柴油發(fā)電機組相復勵自勵恒壓裝置的工作原理

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  交流同步發(fā)電機過(guò)去采用直流勵磁機的勵磁系統，由于維護管理較為麻煩，現在已很少采用了。后來(lái)發(fā)展了不帶勵磁機的相復勵機自勵恒壓勵磁系統。近代的同步發(fā)電機采用帶交流勵磁機，經(jīng)旋轉整流器整流的他勵式同步發(fā)電機勵磁系統，稱(chēng)為無(wú)刷同步發(fā)電機勵磁系統。對于小型同步發(fā)電機一般采用電抗移相式相復勵自勵恒壓裝置。它是一種不可控的相位復式勵磁方式。為了弄清其基本原理，先來(lái)討論自勵起壓和電流疊加原理。

  柴油發(fā)電機組復勵自勵恒壓裝置的工作原理

  磁合成的自勵恒壓線(xiàn)路，中DK為三相線(xiàn)性電抗器，又稱(chēng)移相電抗器；BF為三相三繞組變壓器，W1為BF的電壓繞組，W2為輸出繞組，W3為其電流繞組；ZL為三相橋式整流器，忌為調整變阻器，LQ為發(fā)馬達的勵磁繞組。發(fā)電組在柴油機發(fā)電機組體積縮小溫度迅速升高，達到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱(chēng)為"作功"。

  可以看出，復勵變壓器W2繞組的電流I2經(jīng)過(guò)整流后就是發(fā)馬達的勵磁電流IL，對于三相橋式整流電路IL=1.23I2；因此討論I2的變化規律也就是討論發(fā)馬達勵磁電流的變化規律。I2的大小顯然與W1及W2繞組中的電流有關(guān)，根據變壓（氣壓變量)器的磁勢平衡條件，可見(jiàn)，發(fā)電機的勵磁電流由兩部分疊加而成：一部分為Iu=K12I1，它基本上是由發(fā)電機端電壓經(jīng)移相電抗器提供的，叫做勵磁電流的自勵分量或電壓分量；一部分為Ii= K32I3，是由發(fā)電機負載電流提供的，叫做勵磁的電流分量或復勵分量。

  由于Iu流過(guò)感抗很大的移相電抗器，因此在相位上對發(fā)電機端電壓約滯后90°,而I1則和發(fā)電機負載電流同相位。注意到這兩點(diǎn)，就容易畫(huà)出I2的矢量。還表明了當功率因數角φ變化時(shí)，勵磁電流I2的變化規律。

  現在把勵磁電流I2的矢量和發(fā)電機的電勢矢量做一個(gè)比較。是發(fā)電機電壓不變的條件下，不同負載電流和功率因數時(shí)的發(fā)電機電勢簡(jiǎn)化矢量，比較兩可以看出，發(fā)電機的勵磁電流I2和發(fā)電機電勢它的變化規律是完全一致的。這就說(shuō)明，由于勵磁的復勵分量和電壓分量進(jìn)行矢量疊加的結果，勵磁電流能夠在原理上滿(mǎn)足發(fā)電機電勢變化的要求，使發(fā)電機電壓保持恒定，相復勵自勵恒壓的名稱(chēng)也即由此而來(lái)。

  一方面，自勵恒壓裝置具有可靠、簡(jiǎn)單、反應迅速等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應用。另一方面，當溫升、磁路的非線(xiàn)性、轉速波動(dòng)等因素引起發(fā)電機電壓偏差時(shí)，這類(lèi)電路并沒(méi)有消除這種偏差的能力，因此很難維持較高的調壓精度（精確度）。在一般情況下，其靜態(tài)電壓變化率為±1%，有的甚至達±5%。由于這類(lèi)線(xiàn)路通常都是按無(wú)差調壓特性設計的，因此并聯(lián)運行時(shí)無(wú)功負載的均衡分配也有一定困難：特別對于不同型號的發(fā)電機組并聯(lián)更是如此。

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