[实用新型]同步发电机逆变式励磁系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种同步发电机励磁系统及其控制技术，它是采用一种新型的逆变式电源作为同步发电机的可调励磁电源的励磁系统，属于电力电子技术领域。 

【背景技术】

励磁系统是同步发电机重要组成部分，目前国内外同步发电机励磁系统有交流励磁机励磁系统(包恬他励旋转整流器励磁系统即无刷励磁系统和他励静止整流器励磁系统)，直流励磁机励磁系统，静止励磁系统(可控硅自并励、自复励励磁系统)及谐波励磁系统，各种励磁系统有其不同的特点。 

自并励静止可控硅励磁系统，其发电机的励磁电源直接由发电机端电压获得，经过控制整流后，送至发电机转子回路，作为发电机的励磁电流，没有机械转动或机械接触类元件，但需要庞大励磁变及功率单元，占地面积大，噪声大，价格亦高； 

直流励磁机励磁系统是采用同轴直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流，这是多年来同步发电机的主要励磁系统，至今中小型同步发电机仍有很多采用这种励磁系统。这种励磁系统的优点是具有独立的不受外系统干扰的励磁电源，调节方便，设备投资及运行费用也比较少。但是，运行时整流子与电刷之间火花严重，事故多，性能差，维护困难，换向器和电刷的维护工作量大，维护费用高，检修励磁机时必须停主机。而且，随着电力技术及系统的发展，同步发电机的容量愈来愈大，要求励磁功率也相应增大，而大容量的 直流励磁机无论在换向问题或电机的结构上都受到限制，直流励磁机励磁系统不能满足要求。因此，新发电机组直流励磁机励磁系统不再采用，已采用的必须改造； 

交流励磁机励磁系统，是用交流励磁机经整流供给发电机励磁。交流励磁机也装在发电机主轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁。此励磁方式属他励磁方式。交流励磁机励磁系统有他励旋转整流器和他励静止整流器励磁系统两种。他励静止的整流装置，又称为他励静止励磁，它由交流副励磁机提供其励磁电流。交流副励磁机有永磁机和自励恒压装置的交流发电机。静止励磁系统中必须经过滑环向旋转的发电机转子提供励磁电流。滑环是一种转动接触元件。大型发电机机组，其转子电流大，滑环的数量多，运行时必须防止滑环过热。他励旋转整流器常称无刷励磁系统，为了提高励磁系统的可靠性，应取消滑环使整个励磁系统都无转动接触的元件，因此近年来很多采用无刷励磁系统。但同抽交流励磁机及旋转整流器维修时仍然要仃机，运行时噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。为了克服上述励磁系统的缺点，本发明提供一种同步发电机逆变式励磁控制系统。 

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述励磁系统的缺点，特别是直流电机励磁系统及自并励可控硅励磁系统存在的问题而发明的一种新型发电机励磁电源系统及其控制技术。 

本发明提供一种同步发电机逆变式励磁控制系统，它由提供励磁电源的主回路及完成数据采集、数据处理和监控任务的控制回路组成。主回路由工频交流整流、滤波单元、逆变单元、高频交流变压单元、二次整流、滤波单元组成，主回路的直流输出与发电机励磁回路 相连，不用传统的大型励磁变压器及大功率可控硅元件。 

本发明提供的控制回路完成数据采集，运算控制，参数给定、脉冲输出、功率放大、状态和参数显示等监控任务，包括采样单元，主控制器单元，脉冲输出与功率放大(驱动)单元。它能够使励磁装置体积和重量降低，节能省材，效率提高，调节性能改善。由于采用PWM脉宽调制间断地输出脉冲，可获得较好的调节特性。因间歇振荡的频率低，脉冲宽度窄，空载损耗小，变压器不易饱和。 

【附图说明】

图1是本发明一种同步发电机逆变式励磁系统主回路结构框图； 

图2是本发明一种同步发电机逆变式励磁控制回路结构框图； 

图3是本发明一种同步发电机逆变式励磁控制系统总体结构图； 

图4是本发明一种同步发电机的逆变式励磁装置电路图； 

图5是本发明一种同步发电机的逆变式励磁装置主控制器接线图。 

图中：1为交流电压；2为工频交流整流、滤波单元；3为直流电压；4为逆变单元；5为高频交流电压A；6为高频交流电变压；7为高频交流电压B；8为整流、滤波单元；9为直流输出电压。 

A为数据采集单元；B为主控制器单元；C为脉冲输出和功率放大(即驱动)单元；E为主控制器还与上位机；F为人机对话；G为开关量输入；H为开关量输出；UF为发电机端电压；UX为系统电压；IF为发电机定子电流；IL为发电机励磁电流。 

【具体实施方式】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明：