【正文】 ” 號(hào)表示勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出電流 ILL的變化與發(fā)電機(jī)電壓 UG的變化 方向相反 。如果將 某一工作點(diǎn)附近 不大的變化范圍內(nèi) 看成是線性關(guān)系 ，對(duì)式（ 441）各分式 求增量 ，有 （ 441） 圖 435 圖 421 ? ΔUb=K1(UGDΔUG) ? ΔUK=K2ΔUb ? Δα=K3ΔUK ? ΔILL=K4Δα ? 將上式整理后得 ? ΔILL=K4 K3K2K1（ ΔUG） ? K=ΔILL/ΔUG= － K1 K2K3K4 （ 442） ?K－半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)放大系數(shù)。 ?根據(jù)圖 435和圖 421,ZTL各 單元的工作特性 可用下式描述： Ub=K1(UGDUG) UK=K2Ub α=K3UK ILL=K4α UG—?dú)w算到發(fā)電機(jī)端電壓的給定電壓。 ? 這樣才可得到滿意的勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性 。 ? 比如移相觸發(fā)單元的特性為曲線 C′ 時(shí)就不能得出曲線 E。 ? 例如 ,圖 4－ 34半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在 測(cè)量比較單元 輸出中串了一只二極管 D13,就使得綜合放大單元的輸入變成了圖 4－ 35(a)曲線 A所示 ,削去了 Ub為正的部分 。 三、比例式半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性 ? 半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性 是指它的 輸入電壓 和 輸出電壓 之間的 靜態(tài)關(guān)系 。K UK 圖 433 移相觸發(fā)單元的靜態(tài)特性 返回 74 ? 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各環(huán)節(jié)的特性作出來(lái)以后要進(jìn)行 統(tǒng)調(diào) ,才能求取出 理想 的 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸入輸出特性 ?？煽毓柙P(guān)閉 . 0 tmin tα tmax t UQ A B C t 0 30? α UCF UCFA 圖 432 移相原理示意圖 UKUZd UKUZd α ? 將此特性用圖形表示即如圖 433所示， ? 當(dāng)整定電壓 UZd 確定以后 ,UK發(fā)生改變時(shí) UK與 α的關(guān)系 ? 圖中特性 曲線 1和 曲線 2對(duì)應(yīng)的整定電壓 UZd1UZd2。 ? ?若 UZd減小時(shí) ,UCF會(huì)向右移動(dòng) ,α增加 。 (?) 0 α1 α α2 1 2 UZd2 UZd1 U39。 0 τmin τα τmax t UC2 UK 3 2 1 Uk斷開 t 0 60? αA uα 移相原理示意圖 uα τα αA uα αA=0 波形 UK UK uα αA uα 線 3 Uk上正 ,負(fù)阻效應(yīng) ,兩條路加速放電 τα αA=180176。 ?UK減小 ,tα?xí)蜃笠苿?dòng)使 α減小 。 a點(diǎn)時(shí)UC2=Uk,D5斷 ,只剩一條放電回路 線 3 Uk上正 ,負(fù)阻效應(yīng) ,兩條路加速放電 + _ τ1=τmax≈(R3+W)C2 兩條放電回路 ?當(dāng) C2放電到使 UC2=0時(shí) ,曲線 2交零線于 tα,發(fā)出一觸發(fā)脈沖 uα。 這就是移相的原理 。 ?由圖 432看出 ,如果 UK增加→(UK－ Uzd)↑→tα向右移動(dòng)→α↑。 (不加 UK) ?在 UQUK－ UZd時(shí) ,二極管 D5承受正向電壓而導(dǎo)通 , C2經(jīng) R6和R3放電 ,UQ沿圖 432曲線 A變化 . 0 tmin tmax t UQ UKUZd A C 圖 432 移相原理示意圖 圖 430 ?當(dāng) UQUK－ Uzd時(shí) ,D5承受反向電壓而截止 ,C2只通過(guò) R6放電 ,UQ將按 曲線 A規(guī)律沿 曲線B變化。 3）移相原理 ?圖 432是移相原理示意圖。