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　　在自并勵勵磁系統(tǒng)中，發(fā)電機起勵方式有直流電源起勵、交流電源起勵及殘壓起勵。前二者是在發(fā)電機具備升壓條件后，給轉(zhuǎn)子線圈注入一定的直流電流，給轉(zhuǎn)子充磁，經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子定子電樞反應(yīng)，使發(fā)電機端產(chǎn)生電壓而使發(fā)電機建壓的過程。而殘壓起勵是當(dāng)發(fā)電機端殘壓達(dá)到一定值時，利用殘壓起勵裝置，在有或無外界助磁的情況下，發(fā)電機自動建壓的過程。

　　無殘壓起勵功能時，交流或直流起勵需對轉(zhuǎn)子提供一定的電流，該電流最大允許達(dá)發(fā)電機空載額定電流的10%，起勵時將對電廠的直流或交流供電系統(tǒng)造成沖擊。因起動的發(fā)電機組轉(zhuǎn)子中存在剩磁，發(fā)電機空轉(zhuǎn)后機端便有殘壓，為殘壓起勵創(chuàng)造了條件，所以發(fā)電機組在起勵時最好是具有殘壓起勵功能，而輔助電源起勵只在發(fā)電機初次充磁及機端殘壓不足以進行殘壓起勵時才投入。殘壓起勵具有良好的應(yīng)用前景。

　　2殘壓起勵原理2.1開關(guān)控制二極管整流型殘壓起勵開關(guān)控制二極管整流型殘壓起勵其工作原理簡單，只需在發(fā)電機起勵時將K1（見）投入，K1由自動起勵控制機構(gòu)投入、切除。切除條件可用機端電壓（如30%機端電壓）或起勵時限（如5s）的共同作用。

　　二極管整流型殘壓起勵雖原理簡單，但實現(xiàn)起來存在以下不足：需另增加主回路控制器件，如二極管整流橋V1及接觸器Q1、Q2.隨著機組容量的增加，起勵電流變大，主回路二極管及接觸器的規(guī)格隨著增大，需另考慮設(shè)備的安裝位置，增加了設(shè)備的成本。

　　由于增加了殘壓起勵回路（V1、Q1、Q2）及控制回路，降低了整個勵磁裝置的可靠性，所以二極管整流型殘壓起勵逐漸被晶閘管控制型的殘壓起勵所替代。

　　2.2晶閘管控制型殘壓起勵晶閘管控制型殘壓起勵的主回路原理圖如中虛線部分所示。它實際上就是發(fā)電機的自并勵勵磁的主回路，不需另外增加一次設(shè)備。與二極管整流型殘壓起勵比，具有接線簡單、節(jié)省成本的特點，在自并勵勵磁系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

　　其原理可描述如下：發(fā)電機具備起勵條件后，空轉(zhuǎn)至接近額定轉(zhuǎn)速，由于轉(zhuǎn)子剩磁的存在，在機端將感應(yīng)殘壓。當(dāng)殘壓大于轉(zhuǎn)子回路壓降時給殘壓起勵信號，即給晶閘管以連續(xù)的觸發(fā)脈沖，使晶閘管導(dǎo)通，用殘壓給發(fā)電機轉(zhuǎn)子供電充磁，達(dá)到殘壓起勵的目的。當(dāng)發(fā)電機電壓升至殘壓起勵退出整定值時，自動切除殘壓起勵功能，恢復(fù)正常的勵磁調(diào)節(jié)。

　　3殘壓起勵的實現(xiàn)殘壓起勵的一次回路，無論是二極管整流型，還是晶閘管觸發(fā)型都相對簡單，殘壓起勵的實現(xiàn)主要是二次控制回路。二極管型的控制是簡單的繼電器，操作由于以上的分析原因在勵磁系統(tǒng)中己越來越少使用。本文主要詳細(xì)介紹晶閘管殘壓起勵型的控制回路及實現(xiàn)中注意的問題。

