船舶發(fā)電機(jī)電磁疊加相復(fù)勵(lì)力恒壓裝置的調(diào)試研究

張磊 瞿榮佳 施佳

摘要：動(dòng)力裝置是保證船舶行駛的關(guān)鍵設(shè)備，對于發(fā)電機(jī)的調(diào)試，在船舶操控中有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。由此本文以電磁疊加相復(fù)勵(lì)恒壓裝置調(diào)試技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對電流疊加相復(fù)勵(lì)的討論，分析復(fù)勵(lì)恒壓基理與設(shè)備參數(shù)條件對電壓的影響效果，并簡單介紹設(shè)備調(diào)試的有效方法，為技術(shù)應(yīng)用提供參考內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī);電磁疊加;恒壓裝置;調(diào)試方法

引言

在船舶發(fā)電機(jī)組中，勵(lì)磁技術(shù)中通常使用相復(fù)勵(lì)恒壓裝置對設(shè)備進(jìn)行控制。然而在執(zhí)行方法上，有明顯的技術(shù)難度，如果操作的方法不當(dāng)，勢必會對設(shè)備運(yùn)行中的參數(shù)穩(wěn)定性造成影響，進(jìn)而制約電壓調(diào)整的精度條件。因此，必須在深刻理解技術(shù)原理基礎(chǔ)上，才能更好的發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢，展現(xiàn)實(shí)用價(jià)值。

一、電磁疊加相復(fù)勵(lì)原理

船舶發(fā)電機(jī)組中，同步發(fā)電機(jī)形成常規(guī)的空載電壓條件后，如果繼續(xù)對負(fù)載相進(jìn)行電力輸送，就會在負(fù)載的電感性特性中，增加負(fù)載電流的流量^[1]。同時(shí)，由于電樞反應(yīng)中，負(fù)載的功率條件又會在在去磁作用與內(nèi)阻抗壓降增加的影響下，使其COSΦ的數(shù)值降低，并直接導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端的電壓同步下降。因此，必須在執(zhí)行操作的過程中采取一定的控制技術(shù)手段，保證發(fā)電機(jī)端電壓的穩(wěn)定性水平，進(jìn)而維持整體設(shè)備運(yùn)行的合理性條件。

二、船舶發(fā)電機(jī)恒壓裝置調(diào)試技巧

（一）電磁疊加相復(fù)勵(lì)恒壓裝置的電路

發(fā)電機(jī)的端電壓參數(shù)與勵(lì)磁電流之間有明顯的正比例關(guān)系，并在對電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，可以直接將其視為是對勵(lì)磁電流的控制。在公式上，可以簡單的進(jìn)行歸納：

磁力電流=磁力電流的自勵(lì)分量+I_i≈K₁₂U_g/jX_LC+K₃₂I_g

進(jìn)行計(jì)算的過程中，可以對變壓器TC的繞組匝數(shù)比例進(jìn)行設(shè)定，使K₁₂=W₁/W₂，然后將移相電抗器LC的匝數(shù)與間隙設(shè)置為磁力電流的分量，以此保證船舶發(fā)電機(jī)組的空載運(yùn)行電壓條件，使I_i成為勵(lì)磁電流中的復(fù)勵(lì)分量條件，并完成上述公式的構(gòu)建。另外，在TC匝數(shù)比K₃₂的設(shè)定中，可將其定義為W₃/W₄，然后通過負(fù)載條件下，對復(fù)勵(lì)分量的控制補(bǔ)償，完成對U_g的恒定條件控制，進(jìn)而完成勵(lì)磁電流矢端關(guān)系圖的建立^[2]。

（二）空載狀態(tài)下的調(diào)試方法

為了提升調(diào)試過程中的便捷性水平，技術(shù)人員應(yīng)嘗試在相電抗器LC與發(fā)電機(jī)之間建立三相隔離開關(guān)，并在電壓表的控制下，實(shí)現(xiàn)功能性的完善。在進(jìn)行空載狀態(tài)調(diào)試前，應(yīng)將電壓繞組數(shù)W₁與輸出繞組數(shù)W₂設(shè)置為可取的推薦閾值，并將取消電流繞組數(shù)W₃，將電抗器的繞組條件設(shè)置為最大值，使移相電抗器的氣隙條件調(diào)整為3mm的待調(diào)值，以此保證調(diào)試過程中方法的合理性水平。在調(diào)試過程中，必須采用諧振起壓點(diǎn)的方法進(jìn)行控制，然后在相復(fù)勵(lì)的自勵(lì)分量條件上，對參數(shù)進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而保證調(diào)試過程中的有效性。

