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1、 分类： 自励恒压装置类型即自动励磁装置类型，有： .按发电机电压偏差U调节：可构成闭环系 统，静态特性好。但由于必须出现偏差才调节，早 期采用电磁元件构成的系统，动态性能差。 .按负载大小和性质调节：属开环系统，静 态特性较差，但负载电枢反应影响电压时，就开始 调节，动态性能好。主要为不可控相复励。 .复合调节：主要是可控相复励，既有按U 调节，又有按负载大小和性质调节，性能较好。 此外，无刷发电机励磁系统，结构较独特。 一、自励恒压装置的常见类型 索引 、不可控相复励原理： 是 利用发电机本身的剩磁电压进行自励起压, 根据负荷电流大小和性质(负荷电流与电压的相位关 系)进行相位复励，以调整
2、励磁电流，稳定发电机端 电压。有电流、电磁和电势叠加三种。 不可控相复励自励恒压装置的励磁电压包括两 个部分：电压(空载)分量和电流(负载)分量。 二、不可控相复励自励恒压装置 索引 二、不可控相复励自励恒压装置 、不可控相复励自励恒压装置的常见类型： 根据叠加成为励磁电流的电压分量和电流分 量的信号方式的不同，不可控相复励自励恒压装 置又可分为如下三种不同形式： .电流叠加型：由反映电压分量的电流信号 与反映负载电流分量的电流信号叠加而成。 .电势叠加型：由反映电压分量的电势信号 与反映负载电流分量的电压信号叠加而成，然后 再转换为电流。 .电磁叠加型：由反映电压分量的磁通信号 与反映负载电
3、流分量的磁通信号叠加而成，然后 再转换为电流。 1、电流叠加不可控相复励：、常见类型 电流互感器CT检测的负载电流分量与经过移 相电抗器移相的电压分量叠加，得到交流的励磁 电流，经三相桥式整流后得到直流励磁电流。 直流励磁回路的阻容支路可吸收直流回路的 两涌电压，保护整 流桥。三相谐振电 容器与移相电抗器 一起构成串联谐振 电路，在发电机起 动加速过程中，保 证自励起压成功。 二、不可控相复励自励恒压装置 2、电势叠加不可控相复励： 、常见类型 又称为电压叠加型，电流互感器在移相电抗 器上产生的电压降(电势)与发电机端电压叠加。 二、不可控相复励自励恒压装置 3、电磁叠加不可控相复励： 、常见
4、类型 电磁叠加不可控相复励是将电流分量与电压 分量都转换为对应磁通，然后在三绕组变压器的 磁路叠加。 并通过输出 绕组，输出 交流励磁电 流。其相复 励叠加原理 和其他元件 作用与前面 介绍一样。 二、不可控相复励自励恒压装置 二、不可控相复励自励恒压装置 4、四绕组电磁叠加型： 、常见类型 四绕组电磁叠加型不可控相复励，每相铁心 有四个绕组：N1、N2、N3和N4，N1为电流绕组， N2为电压绕组，N4为补偿绕组提供额外的相位补 偿，N3为输出绕组。N2电压 绕组和N4补偿绕组连接规律 是，每相N2绕组总是与滞后 该相的N4绕组反向串联。 由相量图可知，这样连 接后，空载分量比原来超前 一个
5、小于30的电角，可提 高静态调压精度。 不可控相复励综述： 不可控相复励自励恒压装置是依靠同步发电 机电枢绕组产生的三相交流电作为励磁电源，其 励磁电流包括复励分量与空载分量两个部分。 为了使励磁电流既反映负载电流大小又反映 负载电流相位(性质)，空载分量必须经移相电抗器 移相90电角度后再与复励分量进行叠加。根据叠 加方式不同，不可控相复励自励恒压装置主要有 ：电流叠加、电势叠加和电磁叠加三种。 电磁叠加型还有带电压曲折绕组的四绕组变 压器作为相复励的叠加元件的形式，其主要目的 是提高反映负载电流的精度。 二、不可控相复励自励恒压装置 索引 四、可控硅自励恒压装置 索引 、构成原理(特点)：
