專利名稱：：勵磁雙整流橋智能物理均流控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)功率整流部分，特別是涉及一種基于磁阻調(diào)節(jié)的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器。
背景技術(shù)：
：在發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中，功率整流單元為交流到直流轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，一方面受單只整流器件容量限制，另一方面為了提高整流系統(tǒng)可靠性保證功率儲備，一般均采用兩個或更多個功率整流單元并聯(lián)運(yùn)行的方案。在多個功率整流單元并聯(lián)運(yùn)行的勵磁系統(tǒng)中，由于可控硅或整流二極管特性參數(shù)差異，并聯(lián)的功率整流元件阻抗有偏差，功率橋結(jié)構(gòu)布局不同，并聯(lián)元件交、直流側(cè)銅排或電纜阻抗不一致等諸多因素，導(dǎo)致并聯(lián)功率整流橋(或同一相的并聯(lián)元件)的輸出電流不相等。當(dāng)輸出電流嚴(yán)重不均衡時，可能造成輸出電流小的整流元件利用率低，輸出電流大的整流元件因過負(fù)荷而損壞，對發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行帶來重大隱患。業(yè)界對勵磁整流系統(tǒng)的均流問題積極采取了多種方案措施，但方案的可靠性及成本問題都不是非常理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，該控制器通過調(diào)節(jié)均流電抗器鐵芯磁路的磁阻，以調(diào)節(jié)功率整流橋的交流輸入阻抗，達(dá)到調(diào)整均流系數(shù)的目的。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是所述勵磁雙整流橋智能物理均流控制器簡稱控制器，其由裝在控制器外殼內(nèi)的調(diào)整部件和兩個結(jié)構(gòu)相同的可調(diào)電抗器組成。其中控制器有一個輸入接點(diǎn)、兩個輸出接點(diǎn)，輸入接點(diǎn)與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的勵磁電源進(jìn)線端相連，兩個輸出接點(diǎn)分別與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的兩個整流橋交流輸入開關(guān)進(jìn)線側(cè)相連；可調(diào)電抗器的調(diào)整線圈亦即其檢測線圈，與調(diào)整部件的輸入端相連，調(diào)整部件輸出信號調(diào)整鐵芯飽和度。本實(shí)用新型提供的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器(簡稱本控制器)，兼具業(yè)界純物理均流方式與數(shù)字均流方式的優(yōu)點(diǎn)，均流方法簡單可靠，主要具有以下特點(diǎn)1.本控制器均流系數(shù)高達(dá)99%以上，遠(yuǎn)超國標(biāo)85%的要求。2.降低了對并聯(lián)整流元件的匹配要求傳統(tǒng)的均流措施，對并聯(lián)橋臂的整流元件選配嚴(yán)格，要求元件通態(tài)電阻、斜率電阻等電氣性能盡可能--致，匹配麻煩，現(xiàn)場運(yùn)行中如果整流元件發(fā)生損壞，新更換的備件匹配難度更大。本控制器對整流元件的匹配基本無要求，特別是免除了更換備用整流元件后均流系數(shù)差的隱患。3.對整流橋交直流側(cè)銅排(或電纜)布置無嚴(yán)格要求，現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)。4.調(diào)節(jié)過程智能化，無須人為干預(yù)。5.采用純物理方式，不在可控硅的脈沖回路串接調(diào)整電路，可靠性高。6.本控制器失效時，相當(dāng)于在電路中不起作用，對主回路無影響，安全性高。7.適用廣對于在整流元件控制回路串接調(diào)整電路的均流方式，僅對可控硅整流橋適用，對二極管不控整流橋則無能為力，而本控制器對可控或不可控整流橋均適用。圖1是本實(shí)用新型的電氣原理圖。圖2是圖1中調(diào)整部件的結(jié)構(gòu)及電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型的主視圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是本實(shí)用新型的應(yīng)用接線圖。圖3、圖4中l(wèi).勵磁電源電纜或銅母排接線端；2.第一整流橋交流接線端；3.第二整流橋交流接線端；4.裝置本體；5.安裝螺孔。