屏内装有整流桥，自动控制系统和保护设施。
组成整流桥的大功率整流元件均做成抽屉式，易于更换。
励磁调节器LT<控制系统）做成一个控制箱。
箱内装有若干块插件，每块插件面板上均有琴键开关及检测示波插孔，便于测量电压和观察波形，也便于检修。
本装置可以组成两种励磁方式。
自并励方式和自复励方式。
前者由LP、LY、YH、LHc组成，后者由LP、LY、LL、YH、Lha、LHc组成。
采用哪一种励磁方式，由用户选择。
<本电站选择后一种励磁方式）
本装置只要更换励磁变压器及励磁变流器，即可组成一定范围内不同等级的励磁电压和励磁电流的各种励磁设备。
因此，各种中小型同步发电机组均可采用本装置作为励磁设备。
当发电机单机运行时，它能随负荷等变化，自动调节发电机的励磁电流，维持发电机端电压的稳定。
当发电机并联运行时，能使机组的无功功率获得稳定的合理的分配。
当发电机故障时能提供较高的强励磁能力。
<二）主要技术数据
1、额定输入电压和电流：
由发电机励磁电压和励磁电流以及励磁方式而定。
2、额定输出电压和电流：
由发电机励磁电压和励磁电流而定。
3、电压调整率εv：
在发电机的负载从空载到额定负载，功率因数从0.6<滞后）到1的三相对称负载,原动机转速保持额定,调差电阻为零的情况下,本装置保证发电机的电压调整率εv在±3%以内。
4、强励倍数：
1.8。
5、调差系数S：
S为-5%~+5%
6、电压调节范围：
本装置在发电机空载时，能使电压从0.8~1.1Ufe范围平滑调节。
8控制输入量：
<1）电压：
取自电压互感器YH<发电机额定电压Ufe/105V，Y/y0）的副边，电压值为三相交流电压3*105v
<2）电流：
取自电流互感器LHA、LHC<发电机额定电流IFe/5A）的副边，电流值为2*5A。
<三）使用条件
<1）海拔高度低于1000M；
<2）环境温度：
-200C～+400C；
<3）相对湿度不大于85%<温度为200C±50C时测量）；
<4）安装于户内，周围介质中不含有导电、易燃易爆以及对金属和绝缘有腐蚀性的气体；
<5）不得有强烈振动。
二、原理说明
本励磁装置的工作原理可分为主电路，控制信号电路，触发控制电路及保护电路四部分来说明，请参看附图K13.000.000原理线路及P13.000.000A控制信号系统图。
<一）主电路：
1、自复励方式
发电机所需的励磁功率不但如上述的自并励一样取自励磁变压器LY<称电压回路）而且还从原边绕组串在发电机末端出线的变流器LL<称电流回路）取得励磁功率，LL的副边绕组出线接至由6个硅整流元件43D~48D组成的三相不控整流桥<称为复励桥）SR上，经整流后送到正、负线和LY输出的励磁电流在直流母线上迭加后一起送给发电机励磁绕组，由于LL所输出的功率也来自发电机本身，且这部分功率随着发电机的负载的变化成正比例的变化，这种励磁方式具有复励能力，故称自复励。
当发电机空载运行时，复励桥无输出，只有可控桥工作，发电机的端压经LY降压后加到可控桥上，经整流后送到发电机励磁绕组，向发电机提供空载励磁功率，建立空载额定电压。
当发电机负载运行时，除了可控桥向励磁绕组输出励磁电流外，复励磁桥也向发电机提供励磁电流。
可控桥输出的电流取决于发电机的电压偏差，当发电机的电压偏离额定电压升高时，移相触发控制系统会自动使可控硅的导通角减小，从而减小可控桥的输出电流；反之，则增大可控硅的寻通角使可控桥的输出电流增加。
而复励桥输出的电流大小取决于发电机定子电流<负荷）的大小，所以当发电机单机负荷运行时，随着负荷的变化以及功率因数的变化等引起发电机电压波动时，电压回路和电流回路均能自动调节励磁电流，维持发电机的电压在一定的偏差范围内。
