【正文】 1．發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)特性的形成：勵(lì)磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行特性（帶自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)功能的發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)特性）(1) ：發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性 (2)：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)特性 綜合成(3)――帶自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)功能的發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)節(jié)特性 可以通過(guò)改變(2)來(lái)調(diào)整(3)，變動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁可以使發(fā)電機(jī)電壓基本不變。 α 測(cè)量 綜合放大 移相觸發(fā) 可控整流 1．測(cè)量單元 (328) －發(fā)電機(jī)電壓的整定值2．放大單元 (329)3．三相橋式全控整流電路：線性特性的觸發(fā)電路 (330)4．：靜態(tài)工作特性(綜合特性) （1）特性綜合： ：(a)(d)(a) (b) (c) 合成為(d) （2）特性分析 如圖（d），線段ab為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作區(qū)， ，ab內(nèi)發(fā)電機(jī)電壓變化極小，可達(dá)到維持機(jī)端電壓目的。數(shù)字式：軟件算法實(shí)現(xiàn)。二、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性：以模擬式AVR為例 調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜特性的原因是為了改變發(fā)電機(jī)的外特性；當(dāng)發(fā)電機(jī)加裝自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器后，發(fā)電機(jī)的外特性與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性和發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性有關(guān)，由于同步發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中情況各異，對(duì)發(fā)電機(jī)的外特性作出了不同的要求，所以要求發(fā)電機(jī)的外特性是可調(diào)的，即要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜特性是可調(diào)的。－33所示特性進(jìn)行調(diào)節(jié)　下降――調(diào)節(jié)器增加――升高――升高――升高 (3)綜合放大單元：將比較的結(jié)果與其他合成、放大。Fig 334 比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制示意圖：，不同類型有較大差異，但構(gòu)成環(huán)節(jié)大致相同。Fig 333 比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)特性　　實(shí)現(xiàn)過(guò)程：升高――調(diào)節(jié)器――下降――減小　　減小――調(diào)節(jié)器――升高――升高4. 比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制示意圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與勵(lì)磁機(jī)配合組成閉環(huán)控制回路，控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)。(無(wú)調(diào)節(jié)器時(shí))：：如沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)器，人工改變直接勵(lì)磁機(jī)的RC來(lái)調(diào)整端電壓。 以比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器進(jìn)行說(shuō)明。思考題1． 勵(lì)磁系統(tǒng)中可控整流電路的作用是什么？2． 在三相半控橋式整流電路中，對(duì)晶閘管的觸發(fā)脈沖有何要求？3． 在三相全控橋式整流電路中，對(duì)晶閘管的觸發(fā)脈沖有何要求？4． 三相不可控、半控、全控整流電路各由哪些主要電子元件組成？5． 三相全控橋式整流電路的三種工作狀態(tài)是什么？第四節(jié) 勵(lì)磁控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性和并聯(lián)機(jī)組間的無(wú)功分配本節(jié)內(nèi)容：對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜特性調(diào)整的基本要求和內(nèi)容；具有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)外特性及其影響因素；為保證并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)機(jī)組間穩(wěn)定運(yùn)行和無(wú)功功率的合理分配；對(duì)各種不同外特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的分析。2． 換流壓降由于存在γ，負(fù)載上升會(huì)因此而下降（電流的變化在換流電抗上產(chǎn)生一個(gè)電壓降）。四、整流電路的換流壓降及外特性　電感――連續(xù)過(guò)程　　　　暫態(tài)過(guò)程。當(dāng)απ/3時(shí)，――整流狀態(tài)，不存在逆變。整個(gè)區(qū)間：[π/3 +α, π/3 +α] (312) )為正，整流狀態(tài)為負(fù)，逆變狀態(tài)逆變角：，三相橋式全控在逆變工作狀態(tài)的反向直流平均電壓為 （313）(2) 負(fù)載為純電阻性：當(dāng)α=π/3時(shí)， 0176。(DC –AC)　　　　　　　負(fù)載向交流系統(tǒng)反送功率。(AC－DC) 交流系統(tǒng)向負(fù)載(電感性)輸出功率； 當(dāng)α=90時(shí)，ud為零，臨界工作狀態(tài)。②α=60，連續(xù)且大于零③α=90，輸出電壓有正有負(fù)，平均電壓＝0④α=150：波形完全在橫軸以下，平均電壓為負(fù)。