康明斯柴油发电机的电压调整特性是什么？
发布时间：2023-10-11 点击：143
技术与安全知识
交流发电机的电压调整特性
并联发电机组的无功负载分配取决于各发电机励磁系统的特性。发电机励磁调节的方案和路线很多，把它们逐一介绍是困难的。但是，为了建立无功负载分配的一般概念，康明斯发电机可以避开具体调压线路和其动作过程，而只用调压器调节励磁的最终结果来进行分析。
大家知道，影响发电机电压变化的主要因素是无功电流，而调压器调节励磁的目的，康明斯发电机简单地说，就是恢复和保持发电机的端电压。这种发电机无功电流和发电机电压的因果关系，叫做发电机的电压调整特性，或简称调压特性。它实际上表征了励磁调节的最终结果，而且这一特性是可以从发电机的运行参数（电压、电流、功率）直接测取的，并不需要知道调压器的具体线路特点。
δ* 表示了发电机无功电流由零变化到额定值时，发电机电压相对其额定值的百分数。习惯上认为下降的调差率为正，即对δ>0的特性称为具有正调差率的有差特性，对δ<0的特性称为负有差特性，而δ=0的特性称为无差特性。当用直线代替调压特性的曲线后，在某一无功负载下，将具有电压偏差△uy，称为调压特性的非线性度。
交流发电机电压空载特性曲线图
1、发电机电压调控
调控的目的就是实现在同步发电机额定负荷范围内稳住输出电压。调控技术的理念是实时地从主发电机电枢取得电压和电流，经整流和负反馈调理后供给励磁机的定子线圈，使其产生变化规律与主发电机输出电压变化规律相反的直流电磁场，这个磁场也必然使励磁机转子电枢的输出电压及旋转整流器供给主发电机转子线圈的直流电流按同样的规律而变化。从而起到实时调节主发电机转子磁场大小，使主发电机在额定负荷范围内保持良好输出特性的作用。
2、同步发电机输出电压的调控
对发电机输出电压的调节过程，可以用以下的流程表示；由于负荷增加使主发电机电枢电压↓(降) →经负反馈调理后励磁机定子电流及磁场↑→励磁机转子电枢输出电压↑→旋转整流器输出电流↑→主发电机转子磁场↑→使主发电机电枢电压↑若主发电机电压升高，则其反馈调控使以上各环节作用降低，导致电压回到额定值。可见通过励磁机实时调控主发电机转子磁场的大小，就可以稳住输出电压。这其中起重要作用的是负反馈调节单元，通常称其为恒压励磁装置和自动电压调节器。
3、自动电压调节器
现代交流同步发电机常用自动电压调节器avr这种电子部件调节励磁机定子磁场的强弱。虽然avr的种类很多，但性能大同小异；都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定的值相比较，用比较的结果去调节脉冲宽度调制器pwm；输出电压值高则调制器输出脉冲宽度窄，反之则宽。然后再用这些脉冲去调控大功率开关器件即三极管或场效应管控制送入励磁机定子线圈的电流的时间。从而使它的磁场强弱随着主发电机输出电压的变化而相反变化；即输出电压升高则励磁机定子磁场减小，输出电压降低励磁机定子磁场增强。从而达到负反馈调控的目的。
4、常用avr类型
取样自主发电机输出电压的信号从8、9两端输入到电压测量比较单元，与内部预先设定的电压值(例如380v)相比较。比较结果以输出电压ua送入脉冲宽度调制单元pwm，输出电压uc送入低频保护单元。电压测量比较单元的l、s、h是连接主发电机输出电压幅值调节电位器的三个端子。脉冲宽度调制器由稳压器输出的直流电压ucc作为工作电源，以确保其性能稳定。它的输出电压ub控制调制管vt3。若由电压测量比较单元送来的ua大，表明主发电机输出电压升高，则大的ua就会使脉冲宽度调制器输出的脉冲ub的宽度变窄。窄的脉冲就会使vt3导通时间短，通过的电流少。反之，主发电机电压降低ua变小，脉冲宽度调制器输出的脉冲ub的宽度随之变宽，从而使vt3导通时间变长，通过的电流增多。
励磁机定子线圈一端接在端子x1上，另一端接在xx1端子上。由主发电机电枢送来的ea、eb、ec三相电压，经过三个二极管vd10、vd11、vd12整流后，电流从x1端流入励磁机的定子线圈，由xx1流出，再经过调制管vt3和xn端子流回主发电机电枢，形成励磁机定子线圈的励磁电流通路。vt3是这个通路上的开关，它导通时间长，则定子线圈流过电流时间长，定子磁场强度大；vt3导通时间短，定子线圈电流少，定子磁场强度小。
5、avr调控主发电机电压
主发电机由于负荷原因输出电压升高，电压测量比较单元输出的ua随着升高，受ua控制的脉宽调制器输出脉冲ub宽度变窄，开关管vt3导通时间短，励磁机定子磁场减弱，转子电枢电压及旋转整流器输出电流随之减小，导致供给主发电机转子的励磁电流变小，则主发电机因其转子磁场的减小而使输出电压降低。反之，avr的负反馈调控功能就会使主发电机的输出电压升高，在主发电机因负荷超出额定值而输出极大电流时，柴油发动机也需随之输出巨大的动力以致导致其转速低于额定值。
6、低频保护单元的作用
就是在这种情况下限制励磁机定子线圈里电流的超额增大。它以电阻和电容构成的充放电支路预先设定一个低频保护点，当主发电机负荷正常时，从电压测量单元来的uc小于低频保护点，则低频保护单元输出的电压ud高，二极管vd8被截止，ud到不了脉宽调制器，起不了作用。若主发电机超载则ud变低，vd8导通，ud和ua就可同时作用于脉宽调制器，使其输出的脉冲ub随ud的下降而变窄，调制管vt3导通时间随之变短，励磁电流减小励磁机定子磁场变弱，从而导致主发电机转子磁场减小。发电机输出电压下降、电流减小。低频保护单元起到了保护励磁机和主发电机的作用。