（三）阻性負(fù)載調(diào)試技巧

對發(fā)電機(jī)進(jìn)行空載試機(jī)后，應(yīng)恢復(fù)繞組接線W₃，然后將“水電阻”作為基礎(chǔ)的負(fù)載條件，對純電阻負(fù)載進(jìn)行調(diào)試。在流程上，應(yīng)先完成合主開關(guān)的漸進(jìn)式加載，然后記錄整體運(yùn)行中的參數(shù)資料。當(dāng)I_M=I_N時(shí)，完成（J-fp）曲線的繪制，并對靜態(tài)閾值進(jìn)行分析。電壓出現(xiàn)急劇下降的情況，說明調(diào)試處理正常，需將閾值條件在上下5個(gè)百分點(diǎn)的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，并于達(dá)到條件后結(jié)束操作。如果未發(fā)生電壓急劇下降問題，應(yīng)采用VC非軟擊穿或是相位調(diào)整的方法進(jìn)行調(diào)試，然后再進(jìn)行下一步的處理操作，直至達(dá)到正常效果為止。注意，在進(jìn)行閾值調(diào)整的過程中，如果其參數(shù)超出5%，應(yīng)在產(chǎn)生正偏差時(shí)減少匝數(shù)，并在負(fù)偏差中增加匝數(shù)，以此達(dá)到控制與調(diào)整的作用，使阻性負(fù)載的調(diào)試得到完善。

通過從空載到滿載的調(diào)試，可以保證整體發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定，然而在處理原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速條件時(shí)，最為理想的參數(shù)是1.5-2.0Hz，并必須保證各個(gè)機(jī)組設(shè)備的一致性條件，如果參數(shù)執(zhí)行超出了2.5Hz，必須對該設(shè)備進(jìn)行處理，通過調(diào)速器的整定，使數(shù)值條件達(dá)到合理區(qū)間。

（四）感性負(fù)載調(diào)試技巧

進(jìn)行感性負(fù)載調(diào)試前，首先應(yīng)對電流繞組與電壓繞組的協(xié)調(diào)性進(jìn)行分析。通過在發(fā)電機(jī)中，加入少量的COSΦ=0的負(fù)載條件，使勵(lì)磁電流參數(shù)負(fù)載條件的增加而維持發(fā)電機(jī)端的電壓穩(wěn)定。如果在此過程中，發(fā)電機(jī)端的電壓出現(xiàn)極具下降問題，則說明極性設(shè)置有誤，需要及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整。

在后續(xù)的感性負(fù)載調(diào)試中，需將COSΦ=0.8的條件作為基礎(chǔ)，將特定程序應(yīng)用在加載檢測的調(diào)壓精度檢測中^[3]。當(dāng)COSΦ=1.0時(shí)，參數(shù)曲線會表現(xiàn)出上揚(yáng)的特點(diǎn)，而COSΦ=0.8時(shí)，則會出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，并隨著功率因素的下降呈現(xiàn)出正比例的下降關(guān)系。由此，需在完成外部參數(shù)的控制后，應(yīng)用COSΦ≤0.4的參數(shù)進(jìn)行后續(xù)校對，然后對其相位補(bǔ)償能力做出分析，以此保證靜態(tài)電壓在正常的額定范圍內(nèi)。

（五）動(dòng)態(tài)特性測驗(yàn)方法

動(dòng)態(tài)測試中，應(yīng)先對發(fā)電機(jī)進(jìn)行突發(fā)性的增減實(shí)驗(yàn)。首先將COSΦ≤0.4的60%進(jìn)行負(fù)載處理，然后再增加數(shù)值區(qū)間，將其調(diào)整為COSΦ=0.8的100%。為了更有效的觀察電壓的波動(dòng)條件，可以通過對瞬時(shí)電壓變化條件的檢驗(yàn)與記錄，和電業(yè)波動(dòng)達(dá)到3%浮動(dòng)后的恢復(fù)時(shí)間，進(jìn)行確定與證明。以此，減壓原動(dòng)機(jī)與調(diào)速器的功能性水平，使其在完成檢驗(yàn)后，達(dá)到使用中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)條件。注意，如果調(diào)壓裝置中，沒有電壓校正器設(shè)備，就不能就進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)態(tài)測試。在完成測試后，需對靜態(tài)變化與進(jìn)行復(fù)核，如果超出標(biāo)準(zhǔn)要求，仍需繼續(xù)進(jìn)行調(diào)整。

總結(jié)

調(diào)整操作技術(shù)、優(yōu)化調(diào)試方法，是提升船舶發(fā)電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量的重要手段。尤其在恒壓裝置的調(diào)試中，通過對電路控制、空載調(diào)試、阻性負(fù)載、感性負(fù)載、動(dòng)態(tài)特性測驗(yàn)等方法的指導(dǎo)下，將技術(shù)方法的優(yōu)勢條件充分的發(fā)揮出來，以此在反復(fù)的基礎(chǔ)處理中，發(fā)揮出技術(shù)的優(yōu)勢性，并在不斷的實(shí)踐活動(dòng)中，總結(jié)工作方法，為技術(shù)手段的升級創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。

參考文獻(xiàn)

[1]王葉，李志偉，徐飛，等.疊加顫振信號的比例電磁閥驅(qū)動(dòng)控制方法研究[J].車輛與動(dòng)力技術(shù)，2018（03）：18-21+25.

[2]耿清華.水輪發(fā)電機(jī)組增容改造可行性研究分析[J].水電與新能源，2018，32（09）：41-43.

[3]陳祥光.船舶同步發(fā)電機(jī)恒壓勵(lì)磁系統(tǒng)故障分析與處理[J].船電技術(shù)，2016，36（08）：77-80.

（作者單位：江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）