柴油发电机组相复励自励恒压装置的工作原理

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  交流同步发电机过去采用直流励磁机的励磁系统，由于维护管理较为麻烦，现在已很少采用了。后来发展了不带励磁机的相复励机自励恒压励磁系统。近代的同步发电机采用带交流励磁机，经旋转整流器整流的他励式同步发电机励磁系统，称为无刷同步发电机励磁系统。对于小型同步发电机一般采用电抗移相式相复励自励恒压装置。它是一种不可控的相位复式励磁方式。为了弄清其基本原理，先来讨论自励起压和电流叠加原理。

  柴油发电机组复励自励恒压装置的工作原理

  磁合成的自励恒压线路，中DK为三相线性电抗器，又称移相电抗器；BF为三相三绕组变压器，W1为BF的电压绕组，W2为输出绕组，W3为其电流绕组；ZL为三相桥式整流器，忌为调整变阻器，LQ为发马达的励磁绕组。发电组在柴油机发电机组体积缩小温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为"作功"。

  可以看出，复励变压器W2绕组的电流I2经过整流后就是发马达的励磁电流IL，对于三相桥式整流电路IL=1.23I2；因此讨论I2的变化规律也就是讨论发马达励磁电流的变化规律。I2的大小显然与W1及W2绕组中的电流有关，根据变压（气压变量)器的磁势平衡条件，可见，发电机的励磁电流由两部分叠加而成：一部分为Iu=K12I1，它基本上是由发电机端电压经移相电抗器提供的，叫做励磁电流的自励分量或电压分量；一部分为Ii= K32I3，是由发电机负载电流提供的，叫做励磁的电流分量或复励分量。

  由于Iu流过感抗很大的移相电抗器，因此在相位上对发电机端电压约滞后90°,而I1则和发电机负载电流同相位。注意到这两点，就容易画出I2的矢量。还表明了当功率因数角φ变化时，励磁电流I2的变化规律。

  现在把励磁电流I2的矢量和发电机的电势矢量做一个比较。是发电机电压不变的条件下，不同负载电流和功率因数时的发电机电势简化矢量，比较两可以看出，发电机的励磁电流I2和发电机电势它的变化规律是完全一致的。这就说明，由于励磁的复励分量和电压分量进行矢量叠加的结果，励磁电流能够在原理上满足发电机电势变化的要求，使发电机电压保持恒定，相复励自励恒压的名称也即由此而来。

  一方面，自励恒压装置具有可靠、简单、反应迅速等优点，因此得到了广泛的应用。另一方面，当温升、磁路的非线性、转速波动等因素引起发电机电压偏差时，这类电路并没有消除这种偏差的能力，因此很难维持较高的调压精度（精确度）。在一般情况下，其静态电压变化率为±1%，有的甚至达±5%。由于这类线路通常都是按无差调压特性设计的，因此并联运行时无功负载的均衡分配也有一定困难：特别对于不同型号的发电机组并联更是如此。

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