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柴油發電機組相復勵自勵恒壓裝置的工作原理

發布時間:2023-09-12 點擊:192
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交流同步發電機過去采用直流勵磁機的勵磁系統,由于維護管理較為麻煩,現在已很少采用了。后來發展了不帶勵磁機的相復勵機自勵恒壓勵磁系統。近代的同步發電機采用帶交流勵磁機,經旋轉整流器整流的他勵式同步發電機勵磁系統,稱為無刷同步發電機勵磁系統。對于小型同步發電機一般采用電抗移相式相復勵自勵恒壓裝置。它是一種不可控的相位復式勵磁方式。為了弄清其基本原理,先來討論自勵起壓和電流疊加原理。
柴油發電機組復勵自勵恒壓裝置的工作原理
磁合成的自勵恒壓線路,中dk為三相線性電抗器,又稱移相電抗器;bf為三相三繞組變壓器,w1為bf的電壓繞組,w2為輸出繞組,w3為其電流繞組;zl為三相橋式整流器,忌為調整變阻器,lq為發馬達的勵磁繞組。發電組在柴油機發電機組體積縮小溫度迅速升高,達到柴油的燃點。柴油被點燃,混合氣體劇烈燃燒,體積迅速膨脹,推動活塞下行,稱為"作功"。
可以看出,復勵變壓器w2繞組的電流i2經過整流后就是發馬達的勵磁電流il,對于三相橋式整流電路il=1.23i2;因此討論i2的變化規律也就是討論發馬達勵磁電流的變化規律。i2的大小顯然與w1及w2繞組中的電流有關,根據變壓(氣壓變量)器的磁勢平衡條件,可見,發電機的勵磁電流由兩部分疊加而成:一部分為iu=k12i1,它基本上是由發電機端電壓經移相電抗器提供的,叫做勵磁電流的自勵分量或電壓分量;一部分為ii= k32i3,是由發電機負載電流提供的,叫做勵磁的電流分量或復勵分量。
由于iu流過感抗很大的移相電抗器,因此在相位上對發電機端電壓約滯后90°,而i1則和發電機負載電流同相位。注意到這兩點,就容易畫出i2的矢量。還表明了當功率因數角φ變化時,勵磁電流i2的變化規律。
現在把勵磁電流i2的矢量和發電機的電勢矢量做一個比較。是發電機電壓不變的條件下,不同負載電流和功率因數時的發電機電勢簡化矢量,比較兩可以看出,發電機的勵磁電流i2和發電機電勢它的變化規律是完全一致的。這就說明,由于勵磁的復勵分量和電壓分量進行矢量疊加的結果,勵磁電流能夠在原理上滿足發電機電勢變化的要求,使發電機電壓保持恒定,相復勵自勵恒壓的名稱也即由此而來。
一方面,自勵恒壓裝置具有可靠、簡單、反應迅速等優點,因此得到了廣泛的應用。另一方面,當溫升、磁路的非線性、轉速波動等因素引起發電機電壓偏差時,這類電路并沒有消除這種偏差的能力,因此很難維持較高的調壓精度(精確度)。在一般情況下,其靜態電壓變化率為±1%,有的甚至達±5%。由于這類線路通常都是按無差調壓特性設計的,因此并聯運行時無功負載的均衡分配也有一定困難:特別對于不同型號的發電機組并聯更是如此。

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