发电机自动电压调整器的机理、分类及功用

　　当转子旋转时，定子切割磁力线发生交流电，同步的由来，是由于电极电流产生的旋转磁场的速度与磁场的速度相同，而且它们的转向也相同（前者的转向由后者决定）环保发电机组，故而二者在空间上是相对静止的，称为同步发电机。所谓自动控制电压，就是当负荷降低或增加或其他方面的变化而导致发电机电压升高或降低时，相对减少或增加激磁电流，使发电机输出电压稳定。通过改变激滋回路电阻或可控硅导通角而达到控制激磁电流的意义，促使电压恒定。发电机激兹电流与输出电压的变化，始终是负反馈的功用。

　　      发电机电压调节器是一种用于控制发电机输出电压的装置，它可以根据负载的变化来调节发电机的电压，以保持输出电压的稳定性。下面将讲解发电机电压调整器的工作机理。

　　      发电机电压调整器详细由发电机、电压传感器、自激励励磁电源、电压调整电路和发电机控制电路等结构。

　　      当发电机开始运转时，发电机通过传动装备驱动调节器的电压调节电路进行调整。电压探头通过感应发电机输出电压的大小，将电压信号传递给电压调节电路。电压调节电路根据感应到的电压信号来预判发电机的输出电压是否正常，并根据需要进行调节。

　　      在调整流程中，电压调节电路会控制自激励励磁电源的输出电流，从而调节发电机的励磁电流。当发电机的负荷增加时，输出电压会下降，电压探头会感应到这一变化，并将信号传递给电压调整电路。电压调整电路根据感应到的信号来判定发电机的输出电压是否低于额定电压，并通过控制自激励励磁电源的输出电流来增加励磁电流，从而提升发电机的输出电压。

　　      同样的道理，当发电机的负荷减少时，输出电压会上升，电压传感器也会感应到这一变化，并将信号传递给电压调整电路。电压调整电路根据感应到的信号来预判发电机的输出电压是否高于额定电压，并通过控制自激励励磁电源的输出电流来减轻励磁电流，从而减小发电机的输出电压。

　　      通过这样的调节步骤，发电机电压调节器可以保持发电机的输出电压在额定电压范围内的稳定性。当负载变化时，调节器会根据需要自动调节励磁电流，以使发电机的输出电压保持恒定。这样可以确保供电装置中的设备正常工作，预防因电压波动而致使的故障。

　　      这种调压步骤，在国产柴油发电机组上有所运用，其原理是：当发电机负康明斯发电机组操作与修理荷为额定值时，调压器保持稳定不动，这时发电机激磁电流、电压和主激磁电流都稳定不变；如果发电机负载发生变化，电压减轻，此时，调压器开始调节碳片电阻，使其电阻降低，从而使发电机激磁电流增大，促使发电机输出电压上升。反之，载减小，调节调压器碳片电阻，使其电阻增大，而使激磁电流减少，又促使电压下降。

　　      因为特殊装备的起动和运行中负载变化较大，选择相复励自动调压可以较好地满足特殊装置的需要，因此，目前在特殊装备供电中，发电机控制部分一般选用相复励自动调压程序。

　　      相复励自动调压的基本原理是当发电机空载时，电枢抽头绕组的剩磁电压，通过线。，施于三相桥式整流器上整流后，直流电流通向磁场绕组进行励磁，当剩磁电压偏低时，可用直流电进行充电。当发电机带有负载时，其负载电流通过电流互感器的一次绕组，产生一个和一次绕组电流成比例关系的二次电流，此电流能随不同功率因数的负载变化时所需励磁电流而相应增减。在适当参数配合下，提供和发电机所需的励磁电流相适应，故能自动调整电压，保持电压恒定在一定的范围内。因为它的这种特性，于是在工程建筑和特殊负载变化较大的设备中，较多地采取相复励调压程序的发电机组。

　　      利用串入或并入激磁回路的可控硅控制激磁电流，从而使发电机的输出电压随负荷的变化而进行自动调节，机理如图1所示。可控硅的控制程序有多种，具体分为以下两种：

　　（1）利用单结晶体管组成弛张振荡电路发生触发脉冲，改变电容的充电电压，从而控制触发脉冲发生的时间，改变可控硅导通角。

　　（2）利用三极管导通截止开关特性，改变电容的充电电压，控制三极管的打开时间而产生触发脉冲，同样也可以可控制的导通角。

　　      简易来说环保发电机，就是一种取消电压调整装置的设计途径，机理如图2所示。

　　      具有永磁同步发电机和制动电阻，永磁同步发电机在转子侧与柴油发电机械耦合，在定子侧与电压型变换器导电相连，电压型变换器在发电机侧和负载侧分别具有一个自换相脉冲变流器，自换相脉冲变流器在直流电压侧通过直流电压中间电路彼此相连，制动电阻可与直流电压中间电路导电相连。

