CN201252513Y - 新型移相触发器和由其制成的励磁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型移相触发器，由限幅器、反相比较器A、反相比较器B、同相比较器C、微分电路、反相比较器D和脉冲发生器组成，这种移相触发器，当可控硅阳极电压在交流电压负半波时，把控制电压UK送入触发器的储能电容进行平均，到阳极电压正半波时，让储能电容的电压去控制脉冲移相然后直接触发可控硅。本实用新型还公开了一种励磁装置，由励磁功率单元和调节器组成，调节器由测量比较单元、综合放大单元和移相触发器组成。这种新型移相触发器抗干扰能力强，由这种移相触发器制成的励磁装置性能好。

Description

新型移相触发器和由其制成的励磁装置

技术领域

本实用新型涉及发电机领域，更具体地说涉及一种触发器和由其制成的励磁装置。

背景技术

同步发电机可控硅自并激式静止励磁装置，是同步发电机的主要组成部分，直接影响发电机的运行特性。同步发电机可控硅自并激式静止励磁装置(以下简称励磁装置)一般由两部分组成(如图1所示)，第一部分是励磁功率单元，它的作用是向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它的作用是根据发电机的运行状态，自动调节功率单元输出的励磁电流，以满足发电机运行的要求。

随着电网的不断扩大，电力系统对励磁装置的要求越来越严格。励磁装置性能能否达标，主要取决于励磁调节器。励磁调节器由测量比较单元、综合放大单元和移相触发器三大部分组成(如图2所示)，测量比较单元用于检测发电机端电压的偏差，然后这个偏差值由综合放大单元放大成控制触发脉冲移相的直流电压U_K。移相触发器的作用是直接根据U_K瞬时值的变化调节可控硅的开放角，从而控制功率单元的输出电流。整个控制过程由下式表示：发电机定子电压U_F↑→U_K↑→可控硅的开放角↓→功率单元输出的直流励磁电流↓→发电机定子电压U_F↓，从而达到发电机定子电压恒定的目的。

传统的移相触发器为锯齿波移相触发器，它由锯齿波发生器、移相控制和脉冲形成电路组成，控制电压U_K未经任何处理就直接进入移相触发器，因此，该触发器对控制电压U_K中的纹波非常敏感，这也是该触发器的缺点。实践证明，控制电压U_K不是纯直流，它必然带有交流分量，在交流分量的影响下，功率单元输出的励磁电流也不可能稳定，因此也就影响了励磁装置的整体性能。为了稳定功率单元输出的直流励磁电流，就必须解决控制电压U_K的交流分量问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种对控制电压UK中的纹波不敏感且快速性能兼顾的的新型移相触发器。

本实用新型—新型移相触发器通过以下技术方案实现：设计出一个移相触发器，当可控硅阳极电压在交流电压负半波时，把控制电压U_K送入触发器的储能电容进行平均，到阳极电压正半波时，让储能电容的电压去控制脉冲移相然后直接触发可控硅。如图4所示，新型移相触发器由限幅器、反相比较器A、反相比较器B、同相比较器C、微分电路、反相比较器D和脉冲发生器组成，如图3所示，脉冲发生器包含三极管V9、电容C3、脉冲变压器T等，三极管V9、电容C3和脉冲变压器T三者串联，反相比较器A由运算放大器A1组成，反相比较器B包含运算放大器A2、电容C1、电阻R1、电阻R3、电阻RP1等，电阻RP1、电阻R1、运算放大器A2和电阻R3串联，电容C1一端连接于电阻R3和运算放大器A2之间，另一端通过二极管V3与控制电压U_K连接，同相比较器C由运算放大器A3组成，反相比较器D由运算放大器A4组成，微分电路包含C2和R4等，C2和R4串联，限幅器由二极管V1、二极管V2反向并联组成，如图4所示，限幅器输入端连接同步电压，输出端连接反相比较器A，反相比较器B有两输入端，一个输入端连接反相比较器B，另一输入端连接控制电压U_K，同相比较器C输入端连接反相比较器B，输出端连接微分电路，反相比较器D有两输入端，一输入端连接微分电路，另一输入端连接工作电压，脉冲发生器有两输入端，一输入端连接反相比较器D，另一输入端连接脉冲电压，脉冲发生器输出端连接可控硅。在同步电压端子1和2端输入交流同步电压，经过限幅器限幅后进入反相比较器A进行整形和反相，当同步电压负半波时，反相比较器A输出端6脚高电平，再经反相比较器B输出端9脚低电平，使得控制电压U_K经二极管V3对反相比较器B中的电容C1充电(极性上正下负)，其极性使与反相比较器B输出端相连接的同相比较器C输出端12脚呈高电平，此时微分电路无输出，反相比较器D由工作电压端子4和5端输入直流电压使反相比较器D输出端15脚呈低电平，导致与反相比较器D输出端15脚相连的三极管V9截止；在此同时脉冲电压端的端子16和17端输入直流电压对脉冲发生器里的电容C3进行充电，极性上正下负；当同步电压信号正半波时，反相比较器A的输出端6脚低电平，反相比较器B由比较器变为积分器，其积分电容为C1，在积分过程中，C1原来极性为上正下负，现在向C1反向充电，最终改变极性，这一时间长短取决于原来C1所带电荷(即U_K的电位)和积分电流(由可变的RP1的阻值决定)。在C1改变极性的这一时刻，同相比较器C输出端由高电平变为低电平，这一变化经微分电路，得到负脉冲，经反相比较器D反相，三极管V9基极得到正脉冲从而使三极管V9导通，形成触发脉冲，脉冲电流通过脉冲变压器T初级、V9和地形成回路，脉冲变压器次级得到感应电压经整流去触发可控硅，使可控硅导通。

