综合放大K2
U SM
移相触发K3
a 可控整流K 4
U AVR
图2-34 励磁调节器简化框图
励磁调节器的简化框图如图2-34所示，图中K1、K2、K3、K4分别表示各 单元的增益，其间输入量输出量的符号如图所示。
14
U AVR
U AVR
b
(c)
O
(d )
U SM U de
O
a
UG
U de
U SM
5
K IQ
由于测量单元的放大倍数 K 1并未变化。所以有时称调差接线为无功补偿 接线。
22
G

. . . .
Ic
CT
CT
A B C
. . .

Ia
PT
. a . b .c
Ra Rc
至测量单元
a
'
b
'
c
'
图2-40 两相式正调差接线
23
在发电机电压互感器的副边，a、c二相中分别串入电阻 R a和 R c ，并 且 R a 和 R c 是同轴调节的，在 R a 上引入c相电流 I c ，在 R c 上引入a相电 流 I a 。这些电流在电阻上产生的压降与电压互感器副边三相电压按相位 组合后，送入测量单元的测量变压器。
IQ
图2-38发电机调差系数与外特性
励磁调节器总的放大倍数K越大，ab直线越平缓，调差系数就 越小。
18
四、励磁调节器静态特性的调整 需要对自动励磁调节器工作特性进行调整： ①保证并列运行发电机组间无功电流的合理分配，即改变调差 系数；
②保证发电机能平稳的投入和退出工作，平稳的改变无功负荷， 而不发生无功功率的冲击现象；即上下平移无功调节特性。 （一）调差系数的调整
1、电压测量
T1
8
R4 R1
C1
10
U se
R2
T2
12
R3
图2-26 电压测量环节原理图
7
2、比较整定电路
U
R
se
5
R
6
Rf

R
14
U
R
VZ2
8
R
VZ1
7

AJ
11
U
de
19
U
RP
R
20
R
9
15V
VZ
R
18
(a )
图2-34 比较整定电路 (a)原理电路；(b)输出特性
8
为了适应运行需要，微电机的控制电路应满足下列要求： （1）增磁操作及增磁上限自动限位。 （2）减磁操作及减磁上限自动限位。
（3）正常停机时，自动复归到额定位置。
（4）紧急停机灭磁时，自动减磁到下限位置。
为完成上述功能，电压整定器附设了一套控制电路，主要由继 电器逻辑电路及六对凸轮节点构成。凸轮与微电机同轴，用作反映 电压整定器的几个特殊位置（额定位置、上限位置和下限位置等）。
9
（二）综合放大单元
测量比较
综
U SM
最小励磁限制器 最大励磁限制器 励磁系统稳定器
在不改变调压器内部元件结构的条件下，在测量元件的输入量 中，除 U G 外，再增加一个与无功电流 I Q 成正比的分量，就获得 调整调差系数的效果。
21
IL
发电机组K f
触
UG
晶 闸 管 K4
a
发 器 K3
u3
放 大 K2
u2
测 量 K1
k iQ
图2-39 调差系数原理框图
在图2-39中，测量单元的内部结构并未改变。其放大倍数仍为 K 1 ，只 将输入量改为 U G K I Q 于是测量输入变为 U REF (U G ±K IQ ) U G
16
调差系数用 表示，其定义为
U G1 U G 2 U G1* U G 2* U G* U GN
式中 U GN —发电机额定电压
UG
U G1 U G2
(2-19)
U G
U G1、U G2 —分别为空载 运行和带额定无功电流时 的发电机电压（见图2-43）, 一般取 U G 2 U GN 。
在正调压接线时，其接线极性为
U a I c R a 和 U c I a Rc




