最新发电机励磁系统

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图解发电机励磁原理(2024)

对于要求高精度和快速响应的应用场合，应选择具有高性能的控制策略和优化方法，如最优励磁控制策略结合遗传算法或粒子群优化算法等。
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发电机励磁系统故障诊断与处理措施
2024/1/26
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常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
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发电机励磁调节器原理与结构
2024/1/26
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调节器基本原理
2024/1/26
电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应原理，将输入的交流电转换为直流电，为发电机的励磁绕组提供励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正常的元器件替换后观察故障是否消除，以验证故障部位和原因。
2024/1/26
测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁系统各点的电压、电流、波形等参数，与正常值进行比较分析，进一步确定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁系统故障进行自动诊断和分析，提高故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
2024/1/26
系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求

发电机励磁系统原理

发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指为了使发电机在运行中能够产生稳定的电压和电流，采取的一系列控制和调整励磁电流的措施。

励磁系统的原理是通过调节励磁电流来改变磁场强度，进而控制发电机的输出电压和频率。

一、电磁感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。

由此，发电机中的转子在转动时，通过导线产生的感应电动势可以用来驱动电流，从而实现电能的转换。

二、励磁机构发电机励磁系统的核心是励磁机构，它由励磁电源和励磁回路组成。

励磁电源提供直流电源，用于激励发电机的磁场。

而励磁回路则通过一组电阻、电感和励磁开关等元件，将励磁电流导入到发电机的励磁线圈中。

三、调整励磁电流励磁电流的大小决定了发电机的磁场强度，从而影响了输出电压和频率。

一般情况下，发电机励磁系统会根据负荷的需求，通过调节励磁电流的大小来实现稳定的电压输出。

4、励磁系统的调整机制发电机励磁系统通常采用自动调压和手动调压两种方式来保持输出电压的稳定。

在自动调压模式下，根据电压传感器的反馈信号，控制励磁电流的大小。

一旦输出电压下降，励磁系统会自动增加励磁电流，以提高输出电压。

手动调压模式下，操作人员可以根据需要手动调整励磁电流，以实现电压的稳定输出。

五、励磁系统的稳定性好的励磁系统应具有良好的稳定性，能够在负荷变化时迅速调整励磁电流，并且使输出电压变化最小。

稳定性的提高可以通过增加励磁回路中的电感和电容元件，以及制定合理的励磁调节策略来实现。

六、励磁系统的应用发电机励磁系统广泛应用于各种发电场景中，包括电力站、风力发电、水力发电、汽车发电机等。

它不仅能够保证电力供应的稳定性和可靠性，还能够提高发电效率和节能减排。

总结：发电机励磁系统是使发电机能够稳定输出电压和频率的重要控制系统。

通过调节励磁电流来改变发电机的磁场强度，励磁系统能够实现电能的转换和稳定输出。

良好的励磁系统应具有稳定性和高效性，能够适应负荷变化并实现可靠的电力供应。

2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真

2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真随着电力系统的快速发展和电力负荷的不断增加，同步发电机在电力系统中的作用日益重要。

在发电过程中，同步发电机的励磁系统起着至关重要的作用，它不仅决定了发电机的输出功率和电压稳定度，还直接影响到电力系统的稳定性和安全性。

因此，对同步发电机励磁系统进行建模和仿真，分析其特性及优化其性能具有十分重要的实用价值和工程应用前景。

本文将针对电力系统同步发电机励磁系统的建模和仿真，从理论分析、实验研究和实际应用等角度进行探讨，并提出相应的解决方案和建议。

一、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机是电力系统中常用的发电设备之一，其工作原理是通过励磁系统对转子产生恒定电磁势，使得电动机的旋转速度与电网同步。

