第四章励磁自动控制系统的动态特性课件.ppt
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- 第四 章励磁 自动控制系统 动态 特性 课件
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1、第四章 励磁自动控制系统的动态特性第一节 概述自动励磁控制系统 控制对象:发电机 控制器: 励磁调节器 执行环节:励磁机反馈控制系统 上一章:励磁自动控制系统的工作原理与静态持性。 在本章:励磁自动控制系统的动态特性对于一个反馈控制系统,应了解其动态性能。即在任何原因引起被控制量变动后,励磁系统是否稳定、调节过程中的超调量、调节时间及振荡次数等是否满足要求。其中稳定性是首要问题。 励磁自动控制系统是一个反馈控制系统主要由以下几部分组成励磁系统几个动态指标 2)上升时间 是响应曲线自10%稳态响应值上升到90%稳态响应值时所需的时间 p3)超调量 发电机端电压的最大瞬时值与稳态值之差对稳态值的百
2、分数 rt4)调整时间 是当其输出量与稳态值之差达到了且不再超过某一允许误差范围时的( (通常取稳态值的通常取稳态值的5 5或或2 2) )时间.st1)延迟时间td 从励磁系统输入阶跃信号到系统开始呈现响应的时间。5)峰值时间tp :响应值超过稳态值达到第一峰值所需的时间。 6)振荡次数N:在ts内的振荡次数。第二节 励磁控制系统的传递函数 1 典型的励磁控制系统结构框图 放大励磁机同步电机励磁系统稳定器电压测量比较基准输入其它信号UG+-+-EEEEEEEEEEEEuiRdtdNuiRdtdGiEE=uEuEEREE励磁机发电机2 直流励磁机的传递函数 定义所以BEABEABBAEESEI
3、SIIIIS)1 (1EEEEEEESGuGuSGui1aEaaaalaEKuWhileCC1EEuKIBIAEBEABAIEEUEG1直流励磁机的的饱和特性曲线 由饱和特性曲线得EEKsT1ESUEUEE+-他励直流励磁机的传递函数框图 EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESKsTGSRGRsTsusuuGSRGuRudtduTuSGuGuRdtduKN11E , iEE 代入得励磁回路方程KuEEEEEEEEESGuGuSGui)1 (EEEEEEGSRSGRKKNT/2 交流励磁机的传递函数EsT1ES1UEUEE+- 11EEEEESsTsUsUdtdiLRiuEEEE
4、EEEE)1 (EEEEEEESGUiGUi可求得励磁机的励磁回路方程故得 交流励磁机的传递函数假设其转速为恒定,忽略其电枢回路的假设其转速为恒定,忽略其电枢回路的暂态过程,则交流励磁机等效电路和其暂态过程,则交流励磁机等效电路和其饱和特性曲线如左饱和特性曲线如左3 励磁调节器各单元的传递函数 A 电压测量比较单元的传递函数 sTKsUsUsGRRGdeR1)()()(B 综合放大单元的传递函数 sTKsUsUsGAAdeSMA1)()()(C 励磁功率放大单元的传递函数 sTKsususGzzSMd1)()()(KR:电压比例系数TR:电压测量回路的时间常数, 在0.02-0.06s之间KA
5、:电压放大系数;TA:放大器的时间常数KZ:整流电路的放大系数TZ:晶闸管最大可能滞后的时间4 同步发电机的传递函数 (空载并忽略饱和现象)sTKsGdoGG1)(5 励磁控制系统的传递函数 sTKdoG1sTKAA1sTKEE1sTKRR1ESUGUREF-+-+KG 发电机的放大系数Td0 表示其时间常数 RGARdoEEARGAREFGRRdoEEAGAREFGKKKsTsTsTKsTsTKKsUsUsTKsHsTsTKsTKKsGsHsGsGsUsU11111111忽略饱和限制,即忽略SE第三节 励磁自动控制系统的稳定性 1, 1,04. 0,69. 0,38. 8,0GEREdoAk
6、KsTsTsTsT sTKsTsTKsTKKsHsGRRdoEEAGA1112545. 112. 032. 404. 0138. 8169. 01sssKKKsssKKKRGARGAA 系统的开环传递函数 1 典型励磁控制系统的稳定计算 根轨迹的起点与终点 渐近线与实轴交点的坐标 渐近线与实轴正方向的夹角 根轨迹分离点的坐标 与虚轴的交点位置及放大倍数 B 绘制根轨迹的参数25,45. 1,12. 0sss35,32 , 1 , 01286. 832111kmnkmnzpnjmiij032. 4424.3957.26032. 4424.3957.262323KsssdsdKsss775. 0s
7、032. 4424.3957.2623Kjjj28. 6jSC 励磁系统的根轨迹图 空载运行不稳定其根源在于发电机的时间常数太大 2 励磁控制系统空载稳定性的改善 sTKdoG1sTKAA1sTKEE1sTKRR1ESUGUREF-+-sTsKFF1-+励磁系统框图简化 具有转子电压速率反馈的励磁系统框图的简化( )c 011AGAEEdsssKKTKTTES0111FdRRGFssssKTKTKTR E FUGUR E FUES1AAsKT1EEsKT01GdsKT1RRsKT1FFsKT01dGsTKRUGUdeEES1AAsKT1EEsKT01GdsKT1RRsKT1FFsKTR E F
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