6、 不论是可控还是不可控，相复励恒压装置都 是由电磁元件构成的，而电磁元件的惯性较大(由 于存在电感，电流变化速度受影响)，控制调节的 速度也因此受到一定限制。 可控硅(晶闸管)恒压励磁装置取消相复励的电 磁元件，采用按电压偏差进行调节。虽无电磁元 件，调节反应的速度加快，但却不能实现相复励 ，因此其动态性能一般都比相复励差。 特点是：调节速度快，且体积小、重量轻、 成本低、易于系列化。 四、可控硅自励恒压装置 、构成原理(框图) ： 主要由晶闸管主电路、 触发电路、控制电路三部分 组成。控制电路则由比较、 检测和调节电路组成。 装置的关键部分是检测电路，因为属于按电 压偏差调节，对发电机端电压
7、检测的要求是：既 要准确，又要快速。这就要求整流电路不能采用 大电容滤波(惯性较大，影响反应速度)，因此检测 电路一般采用多相整流，如六相整流、十二相整 流等。 四、可控硅自励恒压装置 、检测比较环节_总体说明： 晶闸管主电路、触发电路，属于可控整流电 路原理介绍的内容，既可采用单相可控整流，也 可采用三相可控整流，一般根据装置的具体要求 确定，可参考有关整流电路原理的介绍。 而控制电路主要作用是实时检测发电机端电 压的变化情况，并与给定电压比较，得出作为控 制信号的电压偏差信号，然后再通过晶闸管触发 电路和主电路，向发电机的励磁绕组提供合适的 励磁电流，使发电机端电压维持在所要求的值， 并联
8、运行时还应保证各发电机无功的合理分配。 1、六相整流： 、检测比较环节 对检测环节的要求主要是：.检测得到的直 流信号应该快速准确反映发电机端电压的变化； 检测得到直流信号应尽量平稳，其交流脉动成 分应尽量小。 经过六相 整流，直流信 号的交流脉动 成分很小，很 小电容就可滤 除交流脉动。 四、可控硅自励恒压装置 2、比较环节： 、检测比较环节 用稳压管得到一条先正反馈、后负反馈的发 电机给定电压信号的曲线。其目的是得到一条与 发电机实际磁路饱和对应的励磁特性。 实际发电 机的额定电压 在UZ和2UZ之 间。UUN， U0增大，U UN，U0减小。 四、可控硅自励恒压装置 索引 、可控相复励的
9、构成： 可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体 ，再加上根据电压偏差信号实现调节的自动调压器 AVR构 成的。 负载电 流变化时， 首先是相复 励调节，然 后AVR补充 调节。 三、可控相复励自励恒压装置 索引 AVR的原理框图：、可控相复励的构成 AVR是一个闭环电压负反馈的调节系统。其 输入信号是电压偏差信号，通过电压互感器检测 发电机的端电压，与给定值比较后通过调节器的 调节，通过执行元件控制发电机的励磁电流，就 可实现对发电机端电压的控制。 若调节 器具有积分 调节规律， 则可实现无 差调节。 三、可控相复励自励恒压装置 、可控相复励恒压装置的基本形式： AVR控制的是发电机的励磁电
10、流，而励磁电 流包括复励(电流)和空载(电压)两个分量。可控制 的点较多，即可直接控制通入励磁绕组的直流侧 控制，也可控制励磁电流分量的交流侧控制。 控制的方法也较多，常见的有：控制磁路饱 和，控制分流的大小和控制晶闸管导通等形式。 根据执行元件的不同，可控相复励辅助励磁 的典型类型可归纳为：.可控移相电抗器形式； .可控变压器形式；.可控饱和电抗器分流形式 ；.晶闸管分流形式等。 三、可控相复励自励恒压装置 1、可控移相电抗器形式： 、基本形式 可控移相电抗器可控相复 励恒压装置，是在电流叠加型 不可控相复励自励恒压装置基 础上增加了对移相电抗器的电 抗值进行控制的环节。 控制原理：移相电抗
