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交流侧串联自复励励磁单元原理.docx
资料介绍
交流侧串联自复励励磁单元原理、结构与应用特性
一、基本定义与工作原理
1.1 定义
交流侧串联自复励励磁单元是同步发电机励磁系统中的一类功率单元，其核心特征是将励磁变压器的一次绕组串联接入发电机定子回路的交流输出侧，利用发电机定子电流在串联绕组上产生的感应电压，与并联侧电压叠加共同供给整流装置，为发电机转子提供励磁电流，兼具电流复励与电压自调节特性，能够在发电机负载波动时自动调整励磁输出。
1.2 基本工作原理
交流侧串联自复励励磁单元的核心工作逻辑基于复励原理：当发电机输出负载电流增大、功率因数降低时，定子电流增大，会在串联接入交流侧的励磁变压器一次绕组中感应出更大的附加电压，该附加电压与发电机端电压在并联绕组上感应出的电压叠加后，总输出电压升高，经可控或不可控整流后，向发电机转子提供更高的励磁电流，从而补偿负载电流增大引起的电枢反应去磁作用，维持发电机端电压稳定；反之，当发电机负载减小、定子电流降低时，串联绕组感应的附加电压减小，叠加后的总输出电压降低，励磁电流随之减小，避免发电机端电压过高。
与直流侧串联自复励方案不同，交流侧串联结构将电流变换环节放在交流侧，无需在直流励磁回路串联大功率整流元件或变流设备，降低了直流侧的损耗和元件耐压要求，系统结构更为简洁。
二、系统结构组成
交流侧串联自复励励磁单元主要由四个核心部分组成：
2.1 串联励磁变压器
串联励磁变压器是该单元的核心部件，一次绕组串联接入发电机定子出口的交流母线，二次绕组输出与并联电源侧的电压叠加。串联励磁变压器的设计需要满足：能够承受发电机额定定子电流的长期连续负荷，短路阻抗匹配系统要求，绝缘等级适配发电机出口电压等级，具备动态响应能力，能够跟随定子电流的变化快速输出感应电压。
根据拓扑结构不同，串联励磁变压器可分为单绕组串联式和双绕组组合式：单绕组串联式仅设置一个串联一次绕组，二次绕组输出直接与并联变压器二次输出串联；双绕组组合式则将串联绕组和并联绕组集成在同一铁芯上，减少设备体积，降低成本。
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