1、勵磁自動控制系統(tǒng)的動態(tài)特性勵磁自動控制系統(tǒng)的動態(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)自動裝置原理自動裝置原理勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)v 時間響應(yīng)曲線rtpptst：上升時間：超調(diào)量：瞬態(tài)響應(yīng)峰值時間：調(diào)整時間電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理勵磁機勵磁磁鏈勵磁機勵磁電阻勵磁機勵磁電流勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)v 他勵直流勵磁機的傳遞函數(shù)EENEEREEi磁鏈與磁通的關(guān)系EEEEEEEEEEEEuRidtNduRidtd/對應(yīng)不同的運行點，采用飽和系數(shù)SE來表達iEE與uEE之間的非線性關(guān)系。電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理勵磁控制系

2、統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系統(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)自動裝置原理自動裝置原理v 交流勵磁機勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可推導(dǎo)出交流勵磁機 AC-I 模型電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理v 勵磁調(diào)節(jié)器各單元傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系

3、統(tǒng)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)自動裝置原理自動裝置原理v 同步發(fā)電機傳遞函數(shù)v 勵磁-系統(tǒng)總傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)勵磁控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)一階慣性： sTKsGdGG01 RGARdEEARGAREFGKKKsTsTsTKsTsTKKsUsU11110電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理勵磁自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性勵磁自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性v 勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定性計算勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定性計算 求系統(tǒng)的開環(huán)傳遞

4、函數(shù)，求開環(huán)極點 計算以下量，以確定根軌跡的形狀 （1）根軌跡漸進線與實軸的交點及傾角 （2）根軌跡在實軸上的分離點 （3）在 軸交叉點的放大系數(shù) 根據(jù)勞斯判據(jù)，確定根軌跡與虛軸的交點 畫出根軌跡圖j電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理勵磁控制系統(tǒng)空載穩(wěn)定性的改善勵磁控制系統(tǒng)空載穩(wěn)定性的改善v 要想改善該勵磁自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須改變發(fā)電機極點與勵磁機極點間根軌跡的射出角，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，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，由于新增加了一對零

5、點，把勵磁系統(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。該回路即勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)自動裝置原理自動裝置原理勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器v勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器原理圖 A1輸出勵磁機磁場電流速率信號到電壓測量比較單元的輸入端。當(dāng)磁場電流躍增時，勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器輸出正微分信號，使電壓測量比較單元瞬時輸出負(fù)信號去減弱勵磁機磁場電流。反之，則增強勵磁機磁場電流，而在穩(wěn)態(tài)運行時勵磁系統(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)自動裝置原理自動裝置原理PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器v在遠距離輸電系統(tǒng)中，勵磁控制系統(tǒng)會減弱系統(tǒng)的阻尼能力，引起低頻振蕩。其原因可以歸結(jié)為兩條：勵磁調(diào)節(jié)器按電壓偏差比例調(diào)節(jié)； 勵磁控制系統(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，由于勵磁調(diào)節(jié)器是采用按電壓偏差比例調(diào)節(jié)方式，所以提供的附加勵磁電流的相位具有使振蕩角度加大的趨勢。但是，勵磁調(diào)節(jié)器維持電壓是發(fā)電機運行中對其最基本的要求，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