[发明专利]发电机的静态励磁机、改型方法及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电机的静态励磁机(static exciter)、改型方法及其操作方法。 

背景技术

同步发电机包括通常具有电枢电路的定子以及通常包含磁场电路(filed circuit)的转子。 

在操作期间，当转子转动时，激励磁场电路，使得因通量变化率而在电枢电路中感生电压。 

为了激励磁场电路，通常将变压器的高电压侧连接到电网(或汇流条)，而将其低电压侧连接到AC/DC转换器。 

这个AC/DC转换器把从变压器所提供的AC电压整流成DC电压，并且将其提供给发电机的磁场电路。 

由于为磁场电路馈电的电力直接从电网提供，在电网发生故障或扰动的情况下使电网的电压暂时下降，所以发电机/电网系统的稳定性可受到损害，使得电网和发电机可丢失其同步。 

电网往往提供有自动安全和保护系统，它们在这类故障发生时进行干预以恢复额定电网电压；然而，它通常花费多达数秒的时间来恢复电网电压，因而在故障发生时无法保证发电机/电网系统的稳定性。 

US2007/0296275公开了提供一种安全电路，它配置成在电网发生故障的情况下将电力注入磁场电路，以便保证发电机/电网系统的稳定性，从而防止它们丢失其同步。 

这个安全电路包括电容器组、在电网故障的情况下起动的开关以及直接插入磁场电路的二极管(即，这个二极管必须放置于转子上)。 

在电网发生故障的情况下，起动开关，使得电容器组将其能量提供给磁场电路中。

然而，即使这个技术证明是非常有效的，但是其实现在一些情况下可能很困难、成本高并且费时，因为它要求将二极管放置于转子上。 

具体来说，现有发电机的改型是困难的，因为必须打开发电机壳体并且必须将二极管安装到转子上。 

这种操作特别费时并且成本高。 

发明内容

因此，本发明的技术目标是提供静态励磁机、改型方法以及操作静态励磁机的方法，通过它们消除了已知技术的所述问题。 

在这个技术目标的范围之内，本发明的一个方面是提供静态励磁机及其操作方法，其实现是简易、节省成本和节省时间的。 

本发明的另一个目的是提供一种改型方法，其实现可以是简易、节省成本和节省时间的。 

根据本发明，通过提供根据所附权利要求书的静态励磁机、改型方法以及操作静态励磁机的方法，来实现该技术目标连同这些及其它方面。 

附图说明

通过在附图中作为非限制性示例所示的对根据本发明的静态励磁机和方法的优选但非排他的实施例的描述，本发明的其它特性和优点将变得更为明显，附图包括： 

图1是本发明的第一实施例的静态励磁机的示意图； 

图2是本发明的静态励磁机的第二实施例的细节； 

图3是本发明的静态励磁机的第三实施例；以及 

图4是图3的细节。 

具体实施方式

参照附图，示出发电机2的静态励磁机1。 

发电机2具有磁场电路3以及经由变压器6连接到电网5的汇流条4(定子三相电路)。 

静态励磁机1包括主变压器8，其高电压侧连接到电网5(如图所示，主变压器8通常直接连接到汇流条4，并且经由变压器6连接到电网5)，而其低电压侧连接到磁场电路转换器9(通常为整流器)。 

磁场电路转换器9转换来自主变压器8的AC电压，并且采用DC电压向发电机磁场电路3馈电。 

静态励磁机1还包括控制单元11，它设置成检测电网5的状态，以便在电网电压下降到低于预定电压值的情况下使至少一电容器组13将能量提供给发电机磁场电路3中。 

电容器组13连接在主变压器8的低电压侧与磁场电路转换器9的AC侧之间。 

有利地，静态励磁机还包括至少一个耦合电路15，它将电容器组13连接到主变压器8的低电压侧与磁场电路转换器9的AC侧之间的连接线16。 

下面详细描述本发明的不同实施例。 

实施例1 

在静态励磁机的第一实施例(图1)中，耦合电路15包括辅助三相转换器17，其DC侧连接到电容器组13，而AC侧耦合到连接线16。 

优选地，辅助转换器17是双向转换器，使得允许电容器组13的充电和放电。 

例如，辅助转换器17由功率半导体元件桥(IGBT，晶闸管)制成；在任何情况下，这些转换器是本领域众所周知的，并且任何适当转换器或功率半导体元件部署可用于实现本发明。