專利名稱：中小型雙繞組同步發(fā)電機(jī)晶閘管分流勵(lì)磁系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中小型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，直接應(yīng)用電子技術(shù)開(kāi)發(fā)與改變傳統(tǒng)的有關(guān)自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，屬于中小型電機(jī)技術(shù)。經(jīng)檢索和查閱有關(guān)技術(shù)資料，尚未有與本文相同的技術(shù)。
中小型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的種類很多，至今已形成兩大類-他勵(lì)和自勵(lì)。自勵(lì)又分為兩個(gè)分支-勵(lì)磁電源取自定子主繞組的機(jī)端電源和勵(lì)磁電源取自定子副繞組的感應(yīng)電勢(shì)。國(guó)內(nèi)中小型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源較普遍地取自定子副繞組的有雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)和諧波勵(lì)磁方式。前者的特點(diǎn)是定子主、副繞組同相序于鐵心槽中，(注按單機(jī)或并聯(lián)運(yùn)行實(shí)況不同，分為滯后槽，超前槽或同槽)由副繞組作為勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電源，由可調(diào)節(jié)抽頭的、帶氣隙的三相電抗器(線圈分為兩個(gè)繞組)的移相與分流作用，使這種同步發(fā)電機(jī)按負(fù)載電流的大小及性質(zhì)，自動(dòng)地維持其端電壓恒定。后者的特點(diǎn)是此種同步發(fā)電機(jī)空載、滿載的氣隙磁場(chǎng)中，由于結(jié)構(gòu)以及磁飽和的原因，存在一個(gè)非正弦的氣隙磁場(chǎng)，根據(jù)富立葉級(jí)數(shù)分析，可分解為基波、三次諧波以及其他高次諧波磁場(chǎng);諧波勵(lì)磁方式就是利用此氣隙磁場(chǎng)中的三次諧波在諧波繞組中所感應(yīng)的電勢(shì)作為該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電源。雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)與諧波勵(lì)磁方式同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)調(diào)壓率和動(dòng)態(tài)調(diào)壓率均能達(dá)到T2系列技術(shù)條件要求，即能滿足一般工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和生活等用電的基本要求。若與高品質(zhì)的他勵(lì)方式的同步發(fā)電機(jī)相比，這兩種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、運(yùn)行可靠、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn);他倆相對(duì)比較，前者造價(jià)較高，單機(jī)運(yùn)行或通過(guò)一定技術(shù)措施后并列或并網(wǎng)運(yùn)行，波形畸變率以及動(dòng)、靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)都優(yōu)于后者。到目前為止，這兩種中小型同步發(fā)電機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用及出口仍較普遍。
但是，雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)和諧波勵(lì)磁式同步發(fā)電機(jī)，至今尚存在某些不足之處前者勵(lì)磁回路因非線性大感抗的電抗器的串入，以及主、副繞組同槽抑或超前槽或滯后槽，再加上設(shè)計(jì)、加工、裝配、調(diào)整等誤差諸因素的影響，在單機(jī)運(yùn)行時(shí)，靜態(tài)電壓調(diào)整率較差，動(dòng)態(tài)品質(zhì)也欠佳，并列或并網(wǎng)運(yùn)行較困難，即使設(shè)法并聯(lián)后也容易出現(xiàn)振蕩與失磁現(xiàn)象，而且在并網(wǎng)后因發(fā)不出無(wú)功而受罰。后者由于設(shè)計(jì)、材料、加工、裝配、調(diào)整等誤差以及加工工藝不易穩(wěn)定等原因，其波形畸變較大，并列或并網(wǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定，或者很難并上電網(wǎng)?？傊麄z給生產(chǎn)和使用帶來(lái)諸多不便，尤其是前者的電抗器要采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片和大量銅線，其造價(jià)很高。
