可控硅励磁基本知 精选文档

同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。

根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。

一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。

这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。

缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。

交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。

为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。

这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。

缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。

3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。

自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。

自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。

一、概述KGLF(W)微机控制同步电机励磁设备是集电子技术、现代控制理论、微机控制技术于一体的新一代同步电机励磁调节控制设备。

微机采用了美国Inter公司生产的CPU-80C196KC主芯片，在硬件设计上采用了CPU+PSD***两片主芯片结构，CPU外围控制芯片采用PSD813F1,该芯片具有1兆位的闪速（Flash）主存储器，16K位SRAM，256K位的Eeprom,及可编程逻辑控制单元，具有JTAG串行编程接口并允许在系统编程整个器件，具有在现场编程和修改软件功能，同时还设有一个RS232通讯接口，方便用户远程数据传输和集中电脑监控管理。

控制系统采用面模集中控制及显示，对电机投励、脉冲移相、功率因数、强励和电动机失磁、失压、失步、停机逆变报警功能实现了全数字控制；面膜数字显示励磁电流、励磁电压，并可在线修改多种功能参数，同时具有停机记忆功能。

控制系统的调节采用电流闭环控制。

单闭环控制即恒励磁电流调节；调节系统具有优良的性能，在外部扰动时迅速调节励磁电流，充分发挥同步电机自身的同步能力，以保证同步机的正常运行。

对其投励环节，微机通过单片机对转子感应频率数字测频处理后，当转子感应频率达到（5HZ）时微机输出全压信号，当转子感应频率达到（2.5HZ）时微机按顺极性投入励磁。

本设备对各种干扰进行了分别处理，整个控制部分采用金属外壳屏蔽密封处理，尤其适应灰尘较多的恶劣工作场所。

从而使本装置具有抗干扰能力强，起动性能好，起动过程平稳，控制精度高，运行性能稳定，调节方便等诸多优点，是传统模拟电路控制的替换产品，可广泛适应于拖动通风机、空气压缩机、球磨机、冶炼厂鼓风机等设备的同步电动机。

二、使用条件及命名规则2．1使用条件①海拔高度不超过2000米。

②环境温度不低于-10℃，不高于+40℃。

③ 无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过5度。

④ 空气最大相对湿度不超过90%（最低温度25℃，表面无凝露）。

⑤ 设备运行地点无导电尘埃，没有腐蚀金属或破坏绝缘的气体及导电介质。

水轮发电机的可控硅励磁【摘要】本文分析了同步发电机的励磁系统，介绍了励磁控制部分、励磁功率单元、试验运行中的部分问题。

【关键词】水电站励磁运行问题发电机励磁系统就是提供发电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置及保护装置。

同步发电机的励磁系统励磁系统一般由两部分构成：第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流，以建立直流磁场；第二部分是励磁控制部分，包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和灭磁等，它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。

整个自动控制励磁系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。

第二部分可控硅励磁试验运行中的不正常现象。

一、励磁控制系统1.电压控制，在发电机正常运行工况下，励磁系统应维持发电机端电压在给定水平。

2.控制无功功率的分配，提高同步发电机并列运行的稳定性当发电机并入电力系统运行时，它的有功决定于从原动机的功率，而发电机输出的无功则和励磁电流有关。

在发电机并入大电网运行的情况下，改变励磁将会使发电机的端电压和输出无功都有所改变，但发电机的端电压变化较小，无功输出变化较大。

保证并联运行的发电机组间合理的无功分配，是励磁系统的重要功能。

3.快速灭磁当发电机或升压变压器（采用单元式接线）内部故障时，为了降低故障所造成的损害，要求这时发电机能快速灭磁。

此外，当机组甩负荷时，发电机机端电压会异常升高，对于水轮发电机尤其如此，当水轮发电机发生甩负荷时，由于机组惯性时间常数较大，发电机会产生较严重的过速，对采用同轴励磁机的发电机来说，它的端电压正比于转速的三次甚至四次方。

因此，甩负荷可能造成发电机严重过压。

为防止发电机机端电压过份升高危及定子绝缘的程度，也要求励磁系统有快速灭磁能力。

4.改善电力系统的运行条件维持发电机端电压的恒定有利于维持电力系统的电压水平。

当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，励磁自动控制系统可以发挥其调节功能，即大幅度地增加励磁以提高系统电压。

