一種發電機勵磁裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及同步電機勵磁控制領域，尤其是一種發電機勵磁裝置。
【背景技術】
[0002]同步發電機勵磁系統為發電機提供勵磁電流。正常運行時，提供的可調節的直流勵磁電流，勵磁電流一般小于額定勵磁電流，當發電機超負荷運行時，勵磁電流有可能達到額定電流的1.1倍。
[0003]勵磁系統還有一個重要功能，就是當發電機機端或電網發生短路時，發電機進入強勵運行工況需要提供較高的強勵電壓和電流，該電壓可能達到額定勵磁電壓的2-3倍，該電流有可能達到額定勵磁電流的1.6-2倍。為了滿足兩倍的勵磁電壓和兩倍的勵磁電流，就要求勵磁變壓器二次側繞組電壓高容量大，遠高于額定運行的要求，這樣一來便增加了設備成本，運行工況也由于電壓高而變得惡劣。圖1示出了現有的發電機勵磁裝置。
[0004]例如，現有的自并勵勵磁系統通過勵磁變壓器接到發電機機端，勵磁變壓器的二次側電壓設計較高。如一臺100Mff的發電機，其額定勵磁電壓約為500V，額定勵磁電流約為5000A，為了滿足強勵設計，勵磁變壓器的二次側電壓將達到850V-950V，勵磁變壓器的容量達到7200KVA-7800KVA。正常運行時，由于勵磁變壓器二次側電壓很高，整流橋控制角約為70° -80°之間，整流橋在深控狀態，諧波很大，換相尖峰很大，因而變壓器功率因數低，損耗大，而且成本高。由于整流橋深控，還會產生勵磁電流的諧波，從而引起發電機軸電壓。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是:針對上述存在的問題，提供一種發電機勵磁裝置，旨在將強勵功能從原有的勵磁系統中分離開來，有效降低變壓器二次側繞組的電壓及容量，進而降低成本，提高系統可靠性。
[0006]本發明采用的技術方案包括:
正常勵磁電源、N個整流橋及控制器；N個整流橋的第一輸入端均與正常勵磁電源的一端連接，N的整流橋的第二輸入端均與正常勵磁電源的另一端連接；控制器與各個整流橋具有信號連接；N為大于O的整數；
還包括強勵電源及第N+1個整流橋；第N+1個整流橋的第一輸入端與強勵電源的一端連接，第N+1個整流橋的第二輸入端與強勵電源的另一端連接；
N+1個整流橋的正相輸出端連接在一起，反相輸出端連接在一起；N+1個整流橋的正相輸出端與反相輸出端之間接有負載；
所述第N+1個整流橋也與控制器具有信號連接；
所述控制器用于檢測發電機機端電壓，并在發電機機端電壓小于第一設定值時停止向第l~Nf整流橋輸出脈沖控制信號同時向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號，在發電機機端電壓大于第二設定值時向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號同時停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號；
正常勵磁電源電壓低于所述強勵電源的電壓。
[0007]進一步，所述控制器還用于在發電機機端電壓大于第二設定值時或者向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號持續設定時間后向第l~Nf整流橋輸出脈沖控制信號同時停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號。
[0008]進一步，所述正常勵磁電源為第一變壓器的勵磁繞組，所述強勵電源為第二變壓器的勵磁繞組。
[0009]進一步，所述正常勵磁電源為勵磁變壓器的第一二次側繞組；所述勵磁變壓器還具有第二二次側繞組，強勵電源為第一次二次側組與第二二次側繞組串聯。
[0010]進一步，所述正常勵磁電源為勵磁變壓器的第一二次側繞組；所述變壓器還具有第二二次側繞組，強勵電源為第二二次側繞組。
[0011]進一步，所述第一設定值為(發電機額定電壓X 75%);所述第二設定值為(發電機額定電壓X 85%)。
[0012]進一步，所述設定時間為10s~20s。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
本發明將強勵功能從原來的勵磁系統中分離出來，即本發明中的勵磁裝置包括正常勵磁部分及強勵部分，使得正常勵磁部分的電源降了幾乎一半，使勵磁變壓器容量降低了近一半的容量，降低成本，減少損耗，提高運行的功率因數，減少正常運行時的諧波和尖峰過電壓，給發電機勵磁帶來很大優越性。當發電機需要強勵時，由獨立整流橋完成強勵功能，并聯的N個整流橋被阻斷運行，由于強勵工況最多持續幾十秒，短時間內獨立整流橋和強勵電源都具有提供強勵電壓和電流的能力。
【附圖說明】
[0014]本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是現有的發電機勵磁裝置。
[0015]圖2是本發明中的發電機勵磁裝置。
[0016]圖中標記:
1~N+1為第1~ N+1個整流橋。
【具體實施方式】
[0017]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0018]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0019]參見圖2，本發明提供的勵磁裝置包括正常勵磁電源、N+1個整流橋及控制器；第1~N個整流橋的第一輸入端均與正常勵磁電源的一端連接，第l~Nf整流橋的第二輸入端均與正常勵磁電源的另一端連接；控制器與各個整流橋具有信號連接；N為大于O的整數。
[0020]還包括強勵電源；第N+1個整流橋的第一輸入端與強勵電源的一端連接，第N+1個整流橋的第二輸入端與強勵電源的另一端連接。
[0021]N+1個整流橋的正相輸出端連接在一起，反相輸出端連接在一起；N+1個整流橋的正相輸出端與反相輸出端之間接有負載。
