CN202586860U - 一种带副绕组的复励励磁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带副绕组的复励励磁装置，包括主发电机、交流励磁机、电流互感器、单相整流器以及电压调节器，所述主发电机包括主绕组、副绕组以及励磁绕组，所述交流励磁机包括复励绕组、励磁绕组、电枢绕组以及旋转整流器，所述副绕组一端与电压调节器相连，另一端与主绕组一端相连，并连接负载，所述主绕组另一端与电压调节器、电流互感器原边相连，并连接负载，所述励磁绕组通过旋转整流器与电枢绕组相连，所述复励绕组、励磁绕组一端与电压调节器相连，另一端与单相整流器一端相连，所述单相整流器另一端与电流互感器副边相连。本实用新型改善了单相无刷同步发电机的动态性能和电磁兼容性，具有成本较低、结构简单的优点。

Description

一种带副绕组的复励励磁装置

技术领域

本实用新型涉及同步发电机励磁系统和电磁兼容性技术领域，特别涉及一种用于改善无刷单相同步发电机的动态性能和电磁兼容、并有副绕组的电流互感器复励励磁装置。

背景技术

同步发电机的励磁系统直接影响发电机的静态性能、动态性能及其整个供电系统的可靠性，因此励磁系统的研究成了同步电机发展的一个重要课题；而同步发电机的励磁方式经历了一个由简单到复杂，由低级到高级的发展过程，它由最早的手动励磁调节方式发展到自动励磁调节方式，再由早期的动态特性差的负反馈调节原理(即：按发电机端电压偏差进行比例调节励磁的比例式励磁调节方式)发展到后来的动态特性好的扰动调节原理(即：按发电机定子电流作为扰动量进行补偿的复式励磁补偿调节方式)。

目前普通单相同步发电机普通的无刷励磁系统是按负反馈调节原理，通过电压调节器(AVR)调整交流励磁机的励磁电流来调整调整主机励磁电流的，电压调节器的励磁功率源一般来自主绕组，但是这种励磁系统的缺点是：

1、按发电机电压偏差的比例积分微分控制规律进行调节的电压调节器考虑励磁系统的静态稳定性，其比例、积分和微分调节系数不能设计得过大，导致励磁系统的响应速度变慢、调整惯性大、负载突变时发电机输出电压的恢复时间较长；

2、由于电压调节器励磁功率源来自主绕组，而在负载突变时主绕组电压变化与电压调节器输出的励磁电压变化相反，造成电压调节器的励磁功率源(即主绕组电压)对负载的变化不能快速跟踪，导致整个励磁系统的响应速度变慢；另外负载突变时电压调节器的励磁功率源也随之变化，必然对发电机的输出回路会造成较大的电磁干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种既可保证单相无刷同步发电机系统具有良好的快速反应的动态性能，又能改善发电机的电磁兼容性的带副绕组的复励励磁装置。

为了解决以上提出的问题，本实用新型采用如下技术方案：一种带副绕组的复励励磁装置，包括主发电机、交流励磁机、电流互感器、单相整流器以及电压调节器，所述主发电机包括主绕组、副绕组以及励磁绕组，所述交流励磁机包括复励绕组、励磁绕组、电枢绕组以及旋转整流器，所述副绕组一端与电压调节器相连，另一端与主绕组一端相连，并连接负载，所述主绕组另一端与电压调节器、电流互感器原边相连，并连接负载，所述励磁绕组通过旋转整流器与电枢绕组相连，所述复励绕组、励磁绕组一端与电压调节器相连，另一端与单相整流器一端相连，所述单相整流器另一端与电流互感器副边相连。

优选的，本实用新型的带副绕组的复励励磁装置，所述主绕组为不等匝同心式低谐波绕组，所述副绕组与主绕组同槽。

本实用新型在发电机空载时通过电压调节器提供励磁电流给励磁绕组8建立空载电压，负载时由电流互感器提供所需的复励电流直接给复励绕组7进行快速补偿，保持发电机端电压恒定。