　　      电压型变换器的发电机侧自换相变流器的每个发电机侧接点(R，S，T)均可通过开关设备与一个制动电阻导电相连，制动电阻彼此导电相连，借此获得一种无需再使用附加电压调节器的柴油电力驱动装置。

　　     起动柴油发电机至额定速度，已投入运转的发电机，转速接近额定速度时都应该能自动建立电压，交流电压表指示的电压应接近额定电压，电路如图3所示。若未有电压指示，调节“电压调节”电位器，顺时针转电压应上升，若电位器已调至最大位置仍无电压，用万用表直流挡测定励磁输出F+、F-，用万用表交流挡测定电源电压输入端和测量电压输入端，若输入端有电压，而励磁输出端仍无电压，说明该稳压板已故障，应换上同类型、型号新的AVR。

　　      根据国家标准规定，发电机电压整定范围≧1.05倍额定电压和≦0.95倍额定电压。测定时， 发电机已处于空载转速（频率达52.5Hz）。顺时针转“电压调节”电位器旋钮，若电位器己调至最大位置，发电机电压应大于1.05倍额定电压，若小于此值，用万用表直流档测量励磁输出F+、F-端子，测得的励磁电压没有超过铭牌规定值，说明电压调节器电压整定范围上限不够高。再逆时针转“电压调整”电位器旋钮，发电机电压应小于0.95倍额定电压，若电位器已调至最小位置，发电机电压未能小于此值，说明电压调节器电压整定范围下限不够低，应更换稳压板。

　　      设置有低频保护环节的稳压板，在发电机转速升至频率转折拐点（一般为45HZ）之前， 发电机励磁电流不允许大于铭碑规定值，否则有刷发电机转子绕组或无刷发电机交流励磁机定子绕组、电枢绕组将因连续的超大励磁电流而发烫直至烧毁。在发电机升速流程，若出现励磁电流超大，说明稳压板低频保护失效，应替换AVR。低频保护特征通常在电压板生产厂已调试好，其电位器旋钮已固封，发电机调试时无需调整，但有的销售中心未固封，此时可用小螺丝刀调节“频率转折”电位器，顺时针转，低频保护点频率升高，若升至45Hz之前，还发生超大励磁电流，说明该电压板低频保护用途不满足要点涪陵康明斯发电机，应更换。

　　      调整“电压稳定性”电位器，顺时针转，发电机电压波动率好， 但稳态、瞬态电压调节率变差；逆时针转调整器旋钮，发电机电压波动率变差，但稳态、瞬间电压调节率变好。发电机要求既有合格的电压波动率，也有合格的稳态、瞬态电压调整率，通过调节“电压稳定性电位器，上述3项性能指标中任1项不合格，说明该电压调节器不合格，应替换AVR。

　　稳定性好电压波动率小。稳定性差电压波动率大，不适用于几乎所有用电装置。康明斯发电机组标准规定：电压波动率≦0.5%，稳定性越好，电压越稳定。

　　稳定性好，稳态电压调整率小，即从空载到满载电压变化小。稳定性差，则稳态电压调节率大，从空载到满载电压上升或下降大，也不适用于几乎所有用电装备。国家标准规定：发电机稳态电压调整率有≦±1.0%、±2.5%、±5.0%三类指标， 依不一样励磁程序发电机而定。稳态电压调节率越小，电压越稳定。

　　稳定性好，瞬态电压调整率小，从空载突加负荷至满载，或从满载突减负载至空载瞬变的程序中，电压变化小，电压恢复速度快。稳定性差，则瞬间流程电压变化大，反映速度慢。国家标准规定：发电机瞬间电压调整率为≦ （-15%?＋20%）、 ≦ （-20%?+ 25%）、≦ （-25%?+ 30%） 3类指标，依不同励磁步骤发电机而定。瞬态电压调整率越小，电压越稳定。起动发电机能力也越强。

　　      适用于两台或多台发电机并联运转或并网运行的电压板，其内部设置有调差环节（含调整电位器），外接调差互感器，改进各台发电机的无功功率的自动合理分配，使各发电机稳定运转。当某台发电机无功电流偏大时（该发电机负载容量因数滞后偏大），顺时针方向缓慢调整“无功调差”电位器，无功电流偏小时（该发电机负荷容量因数滞后偏小），逆时针方向缓慢调节“无功调差”电位器。若顺时针或逆时针方向调整电位器步骤无功电流不改变，说明调压板的无功调差失效，应更换调压板。

　　      总的来说，发电机调压器是发电机稳定输出电压的关键装置之一。它的主要功用是通过控制发电机的励磁电流来调节发电机的输出电压，以保证电压稳定，预防电压太高或过低对电气装备造成损坏，同时保证稳定的电能提供。在发电机运转时，发电机内部产生的电压需要通过调压器进行调整，使电压满足负载的要求，并保持一定的稳定性。因此，调压器在电力装置中具有重要的地位，可以保持供电装置的电压稳定，确保柴油发电机组正常工作。