11、器的 电抗值改变，励磁电流的交流分量也改变，通过 对励磁电流的控制，可实现端电压的恒定。 电抗值与铁心饱和程度有关，在电抗器铁心 加一辅助绕组，可控制电抗器铁心的饱和程度。 三、可控相复励自励恒压装置 2、可控变压器形式： 、基本形式 可控变压器形式的可控相 复励恒压装置是在电磁叠加型 不可控相复励自励恒压装置基 础上增加控制绕组N4构成的。 也属于通过控制磁路饱和 程度控制励磁电流形式。负载 电流变化后，励磁电流按相复励调节。当端电压 仍有偏差时，AVR二次调节，控制绕组信号改变 变压器磁路饱和程度，从而使励磁电流和端电压 都发生改变。 三、可控相复励自励恒压装置 3、可控饱和电抗器分流形式
12、：、基本形式 可控饱和电抗器分流形式 的可控相复励恒压装置，是在 电流叠加型不可控相复励自励 恒压装置基础上增加了可控饱 和电抗器Xk分流控制。属于分 流控制。 相复励调节后，若发电机端电压仍有偏差(设 偏低)时，AVR输出控制信号减小，饱和电抗器铁 心饱和程度降低，电抗值增大，由饱和电抗器分 流电流减小，励磁电流增加，端电压升高。 三、可控相复励自励恒压装置 4、晶闸管分流形式： 、基本形式 晶闸管(可控硅)分流可有两种分流形式：在交 流侧分流和在直流侧分流，都是在电流叠加型不 可控相复励自励恒压装置基础上增加了晶闸管(可 控硅)VT分流控制。 分流增加， 发电机的励磁电 流减小，发电机 的
13、端电压降低。 反之，则端电压 升高。 三、可控相复励自励恒压装置 可控相复励综述： 、基本形式 可控相复励是以相复励为主，增加AVR的辅 助调节，实现同步发电机端电压恒定的。 相复励在负载电流发生变化的同时开始产生 作用，进行励磁调节。在负载电流电枢反应作用 还未达到最大时，励磁电流就已产生补偿作用， 避免端电压出现过大的偏差。因此，其作用可保 证恒压的动态指标。 相复励调节后仍存在偏差，AVR检测到偏差 后进行二次调节，使端电压回到给定值或要求的 范围内。因此，其作用是满足静态指标。 三、可控相复励自励恒压装置 索引 无刷同步发电机： 普通同步发电机工作时，通过电刷和滑环将 直流励磁电流引进
14、发电机转子励磁绕组。 无刷同步发电机实际上是由两台同轴运行的 同步发电机组成， 一台采用转极式结 构，一台采用转枢 式结构。其励磁称 为旋转励磁，可消 除火花，减小维护 工作量。 五、无刷发电机励磁系统 索引 无刷励磁装置原理图： 无刷同步发电机与普通有刷同步发电机比， 具有励磁控制放大系 数大、调压器小、可 靠等优点，但机组轴 向尺寸增加，励磁机 具有较大电磁惯性， 因此动态特性较差。 为此可采取有针对性 的措施，改善其动态 性能。 五、无刷发电机励磁系统 无刷发电机优点： 主要优点有：.运行时无火花，有利于保证 发电机绝缘和防止对无线电的干扰。.采用相复 励，强励能力好，结构简单，工作可靠。.AVR 采用晶闸管交流侧分流，反应速度快，体积小， 重量轻，结构精巧。.AVR放大倍数大，且具有 PID调节作用，静态电压变化率在1以内，动态 性能也较好。.采用差动电流互感器可使并联无 功分配误差小于2.5，运行时，只需整定发电机 U0=UN，负载时无需再对励磁进行人工调整。 五、无刷发电机励磁系统 第四节要点 ：自励恒压装置类型、特点，不可 控、可控相复励原理，无刷励磁结构。第四章 索引