具體實(shí)施方式本實(shí)用新型提供的是一種基于磁阻調(diào)節(jié)的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，該控制器適用于功率整流單元為雙橋配置的系統(tǒng)，以磁通量控制為原理核心，通過調(diào)節(jié)均流電抗器鐵芯磁路的磁阻以調(diào)節(jié)功率整流橋的交流輸入阻抗，達(dá)到調(diào)整均流系數(shù)的s的。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型提供的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器(簡稱控制器)，其結(jié)構(gòu)如圖i所示由裝在控制器外殼內(nèi)的調(diào)整部件和兩個結(jié)構(gòu)相同的可調(diào)電抗器組成?？刂破饔幸粋€輸入接點(diǎn)、兩個輸出接點(diǎn)，輸入接點(diǎn)與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的勵磁電源進(jìn)線端相連，兩個輸出接點(diǎn)分別與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的第一、第二整流橋交流輸入開關(guān)進(jìn)線側(cè)相連(見圖5);可調(diào)電抗器的調(diào)整線圈亦即其檢測線圈，與調(diào)整部件的輸入端相連，調(diào)整部件輸出信號調(diào)整鐵芯飽和度。上述的可調(diào)電抗器(以下簡稱電抗器)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示由主回路線圈、次回路線圈和鐵芯組成，主回路線圈和次回路線圈繞在鐵芯上。上述的調(diào)整部件，其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示由兩個支電路和檢測這兩個支電路的電流大小的差值檢測單元組成，兩個支電路的功能結(jié)構(gòu)完全一致。每個支路包含隔離、電磁信號變換、磁平衡、電流測量、電勢平衡和磁阻平衡單元，其中差值檢測單元的輸入端與兩個支電路屮的電流測量單元輸出端相連，差值檢測單元的輸出端與電勢平衡單元的輸入端相連。各支電路中隔離單元、電流測量單元和磁阻平衡單元的輸入端接至可調(diào)電抗器的檢測器的輸出端，隔離單元的輸出端經(jīng)電磁信號變換單元與磁平衡單元的輸入端相連，磁平衡單元的輸出端接至電勢平衡單元的輸入端，電勢平衡單元的輸出端與磁阻平衡單元輸入端相連。在功能上，隔離單元隔離變換的磁信號輸入至磁平衡單元，磁平衡單元檢測兩支電路的磁不平衡度；電流測量單元將兩支電路電流信號輸出至差值檢測單元，檢測兩支電路的電流不平衡大小；磁平衡單元與差值檢測單元將信號共同輸出至電勢平衡單元，電勢平衡單元將信號輸出至磁阻平衡單元中。在圖2中檢測器(包括檢測l、檢測2)既是檢測兩支電路電流大小的線圈，又是兩支電路電抗器的調(diào)整線圈。檢測器的交變電流信號輸入至隔離單元，隔離單元將交變電流信號轉(zhuǎn)換為磁信號，磁信號的強(qiáng)弱(即磁感應(yīng)強(qiáng)度)與交變電流信號成正比，兩通道的磁信號分別輸入至磁平衡回路，磁平衡單元檢測兩支電路的磁不平衡度。測量1、測量2單元分別測量流經(jīng)電抗器L1、L2的電流，由差值檢測單元檢測兩支電路的電流不平衡大小，在磁信號差值與電流差值共同作用下，磁平衡單元調(diào)整兩支電路電勢至平衡狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整兩支電路的電抗器L1、L2的鐵芯磁路飽和度(即其磁導(dǎo)率u)。本實(shí)用新型調(diào)整部件的工作原理是由磁路歐姆定律可知Rm=uxl/SL=N2/Rm式中Rm為磁路磁阻，U為磁路鐵芯磁導(dǎo)率，l為磁路長度，S為磁路面積。調(diào)節(jié)L1、L2所對應(yīng)的磁阻JU，亦即改變了L1、L2電感量的大小。由電感的定義，L.l、L2的電感量分別為1一禱2一F2—/2-"/22一1-W/22〃2改變電抗器鐵芯磁路的磁阻Rm，亦即改變了L1、L2的大小，達(dá)到均流的目的。設(shè)導(dǎo)通時/,〉/2，控制器根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，實(shí)時調(diào)整控制器內(nèi)部邏輯，使/12減小，/22增大，則U的鐵芯磁路磁阻減小，磁通量增大，電感量增大；電抗器L2的鐵芯磁路磁阻增大，磁通量減小，電感量減小。電感量的變化使/,減小，/2增大，最終使/,、/2趨丁-相等，反之，/,</2時，調(diào)節(jié)過程相反。本控制器采用環(huán)氧樹脂澆注，整個調(diào)整部件與L1、L2主回路及本控制器外殼完全絕緣，以提高介電強(qiáng)度。本控制器的電抗器和調(diào)整部件均以絕緣方式集中封裝裝在控制器外殼內(nèi)，即電抗器、調(diào)整部件和控制器外殼三者之間采用環(huán)氧樹脂隔離澆注，完全絕緣。本控制器可以有5、8、13、20四個系列，每個系列適用于不同的電流范圍(見表l)。各系列實(shí)物外形及安裝簡圖見圖3和圖4:本控制器的裝置本體4，其左側(cè)是含有4個接線螺孔的勵磁電源電纜或銅母排接線端1(簡稱接線端1)，右側(cè)是含有4個接線螺孔的第二整流橋交流接線端3(簡稱接線端3)，上部是含有4個接線螺孔的第一整流橋交流接線端2(簡稱接線端2)。