　　典型晶閘管控制型殘壓起勵的二次控制回路的硬件圖如所示，圖中僅畫出一路脈沖回路原理圖，其余5路脈沖控制原理與本路相同，只是正常控制時脈沖的相位不同而己。

　　晶閘管控制型殘壓起勵二次回路原理圖晶閘管殘壓起勵硬件由一次回路及控制回路組-次回路如中虛線框中部分所示。二次回晶閘管殘壓起勵硬件由一次回路及控制回路組成，一次回路如中虛線框中部分所示。二次回路如所示，正常運行時殘壓起勵單元退出，雙脈沖信號經(jīng)D3進入Q1放大后輸出至脈沖變壓器T1的原邊，再經(jīng)脈沖變壓器放大后輸出至晶閘管V11的控制極。殘壓起勵時，控制單元接到殘壓起勵命令后，立即啟動高頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生高頻脈沖，同時閉合K1使脈沖并聯(lián)輸入至Q1的基極，這樣，在晶閘管控制極得到的將是高頻脈沖列，促使晶閘管在低電壓時導(dǎo)通，達(dá)到殘壓起勵的目的，殘壓起勵結(jié)束后，勵磁調(diào)節(jié)器自動切除殘壓起勵回路，恢復(fù)正常調(diào)節(jié)。

　　4殘壓起勵中的若干問題及殘壓起勵機理4.1正常的雙脈沖觸發(fā)回路不能用于殘壓起勵先看看晶閘管的導(dǎo)通機理，可以把晶閘管看成兩個晶體管互聯(lián)如所示，給門極注入觸發(fā)電流%，在外界負(fù)載足夠小時，Ig將形成強烈的正反饋，使兩管飽和導(dǎo)通。正反饋的過程是：個一Ia個一Icl個一Ig個晶閘管的電流放大系數(shù)隨著發(fā)射極電流變化而變化，即發(fā)射極電流較小時電流放大系數(shù)小，反之則大。而發(fā)射極電流還受到外加電壓及外界負(fù)載的限晶閘管工作原理圖晶閘管關(guān)斷的條件為使晶閘管電流低于維持電用晶閘管整流橋給發(fā)電機轉(zhuǎn)子供電的原理圖可簡化為如（a）所示。

　　轉(zhuǎn)子勵磁原理圖（b）是一個晶閘管導(dǎo)電回路簡化圖，U2是整流變副邊線電壓，R是轉(zhuǎn)子回路電阻，L是轉(zhuǎn)子電感。

　　我們只關(guān)心晶閘管導(dǎo)通瞬間的轉(zhuǎn)子電流的動態(tài)過程，可用如下微分方程描述Vt是管壓降、電刷接觸及其它電壓降。U2是一正弦函數(shù)，為簡便起見，在60度范圍內(nèi)可用導(dǎo)通起始電壓瞬時值代替，U2是勵磁變副邊線電壓有效值，解之，得設(shè)機組頻率為50Hz由（2）式知，在一個正弦周期內(nèi)，由于雙脈沖的脈寬很窄，通常晶閘管的一次脈沖觸發(fā)若不足以使流過晶閘管的電流正向?qū)�通，故雙脈沖的殘壓起勵失敗。

　　4.2高頻脈沖殘壓起勵機理分析從晶閘管導(dǎo)通機理知，晶閘管的導(dǎo)通是觸發(fā)電流形成的，當(dāng)晶閘管的導(dǎo)通電流達(dá)到維持電流時晶閘管導(dǎo)通。采用寬脈沖或頻率足夠高的高頻脈沖觸發(fā)，在晶閘管正向電壓存在且足夠高時可使流過晶，閘管電流達(dá)維持電流而導(dǎo)通。，lishingHouse.rightsreserved，http://www.cnki.net SRM常見的幾種功率變換器主電路及原理楊岳峰，張奕黃（北方交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，北京市100044）1前言SRM開關(guān)磁阻電機的繞組只需要單方向電流，但應(yīng)能迅速從電源接受電能，又能迅速向電源回饋能量。由于SRM功率變換器只需要給電動機提供單方向電流，故其比異步電動機PWM變頻器簡單、可靠。然而，SRM的工作電流、電壓波形并非正弦波，而且波形受系統(tǒng)的運行條件及電動機設(shè)計參數(shù)的制約，很難準(zhǔn)確預(yù)料。這就使得其主開關(guān)器件的定額計算較為復(fù)雜。

