本科毕业设计方案同步发电机恒端电压控制.docVIP

毕业设计题目：.同步发电机.(自备电源)恒端电压控制设计 目 录 序 言 1.同步发电机机结构及工作原理 2.电枢反应对端电压的影响 3.整流主电路 4.电机励磁调节 5.致谢 序 言 电能，便于远距离输送，无污染，易于跟其他形式的能相互转换一般采用直流励磁，发电机在正常工作情况下，负载总在不断地变化着。而不同负载以不同功率因数，对同步发电机是不同的。要维持同步发电机端电压为，就必须根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁。显然，这一调节过程只有通过电压调节实现。本系统主要完成上述功能电机由等部件构成。定子由机座.定子铁芯、绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯.磁极绕组等部件组成。转子旋转，切割产生感应电势电机当三相对称电枢电流流过电枢绕组时，将产生旋转的电枢磁势将电枢气隙磁相绕组中感应电势Ea发生变化,因而发电机端电压不稳定。 　 当Fa和之间的夹角为90度 ，即作用在直轴上，而电枢磁势作用在交轴上，电枢反应的结果使得合成磁势的轴线位置产生一定的偏移，幅值一定的。这种作用在交轴上的电枢反应称为交轴电枢反应，简称交磁作用 当Fa和之间的夹角为180度 ，即二者反相，转子磁势和电枢磁势同作用在直轴上，方向相反，电枢反应为纯去磁作用，合成磁势的幅值减小，这一电枢反应称为直轴去磁电枢反应。 当Fa和之间的夹角为0 ，二者同，转子磁势和电枢磁势同作用在直轴上，电枢反应纯磁作用，合成磁势的幅值加大，这一电枢反应称为直轴磁电枢反应。和之间的夹角为， 。 三、整流主电路 发电机采用机端自并励方式，利用电机剩磁建立空载电压,自并励励磁系统中励磁变压器高压侧要加装高压熔断器，励磁变压器的连接组别为D,y11。接线如图所示。 三相环氧整流变压器参数的选择，副边电流的参数为I?=0.816IfN, U?=2UfN/2.34,U1=端电压。(IFn发电机额定励磁电流; UfN 发电机额定励磁电压) 三相桥式整流电路线采用智能整流模块 三相桥智能模块电流容量按两倍额定励磁电流选择，额定电压选择按额定励磁电压（10-20）倍； 1、 模块的特点(网上查:淄博市临淄银河高技术开发有限公司—晶闸管智能控制模块) 1）采用全数字移相触发集成电路，实现了控制电路与晶闸管电路集成一体化，是模块具备了强电的电力调控功能。 2）输入0-10v直流控制信号或0-5v直流控制信号均可实现对主电路输出电压进行平滑调节 3适应于阻性和感性负载。 2、控制电源的要求： 1）电压为DC12±0.5v 2）输出电流≥1A 3)可以采用开关电源也可采用线性电源即变压器整流式稳压电源开关电源处应带屏蔽罩，线性电源要求滤波电容必须≥2200 ?/25v 4）控制电源极性要正确接入模块，控制接口严禁反接，否则将烧坏模块控制电路。 3、 使用环境要求： 1）工作场所环境温度范围：-25℃—±45℃； 2）模块周围因干燥通风远离热源，无尘无腐蚀性液体或气体 4、 模块的参数 1）工作频率为50? 2）控制信号VCON为0-10Vdc 3)控制信号电流Icon≤1MA 此外在选择三相桥智能模块时其电流值应按励磁额定电压的2倍选，电压按额定励磁电压的10-20倍选择 5、 过电流保护——采用快速熔断器，在选择熔断器时的额定电压应大于电路上正常工作电压，额定电流的选取因根据型号来确定。 过电压保护——采用阻容吸收电路，在VT导通期间，载流子充满元件内部所以元件在关断过程中，正向电压将为零时，内部仍残存着载流子，这些积蓄的载流子在反方向电压的作用下瞬时出现放大的同向电流，使积蓄载流子迅速消失，这时反向电流消失得极快，因此即使和元件串联的线路电感很小，电感产生的感应电势仍很大，可能会导致VT反向击穿。 阻容吸收电路中电容器把过电压的电磁能量变成景点能量存储，电阻防止电容与电感产生谐振，限制VT开通损耗与电流上升率，这种吸收回路能抑制VT由导通到截止时产生的过电压，有效地避免VT被击穿。 阻容吸收电路安装位置要尽量靠近模块模块主端子引线要短。 四、电机励磁调节 供给发电机转子直流电流，建立转子磁场的系统称为发电机励磁系统。同步发电机励磁系统主要包括励磁变压器,整流电路,励磁调节和控制电路。 发电机带负载后产生电枢反应使气隙磁场强度发生变化，因而端电压产生变化，带电感性负载使端电压降低，带电容性负载使端电压升高，为了保证端电压不变，必须保持气隙磁场不变，因此必须时时调节励磁电流If。 励磁控制电路图 PI调节器分析 由于负载的变化引起发电机端电压的变化,将端电压量引入到自动调节器,与其给定值比较得出偏差值,使整流电路的导通角发生变化,励磁电流发生变化,保证端电压稳定,实质是一