同步发电机自动电压调整器.ppt

1、第二章 同步发电机自动电压调整器,刘飞,第二章 同步发电机自动电压调整器,主要内容： 对调压器的要求及分类； 不可控相复励调压装置； 可控硅调压装置； 可控相复励调压装置； 无刷发电机系统。,第一节 概 述,一、自动电压调整装置的作用,1. 电压控制,对于同步发电机来说，在负载电流变化时，由于电枢反应的影响将使发电机的端电压发生变化，尤其是感性电流，其影响更大。需要自动调压装置来调整发电机的端电压，即相应调整发电机励磁电流，以保持端电压的恒定。,2. 无功功率分配控制 同步发电机并联运行时，只要在网并联运行的发电 机的电势不相等，在网上运行的发电机定子绕组间就会产生环流，引起无功功率分配不均匀

2、。因此需要自动调压装置来调整发电机的电势，以减小机组间的环流，使并联运行机组处于合理而稳定分配无功功率。,二、对调压装置的基本要求,基本要求是简单可靠；灵敏度高而稳定； 稳态、动态特性好； 具有一定的强行励磁能力； 合理而稳定分配无功功率等。,1自励起压 在发电机起动运行且转速接近额定转速时，自动调压装置能使发电机建立空载电压。,2静态电压调整率,规定：主发电机为2.5% 应急发电机为3.5%,3动态电压调整率,规定：动态电压调整率在15%以内，电压恢复时间1.5s,4. 无功分配 输出功率相同的发电机并联运行，其每台发电机的无功负载与其按比例分配值的偏差不应超过其额定无功功率的10%。 在不

3、同定额的发电机并联运行时，则无功负载按比例分配值之差不应超过 . 最大发电机额定无功功率的10%； . 最小发电机额定无功功率的25%。,5. 强行励磁 电力系统的特点之一，是过渡过程非常快。当负载突变或发生短路时，电压会突然下降很大。要求调压装置要有强行励磁能力。以保证发电机电压恒定。,三、调压装置的分类 按调节原理调压装置可分成三种类型:,1. 按扰动（负载）进行调节 它是按发电机电流的大小及其功率因数来对发电机励磁电流进行调节的。 特点静态特性较差、动态特性较好。 静态电压调整率一般在35%之间，最好也只能达到2%左右。不可控相复励调压装置就属于这种类型。,2. 按负反馈（电压偏差）进行

4、调节 它是按发电机输出电压的偏差U来对发电机励磁电流进行调节的。 特点：静态精度高，现在静态电压调整率一般均在1%以内，有的已达到0.5%以内。欠缺的是动态特性差，可控硅调压装置就属于这种类型。,3. 按复合原理进行调节 它是按扰动与电压偏差的综合信号进行调节的，即按发电机的电流大小及其功率因数和发电机输出电压偏差来对发电机励磁电流进行调节的。 这类调压装置是将上述两种调压装置结合在一起，所以具有上述装置的各自优点，而克服了各自的不足之处，即调压装置的静态特性与动态特性都很好。可控相复励调压装置就属于这种类型。,第二节 不可控相复励调压装置,相复励恒压装置：既按负载电流的大小又按负载电流的相位

5、 进行调压的装置为相复励恒压装置。,相复励恒压装置的分类：电流叠加；电势叠加；电磁叠加,一同步发电机自励起压工作原理,结论：同步发电机在原动机启动并达到额定转速以后，由于励磁绕组的剩磁使发电机有一定的输出电压，在此电压的作用下，励磁绕组产生更大的磁场，从而使发电机输出更高的电压，互相促进的结果使发电机电压达到额定值。,自励发电机的建压条件,1）发电机要有剩磁。 2）励磁电流磁场与剩磁场方向相同。 3）励磁电路的电阻要适当,要小于建压临界电阻。,自励发电机电压建立,在转子磁极上加恒磁插片 临时充磁 谐振法 利用升压变压器 临时短接主电路,解决起压困难的措施,二、电流迭加相复励调压装置,TA 电力

6、电流互感器。它反映发电机负载电流(大小与相位)，以进行相复励调压。 LR移相电抗器。它将发电机电压产生的电流移相90，作为电压分量进行自励起压。 VD 三相桥式整流器。它将交流侧迭加得到的励磁电流IE整流成励磁电流IE。,1线路原理图,2. 线路分析,等值电路图,电压源UG单独作用时,电流源IEI单独作用时,3. 相量分析, XL RL + RE,由于移相电抗器ZL的电抗值XL大于大于其电阻值RL与等效励磁回路电阻RE之和，所以可忽略这两个电阻。这样上式可表示为,三. 相复励装置参数的调整,空载电压调整,若电压低,说明励磁电流中电压分量小,应增大电压分量 即应减小XL的值.可通过减少移相电抗器

7、的匝数或增加移相电抗器铁芯的气隙来实现调整.,带负载后电压的调整,若电压低,说明励磁电流中电流分量小,应增大电流分量.可通过减少电流互感器付边匝数进行调整。,四. 不可控相复励装置存在问题与改进措施,相复励调压装置调压精度低的主要原因,目前船舶发电机大多采用的是凸极式,发电机磁路有一定的饱和现象,改进措施,引入负反馈,加电压校正器 AVR(Automatic Voltage regulator),第三节 可控硅调压装置,一基本环节介绍,1. 测量环节,测量电路一般采用三相桥式整流、滤波来获得发电机端电压信号,2. 比较电路,2.1.双稳压管桥式比较电路,在输出开路时，当输入电压UG DC小于稳

8、压管DZ稳压值时,Ue - UG DC,当输入信号大于等于稳压管 稳压值时,Ue UR UZ UG DC 2UZ,双稳压管比较电路输入输出波形,2.2.单稳压管比较电路,在输出开路当输入电压UG DC小于稳压管稳压值时,当输入信号大于等于稳压管稳压值时,单稳压管比较电路输入输出波形,3. 误差信号调节环节,即PID调节环节，对Ue误差信号进行调整,4.移相和触发脉冲形成电路,移相及脉冲信号,5. 晶闸管整流电路,二可控硅调压装置调节过程,发电机输出电压经三相桥式整流电路输出作为测量信号，经稳压管比较电路输出电压偏差信号，然后经PID调节器调节输出成比例或PID信号到移相电路进行移相供给脉冲发生器，使其输出脉冲信号到可控整流电路，由可控整流电路输出电流给励磁绕组使其磁场改变，从而改变发电机的电压。,第四节 可控相复励调压装置,1. 对相复励装置的输出进行分流控制,是在不可控相复励基础上加按电压偏差进行调整的系统，其调压精度较高。,1）直流侧分流,2）交流侧分流,3）用交流励磁控制的交流侧分流,2电压校正器AVR的工作,第五节 无刷发电机励磁系统,一. 无刷同步发电机的组成,主发电机,励磁发电机,轮管035/6期中试题 班级 姓名 1 画图说明船舶电力系统的组成。 2 船舶用电设备主要有哪些？ 3 说明船舶电网的分类及连接方式？ 4 船舶主配电盘的日常管理有哪些？ 5