一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机灭磁技术领域，尤其是线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路。
【背景技术】
[0002]在同步发电机励磁系统中，励磁系统主要作用是将交流电流变换成受控的直流电流，变换的方法一般采用晶闸管整流桥，整流桥的输入为三相交流电源电压，输出为脉动直流电压，通过灭磁开关接入到发电机转子回路上。由于灭磁开关接通的是电感性负载，电感电流无法突变，否则会感应较高的电压，必须要提供灭磁装置。其中灭磁装置的主要功能是发电机紧急停机时，断开直流电源，迅速接通灭磁回路，使发电机的磁场电流导入到灭磁电阻上，使发电机转子绕组的磁场能量迅速在灭磁电阻上消耗。
[0003]现有技术中常常单用非线性电阻或单用线性电阻进行灭磁，线性电阻可以为不锈钢电阻或铸铁电阻或陶瓷线绕电阻，所述非线性电阻可以为碳化硅电阻或氧化锌电阻。但是单用非线性电阻灭磁及单用线性电阻灭磁时都存在一些问题。如使用氧化锌非线性电阻时，该电阻特性决定了灭磁时电压较高，对灭磁开关上的弧压较高，很容易损坏灭磁开关，又如使用线性电阻灭磁时，当灭磁回路电流过大时，线性电阻上的电压也会很大，很容易损坏电阻，引起绝缘故障。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种线性电阻及非线性电阻混合灭磁电路，同时给出了两种电阻的阻值比配，以充分利用线性电阻、非线性电阻各自的优势，提高灭磁回路的可靠性和灭磁速度。
[0005]本实用新型包括第一开关及灭磁支路；所述灭磁支路包括第二开关、线性电阻及非线性电阻。
[0006]所述第一开关的一端与晶闸管整流桥的第一输出端连接，第一开关的另一端同时与负载的一端、灭磁支路的一端连接；负载的另一端、灭磁支路的另一端同时与晶闸管整流桥的另一输出端连接。
[0007]在灭磁支路中，线性电阻与非线性电阻并联并联后与第二开关串联。
[0008]所述第二开关用于在第一开关导通时关断，在第一开关关断时或在第一开关关断前一定时间内导通。
[0009]优选地，线性电阻为励磁绕组电阻的3-6倍，非线性电阻在独立通过额定励磁电流时其阻值为励磁绕组的2-4倍。
[0010]优选地，非线性电阻在通过3倍额定励磁电流时其电压小于额定励磁电压的3-5倍。
[0011]优选地，所述线性电阻为不锈钢电阻或铸铁电阻或陶瓷线绕电阻。
[0012]优选地，所述非线性电阻为碳化硅电阻或氧化锌电阻。
[0013]综上所述，本实用新型的有益效果是:
[0014]本实用新型提供了一种线性电阻与非线性电阻混合灭磁的电路结构，同时给出了两者的阻值配比，充分发挥了两种电阻在灭磁时各自的优势，同时保护灭磁电路中的元器件，提高了灭磁电路的可靠性及灭磁速度。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型电路结构图；
[0016]图2是对发电机额定运行工况下的灭磁进行仿真得到的仿真结果图；
[0017]图3是对发电机三相机端短路工况下灭磁进行仿真得到的仿真结果图；
[0018]图4是对发电机空载误强励工况下的灭磁进行仿真得到的仿真结果图。
[0019]图中标记:
[0020]I为变压器；2为晶闸管整流桥；3为第一开关；4为负载；5为第二开关；6为总的灭磁能量；7为线性电阻的灭磁能量；8为非线性电阻的灭磁能量。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]如图1所示，变压器I输出三相交流电压，晶闸管整流桥2将交流电转化为直流电，晶闸管整流桥2具有两个输出端，其第一输出端与第一开关3的一端连接，第一开关3的另一端同时与负载4的一端及第二开关5的一端连接，第二开关5的另一端与线性电阻Rl的一端连接，线性电阻Rl的另一端、负载4的另一端同时与晶闸管整流桥2的第二输出端连接，非线性电阻R与线性电阻Rl并联。
[0024]本实用新型的工作原理是，当第一开关3导通时，负载得电，当第一开关3断开时，由于负载4为电感，其上具有大量的感应磁场能量，需要迅速灭磁，因此在第一开关断开时，或者在第一开关即将断开时第二开关5需要导通，线性电阻Rl与非线性电阻R将磁场能量快速吸收。
