不可控相复励

1、 分类分类： 自励恒压装置类型即自动励磁装置类型，有：自励恒压装置类型即自动励磁装置类型，有： .按发电机电压偏差按发电机电压偏差U调节：可构成闭环系调节：可构成闭环系统，静态特性好。但由于必须出现偏差才调节，早统，静态特性好。但由于必须出现偏差才调节，早期采用电磁元件构成的系统，动态性能差。期采用电磁元件构成的系统，动态性能差。 .按负载大小和性质调节：属开环系统，静按负载大小和性质调节：属开环系统，静态特性较差，但负载电枢反应影响电压时，就开始态特性较差，但负载电枢反应影响电压时，就开始调节，动态性能好。调节，动态性能好。主要为不可控相复励。主要为不可控相复励。 .复合调节：主要是可控相复

2、励，既有按复合调节：主要是可控相复励，既有按U调节，又有按负载大小和性质调节，性能较好。调节，又有按负载大小和性质调节，性能较好。 此外，无刷发电机励磁系统，结构较独特。此外，无刷发电机励磁系统，结构较独特。一、自励恒压装置的常见类型一、自励恒压装置的常见类型索引索引 、不可控相复励原理不可控相复励原理： 是是 利用发电机本身的剩磁电压进行自励起压利用发电机本身的剩磁电压进行自励起压, 根据负荷电流大小和性质根据负荷电流大小和性质(负荷电流与电压的相位负荷电流与电压的相位关系关系)进行相位复励，以调整励磁电流，稳定发电进行相位复励，以调整励磁电流，稳定发电机端电压。有电流、电磁和电势叠加三种。

3、机端电压。有电流、电磁和电势叠加三种。 不可控相复励自励恒压装置的励磁电压包括两不可控相复励自励恒压装置的励磁电压包括两个部分：电压个部分：电压(空载空载)分量和电流分量和电流(负载负载)分量。分量。二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置索引索引 二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置、不可控相复励自励恒压装置的常见类型不可控相复励自励恒压装置的常见类型： 根据叠加成为励磁电流的电压分量和电流分根据叠加成为励磁电流的电压分量和电流分量的信号方式的不同，不可控相复励自励恒压装量的信号方式的不同，不可控相复励自励恒压装置又可分为如下三种不同形式：置又可分为如下三

4、种不同形式： .电流叠加型：由反映电压分量的电流信号电流叠加型：由反映电压分量的电流信号与反映负载电流分量的电流信号叠加而成。与反映负载电流分量的电流信号叠加而成。 .电势叠加型：由反映电压分量的电势信号电势叠加型：由反映电压分量的电势信号与反映负载电流分量的电压信号叠加而成，然后与反映负载电流分量的电压信号叠加而成，然后再转换为电流。再转换为电流。 .电磁叠加型：由反映电压分量的磁通信号电磁叠加型：由反映电压分量的磁通信号与反映负载电流分量的磁通信号叠加而成，然后与反映负载电流分量的磁通信号叠加而成，然后再转换为电流。再转换为电流。1、电流叠加不可控相复励电流叠加不可控相复励：、常见类型、常

5、见类型 电流互感器电流互感器CT检测的负载电流分量与经过移检测的负载电流分量与经过移相电抗器移相的电压分量叠加，得到交流的励磁相电抗器移相的电压分量叠加，得到交流的励磁电流，经三相桥式整流后得到直流励磁电流。电流，经三相桥式整流后得到直流励磁电流。 直流励磁回路的阻容支路可吸收直流回路的直流励磁回路的阻容支路可吸收直流回路的两涌电压，保护整两涌电压，保护整流桥。三相谐振电流桥。三相谐振电容器与移相电抗器容器与移相电抗器一起构成串联谐振一起构成串联谐振电路，在发电机起电路，在发电机起动加速过程中，保动加速过程中，保证自励起压成功。证自励起压成功。二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒

6、压装置2、电势叠加不可控相复励电势叠加不可控相复励： 、常见类型、常见类型 又称为电压叠加型，电流互感器在移相电抗又称为电压叠加型，电流互感器在移相电抗器上产生的电压降器上产生的电压降( (电势电势) )与发电机端电压叠加。与发电机端电压叠加。二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置3、电磁叠加不可控相复励电磁叠加不可控相复励： 、常见类型、常见类型 电磁叠加不可控相复励是将电流分量与电压电磁叠加不可控相复励是将电流分量与电压分量都转换为对应磁通，然后在三绕组变压器的分量都转换为对应磁通，然后在三绕组变压器的磁路叠加。磁路叠加。并通过输出并通过输出绕组，输出绕组，输出交流励磁电