新型移相触发器的控制电压U_K是在同步电压负半波(这时可控硅不可能导通)时，通过二极管V3对C1充电，在这整个负半波中，U_K由瞬时值变为平均值。U_K大时，触发脉冲往后移，可控硅开放角减小，U_K小时触发脉冲往前移，可控硅开放角增大，这就实现了按U_K大小移相的目的。

本实用新型的另一目的是提供一种由这种新型移相触发器制成的励磁装置。

本实用新型—励磁装置，由励磁功率单元和调节器组成，发电机输出的电压经励磁功率单元整流后成为发电机励磁电流，励磁电流大小由调节器控制，调节器由测量比较单元、综合放大单元和移相触发器组成，励磁电流依次经过测量比较单元、综合放大单元和移相触发器，最后连接可控硅。调节器控制过程为当发电机电压上升时，通过测量比较单元、综合放大单元形成的控制电压U_K跟着上升，可控硅开放角变小，使得发电机电压下降，相反如果发电机电压下降，和移相触发器，控制电压U_K跟着下降，可控硅开放角变大，使得发电机电压上升。

经过实践证明，我们设计的移相触发器抗干扰能力强，对U_K的纹波系数要求不高，三相很易同步，移相线性度较好，由这种移相触发器制成的励磁装置性能好，深受好评。

从下表所列数据表明，我们设计的移相触发器可太大提高整个励磁装置的性能：

附图说明

图1为励磁装置的示意图；

图2为励磁调节器的示意图；

图3为移相触发器电路图；

图4为移相触发器电路原理方框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

请阅图4，新型移相触发器由限幅器、反相比较器A、反相比较器B、同相比较器C、微分电路、反相比较器D和脉冲发生器组成，限幅器输入端连接同步电压，输出端连接反相比较器A，反相比较器B有两输入端，一个输入端连接反相比较器B。另一输入端连接控制电压U_K，同相比较器C输入端连接反相比较器B，输出端连接微分电路，反相比较器D有两输入端，一输入端连接微分电路，另一输入端连接工作电压，脉冲发生器有两输入端，一输入端连接反相比较器D，另一输入端连接脉冲电压，脉冲发生器输出端连接可控硅。如图3所示，在同步电压端子1和2端输入交流同步电压24伏，经过反向并联的二极管V1和V2限幅后进入反相比较器A进行整形和反相，形成相位和同步电压相位相反的矩形波。当同步电压负半波时，运算放大器A1输出端6脚高电平，再经运算放大器A2(A2的输入端为7和8，输出端为9)后其输出端9脚低电平，此时由控制电压输入端子3和2端输入控制电压U_K，控制电压U_K经二极管V3对电容C1充电(极性上正下负)，其极性使运算放大器A3(A3的输入端为10和11，输出端为12)的输出端12脚呈高电平，此时微分电路无输出，运算放大器A4由工作电压端子4和5端输入直流电压15伏使运算放大器A4(A4输入端为13和14，输出端为15)输出端15脚呈低电平，导致与A4输出端15脚相连的三极管V9截止；在此同时脉冲电压端的端子16和17端输入直流电压24伏对电容C3进行充电，极性上正下负；当同步电压信号正半波时，运算放大器A1的输出端6脚低电平，反相比较器B由比较器变为积分器，其积分电容为C1，积分电流为7.5/(R3+RP1)，在积分过程中，C1原来极性为上正下负，现在向C2反向充电，最终改变极性，这一时间长短取决于原来C1所带电荷(即U_K的电位)和积分电流(由可变的RP1的阻值决定)。在C1改变极性的这一时刻，运算放大器A3输出端由高电平变为低电平，这一变化经微分电路，得到负脉冲，经反相比较器D反相，三极管V9基极得到正脉冲从而使三极管V9导通，形成触发脉冲，脉冲电流通过脉冲变压器T初级(输入端为18和19)、V9和地形成回路，脉冲变压器次级得到感应电压经整流去触发可控硅(可控硅输入端为20和21)，使可控硅导通。

