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康明斯发电机的自动调压器的工作原理

 第15届中国—东盟博览会(简称东博会)将于2018年9月12-15日在中国南宁国际会展中心隆重开幕。德科电气应邀参展,展示企业研发的陆用、船用高/低压系列发电机和IP55特型发电机新品,诚挚邀请您莅临参观!柴油发电机组的额定负荷范围之内,无论负荷是电阻、电容、电感性或兼而有之,也无论它们的大小怎样变化,对柴油机的主要要求是稳住转速(通常柴油发动机的额定转速为每分钟1500转)。而对同步发电机的主要要求则是稳住输出电压。为此,一般都采用以先进电子装置为核心的自动电压调控系统。

 
现代交流同步康明斯发电机常用自动电压调节器(AVR)这种电子部件,调节励磁机定子磁场的强弱。进而达到稳住输出电压的目的。虽然AVR的种类很多,但性能大同小异。都是实时采样主发电机的输出电压值与预先设定的值相比较,用比较的结果去调节脉冲宽度调制器(PWM)。输出电压值高则调制器输出脉冲宽度窄,反之则宽。然后再用这些脉冲去调控大功率半导体开关器件,控制送入励磁机定子线圈的电流的时间及大小。从而使它的磁场强弱随着主发电机输出电压的变化而相反变化。即输出电压升高则励磁机定子磁场减小,输出电压降低则励磁机定子磁场增强,从而达到负反馈调控的目的。
康明斯发电机的自动调压器的工作原理
 
采样取自主发电机输出的部分电压,从(8)、(9)两端进入电压测量单元。经降压、分压、整流滤波后,得到与发电机输出电压成正比的直流电压。它被R4、R5、PR1分压后获得电压UA,并送入脉宽调制器。出厂前或者发电机带载正常工作时,调节RHR外接电压微调电位器使UA确定一个值作为基准。测量单元输出的电压Uc则送入低频保护单元。
 
脉冲宽度调制器(PWM)的输出调宽脉冲UB控制调制管VT3。若由电压测量单元送来的UA比基准电压大,表明主发电机输出电压升高,则大的UA就会使脉冲宽度调制器输出的脉冲电压UB的宽度变窄。窄的脉冲就会使VT3导通时间短,通过的电流小。反之,主发电机输出电压降低,UA变小,则脉冲宽度调制器输出UB的宽度随之变宽,从而使VT3导通时间变长,通过的电流增多。
 
励磁机的定子线圈一端接在端子X1上,另一端接在XX1端子上。由主发电机电枢绕组取样的XA、XB、Xc三相电压(一般为36~45V),经过三个二极管VD10、VD11、VD12整流后,其直流电流从X1端流入励磁机的定子线圈,由XX1流出,再经过调制管VT3和XN端子流回主发电机电枢绕组,形成一个励磁机定子线圈的励磁电流通路。VT3是这个通路上的开关,它导通时间长,则定子线圈流过的电流大,励磁机定子磁场强度变大。VT3导通时间短,定子线圈电流少,定子磁场强度小。
 
AVR就是这样调控主发电机的电压的。主发电机由于负荷原因输出电压升高,电压测量单元输出的UA随着升高,受UA控制的脉宽调制器输出脉冲电压UB宽度变窄,开关管VT3导通时间短,励磁机定子绕组因电流少磁场减弱,励磁机转子电枢电压及旋转整流器输出电流随之减小,导致供给主发电机转子绕组的励磁电流变小,则主发电机因其转子磁场的减小而使输出电压降低。反之,AVR的负反馈调控功能就会使主发电机的输出电压升高。
 
在主发电机因负荷超出额定值而输出极大电流时,柴油发动机也需随之输出巨大的动力导致其转速低于额定值。低频保护单元的作用就是在这种情况下限制励磁机定子线圈里电流的超额增大。它以电阻和电容构成的充放电支路预先设定一个低频保护点,当主发电机负荷正常时,从电压测量单元来的Uc小于低频保护点,则低频保护单元输出的电压UD高,二极管VD8被截止,UD到不了脉宽调制器,起不了作用。若主发电机超载则UD变低,VD8导通,UD和UA就可同时作用于脉宽调制器,使其输出的UB随UD的下降而变窄,调制管VT3导通时间随之变短,励磁电流减小,励磁机定子磁场变弱。从而导致主发电机转子磁场减小。发电机输出电压下降、电流减小。低频保护单元起到了保护励磁机和主发电机的作用。


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