一种三相交流发电机剩磁灭磁装置的制作方法

本实用新型涉及航空电气设计技术领域，具体为一种三相交流发电机因故停机后励磁绕组内的剩磁灭磁的技术。

背景技术：

航空电机为三级式发电机，当发电机在运行状态下发生过压、缺相等故障时需要立即切断励磁机，停止发电。发电机停机后励磁机绕组上尚保留一定的剩磁，剩磁的存在可能会造成发电系统不正常工作甚至出现危险，因此可靠而安全的灭磁系统对发电机至关重要。由于励磁绕组相当于感性负载，现有电路是在励磁电压负和励磁电压正之间连接一个续流二极管，在切断励磁的瞬间，励磁绕组两端的电压方向发生瞬变，通过续流管将励磁绕组中的电流释放。

技术实现要素：

传统电路中励磁电压之间所加的续流二极管不能消耗磁场的能量，本发明通过在励磁回路串入灭磁电阻来实现快速灭磁。灭磁电阻能够迅速切断发电机励磁绕组与励磁机之间的通路，并能将发电机的励磁电流迅速衰耗，以电阻发热的形式吸收磁场能量。

本实用新型的技术方案为：

所述一种三相交流发电机剩磁灭磁装置，其特征在于：由功率放大器、继电器和灭磁电阻组成；功率放大器与继电器串联，继电器连接灭磁电阻两端；

功率放大器接发电系统中高相限制电路输入的电平信号；灭磁电阻与发电系统的续流二级管串联处于励磁电压负和励磁电压正之间；

当从高相限制电路输入高电平时，继电器常通，将灭磁电阻短路；当从高相限制电路输入低电平时，继电器断开，灭磁电阻串入到续流回路中。

有益效果

比较实施例中加入灭磁电阻和不加灭磁电阻两种情况下，在切断励磁后，主发电机输出电压的波形曲线变化情况。在串入灭磁电阻后，当系统发生过压故障后，发电机切断励磁后，主发电机输出电压能迅速降至零。原方案情况下，当系统发生过压故障后，发电机在切断励磁后需要一段时间才能将输出电压降至零。使用该装置能使发电机在故障发生后迅速切断励磁，使电机输出温度不会过高，增强了发电系统的安全性。其可应用于含有大量电力电子和电机等非线性负载的航空电力系统。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：含有灭磁装置的发电系统原理框图；

图2：灭磁电路部分原理图；

图3：原工作状态下切断励磁后主发电机输出电压的波形曲线；

图4：加入灭磁装置后切断励磁后主发电机输出电压的波形曲线。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

由于传统电路中励磁电压之间所加的续流二极管不能消耗磁场的能量，所以本发明通过在励磁回路串入灭磁电阻来实现快速灭磁，消耗励磁绕组的磁场储能。发电机正常工作时，灭磁电阻不工作；当有故障信号触发需要切断励磁时，通过继电器控制将灭磁电阻迅速串入灭磁回路，迅速切断发电机励磁绕组与励磁机之间的通路，并能将发电机的励磁电流迅速衰耗，以电阻发热的形式吸收磁场能量。

如图1所示，永磁机发出的交流电通过三相全桥整流电路为发电机控制器提供电源，控制器通过控制功率管的导通/截止，来控制发电机励磁绕组电流的大小实现对发电机电压的调节。当系统出现过压等故障后，励磁机切断励磁，灭磁电阻迅速接入。

三相交流发电机剩磁灭磁装置，由功率放大器、继电器和灭磁电阻组成；功率放大器与继电器串联，继电器连接灭磁电阻两端；功率放大器接发电系统中高相限制电路输入的电平信号；灭磁电阻与发电系统的续流二级管串联处于励磁电压负和励磁电压正之间。

交流发电系统在正常工作状态下，控制器通过控制功率管5的导通和关断，来控制发电机励磁绕组电流的大小实现对发电机电压的调节，使发电机在正常范围内输出电压。高相限制电路4输出高电平，经过功率放大器后控制继电器常通，将灭磁电阻短路，续流二级管和灭磁电阻不工作。

当发电机至少有一相输出电压过高时，三相电压信号经过分压电路2后再通过高相限制电路4，输出低电平，经过功率放大器后控制继电器断开，将灭磁电阻串入到续流回路中，控制器立即切断励磁绕组11，在切断励磁的瞬间，通过续流二级管6将励磁绕组中的电流释放，磁场储存的能量由灭磁电阻9吸收。

图2实现灭磁功能和永磁机整流功能。永磁机整流后的电压为控制器提供直流励磁。灭磁电路在发电机输出端某相电压过高时启用。发电系统正常工作时高相信号OV_N为高电平，通过由N9A，R64,R73,R10,C57构成的功率放大电路后输出高电平，控制继电器U7常通，灭磁电阻被短路，励磁正、负之间通过续流二级管连接；当发电机输出端某相电压过高时，高相信号OV_N为低电平，通过功率放大电路后输出低电平，驱动继电器U7断开，灭磁电阻接入到续流回路。

图3和图4为利用saber软件进行的分原方案条件及使用灭磁装置的两种不同条件下，在切断励磁后，主发电机输出电压的波形曲线变化情况。

在发电机正常发电情况下，仿真模拟在0.15s时切断励磁机励磁，通过对比图3和图4可见，串入灭磁电阻后，发电机输出电压能迅速降至零。

综上，采用剩磁灭磁装置后，发电机在故障停机后能迅速切断励磁，输出电压迅速降低至零，使电机输出温度不会过高，增强了发电系统的安全性。其可应用于含有大量电力电子和电机等非线性负载的航空电力系统。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。