专利名称:晶体管开关自动励磁调节装置的制作方法
本发明是一种同步发电机的自动励磁调节装置。
同步发电机的自动励磁调节，通常采用电磁型和半导体可控硅型调节器。电磁型调节器是一种传统的励磁调节器，结机复杂、笨重、反应速度慢，调节精度不高;可控硅励磁调节器则回路复杂、易失控、可靠性较差。
本发明旨在提供一种结构回路简单、反应迅速、起励容易、调节精确、不易失控的自动励磁调节器。
简要地说，本发明针对同步发电机自动励磁调节器，其励磁电流调节采用大功率晶体管开关电路，以测量电压控制晶体管差分比较放大器按开关方式工作，推动和控制调整环节晶体管开关，以改变开关导通比的方式调节励磁电流。从而使装置的回路简化，减少了环节，提高了反应速度和调节精度，解决了采用可控硅元件的失控问题。
本发明的实例原理电路由附图中给出，其中图1是用于带有直流励磁机的同步发电机的，图2是用于自励恒压同步发电机的。
现参照图1对本发明详细阐述。在图1中，发电机F的输出电压UA、UB、UC，经电压互感器YH的二次电压a相和c相分别串入阻值可调的调差电阻RTA、RTC;发电机F输出电流回路的A相和C相装有电流互感器LHA和LHC，其二次电流输出分别接入C相调差电阻RTC和a相调差电阻RTA，构成发电机无功电流调差环节。适当改变电流互感器接入调差电阻的极性和调整电阻值，可获得不同极性和大小的无功调差率。经过调差的电压再经测量变压器变压，由整流二极管Z1～Z6整流为含有脉动波头的直流电压，该直流电压经反馈电阻R1、电感L1送至由电阻R2、R3、R4组成的取样电阻分压器。取样分压器并接有精度调节电容C1。由晶体管JS1、JS2构成的差分放大器对测量取样电压和由稳压管W1决定的基准电压进行比较放大。检测基准电压的差分晶体管JS2由测量整流电压供电，检测取样电压的差分晶体管JS1由辅助直流电源供电。辅助直流电源由降压电阻R12、稳压管W2及电容C2构成，它还为由晶体管JS3和电阻R8组成的推动放大器供电。JS3的输出控制大功率晶体管电流调整开关，晶体管调正开关由晶体管JS4与并联晶体管JS5、JS6复合构成。该开关电路经控制触点J1、J2与磁场电阻RC、电阻R14并联，接入励磁机励磁线圈LLQ的供电回路。LLQ两端并接有续流二极管Z7。电阻R13、电容C3和电阻R15、电容C4分别组成阻容吸收电路。由可调的磁场电阻RC和强励电阻RQ组成的手动调整励磁回路，与晶体管开关自动励磁调节装置由控制继电器(或开关、接触器)的触点J1、J2、J3、进行手动切换或保护动作时自动切换。
该装置的作用原理是当自动调节装置投入时，控制触点J1、J2闭合，J3打开，使阻值较大的R14串入磁场电阻RC回路。当发电机电压较低时，测量取样点A点电压低于基准电压稳压管W1上B点电压，差分管JS2导通，JS1截止，JS1集电极C点电位升高，由稳压管W2稳压的辅助直流电源经电阻R7向推动晶体管JS3提供基极电流使其导通。JS3导通推动了JS4、JS5、JS6组成的调整开关电路导通，短接了电阻RC和R14，使励磁线圈LLQ中励磁电流增加，励磁机L电压升高，供给发电机的励磁电流增加，升高发电机的电压。反之，当发电机电压很高，测量取样点A点电压高于基准电压稳压管W1上B点电压，差分晶体管JS1导通，JS2截止，JS1导通电流在其集电极电阻R7上产生压降，使C点电压低于推动晶体管JS3发射极电压，JS3截止，控制晶体管JS4、JS5、JS6组成的调整开关电路，使其截止，励磁机励磁线圈LLQ供电回路串入磁场电阻RC和阻值很大的电阻R14，励磁电流减少，使发电机电压下降。