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柴油发电机组相复励自励恒压装置的工作原理

[文章来源:星光] [发布日期:2016-07-20] [浏览次数:]

    目前柴油发电机的励磁方式中,应用最广泛的是不可控相复励自励恒压装置。这类励磁装置在并联运行上又有其独特的问题和特点,因此有必要对它们做专门的讨论分析。相复励自励恒压装置虽然线路种类很多,但在原理上和计算方法上都是相似的,下面针对一种比较典型的线路做较详细的讨论,所得结果不难推广到其他类似的电路。
                         

相复励自励恒压装置的工作原理:

    图9.30是磁合成的自励恒压线路图,图中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,W1BF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发电机的励磁绕组。

    从图9.30可以看出,复励变压器W2绕组的电流I2经过整流后就是发电机的励磁电流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电机励磁电流的变化规律

    I2的大小显然与W1W2绕组中的电流有关,根据变器的磁势平衡条件,得

    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Ii则和发电机负载电流同相位。注意到这两点,就容易画出I2的矢量图,如图9. 31(a)所示。图9.31(a)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的矢量图和发电机的电势矢量图做一个比较。图9.31(b)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图,比较图9.31 (a)9.31(b)两图可以看出,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、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。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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