继电保护安全自动装置课件——4第三章励磁自动控制系统的动态特性

1、第三章 励磁自动控制系统的动态特性 一、概述 二、励磁控制系统的传递函数 三、励磁自动控制系统的稳定性 一、概述自动励磁控制系统 控制对象：发电机 控制器： 励磁调节器 执行环节：励磁机反馈控制系统 上一章：励磁自动控制系统的工作原理与静态持性。 在本章：励磁自动控制系统的动态特性对于一个反馈控制系统，应了解其动态性能。即在任何原因引起被控制量变动后，励磁系统是否稳定、调节过程中的超调量、调节时间及振荡次数等是否满足要求。其中稳定性是首要问题。 1) 上升时间2) 超调量3) 调整时间 励磁系统几个动态指标 与任何自动控制系统相同励磁系统在满足稳定性的前提下，还应达到一定的动态指标。下图给出在

2、额定转速、空载条件下被控制量UG对阶跃输入的典型响应曲线。二、励磁控制系统的传递函数 1 典型的励磁控制系统结构框图 2 直流励磁机的传递函数 3 励磁调节器各单元的传递函数 4 同步发电机的传递函数 （空载并忽略饱和现象） 5 励磁控制系统的传递函数1 典型的励磁控制系统结构框图放大励磁机同步电机励磁系统稳定器电压测量比较基准输入其它信号UG+-+-2 直流励磁机的传递函数直流励磁机有他励和自励两种方式，描述它们的动态特性方程式是不同的。现以他励直流励磁机为例，说明传递函数的推导过程。GiEE=uEuEEREEExciterGeneratorEEEEEEEEEEEEuiRdtdNuiRdtd

3、 EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESKsTGSRGRsTsusuuGSRGuRudtduTuSGuGuRdtduKN11E ， iEE 代入得EEEEEEGSRSGRKKNT/IBIAEBEABAIEEUEG1BEABBAEISIIIIS1EEEEEEESGuGuSGui1aEaaaalaEKuWhileCC1EEuK由于励磁电流与励磁机电压之间是非线性关系，通常采用如图所示的方法来计及其饱和影响EEKsT1ESUEUEE+-他励直流励磁机的传递函数框图如图所示 A 电压测量比较单元的传递函数 sTKsUsUsGRRGdeR1)()()(B 综合放大单元的传递函数 sTKs

4、GAAA1)(sTKAA1UdeUSMUSMmaxUSMminC 励磁功率放大单元的传递函数 sTKsGzz1)(3 励磁调节器各单元的传递函数4 同步发电机的传递函数 （空载并忽略饱和现象）sTKsGdoGG1)(5 励磁控制系统的传递函数sTKdoG1sTKAA1sTKEE1sTKRR1ESUGUREF-+- RGARdoEEARGAREFGRRdoEEAGAREFGKKKsTsTsTKsTsTKKsUsUsTKsHsTsTKsTKKsGsHsGsGsUsU11111111三、励磁自动控制系统的稳定性 1 典型励磁控制系统的稳定计算 2 励磁控制系统空载稳定性的改善 3 励磁系统稳定器电路

5、1 典型励磁控制系统的稳定计算 A 系统的开环传递函数 B 绘制根轨迹的参数 C 励磁系统的根轨迹图A 系统的开环传递函数1, 1,04. 0,69. 0,38. 8,0GEREdoAkKsTsTsTsT sTKsTsTKsTKKsHsGRRdoEEAGA1112545. 112. 032. 404. 0138. 8169. 01sssKKKsssKKKRGARGAB 绘制根轨迹的参数 根轨迹的起点与终点 渐近线与实轴交点的坐标 渐近线与实轴正方向的夹角 根轨迹分离点的坐标 根轨迹与虚轴的交点位置及放大倍数 25,45. 1,12. 0sss35,32 , 1 , 01286. 832111kmnkmnzpnjmiij032. 4424.3957.26032. 4424.3957.262323KsssdsdKsss775. 0s032. 4424.3957.2623KjjjC 励磁系统的根轨迹图2 励