的電角度，晶閘管的觸發(fā)脈沖應(yīng)雙脈沖觸發(fā)，觸發(fā)脈沖應(yīng)與相應(yīng)交流側(cè)電壓保持同步。為防止失控，負(fù)載并聯(lián)一反向續(xù)流二極管，選擇正向壓降小的，以確保晶閘管的可靠關(guān)斷。觸發(fā)脈沖應(yīng)與晶閘管的交流電壓保持同步。區(qū)間內(nèi)發(fā)出，晶閘管的觸發(fā)脈沖，應(yīng)按電源電壓的相序，每隔120176。整流電路的分類： 三相橋式不可控整流電路、三相橋式半控整流電路、三相橋式全控整流電路具體采用的類型：　　　　大型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路(EW) 三相橋式不可控　　　　發(fā)電機(jī)自并勵(lì) 三相橋式全控　　　　勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路(EEW) 三相橋式半控或全控一、三相橋式不可控整流電路三相變壓器的二次側(cè)――整流元件――直流側(cè)負(fù)載Rf(交流勵(lì)磁機(jī)電樞繞組) (二極管) (發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈、勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組)：組成：六個(gè)二極管 共陰極組――V1,V5,V3 共陽(yáng)極組――V2,V6,V4 負(fù)載電壓是線電壓波形的包絡(luò)線，以為脈動(dòng)周期，輸出空載電壓平均值為 (38)二、三相橋式半控整流電路 ：組成：三個(gè)二極管、三個(gè)晶閘管 共陰極組：VS1,VS3,VS% 共陽(yáng)極組：V2,V4,V6 任一相晶閘管的觸發(fā)脈沖應(yīng)在滯后本相相電壓30176。本節(jié)的學(xué)習(xí)路線：在理解勵(lì)磁系統(tǒng)中可控整流電路的作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)而分析勵(lì)磁系統(tǒng)中常用的三相半控橋式整流電路和三相全控橋式整流電路的工作原理和工作特性。作業(yè)題：1．同步發(fā)電機(jī)的兩種勵(lì)磁方式是什么？有什么區(qū)別？具體有哪些類型？思考題：1．勵(lì)磁方式，勵(lì)磁方式分類2．各種類型勵(lì)磁系統(tǒng)的基本組成，實(shí)現(xiàn)方式的區(qū)別。思考題1．勵(lì)磁方式2．無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)3．勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式4．同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式有哪幾種？各有何特點(diǎn)？10．比較他勵(lì)、自勵(lì)直流勵(lì)磁系統(tǒng)的區(qū)別。 5．在發(fā)電機(jī)近端短路而切除時(shí)間又較長(zhǎng)的情況，缺乏足夠的強(qiáng)行勵(lì)磁能力，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響不如其他勵(lì)磁方式有利?！⊥S系統(tǒng)輸出的勵(lì)磁電壓　正比于　轉(zhuǎn)速的平方。3．直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)子電壓，勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度快。簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，常用于汽輪發(fā)電機(jī)組。2．采用大功率晶閘管元件，除掉轉(zhuǎn)子本體及其滑環(huán)這些屬于發(fā)電機(jī)的部件外，沒(méi)有因供應(yīng)勵(lì)磁電流而采用機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)或機(jī)械接觸類元件的，無(wú)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)部分，又稱靜止式勵(lì)磁系統(tǒng)，用于大型發(fā)電機(jī)組，尤其是水輪發(fā)電機(jī)組。三、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)(發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)):發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)本身提供，無(wú)勵(lì)磁機(jī)。發(fā)電機(jī)的主軸長(zhǎng)度長(zhǎng)，造價(jià)高。2．自勵(lì)式交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流器： 啟勵(lì)電源――電壓?jiǎn)?lì)元件――交流勵(lì)磁機(jī)AE――硅整流器裝置V――發(fā)電機(jī) 晶閘管整流裝置VS　　　　　　　　　 　　　電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器特點(diǎn)：(1)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制晶閘管整流VS，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的。 交流：改用可控整流元件來(lái)維持端電壓恒定（交流電流經(jīng)可控整流后輸送給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子） 根據(jù)整流器的類型分為：1．自勵(lì)式交流勵(lì)磁機(jī)靜止可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)：：?jiǎn)?lì)電源――電壓?jiǎn)?lì)元件――交流勵(lì)磁機(jī)AE――晶閘管整流裝置VS――發(fā)電機(jī)　　　　　　　　　　　(晶閘管自勵(lì)恒壓元件) 電子AVR 特點(diǎn)：(1)采用電子勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及晶閘管整流裝置，電子AVR直接控制晶閘管整流裝置時(shí)間常數(shù)很小，響應(yīng)速度快。(二) 自勵(lì)式：勵(lì)磁機(jī)在供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的同時(shí)，給本身提供勵(lì)磁電流。(7) 由于其特殊的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行維護(hù)上有些不方便之處，另外也不便于實(shí)現(xiàn)某些穩(wěn)定運(yùn)行的措施。（待查）(5) 要求旋轉(zhuǎn)整流器和快速熔斷器有良好的機(jī)械性能，能承受高速旋轉(zhuǎn)的離心力。