图解发电机电压调整器机理与电源正确接线

摘要：为自动电压调整器（调压板）提供电源的较大概的方法是直接从定子绕组的输出端子获取电力。该系统具有成本效益，布置简易，可靠性好康明斯柴油发电机组，是斯坦福系列小型交流发电机的基础产品，包括S0//S1、P0/P1、UC（S2/S3）、S4和HC5（S5）。在连接的负荷和自动电压调整器（调压板）之间共享操作交流发电机的输出电压可能会很麻烦，但世界上70%的作业发电机组操作这种工作机理。在康明斯发电机技术的术语，这种类别的交流发电机被称为自励，这些交流发电机供应一个类似的自动电压调整器（稳压板），从SX或AS范围-SX460，AS440，AS540康明斯发电机官方厂家，AS480。

      自动电压调节器（AVR）供应专用电源将允许交流发电机的励磁保持，并在连接的大电内短路故障或交流发电机输出连接的情况下强制供电。其功用是维持和迫使交流发电机励磁装置，迫使交流发电机提供数倍额定电流的输出电流，同时尽可能保持接近标称的输出电压，使交流发电机能够对瞬间过载情况供应良好的响应，如电机启动和损坏因素下，电流水平应激活受影响的电路过载保护断路器或熔断保险丝，从而继续提供剩余的良好电路和连接装置。

      自励磁交流发电机操作主定子输出为自动电压调节器（调压板）供电，并为励磁装置供电。这允许建立一个简单和成本效益高的系统。然而，如果交流发电机的加载方式使输出电压显着下降，这也会降低到自动电压调整器（稳压板）的功率。如果电压下降得足够远，自动电压调整器（稳压板）将无法提供足够的励磁容量，交流发电机的输出电压将会崩溃。这就限制了自励交流发电机的电机起动能力。自励式交流发电机将不会保持短路电流-如果短路情形没有立即解决，短路电流将迅速衰减为0。其电路接线、辅助绕组

      一个绕组可以装配在交流发电机的定子中，它被专门规划为为数字或模拟自动电压调节器（电压调节器）提供一个独立的电源。通过仔细的设计和绕组位置，这种“定子辅助绕组”能够在所有正常的作业条件下为自动电压调整器（电压调节器）提供稳定的输出电压，包括高达150%的额定kVA。如果交流发电机发生严重过载或虚拟短路损坏，则“定子辅助”将增加自动电压调整器（AVR）可用的电压水平，因此，使高水平的励磁强迫发展，以使交流发电机对过载情况作积极响应。这使得交流发电机可以在短路条件下维持其输出，因此负载的保护装置有时间解除故障。在非线性负荷（非线性负荷（NLL）情况下，辅助绕组还提供一些自动电压调节器（调压板）功率的隔离。NLLs致使交流发电机输出端的电流失真，从而使输出电压失真。这种失真对自动电压调节器（调压板）在调节励磁机的功率方面提出了挑战。通过有一个单独的绕组提供电源，减少了从nll到自动电压调整器（调压板）电源的失真。其电路接线所示。

      一个小型永磁发电机（PMG）安装在交流发电机轴的非驱动端，该单元的输出作为一个独立的和完全隔离的电源供应给数字和磁铁激励（MX）型稳压板s。PMG和相关范围的数字AVRs和MX型模拟电压调节器s已被设计为在过载和故障因素下提供良好的性能康明斯室外柴油发电机。PMG供应了更高的电机启动能力，当交流发电机连接到nll或期望满足针对EMC规范的高性能期望时，也提供了卓越的性能。其电路接线、

      如果PMG在较小的交流发电机上不兼容，则可以使用一个励磁提升系统（EBS），根据负荷需求为交流发电机的励磁机定子提供并联励磁功率。EBS由一个小型永磁励磁升压产生器（EBG）和一个励磁升压控制模块（EBC）组成。当交流发电机转子旋转时，EBG就提供了电压，而EBC根据来自自动电压调节器（AVR）的驱动信号确定了提供给励磁的升压水平。

      当交流发电机在小于满载时运行，且负载恒定期，自动电压调节器（稳压板）使用来自电压感应的容量进行激励。基于自动电压调节器（AVR）对维持电压传感设定点所需的励磁水平的需求，EBS将补充来自自动电压调整器（调压板）的励磁电压。与同一交流发电机的自励电机启动kVA相比，EBS允许增加电机启动，并允许交流发电机维持短路的必要的时间来解决故障。其电路接线所示。 

