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1、-同步发电机励磁控制系统的分析与校正设计的4个步骤：建模，分析，校正传递函数设计，校正电路设计，校核一 励磁控制系统数学模型励磁控制系统同步发电机+控制器+励磁系统交流励磁机解析法建模1 同步发电机在额定转速下，发电机空载时，忽略铁心饱和的影响，近似记为 由气隙特性决定，即 1式1中，空载励磁电流对于励磁绕组，由 得 2式2中，励磁绕组在定子绕组开路条件下的时间常数。由式1、2得发电机机端电压与励磁电压的动态关系因 ，空载励磁电压故发电机参数：取，2 主交流励磁机和三相整流桥同步发电机空载时，交流励磁机的负载较轻，可以忽略主励磁机铁心饱和的影响。类似于与的关系，可得主励磁机机端电压与其励磁电压
2、之关系式中 三相整流桥可看作比例环节不计负载效应，将主励磁机和整流桥合并，得式中励磁机参数：，。发电机空载时3.三相全控桥和移相触发电路对三相全控桥式中 永磁式副励磁机机端电压，在额定转速下，取200V对余弦移相触发电路式中 控制电压，同步电压有效值，同步变压器变比取13。综上可有 即 式中 4、串联校正单元式中 串联校正环节传递函数。校正前取 5测量单元式中 低通滤波器传递函数。，在上图中，运放A1的注入电流反应电流 由 可得其中 ， 可取1忽略负载效应，机端电压测量环节的传递函数为式中 6综合单元式中。7、系统模型框图忽略各单元之间的负载效应，可得全系统的模型框图：为分析方便，可化为标幺增
3、益的形式。以各环节额定空载情况下输入输出变量稳态数值为基准，可求得各环节的标幺增益传递函数。例如，对发电机环节可有 由，得类似有 设的稳态增益等于1，则，由此题目数据计算，得当发电机空载运行时，系统标幺增益模型为：图中，为系统标幺开环增益。如近似认为测量环节,即得到单位反应系统形式的模型框图。分析、校正可采用三种不同形式的系统模型：1根本系统模型2标幺增益系统模型3单位反应模型二、系统性能指标系统性能指标：1稳态性能指标：自然调差率式中，为发电机的空载电压，为发电机带额定无功功率负荷时的端电压。2暂态性能指标：时域性能指标：同步发电机空载建立额定电压单位阶跃响应的最大超调量，调节时间。对应的频
4、域性能指标：增益裕量 ，相位裕量 。三、校正前系统分析1开环放大倍数由 为满足稳态性能要求，系统开环放大倍数为2 校正前系统分析以采用单位反应模型为例。取，。校正前系统的开环传递函数为绘制伯德图进展分析,得：幅值裕量 相位裕量 剪切频率上机仿真计算单位阶跃响应，得最大超调量 5%误差调节时间 可知校正前系统不满足设计指标要求。四、系统校正1校正电路采用串联滞后超前校正环节。一种校正电路为：滞后环节 超前环节其传递函数为：式中。，,，2校正环节传递函数参数1超前环节设计：取相位裕量裕度。超前环节应提供的超前相位 。则 近似取超前环节中心频率或者按教材：取未校正系统伯德图上增益为处的频率则故 2滞后环节设计：取滞后环节转折频率：则秒取，则 3校正环节合成传递函数3电路元件参数建议取 则取，则 取，则，取根据实际元件参数可得校正环节实际参数：， 校正环节实际传递函数：五校核校正后系统的开环传递函数为即 绘制伯德图进展分析,得：幅值裕量 相位裕量 剪切频率 上机仿真计算单位阶跃响应，得最大超调量 5%误差调节时间 可知校正后系统满足设计指标要求。. z.