当发电机并联运行时，通过投入调差回路使发电机能够稳定运行和合理分配无功功率。
当发电机外部出现短路故障时，主要由复励桥提供强励功率，实现强励。
下面再介绍一下起励和灭磁电路，请参看图2—1。
2、起励回路
起励回路由起励电源E＇D，接触器2JC，二极管49D及整流桥等组成。
起励时，灭磁开关MK闭合后如发电机磁足够，则按下起励按钮1QA（手动起励>或机组转速到达95%ne时，转速继电器的触点nJ2闭合<自动起励）；接触器2JC得电吸合，它串在可控硅元件1SCR和3SCR控制极与二极管41D、42D之间的常开触点闭合，这样由剩磁建立的发电机电压将通过LY降压后送到可控桥，经38D、40D、41D、42D组成的单相桥式不控整流桥整流后，使1SCR及3SCR的控制极流过一触发电流，使1SCR、3SCR导通，因而向发电机励磁绕组提供励磁电流，使发电机的励磁电流得到增加，发电机电压迅速升高，当到达70%UFe时，电压继电器YJ动作，它的常闭点断开2JC的电源，使2JC析放,切除了起励回路，发电机电压自行稳定在整定值（额定电压>上。
如发电机剩磁不够，无法起励建压,则需拉入一个起励电源E’D，电压为12V左右，可以是蓄电池或整流装置输出的直流电源，也可用几节干电池<每节1.5V）串联使用，这样当起励时接触器2JC闭合后，E’D便经49D向励磁绕组提供一起励电流，同时还向触发系统提供一工作电源，使它能在较低的机端电压下向可控硅发出脉冲，使可控硅投入工作，利于电压的建立。
4、灭磁回路
所谓灭磁就是把转子励磁绕组的磁场能量尽快地减弱到尽可能小的程度，由于励磁绕组具有很大的电感，当灭磁开关MK跳开时，将会在励磁绕组自动接入到灭磁电阻RM上去，使磁场中储存的能量迅速消耗掉，以缩短灭磁时间。
灭磁回路由灭磁电阻RM和续流二极管37D组成。
5、续流二极管
二极管37D并联在励磁绕组的两端，供励磁绕组释放磁场能量用。
使可控硅在整流电源电压进入负半周后能迅速关断，防止可控硅失控。
因此要求37D的正向压降越小越好，一般应小于0.5V伏，有可能用两只二极管并联使用效果更好。
<二）信号控制系统及监视测量系统
参看图P13.000.000A控制信号系统图及P13.001.500前门装配图。
1、信号系统
信号有灯光及音响两种，本装置只装设灯光信号，音响信号由用户装设。
1XD：
灭磁指示灯，红色。
当灭磁开关MK合上后发亮。
2XD：
励磁指示灯，红色。
当灭磁开关MK合上后发亮。
3XD：
风机故障信号灯，红色。
当自动开关ZK因过载或短路跳开后，中间继电器2ZJ断开风机失去电源停转后，该指示灯发亮。
<16XD由用户装在中控室或其他合适的地方）。
4XD：
风机运行指示灯，绿色。
风机正常运转时发亮。
5XD：
欠励信号灯，红色。
当励磁电流低于整定值时，欠励继电器QLJ吸力不足而析放。
其常闭触点接通了该指示灯的电路，使其发亮。
<欠励还有一音响信号，通过中间继电器6ZJ实现，由用户装设）
6XD及7ZD：
励磁调节电位器WLT转动到达电阻最大值时，6XD亮。
微动开关1WK动作，切断SD的电源，避免过调而损坏电位器WLT。
8XD：
控制电源变压器1B、2B、3B<组装成电源插件）中，某一相失去电源时，8XD即发亮。
9XD、10XD、11XD：
快速熔断器正常工作信号灯，黄色。
当1KRD熔断时9XD<12XD）熄灭，当2KRD熔断时10XD<13XD）熄灭，当<3KRD）熔断时11XD<14XD）熄灭。
12XD~14XD由用户装设在中控室或其他适当的地方，励磁屏端子排上装设有引出线。
15XD：
电位器WLT的调节信号，当SD拖动WLT转动到整定电阻值时，微动开关3WK闭合，15XD发亮，如在此值下起励建压发电机的机端电压将为空载额定电压，移动3WK的位置，可以改变WLT的电阻整定值。