7、交流励磁电流。其相复流。其相复励叠加原理励叠加原理和其他元件和其他元件作用与前面作用与前面介绍一样。介绍一样。二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置二、不可控相复励自励恒压装置4、四绕组、四绕组电磁叠加型电磁叠加型： 、常见类型、常见类型 四绕组四绕组电磁叠加型不可控相复励，每相铁心电磁叠加型不可控相复励，每相铁心有四个绕组：有四个绕组：N1、N2、N3和和N4，N1为电流绕组，为电流绕组，N2为电压绕组，为电压绕组，N4为补偿绕组提供额外的相位补为补偿绕组提供额外的相位补偿，偿，N3为输出绕组。为输出绕组。N2电压电压绕组和绕组和N4补偿绕组连接

8、规律补偿绕组连接规律是，每相是，每相N2绕组总是与滞后绕组总是与滞后该相的该相的N4绕组反向串联。绕组反向串联。 由由相量图可知，这样连相量图可知，这样连接后，空载分量比原来超前接后，空载分量比原来超前一个小于一个小于30的电角，可提的电角，可提高静态调压精度。高静态调压精度。 不可控相复励综述不可控相复励综述： 不可控相复励自励恒压装置是依靠同步发电不可控相复励自励恒压装置是依靠同步发电机电枢绕组产生的三相交流电作为励磁电源，其机电枢绕组产生的三相交流电作为励磁电源，其励磁电流包括复励分量与空载分量两个部分。励磁电流包括复励分量与空载分量两个部分。 为了使励磁电流既反映负载电流大小又反映为了

9、使励磁电流既反映负载电流大小又反映负载电流相位负载电流相位(性质性质)，空载分量必须经移相电抗，空载分量必须经移相电抗器移相器移相90电角度后再与复励分量进行叠加。根电角度后再与复励分量进行叠加。根据叠加方式不同，不可控相复励自励恒压装置主据叠加方式不同，不可控相复励自励恒压装置主要有：电流叠加、电势叠加和电磁叠加三种。要有：电流叠加、电势叠加和电磁叠加三种。 电磁叠加型还有带电压曲折绕组的四绕组变电磁叠加型还有带电压曲折绕组的四绕组变压器作为相复励的叠加元件的形式，其主要目的压器作为相复励的叠加元件的形式，其主要目的是提高反映负载电流的精度。是提高反映负载电流的精度。二、不可控相复励自励恒压

10、装置二、不可控相复励自励恒压装置索引索引 四、可控硅自励恒压装置四、可控硅自励恒压装置索引索引 、构成原理构成原理(特点特点)： 不论是可控还是不可控，相复励恒压装置都不论是可控还是不可控，相复励恒压装置都是由电磁元件构成的，而电磁元件的惯性较大是由电磁元件构成的，而电磁元件的惯性较大(由由于存在电感，电流变化速度受影响于存在电感，电流变化速度受影响)，控制调节的，控制调节的速度也因此受到一定限制。速度也因此受到一定限制。 可控硅可控硅(晶闸管晶闸管)恒压励磁装置取消恒压励磁装置取消相复励的相复励的电磁元件，采用按电压偏差进行调节。虽无电磁电磁元件，采用按电压偏差进行调节。虽无电磁元件，元件，

11、调节反应的速度加快，但却不能实现调节反应的速度加快，但却不能实现相复相复励，因此其动态性能一般都比相复励差。励，因此其动态性能一般都比相复励差。 特点是：特点是：调节速度快，且体积小、重量轻、调节速度快，且体积小、重量轻、成本低、易于系列化。成本低、易于系列化。四、可控硅自励恒压装置四、可控硅自励恒压装置、构成原理、构成原理(框图框图) ： 主要由晶闸管主电路、主要由晶闸管主电路、触发电路、控制电路三部分触发电路、控制电路三部分组成。控制电路则由比较、组成。控制电路则由比较、检测和调节电路组成。检测和调节电路组成。 装置的关键部分是检测电路，因为属于按电装置的关键部分是检测电路，因为属于按电压

12、偏差调节，对发电机端电压检测的要求是：既压偏差调节，对发电机端电压检测的要求是：既要准确，又要快速。这就要求整流电路不能采用要准确，又要快速。这就要求整流电路不能采用大电容滤波大电容滤波(惯性较大，影响反应速度惯性较大，影响反应速度)，因此检，因此检测电路一般采用多相整流，如六相整流、十二相测电路一般采用多相整流，如六相整流、十二相整流等。整流等。四、可控硅自励恒压装置四、可控硅自励恒压装置、检测比较环节、检测比较环节_总体说明总体说明： 晶闸管主电路、触发电路，属于可控整流电晶闸管主电路、触发电路，属于可控整流电路原理介绍的内容路原理介绍的内容，既可采用单相可控整流，也既可采用单相可控整流，