還可采用：增加勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組頂值電壓，引入轉(zhuǎn)子電壓深度負(fù)反饋以減小勵(lì)磁機(jī)等值時(shí)間常數(shù)。(2) 發(fā)電機(jī)由勵(lì)磁機(jī)獨(dú)立供電，可靠性高，無(wú)刷的特點(diǎn)提高了勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性。因此，轉(zhuǎn)子電流不再受接觸部件技術(shù)條件的限制，適合于大容量發(fā)電機(jī)組。主勵(lì)磁機(jī)的電樞是旋轉(zhuǎn)的，它發(fā)出的三相交流電，經(jīng)二極管整流橋后，直接送至發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路作勵(lì)磁電源。 方法：取消滑環(huán)，采用無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，提高勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性。2．旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)(無(wú)刷勵(lì)磁)： 無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的定義：勵(lì)磁系統(tǒng)的整流器為旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，取消了轉(zhuǎn)子滑環(huán)后，無(wú)滑動(dòng)接觸元件的勵(lì)磁系統(tǒng)。(5) 如副勵(lì)磁機(jī)或自勵(lì)恒壓調(diào)節(jié)器故障，可導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失磁。(3) 同軸，加長(zhǎng)了發(fā)電機(jī)主軸的長(zhǎng)度，提高了造價(jià)。F采用100HZ或150HZ，比50HZ的時(shí)間常數(shù)減小一半。 性能特點(diǎn)：(1) 勵(lì)磁機(jī)、副勵(lì)磁機(jī)與發(fā)電機(jī)同軸是獨(dú)立的勵(lì)磁電源，不受電網(wǎng)干擾，可靠性高。分類：根據(jù)勵(lì)磁機(jī)電源整流方式及整流器狀態(tài)的不同分為：(一)他勵(lì)式特點(diǎn)：交流勵(lì)磁機(jī)用他勵(lì)電源－中頻或永磁副勵(lì)磁機(jī)過(guò)程：勵(lì)磁機(jī)經(jīng)硅整流器供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。僅在10萬(wàn)KW以下中小容量機(jī)組中使用。(2)采用電磁型調(diào)節(jié)器，反應(yīng)速度較慢，但工作較可靠。(2) 比自勵(lì)多用了一臺(tái)副勵(lì)磁機(jī)，設(shè)備增加了，但提高了電壓增長(zhǎng)速率，減小時(shí)間常數(shù)。1．原理接線：DE：G的勵(lì)磁機(jī)　　PE：DE的副勵(lì)磁機(jī)2．和自勵(lì)式的區(qū)別：(1) 區(qū)別是針對(duì)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式而言。(一)自勵(lì)式：勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流是由勵(lì)磁機(jī)本身提供的(自并勵(lì))。這就得出了同步發(fā)電機(jī)的第一種勵(lì)磁方式：直流勵(lì)磁機(jī)(發(fā)電機(jī))供電的勵(lì)磁方式。發(fā)展歷史：系統(tǒng)發(fā)展初期，發(fā)電機(jī)容量小，采用直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（與發(fā)電機(jī)同軸的直流發(fā)電機(jī)）提供勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)容量逐漸提高，所需勵(lì)磁電流增加，機(jī)械整流的換流出現(xiàn)困難隨著大功率半導(dǎo)體整流元件制造工藝日漸成熟，逐漸采用交流發(fā)電機(jī)和半導(dǎo)體整流元件組成的交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)作為大容量大發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁功率單元直流或交流勵(lì)磁機(jī)：均與主機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)不降低造價(jià)，減少環(huán)節(jié)，出現(xiàn)了用發(fā)電機(jī)自身作為勵(lì)磁電源的發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)（靜止勵(lì)磁系統(tǒng)）在水輪發(fā)電機(jī)中尤為適用。它們?cè)趧?lì)磁系統(tǒng)方面的差別卻很大。分類：自勵(lì)(勵(lì)磁功率由發(fā)電機(jī)本身發(fā)出的交流電經(jīng)整流后供給的勵(lì)磁方式)和他勵(lì)(勵(lì)磁功率由獨(dú)立于發(fā)電機(jī)以外的專設(shè)電源供給的勵(lì)磁方式)兩種。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式定義：供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源的方式。勵(lì)磁電壓響應(yīng)比：。勵(lì)磁頂值電壓UEFq：勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)可能提供的最高輸出電壓值。　　 　系統(tǒng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)依靠勵(lì)磁電流的變化進(jìn)行系統(tǒng)電壓和本身無(wú)功的控制，應(yīng)具有足夠的調(diào)節(jié)容量以適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行工況的要求。(6)能長(zhǎng)期可靠工作。三、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求(自學(xué))　為了勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)其功能，對(duì)其中各部件提出如下要求：(一) 對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的要求(略講)　　　調(diào)節(jié)器的任務(wù)：檢測(cè)和綜合系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，產(chǎn)生控制信號(hào)，放大后控制功率單元得到要求的勵(lì)磁電流。