[實(shí)用新型]新型移相觸發(fā)器和由其制成的勵(lì)磁裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820200181.2
• 申請日: 2008-09-01
• 公開（公告）號: CN201252513Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東文
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東南豐電氣自動化有限公司
• 主分類號: H02P9/30
• 分類號: H02P9/30;H02M1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種觸發(fā)器和由其制成的勵(lì)磁裝置。

背景技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)可控硅自并激式靜止勵(lì)磁裝置，是同步發(fā)電機(jī)的主要組成部分，直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性。同步發(fā)電機(jī)可控硅自并激式靜止勵(lì)磁裝置(以下簡稱勵(lì)磁裝置)一般由兩部分組成(如圖1所示)，第一部分是勵(lì)磁功率單元，它的作用是向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供直流勵(lì)磁電流；第二部分是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，它的作用是根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵(lì)磁電流，以滿足發(fā)電機(jī)運(yùn)行的要求。

隨著電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大，電力系統(tǒng)對勵(lì)磁裝置的要求越來越嚴(yán)格。勵(lì)磁裝置性能能否達(dá)標(biāo)，主要取決于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由測量比較單元、綜合放大單元和移相觸發(fā)器三大部分組成(如圖2所示)，測量比較單元用于檢測發(fā)電機(jī)端電壓的偏差，然后這個(gè)偏差值由綜合放大單元放大成控制觸發(fā)脈沖移相的直流電壓U_K。移相觸發(fā)器的作用是直接根據(jù)U_K瞬時(shí)值的變化調(diào)節(jié)可控硅的開放角，從而控制功率單元的輸出電流。整個(gè)控制過程由下式表示：發(fā)電機(jī)定子電壓U_F↑→U_K↑→可控硅的開放角↓→功率單元輸出的直流勵(lì)磁電流↓→發(fā)電機(jī)定子電壓U_F↓，從而達(dá)到發(fā)電機(jī)定子電壓恒定的目的。

傳統(tǒng)的移相觸發(fā)器為鋸齒波移相觸發(fā)器，它由鋸齒波發(fā)生器、移相控制和脈沖形成電路組成，控制電壓U_K未經(jīng)任何處理就直接進(jìn)入移相觸發(fā)器，因此，該觸發(fā)器對控制電壓U_K中的紋波非常敏感，這也是該觸發(fā)器的缺點(diǎn)。實(shí)踐證明，控制電壓U_K不是純直流，它必然帶有交流分量，在交流分量的影響下，功率單元輸出的勵(lì)磁電流也不可能穩(wěn)定，因此也就影響了勵(lì)磁裝置的整體性能。為了穩(wěn)定功率單元輸出的直流勵(lì)磁電流，就必須解決控制電壓U_K的交流分量問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種對控制電壓UK中的紋波不敏感且快速性能兼顧的的新型移相觸發(fā)器。

本實(shí)用新型—新型移相觸發(fā)器通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：設(shè)計(jì)出一個(gè)移相觸發(fā)器，當(dāng)可控硅陽極電壓在交流電壓負(fù)半波時(shí)，把控制電壓U_K送入觸發(fā)器的儲能電容進(jìn)行平均，到陽極電壓正半波時(shí)，讓儲能電容的電壓去控制脈沖移相然后直接觸發(fā)可控硅。如圖4所示，新型移相觸發(fā)器由限幅器、反相比較器A、反相比較器B、同相比較器C、微分電路、反相比較器D和脈沖發(fā)生器組成，如圖3所示，脈沖發(fā)生器包含三極管V9、電容C3、脈沖變壓器T等，三極管V9、電容C3和脈沖變壓器T三者串聯(lián)，反相比較器A由運(yùn)算放大器A1組成，反相比較器B包含運(yùn)算放大器A2、電容C1、電阻R1、電阻R3、電阻RP1等，電阻RP1、電阻R1、運(yùn)算放大器A2和電阻R3串聯(lián)，電容C1一端連接于電阻R3和運(yùn)算放大器A2之間，另一端通過二極管V3與控制電壓U_K連接，同相比較器C由運(yùn)算放大器A3組成，反相比較器D由運(yùn)算放大器A4組成，微分電路包含C2和R4等，C2和R4串聯(lián)，限幅器由二極管V1、二極管V2反向并聯(lián)組成，如圖4所示，限幅器輸入端連接同步電壓，輸出端連接反相比較器A，反相比較器B有兩輸入端，一個(gè)輸入端連接反相比較器B，另一輸入端連接控制電壓U_K，同相比較器C輸入端連接反相比較器B，輸出端連接微分電路，反相比較器D有兩輸入端，一輸入端連接微分電路，另一輸入端連接工作電壓，脈沖發(fā)生器有兩輸入端，一輸入端連接反相比較器D，另一輸入端連接脈沖電壓，脈沖發(fā)生器輸出端連接可控硅。在同步電壓端子1和2端輸入交流同步電壓，經(jīng)過限幅器限幅后進(jìn)入反相比較器A進(jìn)行整形和反相，當(dāng)同步電壓負(fù)半波時(shí)，反相比較器A輸出端6腳高電平，再經(jīng)反相比較器B輸出端9腳低電平，使得控制電壓U_K經(jīng)二極管V3對反相比較器B中的電容C1充電(極性上正下負(fù))，其極性使與反相比較器B輸出端相連接的同相比較器C輸出端12腳呈高電平，此時(shí)微分電路無輸出，反相比較器D由工作電壓端子4和5端輸入直流電壓使反相比較器D輸出端15腳呈低電平，導(dǎo)致與反相比較器D輸出端15腳相連的三極管V9截止；在此同時(shí)脈沖電壓端的端子16和17端輸入直流電壓對脈沖發(fā)生器里的電容C3進(jìn)行充電，極性上正下負(fù)；當(dāng)同步電壓信號正半波時(shí)，反相比較器A的輸出端6腳低電平，反相比較器B由比較器變?yōu)榉e分器，其積分電容為C1，在積分過程中，C1原來極性為上正下負(fù)，現(xiàn)在向C1反向充電，最終改變極性，這一時(shí)間長短取決于原來C1所帶電荷(即U_K的電位)和積分電流(由可變的RP1的阻值決定)。在C1改變極性的這一時(shí)刻，同相比較器C輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖剑@一變化經(jīng)微分電路，得到負(fù)脈沖，經(jīng)反相比較器D反相，三極管V9基極得到正脈沖從而使三極管V9導(dǎo)通，形成觸發(fā)脈沖，脈沖電流通過脈沖變壓器T初級、V9和地形成回路，脈沖變壓器次級得到感應(yīng)電壓經(jīng)整流去觸發(fā)可控硅，使可控硅導(dǎo)通。