[实用新型]一种发电机励磁调节装置

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及发电机的控制装置，特别是一种发电机励磁调节电路装置。

二、背景技术

我国水利资源丰富，低压400V、功率500KW以下的农村小水电目前建设的很多。然而，针对小水轮发电机的专用励磁调节装置还未见报导。长期以来，小水轮发电机基本上还是沿用大型发电机机组所采用的电抗相复式励磁系统或三相半控(或全控)可控硅励磁系统。电抗相复式励磁系统的缺点是体积大，制造费用高，能耗损失大，电压调节困难，故障时产生很高的过电压，对发电机绝缘和自动化元件易造成损坏。三相半控或全控可控硅励磁系统，除存在体积大，造价昂贵(人民币3-5万元)的缺点外，因其由十几个分立单元组成，线路复杂，单元线路间相互影响，容易造成工作点偏移而引发控制系统故障，使其还存在运行维护需要较高技术条件(包括技术人员和检测设备)的缺点。小水轮发电机采用这两种励磁方式显得很不适宜。

因此，针对小水轮发电机，设计一种结构简单，体积小，重量轻，造价低，能耗小，具有恒压调节和过电压保护性能，且便于维护的励磁调节装置是目前我国农村小水电特别需要的。

三、实用新型内容

本实用新型的目的就是为满足上述需要而提供一种专供小型发电机组使用的发电机励磁调节装置。

本实用新型提供的发电机励磁调节装置用于单相半控可控硅励磁系统，它由恒压调节和过压保护电路组成，包括一个测量同步电源变压器b1，b1的初级取发电机单相交流电压Ue作输入电压，b1有两个次级绕组，其中一个次级绕组与调差回路T的电阻R2串接，为恒压调节提供测量调差交流信号；该信号经整流桥zl1整流为直流信号；经电阻R3降压和电容C1滤波后输给由稳压管wy1和wy2、电阻R4和R5构成的比较桥；串接后和wy2并接的调节电位器Rwf、稳压管wy3，与Rwf输出端相接的微调电位器Rwf1，与Rwf1另一端相接的光电耦合器gd的输入端，构成本装置的给定电路，与比较桥的输出端相接，通过调整Rwf和Rwf1，给定恒压调节工作点；gd的集电极接电阻R6，发射极接移相电容C2，C2与gd发射极接点还与单结晶体管j1的E极相接，j1的B1极接电阻R9，B2极接电阻R7，构成本装置的移相脉冲电路，gd导通，向C2充电，当C2充电到高值时j1导通，在R9上产生移相脉冲；三极管j2基极与j1B1极相接，集电极与电阻R8相接，发射极接有脉冲变压器b2，构成本装置的脉冲放大电路，R9上的移相脉冲经放大后在b2的两个次级绕组上输出两个可控硅触发脉冲；变压器b1次级的另一绕组输出的交流电压，经整流桥z12整流，输出的直流电压分成两路，一路经电阻R10降压和稳压管wy4削波后分别为所述移相脉冲电路和脉冲放大电路提供工作电源，另一路则通过过压保护电路控制移相脉冲电路；所述过压保护电路包括串接的分压电阻R1和电位器Rw，集电极与C2和gd发射极接点相接的三极管j3，跨接在Rw输出端和三极管j3基极间的稳压管wy5，接入j3基极和发射极间的二极管d6、d7；发电机正常运行j3截止，发生过电压时j3导通，C2通过j3放电，使移相脉冲后移；通过调整Rw，给定过电压值。

本实用新型的调节原理是：如发电机电压Ue上升，电压U1上升，整流桥输出电压上升，光电耦合器的输入电压降低(比较桥输出和输入成反向变化)，光电耦合器输出电流降低，C2充电速度减慢，移相脉冲后移，可控硅导通角减小，励磁电流下降，导致发电机电压Ue下降，如此形成闭环调节，使发电机维持恒压。通过调节RWf可使恒压调节在新的工作点运行。自动调差原理相同。

当发电机甩负荷时，输出电压Ue上升，电压U2上升，Rw输出电压上升，当上升幅度超过给定过电压值时，三极管j3由截止变为导通，C2上的电容电流通过j3放电，使移相脉冲后移，可控硅导通角减小，励磁电流减小，使Ue下降，建立新的平衡点，将发电机电压Ue限制在给定的过电压值以下工作，从而起到自动保护作用。