本發(fā)明是針對(duì)當(dāng)前雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)和諧波勵(lì)磁工同步發(fā)電機(jī)等所存在的上述問(wèn)題，以當(dāng)今先進(jìn)的電子技術(shù)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于自勵(lì)的勵(lì)磁系統(tǒng)上。
以下借助附圖，說(shuō)明本發(fā)明的勵(lì)磁系統(tǒng)及組成該系統(tǒng)的主要部件或單元的作用。
附

圖1是定子副繞組作為勵(lì)磁電源的電路圖。F為同步發(fā)電機(jī)，LQ為定子主繞組，LF為定子副繞組，LC為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，F(xiàn)Z1為三相整流橋，KZ為分流晶閘管，L為限流阻抗，F(xiàn)Z2為單相整流橋，ELF為發(fā)電機(jī)副繞組的感應(yīng)電勢(shì)，ILC為直流勵(lì)磁電流，Ug為晶閘管(KZ)控制信號(hào)。該同步發(fā)電機(jī)(F)的定子副繞組(LF)與定子主繞組(LQ)同槽、(允許相位差不超過(guò)±20%)，用此副繞組(LF)所感應(yīng)的電勢(shì)(ELF)由分流晶閘管(KZ)于其交流測(cè)的任一相進(jìn)行分流后，經(jīng)全波整流橋(FZ1或FZ2)整流成直流，作為該同步發(fā)電機(jī)(F)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組(LC)按運(yùn)行實(shí)況所需的直流勵(lì)磁電流(ILC)。
為了防止分流晶閘管(KZ)意外分流過(guò)大而損壞阻抗較小的定子副繞組(LF)，在分流晶閘管(KZ)的陽(yáng)極回路中串入一限流阻抗(L)。
附圖2是雙繞組同步發(fā)電機(jī)晶閘管分流勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)電氣原理示意圖。HL、HL1為電流互感器，DG為分流晶閘管(KZ)的自動(dòng)控制部件。自動(dòng)控制部件(DG)中有對(duì)該同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)況控制晶閘管分流作用。
附圖3是晶閘管(KZ)分流自動(dòng)控制部件方框圖。①為機(jī)端電壓整定單元，②為用于傳感及負(fù)載補(bǔ)償、信號(hào)綜合、校正穩(wěn)定、放大及控制單元，③為意外事件的聲光報(bào)警單元，④為限制及保護(hù)單元，⑤為功率因數(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元。
自動(dòng)控制部件(DG)有對(duì)該同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)況的功能齊全、高保真的取樣單元，不論處于單機(jī)運(yùn)行，還是并列或并網(wǎng)運(yùn)行，原動(dòng)力以任何方式驅(qū)動(dòng)，負(fù)載大小及性質(zhì)如何變化等，取樣單元都真實(shí)地予以采集，其采樣值與原整(給)定值比較若無(wú)偏差，則比較單元及以后的相關(guān)單元使分流晶閘管(KZ)維持原來(lái)的分流值，也就是原直流勵(lì)磁電流(ILC)保持原來(lái)的大小，這樣，該同步發(fā)電機(jī)(F)的端電壓與輸出的功率因數(shù)或輸出的無(wú)功，基本上穩(wěn)定于原來(lái)水平上;反之，若有偏差，則比較單元及以后的相關(guān)單元之最后輸出的控制信號(hào)(Ug)，使分流晶閘管(KZ)作相適應(yīng)地改變?cè)至髦?，使其直流?lì)磁電流(ILC)處于某一新的數(shù)量值，最終將該同步發(fā)電機(jī)(F)的端電壓與輸出的功率因數(shù)或輸出的無(wú)功，迅速地回復(fù)到原整(給)定狀態(tài)附近。這過(guò)渡過(guò)程就是前面提到的雙繞組同步發(fā)電機(jī)晶閘管分流勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)的跟蹤自恢復(fù)作用，從而保證該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)具有優(yōu)于T2標(biāo)準(zhǔn)的靜、動(dòng)態(tài)精度與品質(zhì)。
該勵(lì)磁系統(tǒng)起動(dòng)建壓容易;單機(jī)或并列或并網(wǎng)運(yùn)行容易而且穩(wěn)定;不論負(fù)載大小及性質(zhì)如何變化，都具有供電較高的靜態(tài)調(diào)節(jié)精度與動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)。