：　 電網(wǎng)短路時(shí)―――電網(wǎng)電壓降低―――電動(dòng)機(jī)大都制動(dòng)　 故障切除時(shí)―――電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)需吸收無(wú)功，延緩了電網(wǎng)電壓的恢復(fù)　 強(qiáng)行勵(lì)磁―――加速電網(wǎng)電壓的恢復(fù)―――改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件2．為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行創(chuàng)造條件　 某臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁后―――吸收大量無(wú)功―――造成系統(tǒng)電壓迅速下降，危及系統(tǒng)的安全運(yùn)行其他機(jī)組通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁提供足夠的無(wú)功―――維持系統(tǒng)電壓水平―――失磁的發(fā)電機(jī)以異步運(yùn)行方式維持運(yùn)行―――系統(tǒng)安全運(yùn)行3．提高繼電保護(hù)裝置工作的正確性　 低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)―――發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不大―――此時(shí)發(fā)生短路故障，短路電流較小，衰減―――帶時(shí)限的繼保不能正確動(dòng)作，無(wú)法感應(yīng)到短路的發(fā)生―――調(diào)節(jié)勵(lì)磁增大短路電流―――提高繼保工作的正確性 （五）水輪發(fā)電機(jī)組要求實(shí)行強(qiáng)行減磁。（2）提高強(qiáng)行勵(lì)磁的倍數(shù)（附圖說(shuō)明） 的關(guān)系：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù) 勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)。 強(qiáng)勵(lì)的定義：電力系統(tǒng)短路故障母線電壓降低時(shí)，為提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，迅速將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁增加到最大值。因此要求所有運(yùn)行發(fā)電機(jī)均裝設(shè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。的范圍的人工穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行，穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域擴(kuò)大。 具備勵(lì)磁調(diào)節(jié)器后對(duì)靜穩(wěn)定性能的改善：（1）極限輸送功率增加；最大值出現(xiàn)在，最大值出現(xiàn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)功角高于不考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)。　　　　　極限(裕度：實(shí)際運(yùn)行點(diǎn)總略低于極限值)　最大傳輸功率極限　　表明（與IEF有關(guān)）　　內(nèi)功率特性：無(wú)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，＝const, =const, =f(δ)（上述分析） 外功角特性：實(shí)際系統(tǒng)中，負(fù)荷變動(dòng)，機(jī)端電壓變化。（a點(diǎn)）――靜態(tài)穩(wěn)定的　　　　　　　　　　δ＞90176。（系統(tǒng)故障）　　　兩種穩(wěn)定性，數(shù)學(xué)表達(dá)式都含有，其中空載電動(dòng)勢(shì)與勵(lì)磁電流有關(guān)，勵(lì)磁控制系統(tǒng)通過(guò)改變勵(lì)磁電流來(lái)改變空載電動(dòng)勢(shì)值從而改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的。(三) 提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性 （擾動(dòng)下）　　　穩(wěn)定―――可靠供電的首要條件系統(tǒng)是穩(wěn)定的――暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后，發(fā)電機(jī)維持或恢復(fù)同步運(yùn)行　　　系統(tǒng)的穩(wěn)定性分為：靜態(tài)穩(wěn)定性(小擾動(dòng))：系統(tǒng)在小擾動(dòng)下是否恢復(fù)原來(lái)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。前面(一)和(二)兩個(gè)方面實(shí)質(zhì)是針對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用：維持發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓水平；在并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)之間，合理分配機(jī)組間的無(wú)功負(fù)荷。改變其中一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不僅影響著它本身的電壓和無(wú)功功率，也影響著與其并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的無(wú)功功率，所以同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著并聯(lián)(間)運(yùn)行機(jī)組的無(wú)功功率分配任務(wù)。勵(lì)磁電流過(guò)小時(shí)，發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率。的變化只是改變了機(jī)組的無(wú)功和δ。勵(lì)磁電流增大時(shí)，空載電動(dòng)勢(shì)增大，無(wú)功電流增大；勵(lì)磁電流減小，空載電動(dòng)勢(shì)減小，無(wú)功電流減小。由于調(diào)速器并未使發(fā)電機(jī)的輸出功率發(fā)生變化，所以發(fā)電機(jī)的有功功率恒定：即受調(diào)速器控制，與無(wú)關(guān)，當(dāng)變化時(shí)，不考慮定子電阻和凸極效應(yīng)時(shí)，＝const計(jì)及UG＝const ，電抗不變時(shí)，變化時(shí), 上述兩式可寫為：， （對(duì)照相量圖