13、也可采用三相可控整流，一般根据装置的具体要求可采用三相可控整流，一般根据装置的具体要求确定，可参考有关整流电路原理的介绍。确定，可参考有关整流电路原理的介绍。 而控制电路主要作用是实时检测发电机端电而控制电路主要作用是实时检测发电机端电压的变化情况，并与给定电压比较，得出作为控压的变化情况，并与给定电压比较，得出作为控制信号的电压偏差信号，然后再通过晶闸管触发制信号的电压偏差信号，然后再通过晶闸管触发电路和主电路，向发电机的励磁绕组提供合适的电路和主电路，向发电机的励磁绕组提供合适的励磁电流，使发电机端电压维持在所要求的值，励磁电流，使发电机端电压维持在所要求的值，并联运行时还应保证各发电机无

14、功的合理分配。并联运行时还应保证各发电机无功的合理分配。1、六相整流六相整流： 、检测比较环节、检测比较环节 对检测环节的要求主要是：对检测环节的要求主要是：.检测得到的直检测得到的直流信号应该快速准确反映发电机端电压的变化；流信号应该快速准确反映发电机端电压的变化；检测得到直流信号应尽量平稳，其交流脉动成检测得到直流信号应尽量平稳，其交流脉动成分应尽量小。分应尽量小。 经过六相经过六相整流，直流信整流，直流信号的交流脉动号的交流脉动成分很小，很成分很小，很小电容就可滤小电容就可滤除交流脉动。除交流脉动。四、可控硅自励恒压装置四、可控硅自励恒压装置2、比较环节比较环节： 、检测比较环节、检测比

15、较环节 用稳压管得到一条先正反馈、后负反馈的发用稳压管得到一条先正反馈、后负反馈的发电机给定电压信号的曲线。其目的是得到一条与电机给定电压信号的曲线。其目的是得到一条与发电机实际磁路饱和对应的励磁特性。发电机实际磁路饱和对应的励磁特性。 实际发电实际发电机的额定电压机的额定电压在在UZ和和2UZ之之间。间。UUN，U0增大，增大，UUN，U0减小。减小。四、可控硅自励恒压装置四、可控硅自励恒压装置索引索引 、可控相复励的构成可控相复励的构成： 可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体，可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体，再加上根据电压偏差信号实现调节的自动调压器再加上根据电压偏差信号实现

16、调节的自动调压器AVR构构成的。成的。 负载电负载电流变化时，流变化时，首先是相复首先是相复励调节，然励调节，然后后AVR补充补充调节。调节。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置索引索引 AVR的原理框图的原理框图：、可控相复励的构成、可控相复励的构成 AVR是一个闭环电压负反馈的调节系统。其是一个闭环电压负反馈的调节系统。其输入信号是电压偏差信号，通过电压互感器检测输入信号是电压偏差信号，通过电压互感器检测发电机的端电压，与给定值比较后通过调节器的发电机的端电压，与给定值比较后通过调节器的调节，通过执行元件控制发电机的励磁电流，就调节，通过执行元件控制发电机的励磁电流，就可实

17、现对发电机端电压的控制。可实现对发电机端电压的控制。 若调节若调节器具有积分器具有积分调节规律，调节规律，则可实现无则可实现无差调节。差调节。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置、可控相复励恒压装置的基本形式、可控相复励恒压装置的基本形式： AVR控制的是发电机的励磁电流，而励磁电控制的是发电机的励磁电流，而励磁电流包括复励流包括复励(电流电流)和空载和空载(电压电压)两个分量。可控制两个分量。可控制的点较多，即可直接控制通入励磁绕组的直流侧的点较多，即可直接控制通入励磁绕组的直流侧控制，也可控制励磁电流分量的交流侧控制。控制，也可控制励磁电流分量的交流侧控制。 控制的方法也较

18、多，常见的有：控制磁路饱控制的方法也较多，常见的有：控制磁路饱和，控制分流的大小和控制晶闸管导通等形式。和，控制分流的大小和控制晶闸管导通等形式。 根据执行元件的不同，可控相复励根据执行元件的不同，可控相复励辅助励磁辅助励磁的典型类型可归纳为：的典型类型可归纳为：.可控移相电抗器形式；可控移相电抗器形式；.可控变压器形式；可控变压器形式；.可控饱和电抗器分流形式；可控饱和电抗器分流形式；.晶闸管分流形式等。晶闸管分流形式等。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置1、可控移相电抗器形式、可控移相电抗器形式： 、基本形式、基本形式 可控移相电抗器可控相复可控移相电抗器可控相复励恒压装