有副绕组的电流互感器复励励磁单相无刷同步发电机负载工作时未经副饶组和电压调节器AVR的PID控制环节直接给复励励磁线圈提供与负载电流成正比的励磁电流，不仅准确地抵消了发电机负载电流电枢反应的去磁作用，而且由于电流互感器和单相整流器的时间常数比模拟式AVR小得多，整个励磁系统的响应速度大大提高，在突加突减负载时发电机电压恢复时间大大减小，电压上升和下降的幅度也随之减小，此外由于励磁功率源来自副绕组，与主绕组没有形成回路，负载变化时可有效降低发电机输出电源线的电磁干扰，因此有副绕组的电流互感器复励式励磁系统的有益效果在于：

1、励磁系统无需经过副绕组和AVR控制环节，响应速度大大提高，改善单相无刷同步发电机供电系统的暂态稳定性；

2、动态响应速度高，陡变负载下发电机电压恢复时间快，电压变化幅度小，发电机瞬态电压调整率小，提高了用电系统的动态稳定性；

3、采用副绕组提供励磁功率源可改善发电机的电磁兼容性。

附图说明

图1为本实用新型的电气原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1-图3所示，本实用新型提供一种带副绕组的复励励磁装置，包括主发电机、交流励磁机、电流互感器4、单相整流器5以及电压调节器6，所述主发电机包括主绕组1、副绕组2以及励磁绕组3，所述交流励磁机包括复励绕组7、励磁绕组8、电枢绕组9以及旋转整流器10，所述副绕组2一端与电压调节器6相连，另一端与主绕组1一端相连，并连接负载，所述主绕组1另一端与电压调节器6、电流互感器4原边相连，并连接负载，所述励磁绕组3通过旋转整流器10与电枢绕组9相连，所述复励绕组7、励磁绕组8一端与电压调节器6相连，另一端与单相整流器5一端相连，所述单相整流器5另一端与电流互感器4副边相连；所述主绕组1为不等匝同心式低谐波绕组，所述副绕组2与主绕组1同槽。

本实用新型具体主要包括以下三种状态：

一、空载建压：起动机组后，交流励磁机电枢依靠励磁机定子的剩磁建立交流电压，该电压经旋转整流器10整流后送入主发电机励磁绕组3，使主发电机组建压，随着转速的上升，发电机电压逐渐升高，即：建立空载电压，空载时交流励磁机的励磁电流由绕组8提供，此时交流励磁机绕组7无输出；

二、负载运行：当发电机带有负载时，电流互感器4原边绕组通过负载电流，电流互感器4副边绕组感应出与负载电流成正比的电压，副边交流电压经单相整流器5整流后供给复励绕组7，在一定参数配合下，复励绕组7形成的磁场经交流无刷励磁环节使主发电机励磁绕组3产生与负载电流成正比的励磁电流，以补偿电枢反应的去磁作用，保持发电机输出电压恒定；

三、发电机电压的空载整定：在发电机运行时，其空载电压的整定可通过电压调节器6上的电压电位器的调整来实现。

而由于一般的单相无刷同步发电机动态性能和电磁兼容性较差，在不增加发电机体积和重量的情况下，本实用新型的带有副绕组的复励励磁装置对改善单相无刷同步发电机动态性能和电磁兼容性有显著效果，且该装置成本较低，结构、原理简单实用，有十分广阔的应用前景。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种带副绕组的复励励磁装置，包括主发电机、交流励磁机、电流互感器（4）、单相整流器（5）以及电压调节器（6），其特征在于：所述主发电机包括主绕组（1）、副绕组（2）以及励磁绕组（3），所述交流励磁机包括复励绕组（7）、励磁绕组（8）、电枢绕组（9）以及旋转整流器（10），所述副绕组（2）一端与电压调节器（6）相连，另一端与主绕组（1）一端相连，并连接负载，所述主绕组（1）另一端与电压调节器（6）、电流互感器（4）原边相连，并连接负载，所述励磁绕组（3）通过旋转整流器（10）与电枢绕组（9）相连，所述复励绕组（7）、励磁绕组（8）一端与电压调节器（6）相连，另一端与单相整流器（5）一端相连，所述单相整流器（5）另一端与电流互感器（4）副边相连。

2.根据权利要求1所述的带副绕组的复励励磁装置，其特征在于：所述主绕组（1）为不等匝同心式低谐波绕组，所述副绕组（2）与主绕组（1）同槽。 

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