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柴油发电机组相复励自励恒压装置的工作原理

2018-10-30
来源: 顶博电力
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  交流同步发电机过去采用直流励磁机的励磁系统,由于维护管理较为麻烦,现在已很少采用了。后来发展了不带励磁机的相复励机自励恒压励磁系统。近代的同步发电机采用带交流励磁机,经旋转整流器整流的他励式同步发电机励磁系统,称为无刷同步发电机励磁系统。对于小型同步发电机一般采用电抗移相式相复励自励恒压装置。它是一种不可控的相位复式励磁方式。为了弄清其基本原理,先来讨论自励起压和电流叠加原理。

                        

  柴油发电机组复励自励恒压装置的工作原理

  磁合成的自励恒压线路,中DK为三相线性电抗器,又称移相电抗器;BF为三相三绕组变压器,W1为BF的电压绕组,W2为输出绕组,W3为其电流绕组;ZL为三相桥式整流器,忌为调整变阻器,LQ为发马达的励磁绕组。发电组在柴油机发电机组体积缩小温度迅速升高,达到柴油的燃点。柴油被点燃,混合气体剧烈燃烧,体积迅速膨胀,推动活塞下行,称为"作功"。

   

  可以看出,复励变压器W2绕组的电流I2经过整流后就是发马达的励磁电流IL,对于三相桥式整流电路IL=1.23I2;因此讨论I2的变化规律也就是讨论发马达励磁电流的变化规律。I2的大小显然与W1及W2绕组中的电流有关,根据变压(气压变量)器的磁势平衡条件,可见,发电机的励磁电流由两部分叠加而成:一部分为Iu=K12I1,它基本上是由发电机端电压经移相电抗器提供的,叫做励磁电流的自励分量或电压分量;一部分为Ii= K32I3,是由发电机负载电流提供的,叫做励磁的电流分量或复励分量。

 

  由于Iu流过感抗很大的移相电抗器,因此在相位上对发电机端电压约滞后90°,而I1则和发电机负载电流同相位。注意到这两点,就容易画出I2的矢量。还表明了当功率因数角φ变化时,励磁电流I2的变化规律。

  

  现在把励磁电流I2的矢量和发电机的电势矢量做一个比较。是发电机电压不变的条件下,不同负载电流和功率因数时的发电机电势简化矢量,比较两可以看出,发电机的励磁电流I2和发电机电势它的变化规律是完全一致的。这就说明,由于励磁的复励分量和电压分量进行矢量叠加的结果,励磁电流能够在原理上满足发电机电势变化的要求,使发电机电压保持恒定,相复励自励恒压的名称也即由此而来。

 

  一方面,自励恒压装置具有可靠、简单、反应迅速等优点,因此得到了广泛的应用。另一方面,当温升、磁路的非线性、转速波动等因素引起发电机电压偏差时,这类电路并没有消除这种偏差的能力,因此很难维持较高的调压精度(精确度)。在一般情况下,其静态电压变化率为±1%,有的甚至达±5%。由于这类线路通常都是按无差调压特性设计的,因此并联运行时无功负载的均衡分配也有一定困难:特别对于不同型号的发电机组并联更是如此。

 

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