2、操作电源电压
伺服电动机SD，指示灯6XD、7XD、15XD采用交流220V，风机FJ采用交流380V其余的指示灯及电器<8XD除外）均采用直流110V或220V，采用哪一种电压等级由用户决定。
各种电器电压等级也随之变动。
3、灭磁开关MK的操作
<1）手动：
通过转换开关1HK实现MK的“合”或“断”。
<2）自动：
A、合MK把连接片2LP接在接线柱②上，开机继电器KJ动作后，它的常开触点<1~2）闭合，使时间继电器1SJ得电吸合，因而使接触器1JC得电吸合，MK的合闸线圈MKH得电，使MK合上。
由于合闸线圈电流较大，工作时间不能>1秒，因而时间继电器1SJ的延时触点动作时间应整定≤1秒如MK在1秒钟还合不上，即切断其合闸线圈的电源，避免烧毁。
因此在操作灭磁开关前，应先检查1SJ的延时动作时间是否符合≤1秒的要求，但又不能太短，否则会合不上。
B、跳MK把连接片1LP接在接线柱②上，跳油开关时DL<1～2）闭合，MK的跳闸线圈MKT得电动作，跳开MK。
另外当线路出现故障使发电机进行强励时，如强励时间超过规定值<即时间继电器2SJ的延时动作时间）则2SJ<5～6）闭合，跳闸线圈MKT得电也会跳开MK，2SJ的动作时间为15～30秒，由电站整定。
同理，当发电机出现过压时，中间继电器1ZJ动作，跳开MK，此中间继电器为DZ—144型微型继电器，装在过压保护插件内，已整定为1.3倍UFe时动作。
如用户认为此值不合适，可重新整定。
如认为此继电器动作不够准确灵敏，可另装设别的过压继电器<端子排上留有引线位置），此继电器可以不用。
4、励磁调节电位器的操作
励磁调节电位器WLT在单机运行时可以整定发电机端的电压，并联运行时可以调节机组的无功功率。
它是十圈精密电位器，即电阻值从零调到最大值要转动十圈，故调节比较精细。
本装置装有二个这样的电位器，一个装在励磁屏的前门上，由手动调节，它上面有刻度盘，可以看出电位器转动的圈数一个装在励磁屏内继电器板上，由电动机SD拖动<此电动机为伺服电动机，转动较慢，每分钟转数为4.5圈可使电位器得到缓慢调节，这对电压或无功的平滑调节是有好处的）。
但它上面没有刻度盘，由二个按钮来控制电动机的正反转来实现调节，按钮装在前门上，用户可以在中控室加装按钮或其他控制信号来操纵。
WLT的调节有三个信号，一为电阻最小极限，一为电阻最大极限，一为电阻额定<在此值下发电机起励建压时机端电压约为空载额定值）。
这三个信号分别由指示灯7XD、6XD和平共处五项原则5XD来反映。
用户可在中控室加装这三个信号灯作为监视用。
“手动”或“电动”，通过前门上的切换开关3HK来实现切换。
5、监视测量系统：
<1）电压表VL，通过转换开关2HK的切换可测量励磁电压及转子绕组是否对地。
如对地即显示出电压值。
当。
当2HK在垂直位置时显示“励磁电压”。
当2HK切换至左、右450角时，为测量转子绕组对地电压。
<2）电流表ASCR，测量可控桥输出的电流ISCR的大小。
<3）电流表ASR<4）电流表AL，测量总的励磁电流IL的大小。
IL=ISCR+ISR+IXL自复励方式
IL=ISCR+IXL自并励方式
（5>电压表V1,测量“直流电源单元”中输出直流电压ED值大小，此ED是移相触发单元的工作电源，它的正常与否直接影响触发脉冲能否正常发出，因此装设此电压表作为监视用。
<6）电压表V2：
测量“移相触发单元”输出的自动控制信号UK的大小，一般发电机空载额定电压时整定为3.5V左右。
也反映了可控硅导通角的大小。
<三）触发控制电路——励磁调节器LT
触发控制系统由下列各单元组成：
电源变压器、测量放大、移相触发、直流电源及过压保护、调差等单元。
励磁调节器的组成方框图如图2—2所示。
下面就各单元分述之。
请参看K囗囗。
000。
000可控硅励磁装置原理线路图。
1、电源变压器单元
本单元的作用是向控制系统各环节提供交流信号或电源。
A、线路图。
见图2—3。
B、原理：
电源变压器单元由三个单相变压器1B、2B、3B组成。
原边接到电压互感器YH的低压侧，线电压为105V，相电压为61V，副边共有5个绕组。
<1）电压14V，接到“测量放大单元”是电压测量信号。
2）电压9V，接到“直流电源单元”，作为直流电源的输入电源。
<3）电压32V作为“移相触发单元”的同步信号。
<4）电压6.1V，作为断相保护指示灯的电源。
电源变压器的数据如下表所列：
电源变压器1B、2B、3B数据表
表2—1
参数 绕组
电压<伏）
线规
匝数
备注
原边01
61
Ф0.27QZ
445
Y0接,中性点引出
副边02
14
Ф0.17QZ
108
Y接,中性点不引出
副边03
9
Ф0.27QZ
70
Y接,中性点不引出
副边04
32
Ф0.17QZ
246
Y0接,中性点引出
副边05
6.1
Ф0.17QZ
47
Y接,中性点不引出
副边
12
Ф0.27QZ
92
Δ接,开口引出
2、测量放大单元
本单元的作用是把测量到的经过变换的发电机电压信号UF经整流\滤波,变为直流电压后与基准电压UZ进行比较，得到与发电机端电压成比例变化的直流偏差信号Ub经放大器放大、反相后，得到一个与发电机电压成正比的直流控制信号Uk，送到下述移相触发单元去控制脉冲移相，实现对可控硅导通角的控制。
它由电压测量、比较整定、放大等环节组成，它的方框示意图如图2—4所示。
A、原理线路图，如图2—5。
B、工作原理
<！
）测量比较环节
发电机电压经电压互感器YH及电源变压器1B、2B、3B降压至14V<相电压），通过调差电路从本单元的插件插脚11、14、17送进为了改善发电机电压的频率特性而设的频率环节<由电阻1R—3R，电容1C—3C组成）。
经过由1D—6D二极管组成的三相桥式整流电路整流，再经电容4C滤波，等到与机端电压UF成比例变化的直流电压，经电位器降压后加至比较桥特性。
稳压管的特性见图2—6，它的正向特性与二极管相似，其反向特性则不一样，当反向电压高到某一数值-UP时，稳压管反向击穿，此时稳压管电流即使在比较大的范围内变化时<容许范围）稳压管两端的电压基本维持不变，此反向电压|-UP|称为稳压管的“稳压值”。
当加在稳压管的反向电压低于稳压值时，其两端电压不能维持恒定，而是随外加电压而变化，此时反向电流很小，管内阻很大，稳压管两端可看作开路状态。
当发电机端电压UF比较低时，比较桥输入电压UBJ<即图中B点与3点之间的电压UB.3）也较低，当UB.3未达到1DWY的击穿值时，1DWY呈开路状态。
3点20点电位相同，即U20.3=0（以3点作参考点>。
随着UF的升高，UB.3也升高。
当UB.3≥1DWY的稳压值时，1DWY反向击穿，其两端电压维持不变。
但U20.3<即电阻5R上的压降）随着输入电压UB.3的升高而增大，其特性见图2—7中的U20.3=f1（UF>.见折线OQD。
同理，当UB.3≤2DWY的稳压值时，2DWY相当于开路，B点电位与8点电位相同，UB.8=0,故U8.3随外加电压UB.3升高而增大；当UB.3≥2DWY的稳压值时，2DWY反向击穿，它两端电压U8.3保持不变，其特性见图2—7中的
U8.3=f2（UF>,见析线OPE。
比较桥的输出电压U8.20为U8.3和U20.3的电压差,其合成特性如图2—7中的U8.20=f3（UF>,见析线OPG。