为了保证晶闸管电路能正常可靠地工作触发电路必须满足以下要求一、触发脉冲信号应有足够的功率和宽度为了使所有的元件在各种可能的工作条件下均能可靠的触发。

触发电路所送出的触发电压和电流必须大于元件门极规定的触发电压UGT与触发电流IGT的最大值，并且留有足够的余量。

另外，由于晶闸管的触发是有一个过程的，也就是晶闸管的导通需要一定的时间，不是一触即通，只有当晶闸管的阳极电流即主回路电流上升到晶闸管的擎住电流IL以上时，管子才能导通。

所以触发脉冲信号应有一定的宽度才能保证被触发的晶闸管可靠导通。

例如：一般晶闸管的导通时间在6μs左右，故触发脉冲的宽度至少在6μs以上，一般取20-50μs。

对于大电感负载，由于电流上升较慢，触发脉冲宽度还应加大，否则脉冲终止时主回路电流还未上升到晶闸管的擎任电流以上则晶闸管又重新关断。

所以脉冲宽度不应小于300μs，通常取1ms，相当广50Hz正弦波的18°电角度。

二、触发脉冲的型式要有助于是晶闸管导通时间的一致性对于晶闸管串并联电路，要求并联或者串联的元件要同一时刻导通，使两个管子中流过的电流及或承受的电压及相同，否则，由于元件特性的分散性，在并联电路中使导通较早的元件超出允许范围，在串联电路中使导通较晚的元件超出允许范围而被损坏。

所以，针对上述问题，通常采取强触发措施使并联或者串联的晶闸管尽量在同一时间内导通。

三、触发脉冲要有足够的移相范围并且要与主回路电源同步为了保证晶闸管变流装置能在给定的控制范围内工作，必须使触发脉冲能在相应的范围内进行移相。

同时，无论是在可控整流，有源逆变，还是在交流调压的触发电路中，为了使每-周波重复在相同位置上触发晶闸管，触发信号必须与电源同步，即触发信号要与主回路电源保持固定的相位关系。

否则，触发电路就不能对主回路的输出电压Ud进行准确的控制，逆变运行时甚至会造成短路事故。

而同步是由相主回路接在同一个电源上的同步变压器输出的同步信号来实现的。

中文可控硅励磁装置使用说明书一、使用范围及条件1、用途B－WL、B-DWL型可控硅励磁装置主要是由功率单元和励磁调节器两大部分组成，用于水力发电机组的自动调节励磁电源。

该系列励磁装置能满足发电机单机或并网等运行要求，B－WL、B-DWL型系列可控硅励磁装置也可用作同等容量的汽轮发电机和柴油发电机的励磁电源；还可用作同等容量的同步电动机的励磁。

根据电机的励磁容量不同，B－WL、B-DWL系列分为四个品种，供用户选用，容量规格见下例表：（对柜体外形尺寸有要求可在合同中注明，超出下表，合同协商）型号B－（D）WL-X B－（D）WL-X B－（D）WL-X B－（D）WL-S 额定输出电流100-250A250-350A350-500A500-800A 额定输出电压20-200V20-250V20-300V20-400V整流器结线方式三相全控桥或半控桥三相全控桥或半控桥三相全控桥或半控桥三相全控桥整流桥并联数1×300A1×500A1×800A1×1000A 冷却方式强迫风冷强迫风冷强迫风冷强迫风冷外形尺寸（高-宽-厚）2000-650-6502000-650-6502000-650-6502200-800-800箱体数1111或2价格备注2、使用条件⑴、海拔不超过2000米；⑵、周围空气温度-5—40℃；⑶、空气相对温度（平均值）不大于85%；⑷、在工作场所的周围空气中无导电及易爆尘埃和腐蚀性气体。

3、特点⑴、微机控制、中文液晶屏显示、功能齐全、可靠实用；⑵、自适应调节方式，响应速度快，动静态性能优越；⑶、完善的限制保护功能，有转子失磁、过流、过电压保护，机组过压保护；⑷、对功率元件进行温度监测和报警，能有效的监测功率元件运行；⑸、显示移相角和检测触发脉冲；⑹、对可控硅进行在线实时检测，能及时发现和处理故障；⑺、检测、控制、调节设置和触发采用微机数字化，移相精度高、漂移小、稳定性好；机组有一定残压时能自动起励和灭磁；⑻、备有微机串行通信接口，能满足提高电站自动化水平的需要；⑼、结构新颖、更换方便、检修容易。

