自励恒压同步发电机的原理、构成与特点

　　摘要：相复励自励恒压同步发电机是一种经典、可靠、无需电子控制屏的自动电压调节装置。它在上世纪中期至后期被广泛应用于发电机组、电站、机车等对可靠性要求极高的场合，至今在一些特定领域仍有使用。下面将从工作机理、主要结构、优势和应用四个方面进行详细解析。

　　  其核心思想是利用发电机自身的电流和电压信号，通过电磁（相位）合成的方式，自动调整励磁电流，以维持端电压基础恒定。

　　  自励同步发电机是目前地下工程上使用最多的交流发电机。这种同步发电机的励磁电流不是由外来的直流电源供给，而是取之于同步发电机本身输出容量的一部分，经过适当的整流变换后供给的。根据负荷电流的大小及相位共同对发电机励磁进行调节的同步发电机称为相复励自励恒压同步发电机。自励同步发电机自励回路的单相原理图，如图1所示。由于用静止的整流元件代替了旋转的直流励磁机，这就增加了可靠性，使维保管理简便，在地下工程上得到了广泛的应用。

　　  把自励发电机（在转速达到额定值、输出端断开的状况下）利用本身的剩磁，通过磁电用途而建立起电压的步骤称为发电机的自励起压。图2为自励起压特点曲线为同步发电机的空载特征曲线 Ug=f(IL)；曲线为自励回路的理想励磁特点曲线IL=f(Ug)。

　　  同步发电机自励起压步骤如图2(a)所示，由于磁滞状况，在转于磁极上留有剩磁。当发电机组起动时新疆康明斯发电机，发电机定子绕组将感生剩磁电压 Ur，Ur加在自励回路上，经过整流在发电机励磁绕组WE中发生一定的励磁电流 IL1;IL1将在转子中发生对应的磁通，这一磁通在发电机定子绕组中感生电压U1;U1通过自励回路又在WE中又发生IL2，IL2又感生更高的电压 U2········。如此循环，结构正反馈，逐渐提升发电机的空载电压，最后到达稳定的交点A，此时发电机电压即为空载电压U0。 

　　② 电流绕组（Wi）：串联在发电机输出回路（一般通过电流互感器CT），提供与负载电流成比例的励磁分量。

　　（3）电抗器（L）或谐振电容器（C）：与相复励变压器的电压绕组串联，形成一个移相电路。在谐振式布置中，电容器与变压器的电感在工频下发生谐振，发生较高的电压，有利于起励。

　　（3）在相复励变压器铁心中磁势合成→输出绕组感应出交流电流→整流器整流→直流励磁电流→主发电机转子→调节输出电压稳定。

　　（1）极高的可靠性：全部由电磁元件（变压器、电抗器）和半导体整流器结构，无任何旋转部件和常见的电子开关器件，抗冲击、抗干扰能力强。

　　（2）快速动态响应：负荷变化时，电流分量能立即反应（几乎没有延时），供应强励磁，因此动态性能好上海柴油发电机，电压恢复速度快。

　　（1）稳态精度不高：由故而开环补偿（无电压直接反馈对比），其电压调节率通常在±2%~±3%，不如电压调节器（自动电压调整器，可达±0.5%）精确。

　　（2）调压特性固定：补偿特征由变压器、电抗器等数据决定，一旦制成，调节范围有限。需要精细调整时，需调整抽头或气隙，比较麻烦。

　　（4）功用单一：不具备现代调压板的多种保护（如过励、欠励限制）、并联运行负载分配调整等高级功能。

　　相复励自励恒压同步发电机代表了一个时代的技术智慧，它用巧妙的电磁设计排除了自动调压问题。虽然在调压精度和灵活性上已被现代全数字稳压板+晶闸管/IGBT的励磁系统超越，但其大概、皮实、可靠的特点在特定领域依然具有不可替代的价值南宁康明斯发电机。理解它有助于深圳发电机出租公司掌握电力装置从电磁控制到电子控制的发展脉络。

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