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并联发电机组的无功负载分配取决于各发电机励磁系统的特性。发电机励磁调节的方案和路线很多，把它们逐一介绍是困难的。但是，为了建立无功负载分配的一般概念，康明斯发电机可以避开具体调压线路和其动作过程，而只用调压器调节励磁的最终结果来进行分析。
大家知道，影响发电机电压变化的主要因素是无功电流，而调压器调节励磁的目的，康明斯发电机简单地说，就是恢复和保持发电机的端电压。这种发电机无功电流和发电机电压的因果关系，叫做发电机的电压调整特性，或简称调压特性。它实际上表征了励磁调节的最终结果，而且这一特性是可以从发电机的运行参数（电压、电流、功率）直接测取的，并不需要知道调压器的具体线路特点。
δ* 表示了发电机无功电流由零变化到额定值时，发电机电压相对其额定值的百分数。习惯上认为下降的调差率为正，即对δ>0的特性称为具有正调差率的有差特性，对δ<0的特性称为负有差特性，而δ=0的特性称为无差特性。当用直线代替调压特性的曲线后，在某一无功负载下，将具有电压偏差△uy，称为调压特性的非线性度。
交流发电机电压空载特性曲线图
1、发电机电压调控
调控的目的就是实现在同步发电机额定负荷范围内稳住输出电压。调控技术的理念是实时地从主发电机电枢取得电压和电流，经整流和负反馈调理后供给励磁机的定子线圈，使其产生变化规律与主发电机输出电压变化规律相反的直流电磁场，这个磁场也必然使励磁机转子电枢的输出电压及旋转整流器供给主发电机转子线圈的直流电流按同样的规律而变化。从而起到实时调节主发电机转子磁场大小，使主发电机在额定负荷范围内保持良好输出特性的作用。
2、同步发电机输出电压的调控
对发电机输出电压的调节过程，可以用以下的流程表示；由于负荷增加使主发电机电枢电压↓(降) →经负反馈调理后励磁机定子电流及磁场↑→励磁机转子电枢输出电压↑→旋转整流器输出电流↑→主发电机转子磁场↑→使主发电机电枢电压↑若主发电机电压升高，则其反馈调控使以上各环节作用降低，导致电压回到额定值。可见通过励磁机实时调控主发电机转子磁场的大小，就可以稳住输出电压。这其中起重要作用的是负反馈调节单元，通常称其为恒压励磁装置和自动电压调节器。
3、自动电压调节器
现代交流同步发电机常用自动电压调节器avr这种电子部件调节励磁机定子磁场的强弱。虽然avr的种类很多，但性能大同小异；都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定的值相比较，用比较的结果去调节脉冲宽度调制器pwm；输出电压值高则调制器输出脉冲宽度窄，反之则宽。然后再用这些脉冲去调控大功率开关器件即三极管或场效应管控制送入励磁机定子线圈的电流的时间。从而使它的磁场强弱随着主发电机输出电压的变化而相反变化；即输出电压升高则励磁机定子磁场减小，输出电压降低励磁机定子磁场增强。从而达到负反馈调控的目的。
4、常用avr类型
取样自主发电机输出电压的信号从8、9两端输入到电压测量比较单元，与内部预先设定的电压值(例如380v)相比较。比较结果以输出电压ua送入脉冲宽度调制单元pwm，输出电压uc送入低频保护单元。电压测量比较单元的l、s、h是连接主发电机输出电压幅值调节电位器的三个端子。脉冲宽度调制器由稳压器输出的直流电压ucc作为工作电源，以确保其性能稳定。它的输出电压ub控制调制管vt3。若由电压测量比较单元送来的ua大，表明主发电机输出电压升高，则大的ua就会使脉冲宽度调制器输出的脉冲ub的宽度变窄。窄的脉冲就会使vt3导通时间短，通过的电流少。反之，主发电机电压降低ua变小，脉冲宽度调制器输出的脉冲ub的宽度随之变宽，从而使vt3导通时间变长，通过的电流增多。
励磁机定子线圈一端接在端子x1上，另一端接在xx1端子上。由主发电机电枢送来的ea、eb、ec三相电压，经过三个二极管vd10、vd11、vd12整流后，电流从x1端流入励磁机的定子线圈，由xx1流出，再经过调制管vt3和xn端子流回主发电机电枢，形成励磁机定子线圈的励磁电流通路。vt3是这个通路上的开关，它导通时间长，则定子线圈流过电流时间长，定子磁场强度大；vt3导通时间短，定子线圈电流少，定子磁场强度小。
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6、低频保护单元的作用
就是在这种情况下限制励磁机定子线圈里电流的超额增大。它以电阻和电容构成的充放电支路预先设定一个低频保护点，当主发电机负荷正常时，从电压测量单元来的uc小于低频保护点，则低频保护单元输出的电压ud高，二极管vd8被截止，ud到不了脉宽调制器，起不了作用。若主发电机超载则ud变低，vd8导通，ud和ua就可同时作用于脉宽调制器，使其输出的脉冲ub随ud的下降而变窄，调制管vt3导通时间随之变短，励磁电流减小励磁机定子磁场变弱，从而导致主发电机转子磁场减小。发电机输出电压下降、电流减小。低频保护单元起到了保护励磁机和主发电机的作用。
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