[0025]本实施例中，第二开关5可以为跨接器，采集负载上的感应电压，将采集到的感应电压输出到跨接器的触发端上，当感应电压大于一定值时，跨接器被触发导通。也可以使用控制电路产生控制脉冲，在第一开关3断开前一定时间内，控制电路产生控制脉冲控制第二开关5闭合。
[0026]在其他实施例中，第一开关3与第二开关5为同一个断路器的两个机械触点，第一开关3为常开触点，第二开关5为常闭触点，当断路器的受控线圈得电时，第一开关3闭合，第二开关5断开，当断路器的受控线圈失电时，第一开关3断开，第二开关5闭合。
[0027]在一个优选实施例中，还给出了线性电阻Rl与非线性电阻R的阻值配比，具体的，线性电阻为励磁绕组电阻的3-6倍，非线性电阻在独立通过额定励磁电流时其阻值为励磁绕组的2-4倍。非线性电阻在通过3倍额定励磁电流时其电压小于额定励磁电压的3-5倍。其中励磁绕组电阻由额定励磁电压和额定励磁电流确定，一旦发电机确定，其额定励磁电压和额定励磁电流便是已知参数。
[0028]图2~4展示了本优选实施例在不同灭磁工况下的灭磁能量，其中横坐标表示时间，纵坐标为灭磁能量，单位为J (焦耳)。
[0029]参见图2，当发电机在额定工况下灭磁时，线性电阻约承担整个灭磁能量的3/5，非线性电阻约承担整个的灭磁能量的2/5 ;参见图3，发电机在发电机三相机端短路工况下灭磁时，线性电阻约承担整个灭磁能量的2/5，非线性电阻约承担整个的灭磁能量的3/5 ;发电机发生空载误强励工况下灭磁时，线性电阻和非线性电阻承担的灭磁能量基本相同。
[0030]可见本实用新型充分发挥了线性电阻与非线性电阻的灭磁优势，当励磁电流较小时，线性电阻吸收大部分的磁场能量，即图2。当励磁电流较大时，非线性电阻吸收大部分磁场能量，即图3。同时由于非线性电阻的电压并不会随电流增加而线性增加，有效限制了灭磁电阻上的灭磁电压，保护了电路元件。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，其特征在于，包括第一开关及灭磁支路；所述灭磁支路包括第二开关、线性电阻及非线性电阻； 所述第一开关的一端与晶闸管整流桥的第一输出端连接，第一开关的另一端同时与负载的一端、灭磁支路的一端连接；负载的另一端、灭磁支路的另一端同时与晶丨?管整流桥的另一输出端连接； 在灭磁支路中，线性电阻和非线性电阻并联后与第二开关串联； 所述第二开关用于在第一开关导通时关断，在第一开关关断时或在第一开关关断前一定时间内导通。2.根据权利要求1所述的一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，其特征在于，线性电阻为励磁绕组电阻的3-6倍，非线性电阻在独立通过额定励磁电流时其阻值为励磁绕组的2-4倍。3.根据权利要求2所述的一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，其特征在于，非线性电阻在通过3倍额定励磁电流时其电压小于额定励磁电压的3-5倍。4.根据权利要求1所述的一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，其特征在于，所述线性电阻为不锈钢电阻或铸铁电阻或陶瓷线绕电阻。5.根据权利要求1所述的一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，其特征在于，所述非线性电阻为碳化硅电阻或氧化锌电阻。
【专利摘要】本实用新型公开了一种发电机线性电阻与非线性电阻混合灭磁电路，涉及发电机灭磁技术领域，旨在以充分利用线性电阻、非线性电阻各自的优势，提高灭磁回路的可靠性和灭磁速度。本实用新型包括第一开关及灭磁支路；所述灭磁支路包括第二开关、线性电阻及非线性电阻。所述第一开关的一端与晶闸管整流桥的第一输出端连接，第一开关的另一端同时与负载的一端、灭磁支路的一端连接；负载的另一端、灭磁支路的另一端同时与晶闸管整流桥的另一输出端连接。在灭磁支路中，线性电阻和非线性电阻并联后与第二开关串联。所述第二开关用于在第一开关导通时关断，在第一开关关断时或在第一开关关断前一定时间内导通。
【IPC分类】H02P9/12
【公开号】CN204947951
【申请号】CN201520636989
【发明人】汪大卫, 李宇俊, 王金荣
【申请人】东方电机控制设备有限公司, 东方电气集团东方电机有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月24日