小型柴油發(fā)電機(jī)維修中勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要意義

安全可靠是電力系統(tǒng)運(yùn)行的zui基本條件，同時(shí)電力系統(tǒng)須具有合格的電能質(zhì)量和良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。早在40年代和50年代，有些學(xué)者就強(qiáng)調(diào)地指出了同步發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要作用。此后這方面研究工作一直受到很大重視。研究工作的主要內(nèi)容包括兩個(gè)方面，一是著力于主勵(lì)系統(tǒng)本身即勵(lì)磁方式的改進(jìn);另一方面是著力于柴油發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制方式(策略)的改進(jìn)。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的種類和構(gòu)成

柴油發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的一個(gè)重要組成部分，它通常由兩部分組成:*部分是勵(lì)磁功率單元，它向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供可調(diào)節(jié)的直流勵(lì)磁電流;第二部分是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，它根據(jù)發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵(lì)磁電流。

勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的種類:

(1)直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)

50年代初期，柴油發(fā)電機(jī)的的勵(lì)磁主要采用直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)。直流勵(lì)磁機(jī)的容量受機(jī)械強(qiáng)度和換向電壓等電氣參數(shù)的影響，對(duì)于勵(lì)磁功率大于50KW的柴油發(fā)電機(jī)的，無(wú)法采用同軸直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)。

(2)他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)
 

對(duì)于他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)，勵(lì)磁功率電源取自發(fā)電機(jī)以外的獨(dú)立的并與其同軸旋轉(zhuǎn)的交流勵(lì)磁機(jī)，故稱之為他勵(lì)。根據(jù)交流勵(lì)磁機(jī)的數(shù)量以及整流器是旋轉(zhuǎn)的還是靜止的，分為以下幾種:

1)他勵(lì)靜止硅整流勵(lì)磁系統(tǒng);

2)他勵(lì)靜止可控硅整流勵(lì)磁系統(tǒng);
 

3)他勵(lì)旋轉(zhuǎn)硅整流勵(lì)磁系統(tǒng);

4)他勵(lì)旋轉(zhuǎn)可控硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)。
 

(3)自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)

對(duì)于自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，其勵(lì)磁功率電源，采用發(fā)電機(jī)系統(tǒng)靜止的變壓器作為電壓源，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)靜止的變流器作為電流源。由電壓源構(gòu)成的勵(lì)磁系統(tǒng)，稱為自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，這種勵(lì)磁系統(tǒng)目前使用較為流行，如圖4-1所示〔30]由電壓源和電流源復(fù)合構(gòu)成的勵(lì)磁系統(tǒng)，稱為自復(fù)勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。根據(jù)電壓源、電流源的不同連接方式自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)分為:

1)自并勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng);

2)相補(bǔ)償自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng);

3)交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng);
 

4)直流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。

在柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，勵(lì)磁控制是zui基本的和*的。對(duì)于船舶電力系統(tǒng)的各種干擾來(lái)說(shuō)，一般都是先引起電、磁過(guò)渡過(guò)程，然后才是機(jī)電過(guò)渡過(guò)程。電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)研究的一系列課題和勵(lì)磁控制密切相關(guān)的。如果說(shuō)某些過(guò)渡過(guò)程可以粗略地認(rèn)為轉(zhuǎn)速不變，因而可以不考慮調(diào)速系統(tǒng)的控制過(guò)程，那么對(duì)于勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多數(shù)過(guò)渡過(guò)程都要把它的控制作用考慮進(jìn)去，否則將會(huì)引起較大的誤差，特別是在船舶電站中采用快速勵(lì)磁裝置時(shí)更是如此。

交流柴油發(fā)電機(jī)組無(wú)論是在互相并聯(lián)運(yùn)行，還是在并入電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，在許多場(chǎng)合中往往出現(xiàn)功率和電流的周期性振蕩，同時(shí)伴隨以轉(zhuǎn)速振蕩、電壓和頻率的不穩(wěn)定以及調(diào)速器元件的振蕩。功率振蕩時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行的各機(jī)組的總負(fù)載不變。因此，一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)的的功率的增加和另一臺(tái)機(jī)組的功率減少同時(shí)進(jìn)行。通常把這種現(xiàn)象稱為交互振蕩，有時(shí)也通俗地稱為“游車”。

消除功率交互振蕩這種現(xiàn)象可以從兩方面入手:
 

1.從原動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)入手消除供油干擾，現(xiàn)有的方法有以下幾種:
 

(1)減小高壓油泵出油閥的卸載容積，或者采用修正式出油閥。采用這種方法，在各種負(fù)載下高壓油管的剩余壓力，在每次噴油之后都相差不大;
 

(2)減小出油閥卸載容積來(lái)消除柴油發(fā)電機(jī)干擾力矩所引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng);
 

(3)減小高壓油管的容積，這種方法可以提高燃油至起閥壓力的供油量，使其在低負(fù)荷小供油量時(shí)也能均勻噴油;
 

(4)適當(dāng)加大出油閥凸緣的徑向間隙，這種方法在小負(fù)荷時(shí)使供油均勻;

(5)減小柴油發(fā)電機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的zui小穩(wěn)定供油量，使噴油均勻。

以上各方法雖然是從根本原因入手，都能在一定情況下直接消除供油干擾，針對(duì)性強(qiáng)，但具有一定的局限性，不能把5. 1中提到各種干擾因素用一種方法消除掉。
 

2.從電氣控制方面將供油干擾產(chǎn)生的功率交互振蕩消除

要使并聯(lián)機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定，發(fā)電機(jī)的功率控制十分重要。柴油發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，對(duì)功率控制采用集中控制方法，這種方法要采集每臺(tái)機(jī)組功率信號(hào)，然后通過(guò)計(jì)算把每臺(tái)機(jī)組該發(fā)多少功率的信號(hào)發(fā)給每臺(tái)機(jī)組，來(lái)保證功率按比例分配，但是這種集中控制方法存在著如下缺陷:
 

(1)如果并聯(lián)的柴油發(fā)電機(jī)不在同一地點(diǎn)，而相距很遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)采集、傳輸會(huì)很不方便;
 

(2)增減發(fā)電機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)時(shí)，改變參數(shù)不方便。由于以上措施方法存在上述的不足，需要一種新的控制方法來(lái)彌補(bǔ)他們的不足。

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