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柴油發電機組相復勵自勵恒壓裝置的工作原理

[文章來源:星光] [發布日期:2016-07-20] [瀏覽次數:]

    目前柴油發電機的勵磁方式中,應用最廣泛的是不可控相復勵自勵恒壓裝置。這類勵磁裝置在并聯運行上又有其獨特的問題和特點,因此有必要對它們做專門的討論分析。相復勵自勵恒壓裝置雖然線路種類很多,但在原理上和計算方法上都是相似的,下面針對一種比較典型的線路做較詳細的討論,所得結果不難推廣到其他類似的電路。
                         

相復勵自勵恒壓裝置的工作原理:

    圖9.30是磁合成的自勵恒壓線路圖,圖中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,W1BF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發電機的勵磁繞組。

    從圖9.30可以看出,復勵變壓器W2繞組的電流I2經過整流后就是發電機的勵磁電流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電機勵磁電流的變化規律。

    I2的大小顯然與W1W2繞組中的電流有關,根據變器的磁勢平衡條件,得

    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Ii則和發電機負載電流同相位。注意到這兩點,就容易畫出I2的矢量圖,如圖9. 31(a)所示。圖9.31(a)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的矢量圖和發電機的電勢矢量圖做一個比較。圖9.31(b)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圖,比較圖9.31 (a)、9.31(b)兩圖可以看出,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、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。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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