可控硅基础知识可控硅在自动控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有广泛的应用。

可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非导通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其导通，一旦被点火就算撤离触发信号它也保持导通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。

可控硅二极管可用两个不同极性（P-N-P和N-P-N）晶体管来模拟，如图G1所示。

当可控硅的栅极悬空时，BG1和BG2都处于截止状态，此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL，当栅极输入一个正脉冲电压时BG2道通，使BG1的基极电位下降，BG1因此开始道通，BG1的导通使得BG2的基极电位进一步升高，BG1的基极电位进一步下降，经过这一个正反馈过程使BG1和BG2进入饱和导通状态。

电路很快从截止状态进入导通状态，这时栅极就算没有触发脉冲电路由于正反馈的作用将保持导通状态不变。

如果此时在阳极和阴极加上反向电压，由于BG1和BG2均处于反向偏置状态所以电路很快截止，另外如果加大负载电阻RL的阻值使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少，当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路将很快从导通状态翻转为截止状态，我们称这个电流为维持电流。

在实际应用中，我们可通过一个开关来短路可控硅的阳极和阴极从而达到可控硅的关断。

应用举例可控硅在实际应用中电路花样最多的是其栅极触发回路，概括起来有直流触发电路，交流触发电路，相位触发电路等等。

1。

直流触发电路：如图G2是一个电视机常用的过压保护电路，当E+电压过高时A点电压也变高，当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通，可控硅D受触发而道通将E+短路，使保险丝RJ熔断，从而起到过压保护的作用。

2。

相位触发电路：相位触发电路实际上是交流触发电路的一种，如图G3，这个电路的方法是利用RC回路控制触发信号的相位。

当R值较少时，RC时间常数较少，触发信号的相移A1较少，因此负载获得较大的电功率；当R值较大时，RC时间常数较大，触发信号的相移A2较大，因此负载获得较少的电功率。

一、可控硅符号：二、可控硅的主要参数可控硅的主要参数有：平均值。

(2) 正向阻断峰值电压VPF 在控制极开路未加触发信号，阳极正向电压还未超过导能电压时，可以重复加在可控硅两端的正向峰值电压。

可控硅承受的正向电压峰值，不能超过手册给出的这个参数值。

(3) 反向阴断峰值电压VPR当可控硅加反向电压，处于反向关断状态时，可以重复加在可控硅两端的反向峰值电压。

使用时，不能超过手册给出的这个参数值。

(4) 控制极触发电流Ig1 、触发电压VGT在规定的环境温度下，阳极——阴极间加有一定电压时，近年来，许多新型可控硅元件相继问世，如适于高频应用的快速可控硅，可以用正或负的触发信号控制两个方向导通的双向可控硅，可以用正触发信号使其导通，用负触发信号使其关断的可控硅等等三、可控硅的特性可控硅分单向可控硅、双向可控硅。

单向可控硅有阳极A、阴极K、控制极G三个引出脚。

双向可控硅有第一阳极A1（T1），第二阳极A2（T2）、控制极G三个引出脚。

只有当单向可控硅阳极A与阴极K之间加有正向电压，同时控制极G与阴极间加上所需的正向触发电压时，方可被触发导通。

此时A、K间呈低阻导通状态，阳极A与阴极K间压降约1V。

单向可控硅导通后，控制器G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，单向可控硅继续处于低阻导通状态。

只有把阳极A电压拆除或阳极A、阴极K间电压极性发生改变（交流过零）时，单向可控硅才由低阻导通状态转换为高阻截止状态。

单向可控硅一旦截止，即使阳极A和阴极K间又重新加上正向电压，仍需在控制极G和阴极K间有重新加上正向触发电压方可导通。

单向可控硅的导通与截止状态相当于开关的闭合与断开状态，用它可制成无触点开关。

双向可控硅第一阳极A1与第二阳极A2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极G和第一阳极A1间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。

