康明斯动力（深圳）有限公司

 

新闻主题	发电机励磁系统中的整流电路（图文）

 

发电机整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。习惯上称单向脉动性直流电压。

 

1．三相全控桥整流电路

在电力电子技术课程中我们已经了解了如何将三相电压经三相全控桥整流电路整流为可控的直流电压。全控桥整流电路由6个晶闸管构成，其触发导通换相角是可控的，见图1。通过控制触发角α的大小，可以改变直流电压的大小。确定同步电压由负变正过零点滞后α角触发，依次触发6个脉冲。图2中的a、b、c是VSO1、VSO3、VSO5控制触发角α的起始点（α＝0）；a＇、b＇、c＇是VSO4、VSO6、VSO2控制触发角α的起始点。VSO1～VSO6触发脉冲依次间隔60°，顺序为a、c＇、b、a＇、c、b＇，并要依次与uab、uac、ubc、uba、uca、ucb电压保持同步。为保证后一晶闸管触发导通时前一晶闸管处于导通状态，在给后一晶闸管触发脉冲的同时也给前一晶闸管以触发脉冲，形成双脉冲触发。

 

图1 发电机三相全控桥整流电路图

图2 发电机控制触发脉冲曲线图.

 

三相全控桥整流电路输出电压与控制角α的关系为

Ud=1.35Ecosα .........................................(6-1)

式中 E——输入交流线电压。

当α＜90°时，Ud＞0，改变控制角就可以改变直流电压，实现AER功率单元的控制要求。

2．整流换相过程

三相全控桥整流过程中，同一时刻应有两个晶闸管处于导通状态。在受到正向电压和控制触发脉冲作用下，预导通的晶闸管由截止进入导通状态，而预关断的晶闸管由导通进入截止状态，形成换相过程。由于整流电路的负载是发电机的转子绕组，换相回路存在大电感，换相电流不能瞬时变化，以VSO6向VSO2换相过程为例，i6逐渐从Ifd衰减为0，VSO6关断。i2逐渐从0上升为Ifd，见图3。

 

图3 发电机电源电感对换流的影响

 

在换相过程中，ub、LT、uc、LT经VSO6和VSO2短路（见图4）。由于短路环存在，输出电位为两个LT的中点，直到VSO6关断，在输出波形上留下缺口，换流角为γ，见图3左图。

由交流回路等值电抗XT所引起的换相过程使直流输出电压平均值为 

 

 

由式（6-2）可得到整流电路的外特性如图4所示。

式（6-2）表示虽然XT是交流侧参数，但其在换相过程的作用效果等值于直流电流在其上的直流压降。由此可见，在某一固定触发角α时（E01或E02），直流侧输出电压Ud随励磁电流Ifd的特性是下倾的，见图6-7中特性1和特性2。励磁绕组的伏安特性为特性3（带有一定非线性），其与全控桥外特性的交点即为运行点，而改变控制触发角α可以使外特性上下平移，相应改变励磁电压的工作点，见图6-7。

 

图4 发电机换流期间的等值电路图

图5 发电机三相全控桥整流电路外特性曲线图

 

3．逆变工作状态

当移相触发角α＞90°时，直流侧输出电压将为负电压。转子绕组磁场能量向交流侧释放，直到能量释放完毕，这种移相触发角α＞90°，能量向交流侧释放的作用，称之为“逆变”，逆变过程用于在发电机需要停机时灭磁。

（1）逆变工作原理

设三相全控桥原工作在整流状态，在励磁绕组中建立电流Ifd方向如图7中所示。当交流侧电源uab变为负值时，电感L中的Ifd方向不变，于是电感L中的储能反馈到电源中，即交流电源吸取直流侧L反馈的能量，实现了逆变。

如图6所示，设VSO1、VSO6导通，此时uab＜0，但负载电感L中原有电流Ifd在逆变过程中在L两端产生的感应电动势［极性见图6］较大，抵消uab后仍然可使VSO6、VSO1处为正向电压，保持导通状态。于是输出电压Ufd等于uab（负值）。当L中储能不能维持逆变时，晶闸管中电流中断，逆变结束。显然，Ufd.av负值愈大，逆变过程愈短。

 

图6 发电机三相全控桥逆变电路图

图7 发电机三相全控桥逆变波形图

 

（2）实现逆变的条件

根据上述分析，三相全控桥实现逆变工作的条件如下。

① Ufd.av应为负值，所以控制角α＝90°～180°。

② 负载必须为电感性（如发电机的励磁绕组），且原先三相全控桥在整流状态下工作，即负载电感原先储有能量。当然，纯电阻负载时三相全控桥不能实现逆变。

③ 交流电源电压不能消失。因逆变时负载两端电压被限制在电源电压水平，所以电源电压愈高或控制角a愈大时，在同样条件下逆变过程愈短。

（3）逆变角β

三相全控桥工作在逆变状态时，每个晶闸管元件连续导通120°电角度，每隔60°有一个晶闸管换流，在输入电压一个周期内，每个晶闸管的导通角是固定的，与控制角α大小没有关系。定义逆变角β＝180°-α，考虑换流角γ的存在，β角不能过小。逆变时一般固定取β＝40°，即α＝140°

 

----------------
以上信息来源于互联网行业新闻，特此声明！
若有违反相关法律或者侵犯版权，请通知我们！
温馨提示：未经我方许可，请勿随意转载信息！
如果希望了解更多有关柴油发电机组技术数据与产品资料，请电话联系销售宣传部门或访问我们官网：https://www.11fdj.com