　　從功率變換器應(yīng)與電動機結(jié)構(gòu)匹配、效率高、控制方便、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等基本要求出發(fā)，一個理想的功率變換器主電路結(jié)構(gòu)形式應(yīng)同時具備如下條件：最少數(shù)量的主開關(guān)元件；可將全部電源電壓加給電動機相繞組；主開關(guān)器件的電壓額定值與電動機接近；具備迅速加相繞組電流的能力；可通過主開關(guān)器件調(diào)制，有效地控制相電流；在繞組磁鏈減少的同時，能將能量回饋給電源。

　　下面扼要介紹SRM功率變換器幾種常見的線路，著重比較這些不同線路中主開關(guān)器件的定額大小、元器件的數(shù)量、能量回饋的方法以及適用的場合。2電機雙繞組型所示是早期使用的雙繞組結(jié)構(gòu)，通常主副繞組采用雙線并繞的形式，以得到最大的互感系數(shù)，主繞組開關(guān)元件31斷開后，主繞組的能量通過互感傳到副繞組，再通過二極管續(xù)流D，。該電路主開關(guān)元件的額定工作電壓為2（1+D）V，其中V是整流橋可在轉(zhuǎn)子回路并聯(lián)合適由阻華大學(xué)出版社Pientice―Hall2W1年8月。

　　假設(shè)機組殘壓起勵回路參數(shù)如下：串聯(lián)兩晶閘管壓降為2.5V，其它回路壓降為0.5V，轉(zhuǎn)子回路電阻為1歐，轉(zhuǎn)子電感為2亨，晶閘管維持電流為80mA，整流變副邊線電壓有效值U2為8V，則根據(jù)式（2）可計算得使晶閘管達(dá)到維持電流的最小時間t計算得t=1.9ms.在以上條件下，從觸發(fā)到導(dǎo)通的實際時間是大于t的。同時采用的是脈沖列，其占空比為1，如果導(dǎo)通不能在一個脈沖的1完成，則在脈沖的0段，晶閘管尚未導(dǎo)通，便轉(zhuǎn)入截止，直到下一個脈沖“1的到來，這時上次轉(zhuǎn)子中電流并未衰減至0，這樣，經(jīng)過若干個脈沖周期，晶閘管將達(dá)到維持電流而導(dǎo)通。4.3殘壓起勵不成采取的措施適當(dāng)提高觸發(fā)電壓、電流，即適當(dāng)減小觸發(fā)回路電阻R1或改變T1匝比（見），加T1副邊線圈匝數(shù)。

　　5實際應(yīng)用及現(xiàn)場試驗?zāi)畴娬臼褂帽練垑浩饎�，機組參數(shù)為：額定功率12500kW，額定勵磁電壓261V，額定勵磁電流460A，Td0=3.29s；高頻脈沖列頻率為2K，正常調(diào)節(jié)時觸發(fā)脈沖采用60雙脈沖，T1匝比為1：2機組啟動空轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速時，實際測量勵磁變副邊殘壓大于8V.在以上條件，進行兩組殘壓起勵試驗如下：R1=1⑴歐時投殘壓起勵，起勵失��；將R1改為50歐時，投殘壓起勵，起勵成功。

　　R1=100歐不變，在發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)并聯(lián)一電阻的方式，并聯(lián)電阻值為134歐時投殘壓起勵，起勵不成；并聯(lián)電阻改為67歐時，起勵成功。

　　3機勵磁采用R1電阻為50歐的方式投殘壓起勵；在2 4機勵磁中采用在轉(zhuǎn)子側(cè)并電阻的方式投殘壓起勵，直流起勵輔助電源可不投，取得滿意效果。