过载和损坏条件下提供出色的性能。这个大概的机构已经使用了许多年，至今仍被认为是在密封因素下运转的励磁机构的理想处置办法。电压增减调整百分比反倒不是较重要的关注问题。      根据规定，交流发电机需要能够支持连续短路电流的条件。这将上述定子-辅助绕组（介质规格）和PMG机构（大功率）确定为经认证的发电机组应用的两个*机构。      如果仔细考虑励磁系统的分类，在*的负载阶跃条件下*低水平的瞬间电压下降[TVD%]的运用步骤可以选用可能较小的交流发电机。      由谐波扭曲的非线性负载结构的技术负荷，只有通过确保交流发电机配备了一个为自动电压调节器（调压板）供应独立电源的励磁系统，才能令人满意地供电。在这里，PMG系统远远优于定子辅助绕组方案。在有些情形下，变压器控制机构是理想的。      与电磁兼容性（EMC）相关的低水平“噪声”的要求需要仔细考虑到自动电压调节器（电压调节器）的电源来源。 

       在确定哪种励磁系统适合该应用时，应考虑以下要素：（1）应用方法是否需要交流发电机维持短路？如果需要持续短路，励磁装置必须配备辅助绕组、EBS或PMG。

（2）负荷需要什么电机启动程序？通过适当的尺寸，自励和辅助绕组交流发电机将启动电机，但如果它有一个EBS或PMG，也可以*一个更小的交流发电机。请咨询运用步骤工程部以获得帮助。

（非线脉冲等），请咨询应用工程部以协助*准确的交流发电机。并供应了较大的THD（谐波畸变率）

2、选用工作要领      并非所有励磁系统都可用于每种交流发电机规格。（1）小容量      在P0/P1、S4和HC5系列交流发电机上操作自激类似物（S5）型AVRs，具有标准规格。AS型AVRs也可在UC22（S2）和UC27（S3）系列交流发电机上提供，作为一个可选的类型。（2）

      AS540型自动电压调节器（稳压板），由定子辅助绕组供电，可在S0/S1系列交流发电机上作为标准规格，标识为绕组706。许多AvK交流发电机也使用这种介质型号布置的励磁装置与数字调压板s。

      EBS（ 励磁助推装置）可在P0/P1交流发电机上操作，PMG与数字电压调节器s一起使用，作为一些斯坦福和一些AvK交流发电机的可选规格——P80系列交流发电机的布置标准。MX 自动电压调节器（稳压板）型PMG是S6和P7（S7）系列交流发电机的标准布置选型。此外，PMG是在UC22（S2）、UC27（S3）和S4系列交流发电机上操作MX型自动电压调整器（电压调节器）的可选类型。

      有关自动电压调整器（调压板）与交流发电机分类的兼容性的进一步信息，请参阅AGN024-自动电压调节器（AVR）选取。 

       下列图5是基于一个85kVA（斯坦福规格为

       它配有一个实验性的定子辅助绕组。该图显示了用于为自动电压调整器（调压板）供电的各种分类系统的性能的比较性，以及交流发电机的激励水平。图5不包括变压器控制系统的曲线，但这将显示一条曲线V。

      从一个良好的工程定制和实践的位置来看，自动电压调节器（AVR）电压传感变压器，通常用于480V以上的机器，不应当用于为客户提供“负荷”（负载电路）。

      为了确保交流发电机输出电压调整性能的公布和合同约束功能，装配在斯坦福交流发电机上的电压传感变压器被设计为一个过功率的元件作为安全裕度。有时，客户可能会要求授权将与发电机组相关的模块以“负担”负荷连接到传感变压器，作为节省成本的一种措施，或作为为其装备包节省空间的处理措施。中压（MV）和高压（HV）交流发电机一般也是如此

      斯坦福交流发电机电压传感变压器不适合供应“负荷”的技术因由：

（2）引入了客户负载电路的电流消耗特点可能引起稳压板电压传感水平的不当，甚至可能具有脉动特征，进而引起电压调节器不稳定的风险。

（3）客户连接的电缆可能故障，或其负载电路可能发生损坏。这两种情形都将引起稳压板没有接收到正确的传感电压水平，并有交流发电机可能被过大励磁的风险，危害如下：

      即使在上述三点与客户分享后，他们的工程师的逻辑可能会挑战和重新争论，变压器规划的VA评级仍然轻松高于电压调节器和客户提出的负担加总负荷水平。为了支持康明斯发电机技术政策，必须考虑以下几点：

