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在励磁系统中的应用
刘国瑞
陕西蒲城发电有限责任公司,陕西蒲城
通态电阻的特点,是目前较好的功率开关器件。它的
概述控件部分具有管的特点,功率部分具有双极晶
体管的特点。同时,陔器件还可以通过很小的电压控
励磁系统是同步发电机的重要组成部分,其作制大电压、大电流。
用为:提供发电机正常运行必须的励磁;维持发图为作原理示意图。直流电源正端通
第电机端电在给定的水平;提高和改善发电机运过负载电阻接管的集电极,电源负端接
卷行的稳定性。开关管的发射极。若晶体管的基极电流,,则
陕两华电蒲城发电有限责任公司号发电机组集电极电流,负载电阻上的压降为零。电源电压
第
励磁系统武汉电技术研究所研制生产,型号为全部加在管上。管处于阻断状态,这相当
期一其发电机励磁为它励方式,电源来自与发于开关断开。若给管提供一个足够大的基极电
电机同轴的交流励磁机机端,经可控硅桥式整流后流,对应于;,使.:/,为晶体管的共发射
供给发电机转子;励磁机励磁为自并励方式,励磁电极电流放大系数,管的集电极电流/
囝源米自机端经二椴管桥式整流,通过进行涮...晶体管集电极、发射极两端电压
节,达到维持励磁机机端电压恒定的日的。接近为零,电源电压几乎全都加在负载。上,开
号机组设备参数:发电机额定电乐为,额关处于导通状态,这相当于电路中开关的接通南
定功率为,功率【大数为.,额定电流为此可见,通过对基极电流的控制,可使晶
,窄载时励磁电为、励磁电流为,
定负载时励磁电压为、励磁电流为,过说的晶体管的开关作用。
激励磁时励磁电为、励磁电流为:励
磁机额定电压为,额定功率为,功率凶
数为.,空载时励磁电压为、励磁电流为,
额定负载时励磁电为.、励磁电流为。
的开关特性及励磁调节原理
.的开关特性图开关特性原理图
是一种新型的功率开关器件,具有功率场开关式励磁调节的工作原理
效应管的高输入阻抗、驱动简单和巨型晶体管的低利用管的开关特性,呵以将其于励磁调
收稿日期:—~
作者简介:刘瑞,一男,山东浆几人,本科,助理丁程帅,从事发电厂电气二:程***术管理作.
节。其原理如图所示:当开关闭合时,励磁机的电电路,其工作频率可达,并能对进行过
枢电压加于其励磁绕组上,而当断开时励磁绕组中流检测,一旦发现过流,可以发出报警信号。
电流通过续流二极管保持连续,而励磁绕组两端的
电压则为零。这样,
绕组上的电压波形如图所示。主波的脉宽时问即开
关的闭合时间为,
的断开时间为。方波的占空/、。一般来说,对于大功率电器元件,发热问题不能
显然励磁机励磁绕组电压的平均值为:忽视,特别是在励磁调节中,是作为开关
//管用的,这样就存在开关损耗,二机管、滤波电容等
式中:为励磁机励磁绕组上的电压平均值;为因为通过电流,不可避免地会产生热量对一只二极
励磁机电枢电压管压降,通过就有的发热功率:对于
开关、的电流,开关时间为,开
关频率为,开关损耗就可能有而正
常运行时,管芯结温最高不能超过《,否则将给
一
二/的稳定运行带来危害。
实际使用中,为了解决元器件的发热问题,在励
磁室加装了空调,以改善设备运行环境:在励磁调节
图开关式励磁调节原理示意图控制柜安装风扇,对采用热管技术进行散热.
基本上可以做到在风扇损坏不能正常运转的情况
下,热管散热能够满足元器件正常运行对温度的要
目求,从而大大提高了装置的可靠性。经过多年运行,
出未发生二极管、、滤波电容等功率元件发热损
擅
餐坏的问题
.运行中的过电压问题

由此可见,若改变方波的占空比,即可改变励及流过这个电感的电流变化量乘积成正比,与产生
磁机励磁绕组两端的电,从而达到渊节励磁机电这个电流变化的时间成反比。为减少开关损
压的目的耗,采用的一个措施就是减少开关时间.、另一方面,
.号机开关式励磁调节器于是大电流的电路,元件、导线、接线端的体
陕西华电蒲城发电有限责任公司号发电机组积都比较大,这使得回路分布电感有一定数量,冉加
励磁机励磁调节如图所示【。励磁机输出电压通上电流比较大,就使得作时,回路电感上产
过励磁变压器降压,再经过整流器、滤波器产生直流生的电动势是一个不可忽视的高电如长的一④。。盂》至。一搔术交流与应雳
电压,经过的控制,使得励磁电压/得到回路导线的电感有,控制电流,开关
调节时间为,.可高达,从而给的安全运
行带来极大威胁
’为防止元器件的过电压及减少/.设置了
的缓冲电路见图,以达到保护减少
开关损耗的目的
.的并联问题
、,./—一:一—工。,.
:
率元件损坏而使设备退出运行,在励磁机励磁中要
图开关式励磁调节实际电路图求必须有两套相互独立的整流桥及,同时在每
在元器件上,为、,驱动一套的功率及调节回路中,要求采取两只并联
电路为日本富士电机公司生产的厚膜集成运行。这就存存两个问题:如果并联的均流
技术一父法与应用一了一一×。了。∞~≥
不好,就不能充分发挥的作用,同时危及便,有利于自动化的实现,相对可控硅励磁组驱动
的安全:并联的驱动同样重要,并联控和三相交流同步回路,故障率大大降低。
制端得到的电压必须同步,而且从时间到电量大小的励磁控制简单、维护方便,控制的输
两方面都必须同步的,否则并联就不能很好¨入和输出只与占空比有关。
作。磁可大大地减少励磁变的容量,降低
并联时,主回路元器件的选用应满足并联制造成本,
,集电极和发管上就可完成,理论计算表明,励磁变容量可减少
射极的引导线或铜排要满足一定的艺要求。在%
驱动方面,充分考虑到“共发射檄电感”的作用,对元
器件精心布置,满足并联工作的需要。参考书目
『黄俊,【】.北京:机械业出
结语版社..
】:水利
电力版社,.
,
】『技术研
励磁调节具有以下优点:
究所.
由于只有一组驱动同路,设计简单、调节方
责任编辑韩小宁
第
卷
第
期
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