專利名稱：發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路的滅磁保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組屬于特殊的大電感直流負(fù)載，在斷流過程中滅磁裝置必須通過有效途經(jīng)迅速消耗大量的磁場(chǎng)儲(chǔ)能。
目前，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品普遍采用磁場(chǎng)斷路器加非線性電阻的移能滅磁技術(shù)。但該技術(shù)對(duì)磁場(chǎng)斷路器的電壓開斷能力有著非常高的要求，由于產(chǎn)品市場(chǎng)需求特別小，即發(fā)電機(jī)專用，每臺(tái)機(jī)最多配一臺(tái)，制造難度大，故成本高、可靠性低，大電流開斷時(shí)，高弧壓、長(zhǎng)時(shí)間的燃弧容易損傷開關(guān)觸頭和滅弧系統(tǒng)，因而需要經(jīng)常維護(hù)檢修，不僅可靠性不高，使用也較麻煩。選用定型大批量生產(chǎn)的交流斷路器替代專用的磁場(chǎng)斷路器，不僅生產(chǎn)工藝水平大幅提高，成本降低，可靠性也有較大提高。但其切斷直流磁場(chǎng)電路時(shí)，弧壓水平低，斷流能力不足是致命缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，提供一種可在無弧或低弧的情況下實(shí)現(xiàn)換流滅磁的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置。
具體的技術(shù)解決方案是這樣的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，包括斷路器、非線性滅磁電阻組件，其特征在于斷路器的一端與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源連接，另一端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接；非線性滅磁電阻組件與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)；一具有單向可控制的導(dǎo)通/關(guān)斷特性的大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件與非線性滅磁電阻組件并聯(lián)；大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件上設(shè)有啟動(dòng)控制器。
根據(jù)上述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于具有單向可控制的導(dǎo)通/關(guān)斷特性的大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件或?yàn)榇蠊β示чl管，或?yàn)殚T極可關(guān)斷晶閘管，或?yàn)榧砷T極換向可關(guān)斷晶閘管。
根據(jù)上述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于所述非線性滅磁電阻組件或?yàn)榉蔷€性滅磁電阻，或?yàn)榫哂刑岣吆呻娐士缃悠鞯姆蔷€性滅磁電阻。
根據(jù)上述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于所述斷路器為普通斷路器，其斷口或?yàn)閱螖嗫诮佑趧?lì)磁電源的一極，或?yàn)槎鄶嗫诮佑趧?lì)磁電源的一極或兩極。
該裝置可通過移能滅磁的方式迅速熄滅發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)電流，大幅度提高普通斷路器對(duì)磁場(chǎng)電路的斷流水平，通過電子開關(guān)的換流技術(shù)，避免了依賴磁場(chǎng)斷路器高弧壓換流的弊端，使磁場(chǎng)斷路器的選擇不再有苛刻的弧壓要求，可在無弧或低弧的情況下實(shí)現(xiàn)靜態(tài)的換流滅磁過程，大大降低了滅磁電路對(duì)磁場(chǎng)斷路器斷流弧壓的要求，大大改善了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)移能滅磁的可靠性，也進(jìn)一步減小磁場(chǎng)斷路器的維護(hù)檢修工作量，增加了產(chǎn)品的通用性和可維護(hù)性能，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
該裝置適用于發(fā)電機(jī)自并激、自復(fù)激、交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流、直流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁回路，易于采用先進(jìn)的可編程控制技術(shù)，自動(dòng)化水平高，應(yīng)用范圍廣。


圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)構(gòu)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型的滅磁包括發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源1、磁場(chǎng)斷路器2、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組3、非線性滅磁電阻組件4、單向?qū)煽氐拇蠊β孰娏Π雽?dǎo)體開關(guān)元件5和開關(guān)控制裝置6。
斷路器的一端與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源連接，另一端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接；非線性滅磁電阻組件與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)；一具有單向可控制的導(dǎo)通/關(guān)斷特性的大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件與非線性滅磁電阻組件并聯(lián)；大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件上設(shè)有啟動(dòng)控制器。