正常运行中的调节过程，比较放大差分电路晶体管JS1、JS2的导通、截止受测量取样电压的脉动波头控制，此时基准电压值处于测量取样电压脉动波头的峰谷之间，反锁电阻R1和电感L1对差分电路晶体管JS1、JS2的工作起正反馈作用，保证JS1、JS2按开关进行工作。测量取样电压的波头高于基准电压部分，差分管JS1导通，JS2截止，控制晶体管调整开关截止;测量取样电压波头低于基准电压部分，差分晶体管JS1截止，JS2导通，控制晶体管调整开关导通。平均励磁电流的大小，决定于晶体管调整开关电路的导通比。发电机电压变化时，测量取样点电压脉动波头高于基准电压和低于基准电压两部分的比例发生变化，从而控制晶体管调整开关导通比发生变化，改变平均励磁电流值，达到自动调节励磁目的，简言之，发电机电压升高时，晶体管调整开关导通比降低，平均励磁电流减小，迫使发电机电压下降;发电机电压降低时，晶体管调整开关导通比增大，平均励磁电流增加，迫使发电机电压上升。
适当调整电容C1的容值，改变其对测量直流电压脉动波头的滤波作用，可在一定范围内改变静态调节精度。但以C1提高装置的静态精度时，必须以不破坏调节器动态稳定性为准。
正常运行中要改变发电机的空载电压和无功负荷，由调整可变电阻R3，改变取样分压比来进行。该电阻应调整可靠，调整范围应能满足运行要求，安装在方便运行人员调整操作的地方。
上述励磁调节器可装设适当的保护，当调节器发生故障，调节异常时，有关保护动作，自动断开J1、J2触点，使自动调节器退出工作，同时闭合J3触点，短接电阻R14，使预先调好跟踪的手动调节磁场电阻RC投入工作，进行手动调节。
图2所示的应用实例与图1实例不同之处只在于它应用于自并励式发电机，励磁功率取自发电机机端，直接调节发电机励磁电流，其调节原理完全与上述说明相同。本发明原理也适用于单相同步发电机。
至此，已经表明和介绍了一种自动励磁调节装置，它满足发电机励磁调节的必要条件。只要没有离开后面权利要求
中所规定的本发明的范畴和精神实质，可以做出各种不同的实施方案。
权利要求
1.一种用于同步发电机的自动励磁调节装置，其特征在于，a励磁电流的调节环节是采用晶体管开关电路；b测量取样电压与基准电压比较放大采用晶体管差分电路，且两差分管分别由整流测量电压和与该电压串联的辅助直流电源供电；c整流后的测量电压与测量取样分压器、基准电压稳压管以及差分晶体管的供电回路之间，接有使差分比较放大器工作在开关状态的正反馈电阻和电感；d差分比较放大器的输出经由辅助直流电源供电的晶体管推动放大器控制调整励磁的晶体管开关电路。
2.按权利要求
项1所述的自动励磁调节装置，其特征在于电压测量回路里可并接有精度调节电容器。该电容並接在测量取样分压器两端或並接在测量电压整流器两端。
3.按权利要求
项1或2所述的励磁调节装置，其中调整励磁电流的晶体管开关电路，可由一级或多级晶体管放大器串联构成，而每级放大器又由一只或多只接有均流电阻的晶体管并联构成。
4.按权利要求
项1～3所述的自动励磁调节装置，其中为差分比较放大器和晶体管推动放大器供电的辅助直流电源是由励磁电源降压和稳压管稳压构成，或由单独的整流器供给。
5.一种本质上与本发明的技术特征相吻合的各种不同实施方案。
专利摘要
发明是一种用于同步发电机的自动励磁调节器。其主要技术特征是采用大功率晶体管开关电路，以测量电压控制晶体管开关导通比的方式调节励磁电流。结构回路简单，反应迅速，调节精确，起励容易，不易失控。
文档编号H02P9/38GK86100740SQ86100740
公开日1987年8月5日 申请日期1986年1月22日
发明者于学禄 申请人:内蒙古电力试验研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan