为了实现对发电机励磁的调节、控制与限制功能，在励磁调节器中须取得与机组状态变量有关的运行参数作为反馈量，并依此进行运算。对这些反馈量的处理有两种方式，即模拟量采样和交流采样。
对于模拟量采样，一般采用模拟量变送器作为测量元件，模拟量变送器的输出量为与输入量成比例的直流电压，经A/D转换接口电路，供计算机采样。由于这种方法容易实现，测量精度也可保证，因而早期的微机励磁多采用这种方式。
变送器把交流量转换成直流量时，为了保证足够的精度，一般需要滤波电路；从提高励磁调节器的响应速度方面考虑，应尽量减少变送器的滤波时间常数。有关标准规定此时间常数不得大于50ms。采用高频有源滤波器可以方便地实现这一要求，时间常数仅为7～10ms。模拟量变送器的不足之处在于电路硬件复杂，调整和维护量较多。
与模拟量采样对应的是交流采样，通过交流接口将发电机电压、电流互感器的二次电压和电流信号转换成与原信号在数量上成正比，但幅值较低的交流电压，供计算机进行采样处理，并经运算求出相关的发电机电压、电流以及有功和无功功率。交流采样技术是微机励磁的关键技术和励磁装置数字化深度的标志之一。
交流接口分别为电压接口和电流接口两种，两者均为前置模拟通道，由信号幅度变换装置、隔离屏蔽、模拟式低通滤波等部分组成。
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§2-4 可控整流原理
利用电力半导体器件可以进行电能的变换，其中整流电路可将交流电转变成直流电供给直流负载，逆变电路又可将直流电转换成交流电供给交流负载。某些可控硅装置即可工作于整流状态，也可工作于逆变状态，可称作变流或换流装置。同步发电机的半导体励磁是半导体变流技术在电力工业方面的一项重要应用。
将从发电机端或交流励磁机端获得的交流电压变换为直流电压，供给发电机转子励磁绕组或励磁机磁场绕组的励磁需要，这是同步发电机半导体励磁系统中整流电路的主要任务。对于接在发电机转子励磁回路中的三相全控桥式整流电路，除了将交流变换成直流的正常任务之外，在需要迅速减磁时还可以将储存在转子磁场中的能量，经全控桥迅速反馈给交流电源，进行逆变灭磁。此外，在励磁调节器的测量单元中使用的多相（三相、六相或十二相）整流电路，则主要是将测量到的交流信号转换为直流信号。
由于三相整流电路同步发电机半导体励磁中应用得最普遍，故本节主要介绍三相半波全控和三相全波全控及三相全波半控的整流电路。
2.4.1、带电阻负载的三相半波全控整流电路
三相半波全控整流电路，如图2-17（a）所示。它换流不一定在自然换流点（d、e、f、g等处），而要决定于控制脉冲的相位。因为可控硅管在承受正向电压的同时还须在触发脉冲ug的触发下才能导通。
如图2-17（b）在自然换流点d后延迟α角的ωt1时刻，a相的可控硅管SCR1,因控制极受到脉冲ug1的触发而导通，这时a点电位最高，SCR1导通后K点电位则与a点接近，高于b、c点的电位，SCR2与SCR3因承受反向电压而关断。过e点后，b点电位高于a点，SCR2开始承受正向电压，但尚未加触发脉冲，故SCR2暂不导通，而SCR1在正向电压（u2α＞0）作用下继续导通。直到e点之后延迟α角的ωt2时刻，b相的SCR2被加上触发脉冲ug2后才导通。这时K点电位接近b点，b点电位又比a点、c点都高，故SCR1在反向电压作用下被迫关断。流过负载的电流才从SCR1换流到SCR2。同理，在wt3时刻，给c相的SCR3触发脉冲后，SCR3导通，SCR2关断。下一周期只要依次对应地加上触发脉冲，则三相的可控硅管将轮流导电。这样在负载上得到的直流输出电压ud的波形如图2-17（d）所示。
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图2-17 三相半波全控整流 图2-18计算Ud值的图形
(a)电路图；(b)交流侧电压波形；(c)触发脉冲； (a)0≤α≤π/6(b)π/6≤α≤5π/6 (d)直流侧电压波形
对于三相半波全控整流，只要改变控制角α的大小（即改变触发脉冲出现的时刻），在负载上便可得到不同的输出波形，因而得到大小不同的平均直流输出电压，达到可控整流的目的。
三相半波全控整流电路输出电压ud的波形，当α＜30时是连续的，α＞30时是断续的。故计算输出电压平均值时，须分别用不同的函数表达式。参看图2-18的波形，当0≤α≤30时，表达式为
°
°
°
°
Ud?1?2? 35? ??6??62U2sin?td?t?1.17U2cos?
??当30°≤α≤150°时，表达式为：
????1?? Ud?2???2U2sin?td?t?0.675U2?1?cos??6????
???????6 3即
UUd21.17cos??0????30????????? (2-4) ????0.675?1?cos??????30????150??????6?????可控硅元件承受的最大正向电压为相电压幅值2U2，承受的最大反向电压为线电压的幅值3?2U2?2.45U2。
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2.4.2、带电感性负载的三相半波可控整流电路
图2-19带电感负载的三相半波可控硅整流电路 (a)原理图 (b)相电压波形 (c)触发脉冲 (d)Ud波形
带电感性负载的三相半波可控整流电路如图2-19（a）所示。当α≤30时，输出电压ud的波形与纯电阻性负载一样。但当α＞30以后，例如ωt2以后a相的电压u2α过零变负，已经导通的SCR1由于电感L的反电压作用处于正向偏置，继续导通。直到ωt3时刻，b相的SCR2接受触发脉冲而导通，SCR1才被迫关断。这样一来，输出电压ud就呈现出负的部分，如图2-19（d）。因此，α＞30以后，带大电感负载的输出电压的平均值就比带纯电阻负载时小。为了避免α＞30后电感负载上的电压ud出现负的部分（即希望相电势过零之后，相应的可控硅自行关断），可以在负载两端并接续流二极管DXl O这样在α＞30、电源电压过零时，相应导通着的可控硅管关断，由大电感反电势产生的电流通过续流管DXl继续流通。在控制角α＞30后每相可控硅元件每周导通的角度是150-α，续流管DXl则每周导通三次，每次宽度为α-30。
由于三相半波整流电路还存在一些不足，诸如输出的脉动还嫌大，变压器副方绕组利用率较低，整流元件承受的反向电压较高等，所以在大功率整流中多采用下面将介绍的三相全波全控整流电路。
OO
O
O
°
°
°
°
2.4.3、三相全波半控整流电路
三相全波半控整流电路如图2-20（a）所示。
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共阳极组的硅整流二极管在任何瞬间都是阴极电位最低者导通，仍然在自然换流点（如e、g、i处）依次换流；共阴极组的可控硅管则是阳极电位为正而又接受触发信号的可控硅管导通，因而不是在d、f、h等点自然换流，而是在触发脉冲送出的时刻触发换流。即每周期内的六次换流中，只有三次自然换流，另有三次触发换流。这是三相全波半控整流与不可控整流的区别。
错误!
图2-20三相全波半控整流
（a）电路图；（b）相电压波形；(c)触发脉冲；(d)直流电压波形
现以α=30的图2-20所示的波形为例，说明三相全波半控整流电路的工作过程。设在控制角α=30的Βωt1时刻触发SCR1，SCR1因受正向阳极电压而触发导通。此时a相电位最高，b相电位最低，线电压uab最大，电流从SCR1流出，经负载电阻R，由D6流回电源。导
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