发电机可控相复励恒压装置的机理与特征

摘要：同步发电机的可控相复励恒压机构是结合了相复励磁的快速补偿能力与自动电压调节器（稳压板）的精确调控作用的一套励磁机构。它利用一个可控的分流元件（如可控硅），根据调压板的指令动态调节输出给发电机的励磁电流，从而实现高精度的电压稳定。

  可控相复励磁装置是以相复励为励磁装置主体，加上根据电压偏差信号实现调整的电压校正器（Automatic Voltage Regulator，电压调节器），就构造了可控相复励恒压机构。相复励部分保证了发电机的自激起压及强励性能，而且动态性能好，当电压偏差尚未形成时，其机构根据负荷电流的变化对励磁电流做了调节，因此其调整功能先于稳压板。但相复励调节精度不过高，仍然有ΔU，将由稳压板发挥功用，按照电压偏差 ΔUg对发电机端电压 Ug作进一步调整，来提升调压精度。

  电压调校器的机理框图如图1所示，其中一个重要结构部分是获得电压偏差信号的比较环节。为了测定发电机端电压的大小，首先要把交流电压信号变换为直流信号，通常要经过降压、整流和滤波。一个典型的比较环节是比较桥，如图2(a)所示。其中，输入电Ui从A、B两端加到两条支路上，每条支路由电阻R及稳压管W结构，输出电压 Uo由C、D两点引出，输入与输出构造桥路关系。设稳压管能理想地稳定于电压 Uw处，当UiUw时，两条支路上均无电流流过，故而，电阻R两端等电位，此时 UCD=UAB当 UiUw时，稳压管两端电压为Uw，可得到电压平衡关系：

  于是，可得到如图2 （b）的输入一输出特点曲线。选用额定作业点在特征的下降段，如图中Uo对应点，设 Uo对应发电机电压的额定值UN，调节调压板对励磁电流的控制，恰好能稳定。若有扰动（如负荷电流变化）使电压存在偏差-ΔU时，比较桥的输出Uo将有相反的变化＋ΔU从而去调节励磁电流，使ΔU变小。

  当Ui从0开始增大，意味着发电机端电压从0开始上升，即发电机处于起压状态，此时比较桥的Ui和Uo呈正反馈关系，即变化方向一致，故有利于自激起压。

  比较环节也有选取单稳压管的桥路形式（其他三个桥臂为电阻），或单稳压管单支路形式，其特征都呈现分段线）动态响应速度：相复励提供快速初始补偿，电压调节器进行精调，使系统在负载突变时（如突甩负荷）电压超调量小、恢复时间短（调节时间一般不超过5秒）。

（3）强励能力：一般具备1.6至2.5倍的强励能力，能在电网电压骤降时迅速提升励磁，维持装置稳定。

（4）运行与保养：相比纯旋转励磁机装置，静止元件多，组成更可靠。无刷励磁布置（常与此类机构配合）彻底取消了电刷和滑环，从根本上消除了火花和维护问题。

（6）易于并列：通过设置调差系统，可以使多台发电机的输出电压特性随负载增加而略微下降，从而实现无功容量的稳定、合理分配。

（1）与全数字可控硅励磁的对比：可控相复励属于“模拟+数字”的混合控制。更现代、更主流的趋势是选取全数字化的微机可控硅励磁机构（如自并励机构）。这类机构以高性能PLC或微解决器为核心，用途更强大、算法更灵活，除恒压（稳压板）外，还能实现恒功率因数、恒无功等多种高级控制模式，通信和集成能力也更强。其缺陷是强励能力受机端电压影响。

（2）过补偿规划：为了进一步提高性能，一些先进设计会引入励磁电流过补偿系数，通过与分流电阻的独特配合，确保在负载大幅波动时端口电压依然高度稳定。

可控相复励恒压机构是一种成熟、可靠且性能优异的励磁处理步骤柴油发电机厂家排名。在为新项目选定或评估现有设备时，如果需要为一台现有或传统布置的发电机（尤其是船舶、移动发电站等）寻找高可靠的励磁办法，可控相复励仍然是经过充分验证的优选。如果在进行全新的康明斯发电机厂家、特别是中大型电站的装置规划，应优先评估全数字微机可控硅励磁机构，它在自动化、扩展性和与电网自动化装置集成方面更具优点。无论选定哪种，都需要确保机构的强励倍数、动态响应等关键参数满足的具体机构稳定要求。

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