但实际上比较桥的输出电压为U1.20，它是通过电位器WLT取U8.3的不同分压值U1.3与U20.3之差,其合成后的特性见图2—8。
调节WLT能平行移动输出特性，从而改变U1.20，故调节WLT能改变面貌机端电压UF。
在并网运行时则可以改变无功功率。
比较桥输出特性的下降段AB段为工作区，当发电机机端电压升高或降低时，比较桥有效输出电压U1.20则为降低或升高<与UF的变化的相反）。
比较桥的有效输出信号U1.20输入至放大器进行放大和反相。
放大器输出的信号是自动调节励磁的控制信号UK<即U5.20）.下面分析放大器的工作情况。
<2）放大环节
放大器由晶体管1BG,基极电阻6R,集电极电阻7R,发射极电阻8R,二极管7D、8D、9D及电容5C组成。
放大器工作电源取自比较落后桥稳压管1DWY两端电压<约6.2V）放大器在工作区其放大倍数约为6倍。
为了使放大器工作稳定而加入电流负反馈，发射极电阻8R即起此作用。
当由于温度上升而引起集电极电流IC增加时，因而导致UK降低，但由于8R的压降也增加，使1BG的输入电压Ube降低，从而抑制了Ic的增加，因而起稳定工作点和稳定放大倍数的作用。
二极管9D的作用是进一步补偿温度漂移，它是一锗开关二极管，当温度升高时，其反向电流将按指数规律增加，即9D的反向电流对1BG的基极电流Ib起分流作用。
使Ib减小，Ic也减小。
因而抑制了Ic随温度升高而增加。
9D的另一个作用是利用其正向压降小于0.3V来限制1BG的反向输入电压，以免1BG的发射极由于反向电压过高而击穿。
7D和8D的设置是起限制Uk的最小值，即限制可控硅的最大导通角βmax。
因此取不同个数<现取二个）的二极管的正向压降串联，即可改变Uk的最小值，可控硅的最大导通角也因而改变。
<3）频率环节
电阻1～3R和电容1～3C组成的频率环节起频率补偿作用。
如无此环节，则当频率降低或升高时，由于周期的加长或缩短将导致机端电压UF反而上升或下降的现象。
这就不得于频率的恢复。
加了此环节后，当频率f下降时，输入三相整流桥的发电机电压经过此环节后将会增加，根据上述测量比较放大环节的作用，输出的自动控制信号电压将会增加。
导致可控硅导通角减小。
最后使UF下降。
反之，当f上升时，则UF也上升，这有利于频率的恢复。
<4）电容器5C的设置，一方面可削弱Uk的交流分量，另一方面可减缓Uk的变化速度，其效果与闭环时投入负反馈环节相似，因而可以提高装置闭环运行的稳定性。
<5）测量放大环节输出特性
正常运行时，晶体管1BG工作在放大区，见图2—9。
调节WLT，使发电机电压为额定值Ufe时，使放大器输出电压Uk≈3.5V，相当于输出特性的中间，这样当UF变化±4%Ufe时，均能起调节作用。
当发电机电压变化高于4%Ufe以上时，1BG工作在截止区。
Uk上升达到最大值约4.8V，SCR的寻通角β最小。
当发电机电压变化低于4%Ufe以上时，1BG工作在饱和区。
Uk下降达到最小值，约2V左右，SCR导通角β达到最大值。
本单元各有关点的电压值及波形图请参看表4—1。
3、移相触发单元
本单元的作用是通过输入的控制信号电压Uk与本单元产生的锯齿波电压UG进行比较迭加，变换成等幅等宽，但相位可移的脉冲信号，送去触发可控硅。
本单元由锯齿波发生器、移相控制、脉冲形成、放大、整形及输出等环节组成，其组成方框图见图2—10所示。
A、原理线路图如图2—11
图中：
U5.8=ED=18V三块移相触发插件的共用直流电源，由直流电源插件提供。
U5.14=UK=2～4.8V测量放大单元输出信号电压,是整个调节系统的自动控制信号。
U11.14=U1=32V与SCR阳极电源同步的同步电压,在A相触发插件中,U1采用-C相电压,
B相触发插件中,U1采用-A相电压,
