柴油發電機組相複勵自勵恒壓裝置的工作原理

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  交流同步發電機過去采用直流勵磁機的勵磁係統，由於維護管理較為麻煩，現在已很少采用了。後來發展了不帶勵磁機的相複勵機自勵恒壓勵磁係統。近代的同步發電機采用帶交流勵磁機，經旋轉整流器整流的他勵式同步發電機勵磁係統，稱為無刷同步發電機勵磁係統。對於小型同步發電機一般采用電抗移相式相複勵自勵恒壓裝置。它是一種不可控的相位複式勵磁方式。為了弄清其基本原理，先來討論自勵起壓和電流疊加原理。

  柴油發電機組複勵自勵恒壓裝置的工作原理

  磁合成的自勵恒壓線路，中DK為三相線性電抗器，又稱移相電抗器；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為發馬達的勵磁繞組。發電組在柴油機發電機組體積縮小溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為"作功"。

  可以看出，複勵變壓器W2繞組的電流I2經過整流後就是發馬達的勵磁電流IL，對於三相橋式整流電路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，根據變壓（氣壓變量)器的磁勢平衡條件，可見，發電機的勵磁電流由兩部分疊加而成：一部分為Iu=K12I1，它基本上是由發電機端電壓經移相電抗器提供的，叫做勵磁電流的自勵分量或電壓分量；一部分為Ii= K32I3，是由發電機負載電流提供的，叫做勵磁的電流分量或複勵分量。

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

  現在把勵磁電流I2的矢量和發電機的電勢矢量做一個比較。是發電機電壓不變的條件下，不同負載電流和功率因數時的發電機電勢簡化矢量，比較兩可以看出，發電機的勵磁電流I2和發電機電勢它的變化規律是完全一致的。這就說明，由於勵磁的複勵分量和電壓分量進行矢量疊加的結果，勵磁電流能夠在原理上滿足發電機電勢變化的要求，使發電機電壓保持恒定，相複勵自勵恒壓的名稱也即由此而來。

  一方麵，自勵恒壓裝置具有可靠、簡單、反應迅速等優點，因此得到了廣泛的應用。另一方麵，當溫升、磁路的非線性、轉速波動等因素引起發電機電壓偏差時，這類電路並沒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，其靜態電壓變化率為±1%，有的甚至達±5%。由於這類線路通常都是按無差調壓特性設計的，因此並聯運行時無功負載的均衡分配也有一定困難：特別對於不同型號的發電機組並聯更是如此。

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