励磁系统由调节回路和发电机励磁机组成，前者用于调节励磁电流大小，后者用于产生励磁电流。

励磁机由交流电源供电，将电能转换为磁能，形成恒定的磁场，以激励转子产生电势，并与电网同步。

二、同步发电机励磁系统的建模方法同步发电机励磁系统建模方法通常采用开环和闭环两种方法。

开环方法着重考虑发电机励磁机的特性和参数，而忽略负载和电力系统的影响；闭环方法则将发电机励磁系统与负载和电力系统耦合起来，考虑更加全面的影响因素。

基于此，可以利用MATLAB等软件对同步发电机励磁系统建立模型并进行仿真。

三、同步发电机励磁系统的特性分析同步发电机励磁系统特性分析是建模和仿真的重要内容，其目的是分析系统的性能和稳定性。

特性分析主要包括励磁电路特性分析、励磁系统数学模型建立、励磁机暂态过程仿真等方面。

四、同步发电机励磁系统的优化同步发电机励磁系统的优化可以通过改变发电机励磁电路参数、控制环节参数等方式进行。

其中，提高励磁机的内部反馈控制效果，降低负载波动对励磁系统的影响，并采用先进的励磁控制算法等方法，可以显著提升系统的质量和性能。

五、同步发电机励磁系统仿真结果分析通过对同步发电机励磁系统的仿真分析，可以建立电网和发电机系统的各种工况和稳态性能参数，并提出相应的改进措施和建议。

同步发电机励磁控制系统

预测控制
预测控制是一种基于模型的控制方法，能够根据系统的历史数据和当前状态预测未来的行为，实现更精确的控制。
环保与节能要求对励磁控制系统的影响
能效要求
随着能源危机和环保意识的提高，励磁控制系统需要更加注重能效，采用更高效的电机和节能控制策略，降低能源消耗和排放。
排放要求
励磁控制系统需要符合更严格的排放标准，采用环保型的电机和控制策略，减少对环境的污染。
转子过电流保护装置
作用
转子过电流保护装置用于监测同步发电机转子电流，当出现异常过电流时，及时切断励磁电流，防止转子烧毁。
工作原理
转子过电流保护装置通过电流传感器实时监测转子电流，当检测到过电流时，触发保护动作，快速切断励磁电流。
组成
转子过电流保护装置由电流传感器、比较电路和开关器件等部分组成，各部分协同工作实现转子过电流保护功能。
根据励磁调节器的控制指令，输出励磁电流给发电机励磁绕组。
励磁控制系统的功能
电压控制
通过调节励磁电流，维持发电机端电压在给定
水平。
无功功率调节
根据系统无功需求，调节励磁电流以改变发电
机无功功率的输出。
增磁与减磁
通过增加或减少励磁电流来改变发电机的输出
电压。
保护功能
在异常情况下，自动采取措施保护发电机和励
THANKS
谢谢
Байду номын сангаас
磁系统。
02
CHAPTER
励磁控制系统的主要设备
励磁调节器
作用
励磁调节器是励磁控制系统的核心，用于调节同步发电机的励磁电流，以控制机组的无功输出和
电压水平。
工作原理
励磁调节器通过采集发电机电压、电流等信号，经过运算处理后，输出控制信号给功率整流器，以调节励磁电流。

同步发电机励磁自动控制系统

时，输出波形不连续，周期为2π/3
三相半控整流电路输出电压与控制角α的关系式为：
静止励磁系统(发电机自并励系统)中发电机的励磁电源不用励磁机，而由机端励磁变压器供给整流装置。
这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称静
止励磁系统。由于励磁电源是发电机本身提供，故又称为发电
机202自1/5/并27 励系统。
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第三节励磁系统中的整流电路
同步发电机励磁系统中整流电路的主要任务是将交流电压整流成直流电压供给发电机励磁绕组或励磁机的励磁绕组。
一励磁系统的历史
直流励磁机励磁系统
换流困难
交流励磁机励磁系统(交流发电机和半导体整流元件组成）为缩短主轴长度，降低造价，减少环节。
20静21/止5/27励磁系统 (发电机自并励系统)
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二直流励磁机励磁系统（100MW以下）按励磁机的励磁绕 ➢ 自励直流励磁机励磁系统组供电方式的不同 ➢ 他励直流励磁机励磁系统
1 自励直流励磁机励磁系统
IEE
IR DE =
IE
G
IAVR
R
励磁调节器
发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁
2021机/5/2磁7 场电阻R可改变励磁机励磁电流
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2 他励直流励磁机励磁系统
IR
PE =
= IAVR IEE DE
IE
G
励磁调节器
他励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励多用了一台副励磁机
ug1
t0 t1
VS5 V6
VS1 V2
ug3
ug5
VS3 V4
VS5 V6
t
t
t
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发电机静态励磁系统

发电机静态励磁系统发电机静态励磁系统（参考EXC —9000 型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。

无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。

对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。

WX21Z —085LLT 150MW 发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。

这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。

但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。

实际证明，在短路开始的0.5S 内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S 以后才明显下降。

因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S 的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。