[0022]所述控制器通過電壓采樣電路與發電機機端連接，所述控制器用于檢測發電機機端電壓，并在發電機機端電壓小于第一設定值時停止向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號同時向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號，使發電機處于強勵磁工況；在發電機機端電壓大于第二設定值時向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號同時停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號，使發電機恢復到正常勵磁工況。
[0023]在一個具體實施例中，所述第一設定值為發電機額定電壓的75%，第二設定值為發電機額定電壓的85%。
[0024]所述強勵電源電壓高于正常勵磁電源電壓，以滿足發電機強勵要求。在其他實施例中，強勵電源電壓為正常勵磁電源電壓的兩倍。
[0025]本發明中的整流橋與現有勵磁系統中的整流橋相同，其作用是將交流電轉換為脈動直流電。
[0026]本發明中的正常勵磁電源與強勵電源可以是同一勵磁變壓器的兩個相互獨立的二次側繞組，也可以用勵磁變壓器的第一二次側繞組作為正常勵磁電源，將第一二次側繞組與第二二次側繞組串聯作為強勵電源。也可以使用一個獨立的變壓器的二次側繞組作為強勵電源，使用另一個獨立的變壓器二次側繞組作為正常勵磁電源。
[0027]考慮到強勵時間一般只持續幾十秒，一般為10s~20s，在其他實施例中，在強勵工況時，控制器在檢測發電機機端電壓的同時還對強勵工況的持續時間進行監測，判斷持續時間是否滿足設定值，如10s~20s。當這兩個條件(發電機機端電壓大于第二設定值及強勵工況持續時間大于設定值)任意一個滿足時，控制器停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號，向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號。
[0028]本發明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權項】
1.一種發電機勵磁裝置，包括正常勵磁電源、N個整流橋及控制器#個整流橋的第一輸入端均與正常勵磁電源的一端連接，N的整流橋的第二輸入端均與正常勵磁電源的另一端連接；控制器與所述N個整流橋具有信號連接；N為大于O的整數；其特征在于， 還包括強勵電源及第N+1個整流橋；第N+1個整流橋的第一輸入端與強勵電源的一端連接，第N+1個整流橋的第二輸入端與強勵電源的另一端連接； N+1個整流橋的正相輸出端連接在一起，反相輸出端連接在一起；N+1個整流橋的正相輸出端與反相輸出端之間接有負載； 所述第N+1個整流橋也與控制器具有信號連接； 所述控制器用于檢測發電機機端電壓，并在發電機機端電壓小于第一設定值時停止向第l~Nf整流橋輸出脈沖控制信號同時向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號，在發電機機端電壓大于第二設定值時向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號同時停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號； 正常勵磁電源電壓低于所述強勵電源電壓。2.根據權利要求1所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述控制器還用于在發電機機端電壓大于第二設定值時或者向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號持續設定時間后向第1~N個整流橋輸出脈沖控制信號同時停止向第N+1個整流橋輸出脈沖控制信號。3.根據權利要求1所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述正常勵磁電源為第一變壓器的勵磁繞組，所述強勵電源為第二變壓器的勵磁繞組。4.根據權利要求1所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述正常勵磁電源為勵磁變壓器的第一二次側繞組；所述勵磁變壓器還具有第二二次側繞組，強勵電源為第一次二次側組與第二二次側繞組串聯。5.根據權利要求1所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述正常勵磁電源為勵磁變壓器的第一二次側繞組；所述變壓器還具有第二二次側繞組，強勵電源為第二二次側繞組。6.根據權利要求1所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述第一設定值為(發電機額定電壓X 75%);所述第二設定值為(發電機額定電壓X 85%)。7.根據權利要求2所述的一種發電機勵磁裝置，其特征在于，所述設定時間為1s?20s。
【專利摘要】本發明公開了一種發電機勵磁裝置，涉及同步電機勵磁控制領域，旨在將強勵功能從原有的勵磁系統中分離開來，有效降低變壓器二次側繞組的電壓及容量，進而降低成本，提高系統可靠性。本發明技術要點包括：正常勵磁電源、N個整流橋及控制器；N個整流橋的第一輸入端均與正常勵磁電源的一端連接，N的整流橋的第二輸入端均與正常勵磁電源的另一端連接；N為大于0的整數；還包括強勵電源及第N+1個整流橋；第N+1個整流橋的第一輸入端與強勵電源的一端連接，第N+1個整流橋的第二輸入端與強勵電源的另一端連接；N+1個整流橋的正相輸出端連接在一起，反相輸出端連接在一起；控制器與各個整流橋具有信號連接等。
【IPC分類】H02P103/20, H02P9/30
【公開號】CN105099308
【申請號】CN201510605631
【發明人】汪大衛, 李宇俊, 王金榮
【申請人】東方電機控制設備有限公司, 東方電氣集團東方電機有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月22日