勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性

1、勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性上海交通大學(xué) 電氣工程系電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)v 時(shí)間響應(yīng)曲線rtpptst：上升時(shí)間：超調(diào)量：瞬態(tài)響應(yīng)峰值時(shí)間：調(diào)整時(shí)間電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁磁鏈勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電阻勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)v 他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)的傳遞函數(shù)EENEEREEi磁鏈與磁通的關(guān)系EEEEEEEEEEEEuRidtNduRidtd/對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行點(diǎn)，采用飽和系數(shù)SE來表達(dá)iEE與uEE之間的非線性關(guān)系。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁控制系統(tǒng)

2、的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)aEaEEEEEEEBEEBEEAEKuKGUSiIIIS)1 ()1 (EEEEEEEEEEEEEEauUGRSdtduTuGRUSdtNd)1 ()1 (GRSSTsusUsGsusUGRSSTEEEEEEEEEEELLLL)1 (1)()()(),()()1 (拉氏變換之令GRSKEEE)1 (1STKsGE1)(一階慣性環(huán)節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理v 交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可推導(dǎo)出交流勵(lì)磁機(jī) AC-I 模型電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理v 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各單元傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)

3、的傳遞函數(shù)1. 測量比較單元： sTKsUsUSGRRGdeR12. 綜合放大單元，一階慣性環(huán)節(jié)： sTKsGAAA1限幅環(huán)節(jié)3. 功率放大單元： sTKsGzz1 STzSMdeKsususG2為純滯后環(huán)節(jié)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理v 同步發(fā)電機(jī)傳遞函數(shù)v 勵(lì)磁-系統(tǒng)總傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)一階慣性： sTKsGdGG01 RGARdEEARGAREFGKKKsTsTsTKsTsTKKsUsU11110電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性v 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定性計(jì)算 求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函

4、數(shù)，求開環(huán)極點(diǎn) 計(jì)算以下量，以確定根軌跡的形狀 （1）根軌跡漸進(jìn)線與實(shí)軸的交點(diǎn)及傾角 （2）根軌跡在實(shí)軸上的分離點(diǎn) （3）在 軸交叉點(diǎn)的放大系數(shù) 根據(jù)勞斯判據(jù)，確定根軌跡與虛軸的交點(diǎn) 畫出根軌跡圖j電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁控制系統(tǒng)空載穩(wěn)定性的改善勵(lì)磁控制系統(tǒng)空載穩(wěn)定性的改善v 要想改善該勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須改變發(fā)電機(jī)極點(diǎn)與勵(lì)磁機(jī)極點(diǎn)間根軌跡的射出角，也就是要改變根軌跡的漸近線，使之只處于虛軸的左半平面。為此必須增加開環(huán)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)，使?jié)u近線平行于虛軸并處于左半平面。v 因此在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)自電壓處增加一條電壓速率負(fù)反饋回路。v 引入電壓速率反饋后，由于新增加了一對(duì)零點(diǎn)

5、，把勵(lì)磁系統(tǒng)的根軌跡引向左半平面，從而使控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性大為改善。該回路即勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器v勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器原理圖 A1輸出勵(lì)磁機(jī)磁場電流速率信號(hào)到電壓測量比較單元的輸入端。當(dāng)磁場電流躍增時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出正微分信號(hào)，使電壓測量比較單元瞬時(shí)輸出負(fù)信號(hào)去減弱勵(lì)磁機(jī)磁場電流。反之，則增強(qiáng)勵(lì)磁機(jī)磁場電流，而在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器無輸出。從而構(gòu)成了軟反饋，改善了系統(tǒng)阻尼特性。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理自動(dòng)裝置原理PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器v在遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)中，勵(lì)磁控制系統(tǒng)會(huì)減弱系統(tǒng)的阻尼能力，引起低頻振蕩。其原因可以歸結(jié)為兩條：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器按電壓偏差比例調(diào)節(jié)； 勵(lì)磁控制系統(tǒng)具有慣性。 當(dāng)輸電線負(fù)荷較重、轉(zhuǎn)子相位角發(fā)生振蕩時(shí)，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是采用按電壓偏差比例調(diào)節(jié)方式，所以提供的附加勵(lì)磁電流的相位具有使振蕩角度加大的趨勢。但是，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器維持電壓是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中對(duì)其最基本的要求，又不能取消其維持電壓的功能。研究表明，采用電力系統(tǒng)穩(wěn)定