 的功放装置。图 9-2 磁放大机电压调节器的直流励磁系统 8 2. 旋转整流器励磁系统?右图这种系统称为无刷励磁系统(brushless excitation system) 。?开发这种系统是为了在为大容量发电机的磁场提供强大励磁电流(例如 600MW 发电机的励磁功率在 1MW 等级)时, 避免发生使用电刷可能出现的问题。图 9-3 无刷励磁系统 9 无刷励磁系统不能直接测量发电机的磁场电流或电压。主发电机电压由晶闸管触发回路的可调直流输入设定值来控制。为了简化,图 9-3 中没有详细画出控制电路的各项功能。 10