該勵(lì)磁系統(tǒng)以當(dāng)代先進(jìn)、可靠、質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉的電子技術(shù)與該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)有機(jī)地配合，形成機(jī)電一體化，不僅比雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)同步發(fā)電機(jī)降低了可觀的成本，而且節(jié)約了大量的優(yōu)質(zhì)硅鋼片和銅線，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)，便于操作和維護(hù)等等好處。
該勵(lì)磁系統(tǒng)可用于中小型同發(fā)電機(jī)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，也可以用于老產(chǎn)品的改造以換代，特別是裝有雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)和諧波勵(lì)磁方式的同步發(fā)電機(jī)，不論系何種原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，都可以直接應(yīng)用該勵(lì)磁系統(tǒng)予以改接線，并裝上分流晶閘管(KZ)與自動(dòng)控制部件(DG)后，立即可改善其單機(jī)或并列或并網(wǎng)運(yùn)行的外特性，提高供電質(zhì)量，增強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
附圖4是供參考的雙繞組電抗分流式相復(fù)勵(lì)與諧波勵(lì)磁方式的同步發(fā)電機(jī)的電氣原理圖。LE為諧波繞組，ELE為諧波繞組的感應(yīng)電勢(shì)，DK為由X1、X2移相與分流兩繞組構(gòu)成的電抗器，RG為限流電阻，RCB為勵(lì)磁分流或手動(dòng)調(diào)節(jié)變組的瓷盤(pán)電阻，R與C為濾波兼抗振作用的電阻與電容。凡具有副繞組及諧波繞組的同步發(fā)電機(jī)，都可以直接應(yīng)用該勵(lì)磁系統(tǒng)予以改造換代。
權(quán)利要求
1.本技術(shù)是利用當(dāng)代先進(jìn)的電子技術(shù)，來(lái)開(kāi)發(fā)并改變傳統(tǒng)的有關(guān)中小型同步發(fā)電機(jī)(F)的自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。其技術(shù)特征是利用與定子主繞組(LQ)同槽(改造有關(guān)老產(chǎn)品，允許超前或滯后不超過(guò)±20°)的副繞組(LF)所感應(yīng)的電勢(shì)(ELF)作為自勵(lì)勵(lì)磁電源，由自動(dòng)控制部件(DG)控制的晶閘管(KZ)于其感應(yīng)電勢(shì)(ELF)任一相分流后，經(jīng)全波整流橋(FZ1或FZ2)整流成按運(yùn)行實(shí)況所需的直流勵(lì)磁電流(ILC)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶閘管(KZ)分流自動(dòng)控制部件(DG)據(jù)運(yùn)行實(shí)況控制晶閘管(KZ)作相適應(yīng)分流的特征是通過(guò)控制晶閘管(KZ)分流的自動(dòng)控制部件(DG)對(duì)運(yùn)行實(shí)況的取樣、比較、校正、放大及移相觸發(fā)等單元的傳遞與控制作用，使晶閘管(KZ)進(jìn)行適量的分流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述在副繞組(LF)任一相接入晶閘管(KZ)進(jìn)行分流，為防止意外分流過(guò)大而損壞阻抗較小的副繞組(LF)所采取的技術(shù)措施的特征是在晶閘管(KZ)的陽(yáng)極回路中串入一限流阻抗(L)。
全文摘要
本發(fā)明涉及中小型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，本技術(shù)是利用具有定子副繞組(要求與定子主繞組同槽，允許相位差不超過(guò)±20°)所感應(yīng)的電勢(shì)作為該同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電源。此感應(yīng)電勢(shì)由分流晶閘管于其交流側(cè)的任一相進(jìn)行分流后，經(jīng)全波整流橋整流成直流，作為該同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組按運(yùn)行實(shí)況所需的直流勵(lì)磁電流(I
文檔編號(hào)H02P9/30GK1090687SQ9310130
公開(kāi)日1994年8月10日 申請(qǐng)日期1993年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月5日
發(fā)明者周思禮 申請(qǐng)人:周思禮