自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。

自动励磁系统主要作用分析1、控制发电机机端电压在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。

根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。

2024版图解发电机励磁原理

高可靠性设计
提高发电机励磁系统的可靠性是未来的重要发展方向，通过采用冗余设计、故障预测与健康管理等技术
手段降低系统故障率。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来发电机励磁系统将更加注重绿色环保，采用低能耗、低污染的材料和技术，
降低系统对环境的影响。
对未来学习和工作的建议
深入学习专业知识
继续深入学习电力电子、控制理论等相关专业知识，为从事发电机励磁相关领域的工作打下坚实
案例分析：某大型水电站励磁调节器设计
• 设计背景：某大型水电站采用水轮发电机组，装机容量大、运行工况复杂，对励磁调节器性能要求高。 • 设计目标：设计一款高性能、高可靠性的励磁调节器，满足水电站运行要求。 • 设计方案：采用基于DSP的数字式励磁调节器设计方案，实现快速、精确的电压调节和功率分配功能；同时采
基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发展动态，了解新技术、新方法的应用情况，不断提升自己的专业素养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加强实践动手能力，培养解决实际问题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学科知识，如电力系统分析、电机学等，提升综合分析和解决问题的
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发展，未来发电机励磁系统将更加数字化和智能化，实现更精确的控制和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电机励磁系统将向多功能集成化方向发展，如集成无功补偿、谐波治理等功能。
提高发电机并列运行的稳定性。
功能

发电机励磁系统介绍

发电机励磁系统介绍励磁系统主要由励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路组成。

励磁电源是励磁系统的核心部分，它一般由稳压整流器组成。

稳压整流器通过将交流电转换成直流电，向励磁绕组提供稳定的励磁电流。

稳压整流器的工作原理主要是利用整流元件（如晶闸管、可控整流器等）将交流电变为直流电，并通过电压调节器（如电抗式调压器、电位器等）控制输出电压的大小。

励磁电源的稳定性直接影响着发电机的励磁能力和发电质量。

励磁绕组是发电机中的一部分线圈，一般位于发电机的转子极端。

励磁绕组的主要作用是通过激励电流形成磁场，使得转子产生电磁感应，进而发生电磁能量转换。

励磁绕组的设计和工艺技术对发电机的励磁能力和稳定性有着重要的影响。

一般情况下，励磁绕组采用的是多层绕组，以减少电磁感应的损失并提高转子的稳定性。

励磁控制器是励磁系统的智能控制部分，通过对励磁电源和励磁绕组的调节，实现对发电机励磁电流和磁场的控制。

励磁控制器一般具有自动调节功能，可以根据发电机的负荷情况动态调整励磁电流，确保输出电压和电流的稳定性。

同时，励磁控制器还可以监测发电机的运行状态，如温度、振动等参数，并及时报警，以保护发电机的安全运行。

励磁回路是连接励磁电源和励磁绕组的电路，它主要由导线、接线盒、开关等组成。

励磁回路的设计应考虑导线的导电性、抗干扰能力和散热能力等因素，以确保励磁电流的稳定传输。

此外，励磁回路还应具备可靠的保护装置，以防止因励磁电流过大或故障等原因对发电机造成损坏。

总体而言，发电机励磁系统是确保发电机能够持续稳定输出电能的关键系统。

它通过励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路等组成部分的协同工作，实现对发电机励磁能力的控制和调节。