① 良好的防止措施是连接的电缆必须包括一个精心选购的过流设备，如果发生损坏，它将断开所有三个阶段——即使只在一个阶段。从而确保稳压板仍然提供了一个精确和实时的3相位传感输入。

② 不会有与相邻电缆的电磁连接，可能引起在电压传感办法中发生的谐波失真，这可能会对自动电压调整器（稳压板）的性能发生不利危害。

      偶尔也有关于小功率、自激模拟AS型和SX型电压调节器s不提供输出电压的报告。本节提供了一个“测试程序”。本测试方法必须在不加载连接到交流发电机的输出端子的情况下进行。为了实现使用持续性，假定交流发电机为四极转子布置：

1、断开自动电压调整器（AVR）的F1[X]和F2[XX]，并将这些励磁磁场连接到12V直流电源，F1为正极。

下，安装有标准定子绕组311或312的交流发电机，连接在串联星（绕组311）或星（绕组312）连接，作业在50Hz。对于典型的60Hz电压，其乘法系数为1.2。如果交流发电机装有与标准绕组311/312不同的定子绕组，或者标准绕组连接在不同的配置（并列运转或星三角接法），则对以下建议的电压水平施加适当的条件。

       N- U；N- V；N- W所有电压读数应为相同的电压，且读数应在200V250V范围内。

      U - V ；U - W ；V - W 所有电压读数应为相同的电压，且读数应在380V~450 V范围内。

5、检测自动电压调整器（调压板）感应输入端子处的电压：7~8。电压读数应为检测到的U-V电压的一半。

（1）如果以上所有测试都提供了平衡和预期的电压水平，则重新连接F1和F2励磁机场致使自动电压调节器（调压板）并重新启动发电机。交流发电机应自励并产生额定电压。如果交流发电机不自励，则检测自动电压调节器（调压板）输入端子上的电压。这应该超过5V。（2）如果低于5V，请按照康明斯发电机技术手册（安装、保养和维护手册）中的验查交流发电机。这包括在额定速度下运行发电机组，然后安全将励磁暂时接入12V蓄电池电源（F1[X]正端，调压板的F2 [XX]负端）。

（3）如果上述测试产生了平衡和正确的电压水平，并且稳压板输入端子上的电压，一旦重新连接到调压板，超过5V，但交流发电机即使在“闪烁”后也不会自励，那么该当装配一个更替的AVR。

如果上述测试确实提供了平衡电压，但不在规定的水平范围内，则励磁机构存在损坏：（1）验看整体外观，然后严查励磁机场的电阻该当

（3）察看整体外观，然后验看励磁机电枢绕组的电阻。这三相绕组是星形连接的，每个相有两个导线，每对有一个是+ve和-ve二极管。绕组电阻值很低，需要用四端子桥进行检测。

（4）验看旋转二极管组件组件的现象和外观。用“二极管测试”用万用表测试二极管，辨识在电压的正常作业水平下产生损坏的二极管。      拆除240V 1ph电源上的二极管和台式测试，每个二极管与40W150W灯丝灯泡单独连接。一个良好的二极管将被确定时，当灯泡是在一半的亮度。如果没有光或灯完全亮，则辨认出有故障的二极管。

验看旋转二极管组件喘振抑制器。这个装置有一个非常高的阻力，该当没有显示偏热的迹象。      如果上述测试没有在定子端子处供应平衡电压，并且交流发电机在单独被激励时有损坏，则定子绕组很可能被故障。

      下面的“台架测试”装置是专门为SX460型自动电压调节器（稳压板）生产的，但也可适用于所有其他SX和AS型自动电压调节器（稳压板）。下列图6参考了SX460类别的自动电压调整器（稳压板）。

4.接通电源，调节可变变压器，使端子7和8之间存在6伏交流电压。5.检测各端子x（+）和xx（-）之间的电压。这应当大于1伏特的直流电。6.缓慢调节可变变压器，使端子之间存在100伏交流7和8。

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