當(dāng) C2放電到使 UQ=0時(shí) (對(duì)應(yīng)于圖 431(d)的 tα)， BGl開始出現(xiàn)基極電流 →BG1的集電極電流增加，Uc1↑→Ub2↑BG2截止 →BGl導(dǎo)通，重新恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。突然升高的 UQ是不穩(wěn)定的，它將隨 C2放電而逐漸下降。C1放電和充電向 BG2提供了一個(gè)基極電流 Ib2，使BG2基極電壓出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖，如圖 431(c)所示。 即 無(wú)脈沖輸出 。 C2充滿電荷以后， UQ≈0， Up≈E， UQ和 Up的波形圖如圖 431(d)和 (e)所示。當(dāng) Cl充滿電荷以后， uAT→Rl→Dl→0成回路， UR的波形如圖 431(b)所示。 1)單穩(wěn)態(tài)電路的 穩(wěn)定狀態(tài) (穩(wěn)態(tài) ) ? 在圖 431中 0～ tl區(qū)間 uAT0， uAT經(jīng)過(guò) Rl、 D3向 C1充電。 ? 脈沖變壓器 MB起脈沖放大和整形作用 。 ? 電容器 C二極管 D電阻 R6和 R3等構(gòu)成 移相環(huán)節(jié)。 αA t1 tα ① 返回 uB ? 一個(gè)三相 半控 橋式整流電路 ,需要 三套 相同的移相觸發(fā)電路。 在 BGl導(dǎo)通時(shí) , C5通過(guò) D7脈沖變壓器 MB的原邊→BG1的 ec極放電→MB副邊感應(yīng)出一個(gè)脈沖電壓 UCFA。在 BGl導(dǎo) 通時(shí) , C5放電 → MB副邊感應(yīng) UCFA。 ?UQ隨 C2放電而逐漸下降。UQ≈0,Up≈－ E,UC5=0，UT=0,UCFA=0. 無(wú)脈沖 . ?2)暫態(tài) :在 t=t1區(qū) 間 ,uAT變負(fù) , C1放電 ,C1反充電 。 αA t1 tα ① ?1)穩(wěn)態(tài)： ?uAT0,C1充電 ,UR。 同步 移相 脈沖形成 脈沖放大 觸發(fā)脈沖 綜合放大單元輸出電壓 UK 同步信號(hào) 圖 429 移相觸發(fā)單元的構(gòu)成框圖 同步 移相 脈沖形成 脈沖放大 觸發(fā)脈沖 綜合放大單元輸出電壓 UK 同步信號(hào) 圖 429 移相觸發(fā)單元的構(gòu)成框圖 下面介紹 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 的工作原理 . 圖 430是 A相可控硅的移相觸發(fā) 電路。 2．移相觸發(fā)電路工作原理及特性 ? 移相觸發(fā)電路 的形式，有 單結(jié)晶體管式 、 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 式 、 鋸齒波式 和 余弦式 等。 。 ? 一般在三相 半控橋式 整流電路中各相觸發(fā)脈沖的 相角偏差應(yīng)小于 10176。 或者用 雙脈沖 觸發(fā)。 。這是一種 失控 。流過(guò)這些繞組的電流要從 零逐漸上升 。 ? 這是因?yàn)?提高前沿陡度 可保證 同一橋臂上 的 所有元件 導(dǎo)通的同時(shí)程度更高 。 4)觸發(fā)脈沖的 上升前沿要陡 ? 上升沿的上升時(shí)間一般在 10μs左右。 3)觸發(fā)脈沖 應(yīng)有足夠的功率 以保證可控硅元件 可靠地導(dǎo)通 ? 可控硅元件的 控制極參數(shù)有分散性 ，而且它所需的 觸發(fā)電壓和電流隨溫度而變化 。 ～ 160176。 ～ 170176。 ? 實(shí)際電路中為了保證可控整流電路能夠在各種工作條件下都能可靠工作，通常都對(duì)觸發(fā)脈沖的 移相范圍加以限制 。 ? 如果兩者不同步 ,可控硅整流電路是不能正常工作的 . 2)觸發(fā)脈沖的移相范圍要符合相應(yīng)可控整流電路的要求 ? 三相半控 和 全控 橋式整流電路的理論移相范圍為0～ 180176。 ? 在 三相橋式可控硅 整流電路中，可控硅的 陽(yáng)極電壓和 觸發(fā)脈沖 都是 周期性變化的電氣量 ，要求 兩者同步 就是要求它們兩者的 頻率相同 。 ? 晶體管運(yùn)算放大器 若要求 運(yùn)算精度在 %以內(nèi) ，其閉環(huán)放大系數(shù)為 10,那么 開環(huán)放大系數(shù) Ko應(yīng) 不小于 105. ? 設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)綜合放大單元的要求，選用 K0和 Rr足夠大 的運(yùn)算放大器。 