只有励磁系统工作正常、稳定，才能保障发电机提供稳定的电力输出，并确保电力系统的安全和可靠运行。

发电机励磁系统

第二类：自励励磁系统（利用发电机自身发出的电流励磁）
概述
基本结构
励磁系统
姓名：直流励磁机励磁系统
同步发电机励磁系统
概述
基本构
励磁系统
同步发电机励磁系统
姓名：他励静止硅整流交流励磁系统 • 优点：容量不受限制；不受电网干扰，可靠性高；整流装置静止不动，强度要求低。 • 缺点：碳刷维护麻烦，存在炭粉和铜末引起电机线圈污染。
值得指出的是：从原理上讲任何一台同步电机既可以作为同步发电机运行，也可以作为电动机或调相机运行，这就是电机的可逆性原理。例如水电站的同步电机．旺水期用作发电机运行，枯水期可作为同步调相机运行。当然同步发电机、同步电动机和同步调相机各有自己的特点，没有特殊情况不互换使用。
概述
基本结构
励磁系统
• 同步电机的基本类型
概述
基本结构
励磁系统
同步发电机励磁系统
概述
基本结构
励磁系统
同步发电机励磁系统
姓名：他励旋转半导体整流交流励磁系统定义：交流主励磁机的交流绕组和整流设备随同主轴旋转，发电机励磁绕组和主励磁输出绕组相对静止 • 优点：取消了大电流集电环及碳刷装置，减少运行维护量。 • 缺点：无法对励磁回路进行直接测量；对整流元件等的强度及可靠性要求高。
概述
基本结构
励磁系统
同步发电机励磁系统
第二类：自励励磁系统（特点：利用发电机自身发出的电流励磁，励磁绕组与电枢绕组相连接）并励：励磁绕组与电枢绕组并联。串励：励磁绕组与电枢绕组串联。复励：主极铁心上装有两个励磁绕组，一个与电枢绕组并联，一个与电枢绕组串联。优点: 结构简单、可靠性高、造价低、维护量小。无励磁机，缩短机组轴系长度。直接用可控硅控制转子电压，可获很快的励磁电压响应速度。缺点: 保护配合较复杂。

发电机的励磁系统介绍

发电部培训专题（发电机的励磁系统）（因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。

发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行。

励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为倍的机端电压值。

我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。

当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。

5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。

整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。

任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。

每一路整流装置都设有快速熔断器保护。

我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。

如图所示：我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KV A，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。

低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。

高压侧绝缘等级是按照35KV设计的，它设有静态屏蔽装置。

我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。

励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。

自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。

两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。

单通道可以完全满足发电机各种工况运行。

自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。

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发电机励磁系统发电机励磁系统一、简介：励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统，励磁系统是一种直流电源装置。

励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。

另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。

励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流，以建立直流磁场。

励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。

在电力系统运行中，发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。

而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。

励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，是整个励磁系统中较为重要的组成部分。

励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。

系统正常运行时，励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。

应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。

在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。

图一二、励磁系统必须满足以下要求：1、正常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。

2、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度，应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。

3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道；4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。

三、励磁系统方式：励磁方式，就是指励磁电源的不同类型。

一般分为三种：直流励磁机方式、交流励磁机方式、静止励磁方式。

静止励磁系统。

由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。

自并励静止可控硅整流励磁系统主接线原理图:FMK （灭磁开关）L F CT （电流互感器）ZB （励磁变） PT （互感器） SCR自动励磁调节器（AVR ）图6-2图二自动励磁控制系统原理框图图三励磁系统的组成：（1）励磁系统主回路：励磁变、功率柜、灭磁电路、过压过流保护电路等（2）励磁调节器：测量回路、比较放大、移相触发、整流器等自并励方式的优点：设备和接线比较简单；由于励磁系统无转动部分，具有较高的可靠性；造价低；励磁变压器放置自由，缩短了机组长度；励磁调节速度快，是一种高起始响应的励磁系统；当主整流器采用三相全控桥时，可用逆变来灭磁，使灭磁时间短。

