可控硅励磁基本知

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1、可控硅励磁基本知识伊河水电中心恰甫其海水电厂邢战利一、可控硅励磁系统励磁系统：向同步电机的激磁绕组提供用于建立电磁场的直流电流的系统或装置。通过励磁的调节控制，可以达到以下目的：A、恒发电机电压控制，稳定发电机电压。B、设置调差率，保证发电机无功功率的合理分配。C、提高发电机运行的稳定性。D、通过附加的PSS控制，提高电力系统的稳定性。一、可控硅励磁系统发电机在转动时需要一个旋转磁场（大多数的发电机组都是旋转磁场式的），这磁场多数是由直流电源通过转子线圈来形成，另外为了使发电机在负荷变化时机端电压基本保持恒定

2、，还需要一个能随发电机端电压变化调整这直流电源输出的调节器，这构成励磁系统的两个主要部分。一、可控硅励磁系统二、整流原理励磁设备是电厂的辅助设备之一，它是把交流电整流成直流电供给转子磁极，通过水轮机带动转子转动以形成旋转磁场切割定子绕组，在定子绕组中感应成电动势，通过导线向负荷供电。二、整流原理在励磁设备中，重要的整流元件是可控硅，也叫硅晶体闸流管，简称晶闸管。晶闸管通和断的规律如下几点：二、整流原理①当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。②当晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门

3、极承受正向电压的情况下晶闸管才能导通，正向阳极电压和正向门极电压两者缺一不可。③晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极电压是正还是负，晶闸管保持导通，故导通的控制信号只须正向脉冲电压即可，这个正向脉冲电压称之为触发脉冲。④当门极未加触发电压时，晶闸管具有正向阻断能力，这是和二极管不同的地方。二、整流原理1、在励磁设备整流柜中，整流电路为三相全控整流桥电路，为了更清楚地说明三相全控整流桥电路的工作原理，下面介绍三相半控整流电路。三相半控整流电路的原理图如图所示。二、整流原理如果可控硅元件具有最大的导通角，

4、即可控硅元件以二极管的方式工作，则三相半控桥式整流电路变为三相全波整流电路。图中电位最高的那一相可控硅导通，电位最低的那一相二极管导通，输出电压U的波形如图所示。二、整流原理从图中可以看出，各晶闸管上的触发脉冲，其相序应与电源的相序相同。各相触发脉冲依次间隔120°。在一个周期内，每相晶闸管各导电120°，每相二极管各导电120°，负载电流是连续的。二、整流原理在相电压的交点处a、b和c是各晶闸管能触发导通的最早时刻。在这点以前晶闸管因承受反压，不能触发导通，因此把它做为计算控制角α的起点，即该处的α＝0°。

5、这个交点叫自然换相点。二、整流原理对VT1来说，自a点导通后，VT1导通的时间可到b点。因为在这段区间内，VT1处于正相电压下，b点是自然换向点，有触发脉冲，因此VT1的导通区间为ab。同理，VT3的导通区间为bc，VT5的导通区间为ca。二、整流原理因此，在三相半控桥式整流电路中，可控硅的触发脉冲应满足如下两点：（1）任一相可控硅的触发脉冲应在滞后本相相电压30°相角的180°区间内发出，即VT1的触发脉冲在aa`区间发出，VT3的触发脉冲在bb`区间发出，VT5的触发脉冲在cc`区间发出，即触发脉冲与可控

6、硅的交流电压必须保持同步。（2）可控硅的触发脉冲，按电源电压的相序（例如图中为Uu→Uv→Uw）依次应有120°的电角度之差。二、整流原理当控制角α=30°时，VT1在Ug1作用下导通，输出电流经二极管D6（D2）构成回路，负载上电压Ud=Uuv（Uuw）；当VT3的触发脉冲Ug3出现时，正遇B相电压最高，VT3因触发而导通，VT1受到反向电压Uvu的作用而关断，此时输出电流经二极管D2（D4）构成回路，负载上电压Ud=Uvw（Uvu）。同理，在Ug5的作用下VT5导通时，因C相电压最高，VT3受到反向电压U

7、wv的作用而关断，输出电流经二极管D4（D6）构成回路，负载上电压Ud=Uwu（Uwv）。当VT1的触发脉冲Ug1作用时，VT1导通，VT5受到反向电压Uuw的作用而关断，以后重复上述过程。α=30°时的输出电压波形如图所示。二、整流原理控制角α=60°时半控桥的整流输出电压波形和控制角α=90°时半控桥的整流输出电压波形如下图所示。二、整流原理通过以上分析，三相半控桥式整流电路的输出电压波形有如下特点：（1）当控制角30°<α<60°时，导通的可控硅在关断之前对应的相电压已为负值，但仍比另一相高，故可控硅仍

8、处正相电压，在下一个可控硅触发导通前继续导通。（2）当控制角α＝60°时，导通的可控硅在对应的相电压降到和另一相最低的相电压相等时自动关断。（3）当控制角α>60°时，输出电压波形不再连续，每个可控硅自行关断后到另一相可控硅触发导通时的区间出现间断。二、整流原理2、三相桥式全控整流电路。如图所示的三相桥式全控整流电路。在三相桥式全控整流电路中晶闸管是这样编写的：VT1和VT4接u相，VT3和VT6接