同步發(fā)電機自動電壓調(diào)整器.ppt

1、第二章 同步發(fā)電機自動電壓調(diào)整器,劉飛,第二章 同步發(fā)電機自動電壓調(diào)整器,主要內(nèi)容： 對調(diào)壓器的要求及分類； 不可控相復勵調(diào)壓裝置； 可控硅調(diào)壓裝置； 可控相復勵調(diào)壓裝置； 無刷發(fā)電機系統(tǒng)。,第一節(jié) 概 述,一、自動電壓調(diào)整裝置的作用,1. 電壓控制,對于同步發(fā)電機來說，在負載電流變化時，由于電樞反應的影響將使發(fā)電機的端電壓發(fā)生變化，尤其是感性電流，其影響更大。需要自動調(diào)壓裝置來調(diào)整發(fā)電機的端電壓，即相應調(diào)整發(fā)電機勵磁電流，以保持端電壓的恒定。,2. 無功功率分配控制 同步發(fā)電機并聯(lián)運行時，只要在網(wǎng)并聯(lián)運行的發(fā)電 機的電勢不相等，在網(wǎng)上運行的發(fā)電機定子繞組間就會產(chǎn)生環(huán)流，引起無功功率分配不均勻

2、。因此需要自動調(diào)壓裝置來調(diào)整發(fā)電機的電勢，以減小機組間的環(huán)流，使并聯(lián)運行機組處于合理而穩(wěn)定分配無功功率。,二、對調(diào)壓裝置的基本要求,基本要求是簡單可靠；靈敏度高而穩(wěn)定； 穩(wěn)態(tài)、動態(tài)特性好； 具有一定的強行勵磁能力； 合理而穩(wěn)定分配無功功率等。,1自勵起壓 在發(fā)電機起動運行且轉速接近額定轉速時，自動調(diào)壓裝置能使發(fā)電機建立空載電壓。,2靜態(tài)電壓調(diào)整率,規(guī)定：主發(fā)電機為2.5% 應急發(fā)電機為3.5%,3動態(tài)電壓調(diào)整率,規(guī)定：動態(tài)電壓調(diào)整率在15%以內(nèi)，電壓恢復時間1.5s,4. 無功分配 輸出功率相同的發(fā)電機并聯(lián)運行，其每臺發(fā)電機的無功負載與其按比例分配值的偏差不應超過其額定無功功率的10%。 在不

3、同定額的發(fā)電機并聯(lián)運行時，則無功負載按比例分配值之差不應超過 . 最大發(fā)電機額定無功功率的10%； . 最小發(fā)電機額定無功功率的25%。,5. 強行勵磁 電力系統(tǒng)的特點之一，是過渡過程非?？臁．斬撦d突變或發(fā)生短路時，電壓會突然下降很大。要求調(diào)壓裝置要有強行勵磁能力。以保證發(fā)電機電壓恒定。,三、調(diào)壓裝置的分類 按調(diào)節(jié)原理調(diào)壓裝置可分成三種類型:,1. 按擾動（負載）進行調(diào)節(jié) 它是按發(fā)電機電流的大小及其功率因數(shù)來對發(fā)電機勵磁電流進行調(diào)節(jié)的。 特點靜態(tài)特性較差、動態(tài)特性較好。 靜態(tài)電壓調(diào)整率一般在35%之間，最好也只能達到2%左右。不可控相復勵調(diào)壓裝置就屬于這種類型。,2. 按負反饋（電壓偏差）進行

4、調(diào)節(jié) 它是按發(fā)電機輸出電壓的偏差U來對發(fā)電機勵磁電流進行調(diào)節(jié)的。 特點：靜態(tài)精度高，現(xiàn)在靜態(tài)電壓調(diào)整率一般均在1%以內(nèi)，有的已達到0.5%以內(nèi)。欠缺的是動態(tài)特性差，可控硅調(diào)壓裝置就屬于這種類型。,3. 按復合原理進行調(diào)節(jié) 它是按擾動與電壓偏差的綜合信號進行調(diào)節(jié)的，即按發(fā)電機的電流大小及其功率因數(shù)和發(fā)電機輸出電壓偏差來對發(fā)電機勵磁電流進行調(diào)節(jié)的。 這類調(diào)壓裝置是將上述兩種調(diào)壓裝置結合在一起，所以具有上述裝置的各自優(yōu)點，而克服了各自的不足之處，即調(diào)壓裝置的靜態(tài)特性與動態(tài)特性都很好。可控相復勵調(diào)壓裝置就屬于這種類型。,第二節(jié) 不可控相復勵調(diào)壓裝置,相復勵恒壓裝置：既按負載電流的大小又按負載電流的相位