通過接線端1上的4個螺孔，外部勵磁電源電纜或銅排進(jìn)線與本控制器的接線端l用螺絲壓接。通過接線端2及接線端3上的4個螺孔，第一和第二整流橋交流進(jìn)線電纜或銅排，分別與接線端2及接線端3用螺絲壓接。接線端1和接線端3，各設(shè)有2個安裝螺孔5，這些安裝螺孔通過螺釘可使本控制器固定在現(xiàn)場中。本控制器應(yīng)用時，交流電源A、B、C三相，每相串接一只。本控制器接線如圖5所示Ea、Eb、Ec、為三相勵磁電源，La、Lb、Lc、為勵磁電源各相漏抗及各相聯(lián)接電纜電抗之和，1QS、2QS分別為三相整流橋1(第一整流橋)、整流橋2(第二整流橋)的交流輸入開關(guān)。三相勵磁電源與整流橋交流輸入開關(guān)之間的虛框部分為串接的控制器。由上述均流原理分析可知，通過可調(diào)電抗器自動調(diào)整，1,=12，設(shè)本控制器串接在B相，即能保證整流橋l、整流橋2的B相相電流相等，+B、-B相橋臂電流相等。進(jìn)一步分析三相整流橋的原理可知，+B、-B相橋臂電流波形為占空比為1/3的方波，方波幅值等于整流橋輸出電流即勵磁電流的1/2，A相、C相的原理與B相相同。三相都接入控制器后，即能保證兩橋各相橋臂電流都分別相等，而且各橋臂方波電流幅值都等于勵磁電流的1/2，達(dá)到兩橋均流目的。附表表l<table><table>權(quán)利要求1.一種勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，其特征是所述勵磁雙整流橋智能物理均流控制器簡稱控制器，其由裝在控制器外殼內(nèi)的調(diào)整部件和兩個結(jié)構(gòu)相同的可調(diào)電抗器組成，其中控制器有一個輸入接點(diǎn)、兩個輸出接點(diǎn)，輸入接點(diǎn)與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的勵磁電源進(jìn)線端相連，兩個輸出接點(diǎn)分別與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的兩個整流橋交流輸入開關(guān)進(jìn)線側(cè)相連；可調(diào)電抗器的調(diào)整線圈亦即其檢測線圈，與調(diào)整部件的輸入端相連，調(diào)整部件輸出信號調(diào)整鐵芯飽和度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，其特征是調(diào)整部件由兩個支電路和檢測這兩個支電路的電流大小的差值檢測單元組成，每個支電路包含隔離、電磁信號變換、磁平衡、電流測量、電勢平衡和磁阻平衡單元，其中差值檢測單元的輸入端與兩個支電路中的電流測量單元輸出端相連，差值檢測單元的輸出端與電勢平衡單元的輸入端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，其特征是各支電路中，隔離單元、電流測量單元和磁阻平衡單元的輸入端接至可調(diào)電抗器的檢測器的輸出端，隔離單元的輸出端經(jīng)電磁信號變換單元與磁平衡單元的輸入端相連，磁平衡單元的輸出端接至電勢平衡單元的輸入端，電勢平衡單元的輸出端與磁阻平衡單元輸入端相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，其特征是可調(diào)電抗器和調(diào)整部件均以絕緣方式裝在控制器外殼內(nèi)。專利摘要本實(shí)用新型提供的勵磁雙整流橋智能物理均流控制器，由裝在控制器外殼內(nèi)的調(diào)整部件和兩個結(jié)構(gòu)相同的可調(diào)電抗器組成，其中控制器有一個輸入接點(diǎn)、兩個輸出接點(diǎn)，輸入接點(diǎn)與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的勵磁電源進(jìn)線端相連，兩個輸出接點(diǎn)分別與發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)中的兩個整流橋交流輸入開關(guān)進(jìn)線側(cè)相連；可調(diào)電抗器的調(diào)整線圈亦即其檢測線圈，與調(diào)整部件的輸入端相連，調(diào)整部件輸出信號調(diào)整鐵芯飽和度。本實(shí)用新型兼具業(yè)界純物理均流方式與數(shù)字均流方式的優(yōu)點(diǎn)，簡單可靠，均流系數(shù)高達(dá)99％以上；現(xiàn)場適應(yīng)性強(qiáng)；調(diào)節(jié)過程智能化，無須人為干預(yù)；不在可控硅的脈沖回路串接調(diào)整電路，可靠性高；對主回路無影響，安全性高；對可控硅或二極管整流橋均適用。文檔編號H02P9/14GK201210664SQ20082006740公開日2009年3月18日申請日期2008年5月23日優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日發(fā)明者軍蘇申請人:武漢洪山電工科技有限公司