C相触发插件中,U1采用-B相电压,
U1值约32V
B、工作原理，分下面几个环节来分析。
<1）锯齿波发生器<锯齿波电路）
锯齿波的产生，一般都利用一个稳压电源对电容进行充电、放电的作用的线路，但由于电容两端电压在充电过程中不断上升，所以充电电流是不断减小的，即充电电流不恒定，产生的锯齿波电压的线性度不够好，按指数规律变化。
为了得到线性度较好的锯齿波，本装置采用了半导体恒流二极管<简称稳流管）DWL，它不但能使锯齿波线性度邓而且简化线路。
图2—12为稳流管的交流工作特性，图中：
IWL：
称稳定电流，当管子两端电压超过Vs直到VB时，其电流值基本不变，本线路采用的管子IWL=1.8～2.5V
Vs:
称饱和电压,加在稳流管两端电压超过此值时,稳流管即呈稳流特性,小于此值。
电流电压保持线性关系，一般Vs≤2～3V。
VB击穿电压，是稳流管保持稳流特性的外加极限电压，超过此值，稳流管即击穿而呈稳压特性，电流随外加电压的增加急剧增大，本线路采用的管子，VB>50V。
但从Vs到VB，IWL并非完全与电压无关，而是随着电压的变化略有变动，这一变化可以用动态电阻rd来表示，rd越大，说明管子的稳流特性越好，一般rd大于2～10MΩ。
Rd=（VB-Vs>/ΔIWL或Rd=ΔU/ΔIWL
锯齿波电路如图2—13所示。
同步电压U1加到插件的11、14端子上，当U1正半周时，只要DWL两端的电压超过Vs值时，流过它的电流即为恒值IWL，以IWL对电容8C充电，电容上的电压为锯齿波电压。
因为i=c（du/dt>,而i≈IWL基本不变，C是常数。
因此du/dt也应是常数，因此产生线性锯齿波电压UG。
为了增大锯齿波的宽度以增加移相触发范围，在稳流管DWL前加了由电容7C和电阻10R组成的阻容移相电路，在电阻10R上得到的相位将比U1领前某一个角度,当10R=27K,7C=0.47UF时,U10R=UT将比U1领前300左右。
因此使锯齿波UG的宽度增至2000左右。
使最小的移相控制角α达200左右。
调节电位器2W可以平行移动锯齿波，这样可调节三块移相插件的控制角α的大小，使之基本一致。
也可以在Uk不变时调节可控硅的导通角的大小。
下面说明锯齿波电路的工作过程。
为了方便起见，略去阻容移相环节<10R、7C）及前面的滤波电路<9R、6C）的作用，现以A相移相触发电路为例说明如下，请参看上述图2—13和下面图2—14。
A相移相触发的同步电源是-Uc，它比UA滞后600角。
比线电压UAB滞后300，当ωt从0～Л/3（600>区间,同步电源U1（-Uc>处于负半周,U1经11D、2W、7C形成回路，11D导通UE≈0，8C不能充电。
当ωt从Л/3～Ф1区间，U1处于正半周，11D截止，它两端电压UE>0，UE的变化规律同U1，当UE>Vs时，其两端电压UG线性上升，随后UEUG是锯齿波电压。
见图2—14Ф2～2Л+Л/3区间，U1又处于负半周，UE≈0，UG≈0，2Л+Л/3以后又重复上述过程。
<2）脉冲的产生和移相控制。
采用自动控制电压UK与锯齿波电压UG垂直正交控制原理，即由UG与UK相比较来改变脉冲发出的相位。
达到移相控制的目的。
从图2—11可知，加在晶体管2BG基—射极之间的电压，Ube取决于UK与UH之差，UG，2BG导通，3BG截止；在P点后，UG>UK，2BG由导通变为截止，F点电位接近-ED立即经3BG的射—基极，9C、12R向9C充电，9C充电的最大初始电流流过3BG的射基极3BG立即由截止转变为导通，于是电源电压ED加至脉冲变压器MB的原边，其电压为脉冲电压。
见图2—14因此只
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