由这种新型移相触发器制成的励磁装置由励磁功率单元和调节器组成(如图1所示)，发电机输出的电压经励磁功率单元整流后成为发电机励磁电流，励磁电流大小由调节器控制，调节器由测量比较单元、综合放大单元和移相触发器组成(如图2所示)，励磁电流依次经过测量比较单元、综合放大单元和移相触发器，最后连接可控硅。调节器控制过程为当发电机电压上升时，通过测量比较单元、综合放大单元形成的控制电压U_K跟着上升，可控硅开放角变小，使得发电机电压下降，相反如果发电机电压下降，控制电压U_K跟着下降，可控硅开放角变大，使得发电机电压上升。

Claims (2)

1、一种新型移相触发器，由限幅器、反相比较器A、反相比较器B、同相比较器C、微分电路、反相比较器D和脉冲发生器组成，脉冲发生器包含三极管V9、电容C3、脉冲变压器T，三极管V9、电容C3和脉冲变压器T串联，反相比较器A由运算放大器A1组成，反相比较器B包含运算放大器A2、电容C1、电阻R1、电阻R3、电阻RP1，电阻RP1、电阻R1、运算放大器A2和电阻R3串联，电容C1一端连接于电阻R3和运算放大器A2之间，另一端通过二极管V3与控制电压U_K连接，同相比较器C由运算放大器A3组成，反相比较器D由运算放大器A4组成，微分电路包含C2和R4，C2和R4串联，限幅器由二极管V1、二极管V2反向并联组成，其特征在于限幅器输入端连接同步电压，输出端连接反相比较器A，反相比较器B有两输入端，一个输入端连接反相比较器B，另一输入端连接控制电压U_K，同相比较器C输入端连接反相比较器B，输出端连接微分电路，反相比较器D有两输入端，一输入端连接微分电路，另一输入端连接工作电压，脉冲发生器有两输入端，一输入端连接反相比较器D，另一输入端连接脉冲电压，脉冲发生器输出端连接可控硅，当同步电压信号负半波时，反相比较器B输出端(9)脚低电平时，控制电压U_K经二极管V3对反相比较器B中的电容C1充电，极性上正下负，此时微分电路无输出，反相比较器D由工作电压端子(4)和(5)端输入直流电压使反相比较器D输出端(15)脚呈低电平，导致与反相比较器D输出端(15)脚相连的三极管V9截止；在此同时脉冲电压对脉冲发生器里的电容C3进行充电，极性上正下负；当同步电压信号正半波时，反相比较器A的输出端(6)脚低电平，反相比较器B由比较器变为积分器，向C1反向充电，最终改变极性，在C1改变极性的这一时刻，同相比较器C输出端由高电平变为低电平，这一变化经微分电路，得到负脉冲，经反相比较器D反相，三极管V9基极得到正脉冲从而使三极管V9导通，形成触发脉冲，从而使可控硅导通。

2、一种励磁装置，由励磁功率单元和调节器组成，调节器包含测量比较单元、综合放大单元和移相触发器，其特征在于移相触发器为如权利要求1所述的移相触发器。

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