此时A1、A2间压降也约为1V。

双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。

可控硅（晶闸管）基础知识可控硅（晶闸管）基础知识可控硅符号：可控硅也称作晶闸管，它是由PNPN四层半导体构成的元件，有三个电极，阳极A，阴极K和控制极G。

可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制，以小电流控制大电流，并且不象继电器那样控制时有火花产生，而且动作快、寿命长、可靠性好。

在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。

可控硅分为单向的和双向的，符号也不同。

单向可控硅有三个PN结，由最外层的P极和N极引出两个电极，分别称为阳极和阴极，由中间的P极引出一个控制极。

单向可控硅有其独特的特性：当阳极接反向电压，或者阳极接正向电压但控制极不加电压时，它都不导通，而阳极和控制极同时接正向电压时，它就会变成导通状态。

一旦导通，控制电压便失去了对它的控制作用，不论有没有控制电压，也不论控制电压的极性如何，将一直处于导通状态。

要想关断，只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。

双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列（电极引脚向下，面对有字符的一面时）。

加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时，就能改变其导通电流的大小。

与单向可控硅的区别是，双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时，其导通方向就随着极性的变化而改变，从而能够控制交流电负载。

而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通，所以可控硅有单双向之分。

电子制作中常用可控硅，单向的有MCR－100等，双向的有TLC336等。

可以查看:世界可控硅参数大全 ,这是TLC336的样子：向强电冲击的先锋—可控硅可控硅是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件。

实际上，可控硅的功用不仅是整流，它还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电，等等。

可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。

它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。

一.概述同步发电机可控硅装置是一种励磁功率直接取自于发电机定子电压和电流，无须交直流励磁机的直接静止励磁装置。

它可与几百至几千瓦的汽轮机、水轮机、柴油发电机配套、在大电网、孤立电网等各种电网条件下均能安全、可靠、持久的运行。

即适于发电机、也适于调相机；可作新机组配套，也可作老机组技术改造之用。

二. 可控硅励磁装置的工作原理KGLF—11F可控硅励磁装置可分为励磁主回路和控制回路两部分。

励磁主回路的工作原理如下：整流变（ZB）将发电机出口端电压10KV降至---V作为发电机的励磁电流。

三只可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）与三只二极管（1Z、2Z、3Z）组成三相桥式整流，将ZB次级的交流电变成直流电，经电刷引入发电机转子绕组，提供励磁电流。

通过控制回路改变可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）的导通角，就可以改变整流桥的输出电压（即发电机的励磁电压），从而改变发电机的感应电势（即发电机的空载电压）和接入系统运行时的出口电压。

控制回路分为调差、整流滤波、检测放大、移相触发、自动调节（手动调节）以及空励限制和过励限制几个部分：调差单元：电压信号取自发电机出口端电压互感器YH。

电流信号取自发电机出口端电流互感器1LH，经调差电阻1—10Ra，接入三相桥式整流电路，使整流桥的输出电压不但与发电机端电压成正比，而且与发电机输出的无功功率成正比。

起到无功补偿器的作用。

改变调差电阻的位置，就可以改变发电机的调差特性（即发电机端电压变化时，发电机无功的变化特性）调差率在10%范围内多可调。

整流单元：由7Db—12Db组成，7R与1C组成L型滤波，除掉杂波干扰。

输入信号加到检测桥上与1W整定值相比较，得出差值信号，差值信号再经过放大监测限幅，输出至移相触发单元。

移相触发单元的作用就是根据差值信号的大小来调整可控硅触发脉冲的相差，当发电机电压升高或无功输出减少时，可控硅的触发后移使主励磁主回路的电压下降。

反之当发电机电压降低时或无功输出增加时，可控硅触发脉冲前移使主励磁主回路的电压上升。

可控硅可控硅可控硅知识一、可控硅的概念和结构？晶闸管又叫可控硅(Silicon Controlled Rectifier, SCR)。

自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。

今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN 结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P 型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。

从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。

可控硅二、晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。

晶闸管VS 与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。

注意阳极A是接电源的正极，按阴极K接电源的负极，控制极G通过钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。

晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。

现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说明晶闸管导通了。

这个演示实验给了我们什么启发呢?可控硅这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。

晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。

晶闸管的特点：是“一触即发”。

但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。

控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。

那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。