24
U
' ' a b
I c Ra

Ua

I a Rc


Ic
90

IA

由图2-47（a）可知，当 cos 0 时，即发电机只带无功负荷 时，测量变压器输入的电压 ' ' U 为电压 U a 、U b 、 c' ，显然 较电压互感器副边电压 U a 、U b 、 U c 的值大，而 ' 且其值 U 'a 、U b 、 'c 随着 U 无功电流的增大而增大。
第二章
第四节 励磁调节器原理--
本节内容包括： 励磁调节器的构成 各环节的工作原理、工作特性 励磁调节器的静态工作特性 励磁调节器的辅助控制 本节学习路线：
从理解励磁调节器的构成入手，分析各环节的工作原理， 得出其工作特性，最后合成出励磁调节器的静态工作特性，并 予以分析。
2
一、自动调节器的功能和基本框图
三相同 步信号
同 步 变 压 器
同
6
步 移 相 器
脉 冲 发 生 器
至晶闸管 整流装置
3
6 脉冲给定基准器
综合控制信号 SM U
图2-31 移相触发单元原理框图
主要由同步变压器、同步移相器、脉冲触发器和脉冲给定基准器组成。
11
（四）自动－手动的自动切换 励磁调节器由自动励磁（AC）调节器和手动励磁（DC）调节 器组成，为双通道结构。
5
二、励磁调节器原理
构成励磁调节器的型式很多，但自动控制系统的核心部分却很 相似。基本的控制由测量比较、综合放大、移相触发单元组成。
6
（一）测量比较单元 测量比较单元的作用是测量发电机电压并变换为直流电压，与 给定的基准电压相比较，得出电压的偏差信号。测量比较单元由 电压测量、比较整定环节组成 。
励磁调节单元的最基本部分是一个闭环比例调节器。它的输入量是发 电机电压U G ，输出量是励磁机的励磁电流或是转子电流。 它的主要功能有二：一是保持发电机的端电压不变；其次是保持并 联机组间无功电流的稳定分配。IEERcI
DE
EF

G UG
图2-29 励磁系统一例

3
人工调节规律总结
I
EE
b
I
12
手控方式（DC）下，测量、放大单元退出工作，而脉冲触发单 元则继续工作。即用手控方式给出的控制信号相当于自动控制 （AC）时综合放大单元输出的控制信号。
U SM
U SM
'

AJ
U
'
图2-39 平衡电路
13
三、励磁调节器的静态工作特性 （一）静态工作特性的合成
U REF
测量K1
UG
U de

Uc
'
cos 0
Uc
Ub
(a )
图2-47 正调差接线相量图
根据励磁调节器装置的工作特性，测量单元输入电压上升，励磁 电流将减小，迫使发电机电压下降，其外特性 U G IQ 的下倾度 加强。 25

I c Ra


Ua

Ua
'
Ia

Ic
I a Rc


Uc

Ub
cos 1
在实际运行中，发电机一般采用正调差系数，有利于维持稳定 运行。 至于负调差系数，一般只能在大型发电机-变压器组单元接线时 采用，这时发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗压降 以后，在变压器高压侧母线上看，仍具有正调差系数，因此负调差 系数主要是用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电机-变压器组的外 特性下倾度不致太厉害，这对于大型机组是必要的。 正负调差系数可以通过改变调差接线极性来获得，调差系数一 般在 5%以内。调差系数的调节原理如下。
EEb
图2-30 人工调压的作用
I
a
EEa
o
U
Gb
U
U
Ga
G
4
基准 电压





前置放大
电源


功率 放大
励磁机
电源
发电机
测量元件
调差系数
电源
手动控制
手控 励磁机
自动调压器
发电机
自动励磁系统器
图2-31 自动励磁系统基本原理框图
将测得的发电机端电压与基准电压进行比较，用其差值作为 前置级至功率放大级的输入信息，最后在功率放大级的末端输出 一个与此差值反方向的励磁调整电流，使调节器的输入量 U G 与输 出量 I EF 之间达到图2-30ab段表示的比例关系。
电力系统稳定器
合 放 大
图2-35 综合放大单元的输入信号
各输入控制信号按其性质可分为三种类型：被调量控制量（基 本控制量）、反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制 量）、限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。
10
（三）移相触发单元
移相触发单元是励磁调节器的输出单元，它根据综合放大单元送来的 综合控制信号 U SM 的变化，产生可以改变相位的脉冲，用以触发功率整 流单元的晶闸管，从而改变可控整流单元的输出，达到调节发电机励磁 的目的。
AC调节器是主励磁调节器，按发电机端电压对给定值的偏差 量大小自动调节发电机励磁，以维持机端电压稳定，正常运行时， AC调节器工作，DC调节器作AC调节器的备用。