19、置，是在电流叠加型励恒压装置，是在电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基不可控相复励自励恒压装置基础上增加了对移相电抗器的电础上增加了对移相电抗器的电抗值进行控制的环节。抗值进行控制的环节。 控制原理：移相电抗器的控制原理：移相电抗器的电抗值改变，励磁电流的交流分量也改变，通过电抗值改变，励磁电流的交流分量也改变，通过对励磁电流的控制，可实现端电压的恒定。对励磁电流的控制，可实现端电压的恒定。 电抗值与铁心饱和程度有关，在电抗器铁心电抗值与铁心饱和程度有关，在电抗器铁心加一辅助绕组，可控制电抗器铁心的饱和程度。加一辅助绕组，可控制电抗器铁心的饱和程度。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励

20、恒压装置2、可控变压器形式、可控变压器形式： 、基本形式、基本形式 可控变压器形式的可控相可控变压器形式的可控相复励恒压装置是在电磁叠加型复励恒压装置是在电磁叠加型不可控相复励自励恒压装置基不可控相复励自励恒压装置基础上增加控制绕组础上增加控制绕组N4构成的。构成的。 也属于通过控制磁路饱和也属于通过控制磁路饱和程度控制励磁电流形式。负载程度控制励磁电流形式。负载电流变化后，励磁电流按相复励调节。当端电压电流变化后，励磁电流按相复励调节。当端电压仍有偏差时，仍有偏差时，AVR二次调节，控制绕组信号改变二次调节，控制绕组信号改变变压器磁路饱和程度，从而使励磁电流和端电压变压器磁路饱和程度，从而使

21、励磁电流和端电压都发生改变。都发生改变。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置3、可控饱和电抗器分流形式、可控饱和电抗器分流形式：、基本形式、基本形式 可控饱和电抗器分流形式可控饱和电抗器分流形式的可控相复励恒压装置，是在的可控相复励恒压装置，是在电流叠加型不可控相复励自励电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加了可控饱恒压装置基础上增加了可控饱和电抗器和电抗器Xk分流控制。属于分分流控制。属于分流控制。流控制。 相复励调节后，若发电机端电压仍有偏差相复励调节后，若发电机端电压仍有偏差(设设偏低偏低)时，时，AVR输出控制信号减小，饱和电抗器铁输出控制信号减小，饱和电抗器铁心

22、饱和程度降低，电抗值增大，由饱和电抗器分心饱和程度降低，电抗值增大，由饱和电抗器分流电流减小，励磁电流增加，端电压升高。流电流减小，励磁电流增加，端电压升高。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置4、晶闸管分流形式、晶闸管分流形式： 、基本形式、基本形式 晶闸管晶闸管(可控硅可控硅)分流可有两种分流形式：在分流可有两种分流形式：在交流侧分流和在直流侧分流，都是在电流叠加型交流侧分流和在直流侧分流，都是在电流叠加型不可控相复励自励恒压装置基础上增加了晶闸管不可控相复励自励恒压装置基础上增加了晶闸管(可控硅可控硅)VT分流控制。分流控制。 分流增加，分流增加，发电机的励磁电发电机的励

23、磁电流减小，发电机流减小，发电机的端电压降低。的端电压降低。反之，则端电压反之，则端电压升高。升高。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置 可控相复励综述可控相复励综述： 、基本形式、基本形式 可控相复励是以相复励为主，增加可控相复励是以相复励为主，增加AVR的辅的辅助调节，实现同步发电机端电压恒定的。助调节，实现同步发电机端电压恒定的。 相复励在负载电流发生变化的同时开始产生相复励在负载电流发生变化的同时开始产生作用，进行励磁调节。在负载电流电枢反应作用作用，进行励磁调节。在负载电流电枢反应作用还未达到最大时，励磁电流就已产生补偿作用，还未达到最大时，励磁电流就已产生补偿作用，

24、避免端电压出现过大的偏差。因此，其作用可保避免端电压出现过大的偏差。因此，其作用可保证恒压的动态指标。证恒压的动态指标。 相复励调节后仍存在偏差，相复励调节后仍存在偏差，AVR检测到偏差检测到偏差后进行二次调节，使端电压回到给定值或要求的后进行二次调节，使端电压回到给定值或要求的范围内。因此，范围内。因此，其作用是满足静态指标。其作用是满足静态指标。三、可控相复励自励恒压装置三、可控相复励自励恒压装置索引索引 无刷同步发电机无刷同步发电机： 普通普通同步发电机工作时，通过电刷和滑环将同步发电机工作时，通过电刷和滑环将直流励磁电流引进发电机转子励磁绕组。直流励磁电流引进发电机转子励磁绕组。 无刷同步发电机实际上是由两台同轴运行的无刷同步发电机实际上是由两台同轴运行的同步发电机组成，同步发电机组成，一台采用转极式结一台采用转极式结构，一台采用转枢