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同步发电机可控硅励磁调节器原理及故障分析

2008/7/9 15:28:31              

一、电路分析

同步发电机励磁主电路见图1。同步发电机由主绕组F和励磁绕组L组成,励磁绕组是通过单相桥式半控整流供电。Z3是续流二极管,C5、R13、C6、R14、C7、R15等元件组成阻容保护电路。其控制电路由以下几部分组成:

1.比较环节:将发电机F输出的交流电经整流桥Z1、滤波器Rl、C1变为直流电,通过调压电位器W加到由R2、R3、WGl、wG2组成的对称桥式比较回路。稳压管WGl、WG2作为标准比较电压。

2.检测桥的电路:当输入电J土Usr<UwG稳压管稳定电J土时,稳压管尚未击穿,电流很小,因此R2、R3上的压降很小。所以Usc≈Usr。当Usr>UwG时,稳压管工作,R2、R3上压降为Usr-UwG,所以Usc=UwG2-UR2=2UwG-Usr。当Usr从0增加到2UwG时,Usc的变化曲线如图2中O-A-B所示。

3.稳定环节:由R4、R5、R6、R7、C2、C3组成防止系统振荡电路。

4.移相触发环节:由单结晶体管BT、稳压管WG3、电阻R8、R9、R10、电容C4、三极管BGl和脉冲变压器BM组成触发电路。从检测比较环节输出电压控制BGl对电容充电的快慢进行移相,移相后的脉冲经脉冲变J土器Bm加到脉冲分配环节。

5.脉冲分配环节:同步变压器的交流电压控制BG2、BG3轮流导通(每个导通半个周期)。同步变压器的极性保证KGl承受正向电压时BG2导通,这样触发脉冲就通过BG2加到KGl控制极上,使得可控硅在承受反向电J土时不送入脉冲。

6.充磁和起励环节:由隔离二极管Z2、蓄电池E、限流电阻R、起励按钮QA组成。当发电机无剩磁时,由蓄电池E充磁。

起励过程:由于发电机剩磁电压很低,因而控制回路无法工作,这样可控硅就得不到触发脉冲而无法导通,所以必须另加他励环节,负责发电机起励。具体过程如下:按下起励按钮QA,这时发电机励磁绕组由蓄电池E充磁,这样就有交流电压输出。开始电压较低,因此比较环节工作在O-A段,其输出电压Usc随着发电机电压上升而增加,使BGl等效内阻减少,触发脉冲就前移,可控硅开放角逐渐增加,这样有助于起励。当发电机电压升至一定数值,比较环节就进入A-B段工作.这时随着发电机电压上升.其输出电压Usc反而减少。因而可控硅开放角也减少.一直升到额定电压就稳定工作。继电器J2在发电机电压升至大约90%额定电压时动作.将蓄电池切断,以免继续充磁使发电机电压过高而损坏可控硅。由于J2触点容量较小,所以利用网对常闭触点串并联使用。

恒压过程:当发电机电压偏离额定值时,若发电机输出电压Fu↑→同步变压器B1→检测桥输出电压usc↓→BG1 Ube ↓→BGl Ic ↓→电容C4充电速度放慢↓一单结晶体管触发脉冲后移↓→可控硅导通角减少↓→勋磁线圈L电流减少↓→发电机输出电压Fu↓;反之发电机输出电压Fu ↑,从而自动调节励磁电流使发电机电压稳定。

7.低速过电流保护环节:当发电机转速下降或因其他原因使磁场电流超过规定值时,Jl动作,将触发器电源短路,可控硅立即关闭,发电机失压,避免可控硅过电流而损坏。

二、故障检修实例

[例]发电机输出线电压只有90V,调节调压电位器W,电压只能降低而不能升高(电压在90V以下变化)。

调节调压电位器W,电压可以在90V以下范围变化,说明移相触发电路正常,故障可能出在检测桥电路和脉冲分配环节。首先检查检测桥电路没有发现异常。当用万用表检查脉冲分配环节时,发现三极管BG2自勺L基极与集电极开路,造成脉冲信号无法到达KGl控制极而不能导通.因励磁线圈两端电压为UL=0.45Un+COSα/2(UL为励磁电压,Uf为发电机反馈电压),励磁电压减少,达不到额定值,所以发电机的电压无法调高,用同型号的三极管换上后试机电压可调到450V。

[例2]发电机输出电压忽高忽低。首先检查防振荡电路,重点检查电阻R4~R7、电容C2、C3.发现电容C3的一只脚腐蚀断,补焊好试机电压正常。在实际修理中发现当调压电位器W接触不好或灰尘多时也可能造成以上故障。

标签:可控硅
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