船舶發(fā)電機(jī)電磁疊加相復(fù)勵恒壓裝置的調(diào)試

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子電氣工程系，湖北 武漢 430050)

船舶發(fā)電機(jī)組的勵磁普遍采用相復(fù)勵恒壓裝置。在相復(fù)勵的調(diào)試方面，存在著一定的難度，而調(diào)試質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整精度。本文以典型的電磁疊加相復(fù)勵恒壓裝置為例，介紹其調(diào)試方法。

1 電磁疊加相復(fù)勵恒壓裝置電路

典型電路見圖1。

圖1 電磁疊加相復(fù)勵裝置典型電路

簡單地認(rèn)為發(fā)電機(jī)端電壓Ug與勵磁電流IL呈正比關(guān)系，調(diào)壓的實(shí)質(zhì)就是調(diào)整IL。勵磁電流的表達(dá)式[1]為

圖2 勵磁電流的矢端關(guān)系

2 空載調(diào)試

為方便調(diào)試，在移相電抗器LC與發(fā)電機(jī)G之間接進(jìn)三相隔離開關(guān)QS和電壓表V，見圖3[2]。

圖3 空載調(diào)試電路接法

調(diào)試開始前電壓繞組W1和輸出繞組W2匝數(shù)可取推薦值、電流繞組W3短接不用、電抗器LC繞組取最大值；移相電抗器的氣隙至3 mm待調(diào)。調(diào)試流程見圖4。

調(diào)試要點(diǎn)：①諧振起壓點(diǎn)；②相復(fù)勵的自勵分量的大小。

3 阻性負(fù)載調(diào)試

當(dāng)空載試車正常后，恢復(fù)W3繞組接線，用“水電阻”作為負(fù)載，純電阻負(fù)載調(diào)試流程見圖5。

圖4 空載調(diào)試流程

圖5 負(fù)載調(diào)試流程

重點(diǎn)是調(diào)試相復(fù)勵的復(fù)勵分量。

4 原動機(jī)調(diào)速器檢驗(yàn)

在上述從空載到滿載調(diào)試過程中，原動機(jī)的轉(zhuǎn)速最好為1.5～2.0 Hz，并力求各機(jī)組一致。如果超過2.5 Hz，則需要整定調(diào)速器。

5 感性(電阻-電感)負(fù)載調(diào)試

首先要核對電流繞組W3與電壓繞組W1的極性是否協(xié)調(diào)。讓發(fā)電機(jī)承擔(dān)cosφ=0的少量(純感性)負(fù)載，勵磁電流IL應(yīng)隨感負(fù)載的增加而增加來維持發(fā)電機(jī)端電壓Ug基本不變。如果Ug急劇下降，則說明極性接反，應(yīng)更正。

圖6 電流繞組校對矢量關(guān)系

接下來進(jìn)行感性負(fù)載調(diào)試。在casφ=0.8條件下，按照圖5給出的程序進(jìn)行加載檢驗(yàn)調(diào)壓精度。一般發(fā)電機(jī)在cosφ=1.0時，U=f(I)外特性曲線是上翹的，而cosφ=0.8時的U=f(I)是下降的，功率因數(shù)越低，下降得越厲害。所以在外特性調(diào)整后，用cosφ≤0.4負(fù)載來校對，調(diào)試要點(diǎn)是調(diào)整相位補(bǔ)償能力，確保靜態(tài)電壓調(diào)整率在規(guī)定范圍內(nèi)。調(diào)試好的發(fā)電機(jī)外特性見圖7。

圖7 發(fā)動機(jī)外特性

6 動態(tài)特性試驗(yàn)

先做發(fā)電機(jī)突加、突減cosφ≤0.4的60%IN負(fù)載試驗(yàn)，再做突加、突減cosφ=0.8的100%IN負(fù)載的試驗(yàn)。用光電示波器拍攝電壓的波動過程，觀察記錄最大瞬時電壓變化值和穩(wěn)定值，以及電壓波動后達(dá)±3%UN的恢復(fù)時間。用以考核原動機(jī)及調(diào)速器的性能，是否滿足規(guī)范[3]要求。當(dāng)調(diào)壓裝置不帶電壓校正器時，對發(fā)電機(jī)的動態(tài)特性是無法調(diào)整的，只能調(diào)整調(diào)速器。完成之后，最后還要復(fù)核靜態(tài)電壓變化率，如果超過規(guī)定，還得再重新調(diào)整，直至符合要求為止。

7 結(jié)論

改變W3的匝數(shù)，將改變勵磁的復(fù)勵分量Ii；改變W1匝數(shù)和LC匝數(shù)及間隙將改變勵磁的自勵分量Iu，同時也將改變諧振起壓點(diǎn)；改變W2匝數(shù)則既改變Iu也改變Ii。調(diào)試時往往需要多次反

復(fù)調(diào)試，這將給調(diào)試帶來一定的復(fù)雜性，需要在實(shí)踐中總結(jié)提煉。

[1] 王文義．船舶電站[M]．哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.

[2] 阮礽忠．船舶電氣設(shè)備維修指南[M]．北京：人民交通出版社，1999.

[3] 中國船級社，鋼質(zhì)海船入級規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2006.