UKmax UKmin 返回 74 由運(yùn)算放大器構(gòu)成的綜合放大環(huán)節(jié)電路 雙向限幅使輸入U(xiǎn)UD 雙向 限幅 限 Uk 一級(jí)互補(bǔ)射極跟隨器 作功率放大 (放大電流 ) 調(diào)零 限幅電阻 消除高頻 自激振蕩 ? 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器 ? 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 ? 最大勵(lì)磁限制 ? 最小勵(lì)磁限制 ? 上面的分析在運(yùn)算放大器的 開環(huán)放大系數(shù) Ko和 輸入電阻 Rr無(wú)窮大 時(shí)才是正確的。 ? 加入 R FK 后 ,閉環(huán)反饋系數(shù)K FK 也很大 (反饋很深 )，使得 U∑ 和 I∑ 近似等于零 ,虛地端 ,設(shè) UΣ≈0, IΣ ≈0,則有 〇 UK R1 RFK R2 I∑ IFK U∑ +E E 0V Ib IFZ Ub UFZ ⊕ Rr K0 1122bbbF Z F ZFZKKFKF K F Kb F Z F KU U UIRRU U UIRRU U UIRRI I I???? ?????????????? ? ???????21F K F KK b F ZRRU U URR??? ? ?????(439) (438) 〇 UK R1 RFK R2 I∑ IFK U∑ +E E 0V Ib IFZ Ub UFZ ⊕ Rr ?上式說(shuō)明 ,綜合放大器的輸出電壓UK等于輸入電壓 Ub和 UFZ按不同的比例相加之和 ， ?它們的比例系數(shù)可以通過(guò)改變各自輸入電阻 R1或 R2整定 ,實(shí)現(xiàn) 對(duì)各輸入信號(hào) 線性無(wú)關(guān)的綜合放大 。 圖 424 綜合放大單元 〇 UK R1 RFK R2 I∑ IFK U ∑ +E － E 0V Ib IFZ Ub UFZ ⊕ ? 運(yùn)放器 兩主要 特點(diǎn) ： ? ① 開環(huán)放 (無(wú) RFK)大系數(shù) K0很大 ,一般 K0 104~105。 ? ⑤ 輸出電壓范圍滿足移相觸發(fā)單元的要求。 ? ④ 工作穩(wěn)定、輸出阻抗低 。 ? ② 有足夠的運(yùn)算精度和放大系數(shù)， 放大系數(shù)可調(diào) 。 作用 基本要求 ? ①要求能 線性無(wú)關(guān)地 綜合、放大各輸入信號(hào)。 ? ③ 輸出 移相單元所需的 輸入電壓 。 ? 這些信號(hào)包括 發(fā)電機(jī)電壓偏差信號(hào) 、 電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號(hào) 以及 低勵(lì)限制 和 過(guò)勵(lì)限制信號(hào) 等。 ?這就是 發(fā)電機(jī)電壓整定的原理 。 ?當(dāng) 增加 W的電阻值 RW的結(jié)果使 發(fā)電機(jī)電壓 升高 了。 421 ?為什么調(diào)節(jié)過(guò)程一定在 Ub≈0時(shí)結(jié)束呢 ? ? Ub就是 ΔUE,是 發(fā)電機(jī)電壓 的 調(diào)節(jié)誤差 。 ? 這些參數(shù)變化的結(jié)果會(huì)使發(fā)電機(jī)電壓 UG上升 (這是勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性 所決定 ) ,Ub=Uab2UW ? UG上升 →UC↑→Uab↑→Ub ↑。 ? UC =IC RW+Uab ? Ub=U1－ U2=Uab2UW ? 這樣， RW增加 的結(jié)果會(huì)使 Uab↓→Ub↓。對(duì)應(yīng)比較電路輸出電壓Ub=0。 ? W的阻值 RW可以就地 手動(dòng)調(diào)整 ， ? 也可以在控制室通過(guò) 控制電動(dòng)機(jī) D正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行 遠(yuǎn)方調(diào)整 。 ※ 參考電位改變后： ?若 以①點(diǎn) 為 Ub的 參考電位 ,則比較電路的 輸出電壓 為 ?Ub′=U2U1=2UWUab ?按兩式作出比較電路輸出特性如 圖 (b)所示 . U1 Ub Ub′ Ub,U1,U2 45 ? 0 Uw 圖 (b)工作特性 U2 (437b) 實(shí)際的半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中 , Ub和 Ub′ 都有。 ? UGD=Ugd／ KC ? 將上述關(guān)系代入 上 式，有 ? Ub=