5、 進行調(diào)壓的裝置為相復勵恒壓裝置。,相復勵恒壓裝置的分類：電流疊加；電勢疊加；電磁疊加,一同步發(fā)電機自勵起壓工作原理,結論：同步發(fā)電機在原動機啟動并達到額定轉速以后，由于勵磁繞組的剩磁使發(fā)電機有一定的輸出電壓，在此電壓的作用下，勵磁繞組產(chǎn)生更大的磁場，從而使發(fā)電機輸出更高的電壓，互相促進的結果使發(fā)電機電壓達到額定值。,自勵發(fā)電機的建壓條件,1）發(fā)電機要有剩磁。 2）勵磁電流磁場與剩磁場方向相同。 3）勵磁電路的電阻要適當,要小于建壓臨界電阻。,自勵發(fā)電機電壓建立,在轉子磁極上加恒磁插片 臨時充磁 諧振法 利用升壓變壓器 臨時短接主電路,解決起壓困難的措施,二、電流迭加相復勵調(diào)壓裝置,TA 電力

6、電流互感器。它反映發(fā)電機負載電流(大小與相位)，以進行相復勵調(diào)壓。 LR移相電抗器。它將發(fā)電機電壓產(chǎn)生的電流移相90，作為電壓分量進行自勵起壓。 VD 三相橋式整流器。它將交流側迭加得到的勵磁電流IE整流成勵磁電流IE。,1線路原理圖,2. 線路分析,等值電路圖,電壓源UG單獨作用時,電流源IEI單獨作用時,3. 相量分析, XL RL + RE,由于移相電抗器ZL的電抗值XL大于大于其電阻值RL與等效勵磁回路電阻RE之和，所以可忽略這兩個電阻。這樣上式可表示為,三. 相復勵裝置參數(shù)的調(diào)整,空載電壓調(diào)整,若電壓低,說明勵磁電流中電壓分量小,應增大電壓分量 即應減小XL的值.可通過減少移相電抗器

7、的匝數(shù)或增加移相電抗器鐵芯的氣隙來實現(xiàn)調(diào)整.,帶負載后電壓的調(diào)整,若電壓低,說明勵磁電流中電流分量小,應增大電流分量.可通過減少電流互感器付邊匝數(shù)進行調(diào)整。,四. 不可控相復勵裝置存在問題與改進措施,相復勵調(diào)壓裝置調(diào)壓精度低的主要原因,目前船舶發(fā)電機大多采用的是凸極式,發(fā)電機磁路有一定的飽和現(xiàn)象,改進措施,引入負反饋,加電壓校正器 AVR(Automatic Voltage regulator),第三節(jié) 可控硅調(diào)壓裝置,一基本環(huán)節(jié)介紹,1. 測量環(huán)節(jié),測量電路一般采用三相橋式整流、濾波來獲得發(fā)電機端電壓信號,2. 比較電路,2.1.雙穩(wěn)壓管橋式比較電路,在輸出開路時，當輸入電壓UG DC小于穩(wěn)

8、壓管DZ穩(wěn)壓值時,Ue - UG DC,當輸入信號大于等于穩(wěn)壓管 穩(wěn)壓值時,Ue UR UZ UG DC 2UZ,雙穩(wěn)壓管比較電路輸入輸出波形,2.2.單穩(wěn)壓管比較電路,在輸出開路當輸入電壓UG DC小于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時,當輸入信號大于等于穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值時,單穩(wěn)壓管比較電路輸入輸出波形,3. 誤差信號調(diào)節(jié)環(huán)節(jié),即PID調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，對Ue誤差信號進行調(diào)整,4.移相和觸發(fā)脈沖形成電路,移相及脈沖信號,5. 晶閘管整流電路,二可控硅調(diào)壓裝置調(diào)節(jié)過程,發(fā)電機輸出電壓經(jīng)三相橋式整流電路輸出作為測量信號，經(jīng)穩(wěn)壓管比較電路輸出電壓偏差信號，然后經(jīng)PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)輸出成比例或PID信號到移相電路進行移相供給脈沖發(fā)生器，使其輸出脈沖信號到可控整流電路，由可控整流電路輸出電流給勵磁繞組使其磁場改變，從而改變發(fā)電機的電壓。,第四節(jié) 可控相復勵調(diào)壓裝置,1. 對相復勵裝置的輸出進行分流控制,是在不可控相復勵基礎上加按電壓偏差進行調(diào)整的系統(tǒng)，其調(diào)壓精度較高。,1）直流側分流,2）交流側分流,3）用交流勵磁控制的交流側分流,2電壓校正器AVR的工作,第五節(jié) 無刷發(fā)電機勵磁系統(tǒng),一. 無刷同步發(fā)電機的組成,主發(fā)電機,勵磁發(fā)電機,輪管035/6期中試題 班級 姓名 1 畫圖說明船舶電力系統(tǒng)的組成。 2 船舶用電設備主要有哪些？ 3 說明船舶電網(wǎng)的分類及連接方式？ 4 船舶主配電盤的日常管理有哪些？ 5