交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)：變頻器作為勵(lì)磁系統(tǒng)的核心，其性能的好壞將會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)的輸出電壓質(zhì)量，論文分析比較了交—交變頻器與交—直—交變頻器的有缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以交—直—交變頻電路為主的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，并提出了控制方案?！　￡P(guān)鍵詞：變頻器；P；逆變　?。篢H17：B：1009-9166（2011）0014(C)-0132-02　　　　一、勵(lì)磁裝置簡介　　交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁都是由變頻電源提供的。伴隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻裝置的性能、容量也不斷提高，為交流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)進(jìn)一步發(fā)展提供了可能，目前的變頻裝置按能量的傳遞方式可分為交—直—交型變頻器和交—交型變頻器。

2、　　（一）交—直—交型變頻器　　交—直—交型變頻器原理，是由整流器、中間環(huán)節(jié)和逆變?nèi)齻€(gè)部分組成。1、輸出頻率不受電X頻率的影響，只取決于電力電子器件的切換頻率，因此輸出頻率的調(diào)節(jié)范圍廣；2、可采用自關(guān)斷器件，當(dāng)采用晶閘管時(shí)，利用負(fù)載的反電動(dòng)勢換相，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，能適應(yīng)惡劣環(huán)境運(yùn)行?！　。ǘ┙弧恍妥冾l器　　交—交變頻器是指無直流中間環(huán)節(jié)，直接將較高固定頻率（fi）的電壓變換為頻率（f0）較低，而且可變的輸出電壓的變換器。其特點(diǎn)為：1、能量直接變換，因此比一般的變頻器具有更高的效率；2、由于其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓的某些部分包絡(luò)所構(gòu)成，因而其輸出頻率比

3、輸入頻率低得多時(shí)，輸出波形較好；3、變頻器按電X電壓過零自然換相，可采用普通晶閘管；4、因電路結(jié)構(gòu)方式的特點(diǎn)，所用晶閘管元件數(shù)量較多；5、功率因數(shù)低，特別是在低速運(yùn)行時(shí)更低，需要適當(dāng)補(bǔ)償?！　《?、勵(lì)磁裝置的選擇　　分析交—交變頻器與交—直—交變頻器的優(yōu)缺點(diǎn)，從而選擇最優(yōu)的勵(lì)磁裝置，交—交變頻器與交—直—交變頻器的優(yōu)缺點(diǎn)如下：　?。ㄒ唬┙弧蛔冾l器的優(yōu)點(diǎn)　　1、無中間直流環(huán)節(jié)，損耗小，效率高。2、開關(guān)器件采用晶閘管，以利于大功率應(yīng)用，采用電源自然換相，不需強(qiáng)迫換流電路。3、可以實(shí)現(xiàn)能量反饋，使電機(jī)作四象限運(yùn)行。4、輸出低頻時(shí)，諧波含量小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低。　　因此適用于大功率、低

4、速交流傳動(dòng)領(lǐng)域?！　。ǘ┙弧蛔冾l器的缺點(diǎn)　　1、晶閘管元件數(shù)量多，成本高，控制復(fù)雜。2、最高輸出頻率受限制，f0/fi＜1/3。3、輸入側(cè)功率因數(shù)低，當(dāng)輸出電壓較低時(shí)，功率因數(shù)更低　?。ㄈ┙弧薄蛔冾l器的優(yōu)點(diǎn)　　1、控制電路簡單可靠；2、無最大、最小速度限制，調(diào)速范圍寬；3、發(fā)電機(jī)不承受高的dv/dt，電磁兼容性好；4、對電X波動(dòng)不敏感　?。ㄋ模┙弧薄蛔冾l器的缺點(diǎn)　　1、三級(jí)變換（整流、升壓、逆變）使系統(tǒng)效率下降2%—3%；2、直流環(huán)節(jié)電容為高壓、大容量，體積大、價(jià)格高；3、X側(cè)電感容量較大?！　≡陲L(fēng)力發(fā)電中發(fā)電機(jī)組為中小功率的占多數(shù)，而現(xiàn)在在中小功率的發(fā)電機(jī)組的

5、勵(lì)磁裝置交—直—交變頻器占優(yōu)勢，運(yùn)用地已經(jīng)很成熟，并且有以上的多種優(yōu)點(diǎn)，所以這里選擇交—直—交變頻器為勵(lì)磁裝置?！　∪?、SP變頻調(diào)速技術(shù)工作原理　　在交—直—交變頻器交流調(diào)速系統(tǒng)中，為了簡化主電路的功率環(huán)節(jié)，加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相應(yīng)，減少高次諧波電流，減少電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，人們把整流環(huán)節(jié)從可控環(huán)節(jié)改為不可控環(huán)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)電壓頻率協(xié)調(diào)控制，人們把研究重點(diǎn)放在逆變環(huán)節(jié)，并提出了許多新的設(shè)想。1964年，德國的A