资源描述：
《基于斩波控制的新型励磁系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第26卷第7期电力自动化设备Vol.26No.72006年7月ElectricPowerAutomationEquipmentJul.2006基于斩波控制的新型励磁系统李军12,李华峰(1.哈尔滨职业技术学院电气工程系,黑龙江哈尔滨150081;2.哈尔滨热电有限公司,黑龙江哈尔滨150046)摘要:提出一种新型的励磁系统接线形式和调节方式,利用励磁变压器作为励磁机的励磁电源,经静止整流和桥式滤波为励磁机提供励磁电流,取消了副励磁机。在此基础上设计了一种新型的开关式励磁调节器,采用全控型电力电子器件绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为开关,应
2、用直流斩波控制技术,克服了传统晶闸管所采用的相控技术中对时序要求严格的缺陷。用Pspice仿真系统分析了占空比分别为0.1和0.5时的输出电压和电流,证实其大小均与占空比成正比,与理论分析一致。在一机组上进行了70%零起升压试验和10%阶跃响应试验,结果表明:采用两机加一变的开关斩波控制的励磁控制方式,解决了自励恒压不稳定的问题,提高了整套装置的稳定性。关键词:同步发电机;励磁调节器;斩波控制;电力系统稳定器中图分类号:TM761+.11文献标识码:A文章编号:1006-6047(2006)07-0013-05同步发电机励磁控制系统不仅能
3、提高电力系统电流,为此首先要确定直流电压源,此直流电压源由稳定运行极限,而且通过附加控制,能抑制低频振荡机端励磁变压器提供,经六相桥式整流电流和桥式和次同步振荡,对电力系统运行有显著效果[1-3]。滤波电路滤波构成。励磁变压器安装在发电机出口母线上,采用干式绝缘,与调压电压互感器并联相接[9]20世纪60年代后期到80年代初期,我国投入。运行的100MW汽轮发电机大量采用了三机励磁系变压器接线组别采用△/△-12、△/Y-11接统,目前,这种励磁方式是大中型汽轮发电机的主要线型式,其中第2组Y型绕组每相匝数为第1组励磁方式[4]△。如今,
4、这些励磁装置元器件老化,性能型绕组每相匝数的1/"3,则第2组线电压波形不稳定,改造任务变得十分迫切[5]。超前第1组对应线电压30°。以往采用的三机同轴带自励恒压副励磁机的励对于六相桥式整流的直流电压,按傅里叶级数磁控制原理,存在谐波导致励磁系统不稳定,造成电展开,得到包括直流分量及各次谐波分量的表达式为压及无功波动,在此提出一种对三机励磁系统进行Ud=0.987Um[1+2cos(12ωt/11×13)-改进的新型励磁系统[6-8]。2cos(24ωt/23×25)](1)式中Um="2Ue,Ue为变压器二次线电压有效值。1新型励磁系
5、统结构从式(1)展开式可以算出,其直流输出电压为1.4Ue,它高于三相桥式整流输出的直流值(三相桥新型励磁系统的结构如图1所示。直流输出为1.35Ue)。机端电压频率f=50Hz,最低谐波为600Hz,其幅值为直流分量的1.4%,六相整流后直流电压较平滑,再经滤波,即可作直流电压源。1.1.2滤波回路电源回路采用桥式滤波器,桥式滤波采用电桥平衡原理,滤去某一选定频率的谐波电压,它能快速自动励磁调节装置地反映输入电压的变化,滤波器的时间常数很小,所图1两机加一变励磁方式图以又称为快速滤波器。AR1C1R3BFig.1Excitationsc
6、hemewithtwo对于六相桥式整流电路,CmachinesandonetransformerC2其最低次谐波即主谐波在该励磁系统中,为交流励磁机提供励磁电流的的频率为600Hz,它正是R2R4D是一台接在发电机端的励磁变压器,经过静止六相要被阻塞的对象。滤波图2桥式滤波电路图整流桥模块整流,供励磁机励磁直流,励磁机再经过器接线如图2所示。Fig.2Bridgefiltercircuit三相静止整流桥整流,向发电机提供励磁直流。当滤波器的滤波频率f=600Hz时,电桥处于平01.1励磁机励磁电源衡状态,即1.1.1励磁变压器及六相桥式整
7、流R1/R2=Z3/Z4由于采用直流斩波控制方式调节励磁机的磁场式中Z3为R3、C1串联支路阻抗;Z4为R4、C2并联支收稿日期:2006-04-17路阻抗。电力自动化设备第26卷桥式滤波器的滤波频率为率diL/dt可以看作是t=0的关断瞬间,电流在续流1回路的变化率f=02π!R3R4C1C2diL=-RLI(3)o参数R3、R4、C1、C2的选择,根据电桥平衡条件确dtt=0L定,可采用试算法。可见,IGBT关断后,电流下降率不仅与L/RL有1.2开关式调节器结构及调节原理关,还与励磁电流起始值Io成正比,Io可以近似地认设计的电压调
8、节原理采用改进的PID控制原为是稳态运行点励磁电流的平均值。因此,随着励磁理,即微分先行的PID控制,其特点是对输出量C(t)机磁场电流IL的增大,IGBT关断期间电流下降率也进行微分,而对给
