船舶同步发电机的自动调节装置1of2.ppt

* 第十二章 船舶同步发电机的自动调节装置 §12-1 同步发电机电压的自动调节 §12-2 不可控相复励恒压原理 §12 -3 晶闸管（可控硅）自动励磁原理 §12-4 可控相复励恒压原理 §12-5 无刷同步发电机励磁恒压系统 §12-6 并联运行同步发电机无功自动分配 §12-7 调速器特性与并联有功分配 §12-8 自动调频调载原理 §12-9 自动分级卸载及自动增减机组 本章主要介绍船舶同步发电机的自动调压、调频、以及有功功率和无功功率的调节方法。 内 容 简 介 §12-1 同步发电机电压的自动调节 发电机组起动运行且转速接近额定转速时，应能使发电机可靠起励，建立额定空载电压。 一.自动调压装置的功能 为了保证高质量的供电指标，自动调压装置应具备下述的功能： 1.自励起压 Umin —发电机突加负载时的最低电压值 Umax—发电机突减负载时的最高电压值 突加或突卸负载时发电机电压的变化曲线 图12-1-1突加或突卸负载时发电机电压的变化曲线 2.静态电压调整率 发电机负载端电压波动的缓慢变化可用静态电压变化率（稳态电压变化率〕?US% 来表示： U ---- 发电机在规定的负载变化范围内端电压的稳态最大值Usmax或最小值Usmin。 Un---- 发电机的额定电压（V）； 《钢质海船建造及入级规范》规定： 发电机从空载至满载，功率因数保持为额定值,主发电机的静态电压变化率应在?2.5% 以内,应急发电机的静态电压变化率应在?3.5% 以内。 3.动态电压调整率 瞬时电压波动率用动态电压变化率?Ud%来表示： Ud ----- 发电机突加负载或突减负载时的最高电压Umax或最低电压值Umin。 《钢质海船建造及入级规范》规定： 发电机突加或突减50％额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载时，发电机的动态电压变化率应在?15% 以内，电压恢复时间不超过1.5秒。 当电压突然下降很大时，要求自动调压装置能迅速把励磁电流升高至超过额定状态的最大值，即有足够的强行励磁能力，以提高电压的上升速度。 4.强行励磁 《钢质海船建造及入级规范》规定： 并联运行的交流发电机组，当负载在额定功率的20%～100%范围内变化时，各发电机实际承担的无功功率与按发电机各自的容量比例计算值之差不应超过发电机最大额定无功功率的?10% 。 5.合理分配发电机的无功功率 二.自动调压装置的分类 励磁电流是由与同步发电机组同轴的直流励磁发电机提供。由于直流励磁机的电磁惯性较大，而且有电刷和换向器，可靠性差，维护管理不便，不宜在船舶电站中使用。 （1）直流励磁机他励方式 1.按照直流励磁电流的获得方式区分 （2）静止自励方式 利用交流同步发电机发出的交流电经整流提供给转子励磁绕组的自励方式获得了广泛的应用。静止自励方式简单、可靠，特别适用于容量较小的船舶同步发电机。同时，由于其电磁惯性较小，因此具有优良的动态性能。 （3）交流励磁机他励方式 以交流励磁机他励的无刷励磁方式。由于这种励磁方式使整个机组的旋转部分和静止部分没有任何滑动电接触，去掉了电刷和滑环，因此可靠性好，管理方便。 2．按照自动调压的作用原理区分 当发电机的输出电压与给定电压出现偏差（?U）时，调节器根据?U的大小和极性对励磁电流进行调节，以维持端电压恒定。 （1）按电压偏差调节 特点:属于闭环调节系统，静态性能好，调压精度高。但动态特性差。 2 按负载扰动调节 发电机端电压变化的是由于负载扰动引起的 I a,conφ ，调节装置直接测量扰动量，根据扰动量的变化来进行调节，使发电机的端电压恒定。 特点:属于开环调节系统，具有结构简单，工作可靠，强励能力强，动态性能好等特点。但静态性能较差，调压精度低。 （3）复合调节 3.按励磁装置的组成元件区分： 复合调节即为按负载和电压偏差的综合调节，它是在按负载调节的基础上采用自动电压调节器（AVR）。是一种较理想的励磁调节器，广泛用于船舶电站中。 相复励励磁装置 三谐波励磁装置 可控硅励磁装置等 §12-2 不可控相复励恒压原理 具有优良的动态性能，并能在恶劣的环境下可靠地工作。 一.相复励自励恒压装置 既反映电流的大小，也能反映电流的相位的线路称为相位复励线路，简称相复励线路。 相复励装置调节特性的规律是按电流的大小及相位进行补偿的。 通常可归纳为三种方式： 按电流叠加的相复励 按电磁叠加的相复励 按电势叠加的相复励 G—同步发电机, Nf—同步发电机的励磁绕组 , CT—电流互感器, X—移相电抗 , D1～D6—二极管三相整流器。 图12-2-1 电流叠加相复励自励恒压装置 电流叠加相复励自励恒压装置 . 设电路为三相对称，电流互感器不饱和。 1.等值电路 图12-