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　　在自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)起勵(lì)方式有直流電源起勵(lì)、交流電源起勵(lì)及殘壓起勵(lì)。前二者是在發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子定子電樞反應(yīng)，使發(fā)電機(jī)端產(chǎn)生電壓而使發(fā)電機(jī)建壓的過程。而殘壓起勵(lì)是當(dāng)發(fā)電機(jī)端殘壓達(dá)到一定值時(shí)，利用殘壓起勵(lì)裝置，在有或無外界助磁的情況下，發(fā)電機(jī)自動(dòng)建壓的過程。

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

　　2殘壓起勵(lì)原理2.1開關(guān)控制二極管整流型殘壓起勵(lì)開關(guān)控制二極管整流型殘壓起勵(lì)其工作原理簡(jiǎn)單，只需在發(fā)電機(jī)起勵(lì)時(shí)將K1（見）投入，K1由自動(dòng)起勵(lì)控制機(jī)構(gòu)投入、切除。切除條件可用機(jī)端電壓（如30%機(jī)端電壓）或起勵(lì)時(shí)限（如5s）的共同作用。

　　二極管整流型殘壓起勵(lì)雖原理簡(jiǎn)單，但實(shí)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(jī)組容量的增加，起勵(lì)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(lì)回路（V1、Q1、Q2）及控制回路，降低了整個(gè)勵(lì)磁裝置的可靠性，所以二極管整流型殘壓起勵(lì)逐漸被晶閘管控制型的殘壓起勵(lì)所替代。

　　2.2晶閘管控制型殘壓起勵(lì)晶閘管控制型殘壓起勵(lì)的主回路原理圖如中虛線部分所示。它實(shí)際上就是發(fā)電機(jī)的自并勵(lì)勵(lì)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(lì)比，具有接線簡(jiǎn)單、節(jié)省成本的特點(diǎn)，在自并勵(lì)勵(lì)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(jī)具備起勵(lì)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(jī)端將感應(yīng)殘壓。當(dāng)殘壓大于轉(zhuǎn)子回路壓降時(shí)給殘壓起勵(lì)信號(hào)，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(jī)轉(zhuǎn)子供電充磁，達(dá)到殘壓起勵(lì)的目的。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓升至殘壓起勵(lì)退出整定值時(shí)，自動(dòng)切除殘壓起勵(lì)功能，恢復(fù)正常的勵(lì)磁調(diào)節(jié)。

　　3殘壓起勵(lì)的實(shí)現(xiàn)殘壓起勵(lì)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(duì)簡(jiǎn)單，殘壓起勵(lì)的實(shí)現(xiàn)主要是二次控制回路。二極管型的控制是簡(jiǎn)單的繼電器，操作由于以上的分析原因在勵(lì)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(lì)型的控制回路及實(shí)現(xiàn)中注意的問題。

　　典型晶閘管控制型殘壓起勵(lì)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(shí)脈沖的相位不同而己。

　　晶閘管控制型殘壓起勵(lì)二次回路原理圖晶閘管殘壓起勵(lì)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(lì)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(yùn)行時(shí)殘壓起勵(lì)單元退出，雙脈沖信號(hào)經(jīng)D3進(jìn)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(lì)時(shí)，控制單元接到殘壓起勵(lì)命令后，立即啟動(dòng)高頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生高頻脈沖，同時(shí)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(shí)導(dǎo)通，達(dá)到殘壓起勵(lì)的目的，殘壓起勵(lì)結(jié)束后，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)切除殘壓起勵(lì)回路，恢復(fù)正常調(diào)節(jié)。

　　4殘壓起勵(lì)中的若干問題及殘壓起勵(lì)機(jī)理4.1正常的雙脈沖觸發(fā)回路不能用于殘壓起勵(lì)先看看晶閘管的導(dǎo)通機(jī)理，可以把晶閘管看成兩個(gè)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(shí)，Ig將形成強(qiáng)烈的正反饋，使兩管飽和導(dǎo)通。正反饋的過程是：個(gè)一Ia個(gè)一Icl個(gè)一Ig個(gè)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(shí)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(jī)轉(zhuǎn)子供電的原理圖可簡(jiǎn)化為如（a）所示。

　　轉(zhuǎn)子勵(lì)磁原理圖（b）是一個(gè)晶閘管導(dǎo)電回路簡(jiǎn)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(dòng)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(jiǎn)便起見，在60度范圍內(nèi)可用導(dǎo)通起始電壓瞬時(shí)值代替，U2是勵(lì)磁變副邊線電壓有效值，解之，得設(shè)機(jī)組頻率為50Hz由（2）式知，在一個(gè)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(lì)失敗。

　　4.2高頻脈沖殘壓起勵(lì)機(jī)理分析從晶閘管導(dǎo)通機(jī)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(shí)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(shí)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?xiàng)钤婪澹瑥堔赛S（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(jī)的繞組只需要單方向電流，但應(yīng)能迅速?gòu)碾娫唇邮茈娔�，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(dòng)機(jī)提供單方向電流，故其比異步電動(dòng)機(jī)PWM變頻器簡(jiǎn)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(yùn)行條件及電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)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(jì)算較為復(fù)雜。

　　從功率變換器應(yīng)與電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)匹配、效率高、控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等基本要求出發(fā)，一個(gè)理想的功率變換器主電路結(jié)構(gòu)形式應(yīng)同時(shí)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(dòng)機(jī)相繞組；主開關(guān)器件的電壓額定值與電動(dòng)機(jī)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(shí)，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(chǎng)合。2電機(jī)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(jī)組殘壓起勵(lì)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(jì)算得使晶閘管達(dá)到維持電流的最小時(shí)間t計(jì)算得t=1.9ms.在以上條件下，從觸發(fā)到導(dǎo)通的實(shí)際時(shí)間是大于t的。同時(shí)采用的是脈沖列，其占空比為1，如果導(dǎo)通不能在一個(gè)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(gè)脈沖“1的到來，這時(shí)上次轉(zhuǎn)子中電流并未衰減至0，這樣，經(jīng)過若干個(gè)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(lì)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(shí)際應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)畴娬臼褂帽練垑浩饎?lì)，機(jī)組參數(shù)為：額定功率12500kW，額定勵(lì)磁電壓261V，額定勵(lì)磁電流460A，Td0=3.29s；高頻脈沖列頻率為2K，正常調(diào)節(jié)時(shí)觸發(fā)脈沖采用60雙脈沖，T1匝比為1：2機(jī)組啟動(dòng)空轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速時(shí)，實(shí)際測(cè)量勵(lì)磁變副邊殘壓大于8V.在以上條件，進(jìn)行兩組殘壓起勵(lì)試驗(yàn)如下：R1=1⑴歐時(shí)投殘壓起勵(lì)，起勵(lì)失敗；將R1改為50歐時(shí)，投殘壓起勵(lì)，起勵(lì)成功。

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

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