《讲励磁动态》PPT课件

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1、第七讲励磁系统的动态特性（1）马静Office:J5B309Tel:15801659769Email:hdmajing@yahoo.com主要内容目的：利用自动控制理论分析同步发电机自动励磁调节的动态特性及其对电力系统动态稳定的影响概述（要求）励磁控制系统的传递函数励磁机数学模型——直流/交流/整流特性测量比较单元/综合放大单元功率放大单元发电机的传递函数励磁控制系统的传递函数7/16/20212NorthChinaElectricPowerUniversity第一节概述发电机是被控对象励磁机是执行环节励磁调节器是控制器

2、典型的反馈控制系统7/16/20213NorthChinaElectricPowerUniversity对励磁控制系统的要求1、发电机在并网前，在空载运行条件下，励磁自动控制系统必须能够稳定运行2、发电机在并网后，在与其它机组并联运行条件下，励磁控制系统对电力系统稳定性产生有益的影响3、在运行过程中，对励磁自动控制系统的动态性能指标也有具体的要求1、上升时间2、超调量3、调整时间7/16/20214NorthChinaElectricPowerUniversity大中型同步发电机励磁系统基本技术条件1、同步发电机在空载额

3、定电压情况下，当电压给定阶跃响应为±10%时，发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%，摆动次数不超过3次，调节时间不超过10s2、当同步发电机突然零起升压时，自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%，调节时间不大于10s，电压摆动次数不大于3次。物理系统数学建模物理映射数学分析GB7409-1987GB/T7409-1997GB/T7409-20077/16/20215NorthChinaElectricPowerUniversity第二节励磁控制系统的传递函数典型的励磁控制系统的结构122347/16/

4、20216NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——直流励磁机励磁机励磁绕组的电阻励磁机励磁绕组的电流励磁机励磁绕组的输入电压励磁机励磁绕组的磁链目标是要建立与之间的传递函数，因此需要建立与之间的关系UEE励磁机发电机7/16/20217NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——直流励磁机励磁电流与励磁机电压之间是非线性关系，因此需要采用饱和特性曲线来计及其饱和影响定义饱和函数来表示饱和特性气隙特性的斜率是励磁电流与励磁机电压之间

5、关系式为：7/16/20218NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——直流励磁机磁通与磁链之间存在关系在恒定转速下，uE与气隙磁通φa成正比磁通在穿过气隙时存在漏磁通，两者存在比例关系7/16/20219NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——直流励磁机7/16/202110NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——直流励磁机7/16/202111NorthChinaElectri

6、cPowerUniversity1励磁机的数学模型——交流励磁机以励磁机空载特性曲线（气隙线）上产生单位额定励磁电压对应的励磁电流值作为励磁机的励磁电流基准值。励磁机100-150Hz7/16/202112NorthChinaElectricPowerUniversity1励磁机的数学模型——交流励磁机励磁机时间常数，随着励磁机的饱和程度而变化励磁机恒值电阻负载时的饱和系数适用于励磁电压响应比较低的励磁系统7/16/202113NorthChinaElectricPowerUniversity2励磁调节器传递函数——测量

7、比较单元电压测量比较单元主要由测量变压器、整流滤波器、测量比较电路所组成。整流滤波器会有延时测量变压器、测量比较电路可以忽略延时测量比较单元的传递函数7/16/202114NorthChinaElectricPowerUniversity2励磁调节器传递函数——综合放大单元电子型励磁调节器的综合放大单元由运算放大器为基础构成电子型励磁调节器的综合放大单元由磁放大器为基础构成忽略延时7/16/202115NorthChinaElectricPowerUniversity2励磁调节器传递函数——功率放大单元电子型励磁调节器的

8、功率放大单元是晶闸管整流器。晶闸管整流元件是断续工作，因此其输出与输入的控制信号之间存在时滞。控制极到晶闸管导通的时间可以忽略。一旦晶闸管元件导通以后，控制极任何脉冲信号都不能改变他的状态，直到该元件受到反向电压作用而关断为止。晶闸管这一断续控制现象有可能造成输出平均电压滞后于触发器的控制电压信号。最大滞后时间单相半