自并励方式的缺点：整流输出的直流顶值电压受发电机端或电力系统短路故障形式（三相、两相或单相短路）和故障点远近等因素的影响；需要起励电源；存在滑环和碳刷。

四、励磁系统主回路：1、励磁变：励磁变压（流）器供给整流装置，为整个励磁系统的电源。

整个励磁装置没有转动部分，属于全静态励磁系统。

2、功率柜整流可控硅三相全控桥电路，其接线特点是六个桥臂元件全都采用可控硅管，共阴极组的可控硅元件及共阳极组的可控硅元件都要靠触发换流。

它既可工作于整流状态，将交流变成直流；也可工作于逆变状态，将直流变成交流。

正是因为有逆变状态，励磁装置在正常停机灭磁时，就不需要跳灭磁开关，可以大大减轻了灭磁装置的工作负担。

三相全控桥整流电路原理接线见图1-10，这里，六个可控硅按+A、-C、+B、-A、+C、-B顺序轮流配对导通，在一个360度周期内，每个可控硅导通120度。

KRD是快速熔断器，起保护可控硅的作用。

RC是可控硅阻容保护，主要吸收可控硅换相时的过电压，可限制可控硅两端的电压上升率，有效防止误导通。

运行实践表明，RC对励磁系统过电压毛刺的影响最大，选择合理的参数非常重要。

YGK表示三相电源刀闸或电动开关，由于功率柜都是先切脉冲后跳开关，再加上使用电动开关后的维护工作量较大，现在一般都使用刀闸。

ZDK 表示直流输出刀闸。

在图1-10中，整流输出电压Ud（平均电压）同阳极电压Uy（线电压有效值）和控制角α的关系式：Ud=1.35 UyCOSα，这里的α范围一般是20～120度。

整流电流的平均值Id同阳极线电流有效值Iy的关系式：Iy=0.817Id。

值得注意的是，电流关系的这种表达式，只在全控桥外接大电感和大电容负载情况下存立，比如发电机转子负载。

对于全控桥带电阻负载，电流表达式还与α有关系。

A○○YGK图1-10 三相全控整流桥原理接线图可控硅元件的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成，其等效图解如图1所示图1 可控硅等效图解图当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。

此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。

因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。

此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。

这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。

由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。

由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化，此条件见表1表1 可控硅导通和关断条件状态条件说明从关断到导通1、阳极电位高于阴极电位2、控制极有足够的正向电压和电流两者缺一不可维持导通1、阳极电位高于阴极电位2、阳极电流大于维持电流两者缺一不可从导通到关断1、阳极电位低于阴极电位2、阳极电流小于维持电流任一条件即可三相桥式全控整流电路应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态三相桥式全控整流电路的特点：（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。

共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。

表2-1 三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况时段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳极组中导通的晶闸管VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流输出电压Ud Ua-Ua- Ub-Ub-Uc-Uc-图2-17 三相桥式全控整流电路原Ub=Uab Uc=Uac Uc=Ubc Ua=Uba Ua=Uca Ub=Ucb （3）u d一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发，另一种方法是双脉冲触发（常用）。

图2-19 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30°时图2-20 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60°时的图2-21 三相桥式全控整流电路带电阻负载a =90°小结当a≤60°时，u d波形均连续，对于电阻负载，i d波形与u d波形形状一样，也连续当a>60°时，u d波形每60°中有一段为零，u d波形不能出现负值。

带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120°可控硅过电压保护加于可控硅元件上的瞬时反向电压，达到反向击穿电压，将造成可控硅元件的反向击穿，导致可控硅元件的损坏。

产生过电压的原因，除了大气过电压之外，主要是由于系统中断路器操作过程，以及可控硅元件本身换相关断过程，在电路中激发起电磁能量的互相转换和传递而引起的过电压。

利用电容器两端电压不能突变，而能储存电能的基本特性，可以吸收瞬间的浪涌能量，限制过电压。

为了限制电容器的放电电流，以及避免电容与回路电感产生振荡，通常在电容回路上串入适当电阻，从而构成阻容吸收保护。

一般可抑制瞬变电压不超过某一容许值，作为交流侧、直流侧及硅元件本身的过电压保护。

用于单相或三相交流侧、直流侧的过电压阻容保护，如图30（a）、(b)所示。

并联于可控硅元件两端的阻容保护接线如图30（c）所示。

B +-b Rb(a)(c)图30 阻容吸收保护的接线可控硅过电流保护：快速熔断器是硅元件的过电流保护器件，可防止回路短路。

快速熔断器，其熔断时间一般在0.01s以内，专门用作硅元件的过电流保护器件。

其熔体（或称熔片）的导热性能良好而热容量小，能快速熔断。

通常是每个硅元件串联一个快速熔断器。

功率柜风机操作电路采用半敞开式强迫风冷方式进风口采用空调滤尘网硅组件布置采用并联结构流阻小无温差提高停风机输出能力A683 B683 C683 N683图5-9 励磁风机操作图励磁风机主要是通过分冷，带走可控硅运行时产生的热量，使功率柜能够正常运行。

在图5-9中，FZK为风机的电源自动开关，该开关设置有速断过电流保护，当风机发生短路或过载电流达到保护动作值时，开关自动分闸，以保护风机及电源系统，防止危及其他部位的正常工作。

FQK是风机的控制方式切换开关。

当开关置于“Z”位置时，风机处于自动控制状态；开关置于“S”位置时，风机处于手动控制状态。

当风机处于自动控制状态时，机组LCU装置可以将风机设置为运行状态，也可以设置为备用状态，既可以启动，亦可以命令停止。

“T”位置是风机的退出运行状态位置。