正常情況下，磁場(chǎng)斷路器2處于閉合狀態(tài)；非線性滅磁電阻4處于高阻狀態(tài)，可疾惡如仇兼作轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)用；控制裝置6控制電子開關(guān)5使該回路處于斷路狀態(tài)，勵(lì)磁電流沿圖中點(diǎn)劃線，即從電機(jī)勵(lì)磁電源1流經(jīng)磁場(chǎng)斷路器2、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組3再返回電機(jī)勵(lì)磁電源1，向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組3提供正常勵(lì)磁電流。
當(dāng)滅磁裝置在接收到滅磁命令后，首先啟動(dòng)控制器6，觸發(fā)單向?qū)煽氐拇蠊β孰娏Π雽?dǎo)體開關(guān)元件5，同時(shí)斷開斷路器2，只要斷路器2的開斷弧壓大于勵(lì)磁電源1的電壓，單向?qū)煽氐拇蠊β孰娏Π雽?dǎo)體開關(guān)元件5滿足導(dǎo)通條件而迅速導(dǎo)通。此后，磁場(chǎng)斷路器2熄弧，勵(lì)磁電源停止供電，滅磁電阻4由于單向?qū)煽氐拇蠊β孰娏Π雽?dǎo)體開關(guān)元件5的導(dǎo)通電壓極低，仍處于截止?fàn)顟B(tài)。磁場(chǎng)電流的流向?yàn)閳D中虛線所示。經(jīng)短暫延時(shí)后，控制器6控制開關(guān)元件5關(guān)斷，這時(shí)開關(guān)元件5的兩端迅速建立開斷電壓，當(dāng)該電壓達(dá)到滅磁電阻4的導(dǎo)通電壓后，開關(guān)元件5截止，滅磁電阻4導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電流從開關(guān)元件5至滅磁電阻4的轉(zhuǎn)移，磁場(chǎng)電流如圖中的實(shí)線所示。由于磁場(chǎng)電流進(jìn)入非線性電阻4，使得磁場(chǎng)能量迅速消耗，實(shí)現(xiàn)了快速滅磁過程。
縱觀滅磁的全過程，共發(fā)生兩次換流過程一是，磁場(chǎng)電流從斷路器2至開關(guān)元件5的換流過程。在該過程中，斷路器2為主動(dòng)換流元件，但其斷流要求僅為克服勵(lì)磁電源的電壓和開關(guān)元件5的壓降之和。開關(guān)元件5的壓降一般只有幾伏，可忽略不計(jì)，而勵(lì)磁電源1的電壓一般都降低(幾百伏)，所要求的磁場(chǎng)斷路器2斷流弧壓是非常容易滿足的，換流很輕松，開關(guān)燒蝕輕微。
二是，磁場(chǎng)電流從開關(guān)元件5至滅磁電阻4的換流過程。在該過程中，電子開關(guān)主動(dòng)換流元件，它依據(jù)其自身較高的截止電壓，用于克服滅磁電阻4的導(dǎo)通電壓，實(shí)現(xiàn)第二次換流過程。
權(quán)利要求1.發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，包括斷路器、非線性滅磁電阻組件，其特征在于斷路器的一端與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源連接，另一端與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組連接；非線性滅磁電阻組件與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)；一具有單向可控制的導(dǎo)通/關(guān)斷特性的大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件與非線性滅磁電阻組件并聯(lián)；大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件上設(shè)有啟動(dòng)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于具有單向可控制的導(dǎo)通/關(guān)斷特性的大功率電力半導(dǎo)體開關(guān)元件或?yàn)榇蠊β示чl管，或?yàn)殚T極可關(guān)斷晶閘管，或?yàn)榧砷T極換向可關(guān)斷晶閘管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于所述非線性滅磁電阻組件或?yàn)榉蔷€性滅磁電阻，或?yàn)榫哂刑岣吆呻娐士缃悠鞯姆蔷€性滅磁電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)電子換流移能滅磁保護(hù)裝置，其特征在于所述斷路器為普通斷路器，其斷口或?yàn)閱螖嗫诮佑趧?lì)磁電源的一極，或?yàn)槎鄶嗫诮佑趧?lì)磁電源的一極或兩極。
專利摘要該裝置可通過移能滅磁的方式迅速熄滅發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)電流，通過電子開關(guān)的換流技術(shù)，避免了依賴磁場(chǎng)斷路器高弧壓換流的弊端，可在無弧或低弧的情況下實(shí)現(xiàn)靜態(tài)的換流滅磁過程，大大降低了滅磁電路對(duì)磁場(chǎng)斷路器斷流弧壓的要求，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性，也增加了產(chǎn)品的通用性和可維護(hù)性能，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)H02H7/06GK2588638SQ02263240
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月18日
發(fā)明者符仲恩, 馮士芬, 李自淳 申請(qǐng)人:科大創(chuàng)新股份有限公司科聚分公司