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發(fā)電機(jī)與負(fù)載

發(fā)布日期:[2019-08-05]     點(diǎn)擊率:

發(fā)電機(jī)依靠電壓調(diào)節(jié)器控制輸出電壓。電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)三相輸出電壓,以其平均值與要求的電壓值相比較。調(diào)節(jié)器從發(fā)電機(jī)內(nèi)部的輔助電源取得能量,通常是與主發(fā)電機(jī)同軸的小發(fā)電機(jī),傳送DC電源給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)激勵(lì)線圈。線圈電流上升或下降,控制發(fā)電機(jī)定子線圈的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或稱(chēng)為電動(dòng)勢(shì)EMF的大小。定子線圈的磁通量決定發(fā)電機(jī)的輸出電壓。

發(fā)電機(jī)定子線圈的內(nèi)阻以Z表示,包括感性和阻性部分;由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈控制的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)用交流電壓源以E表示。假設(shè)負(fù)載是純感性的,在向量圖中電流I滯后電壓U正好90°電相位角。如果負(fù)載是純阻性的,U和I的矢量將重合或同相。實(shí)際上多數(shù)負(fù)載介于純阻性和純感性之間。電流通過(guò)定子線圈引起的電壓降用電壓矢量I×Z表示。它實(shí)際上是兩個(gè)較小的電壓矢量之和,與I同相的電阻壓降和超前90°的電感壓降。在本例中,它恰好與U同相。因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)必須等于發(fā)電機(jī)內(nèi)阻的電壓降和輸出電壓之和,即矢量E=U和I×Z的矢量和。電壓調(diào)節(jié)器改變E可以有效地控制電壓U。

現(xiàn)在考慮用純?nèi)菪载?fù)載代替純感性負(fù)載時(shí),發(fā)電機(jī)的內(nèi)部情況會(huì)發(fā)生什么變化。這時(shí)的電流和感性負(fù)載時(shí)正好相反。電流I現(xiàn)在超前電壓矢量U,內(nèi)阻電壓降矢量I×Z,也正好反相。則U和I×Z的矢量和小于U。

由于和感性負(fù)載時(shí)相同的電動(dòng)勢(shì)E在容性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生了較高的發(fā)電機(jī)輸出電壓U,所以電壓調(diào)節(jié)器必須明顯地減小旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。實(shí)際上,電壓調(diào)節(jié)器可能沒(méi)有足夠的范圍來(lái)完全調(diào)節(jié)輸出電壓。所有發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)方向連續(xù)勵(lì)磁含有 磁場(chǎng),即使電壓調(diào)節(jié)器全關(guān),轉(zhuǎn)子仍有足夠的磁場(chǎng)對(duì)電容負(fù)載充電并產(chǎn)生電壓,這種現(xiàn)象稱(chēng)為"自激"。自激的結(jié)果是過(guò)壓或者是電壓調(diào)節(jié)器關(guān)機(jī),發(fā)電機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)則認(rèn)為是電壓調(diào)節(jié)器故障(即"失勵(lì)")。這任一種情況都會(huì)引起發(fā)電機(jī)停機(jī)。發(fā)電機(jī)輸出端所接的負(fù)載,可能是獨(dú)立的,也可能是并聯(lián)的,決定于自動(dòng)切換柜工作的定時(shí)和設(shè)置。在某些應(yīng)用中,停電時(shí)UPS系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)接入的D一個(gè)負(fù)載。在其它情況下,UPS和機(jī)械負(fù)載同時(shí)接入。機(jī)械負(fù)載通常有啟動(dòng)接觸器,停電后重新閉合需要一定時(shí)間,補(bǔ)償U(kuò)PS輸入濾波電容器的感性電動(dòng)機(jī)負(fù)載要有延時(shí)。UPS本身有一段時(shí)間稱(chēng)為"軟啟動(dòng)"周期,將負(fù)載從電池轉(zhuǎn)向發(fā)電機(jī),使其輸入功率因數(shù)提高。然而,UPS的輸入濾波器并不參與軟啟動(dòng)過(guò)程,他們連接在UPS的輸入端是UPS的一部分,因此,在某些情況下,停電時(shí)首先接到發(fā)電機(jī)輸出端的主要負(fù)載是UPS的輸入濾波器,它們是高容性的(有時(shí)是純?nèi)菪缘模?/p>

解決這一問(wèn)題的方法很明顯要用功率因數(shù)校正。這有多種方法可以實(shí)現(xiàn),大致如下:

安裝自動(dòng)切換柜,使電動(dòng)機(jī)負(fù)載先于UPS接入。某些切換柜可能不能實(shí)現(xiàn)這種方法。另外,在維護(hù)時(shí),工廠工程師可能需要單獨(dú)調(diào)試UPS和發(fā)電機(jī)。

增加一個(gè) 性反應(yīng)電抗來(lái)補(bǔ)償容性負(fù)載,通常使用并聯(lián)纏繞電抗器,接在E-G或發(fā)電機(jī)輸出并聯(lián)板上。這是很容易實(shí)現(xiàn)的,而且成本較低。但是無(wú)論在高負(fù)載還是在低負(fù)載的情況下,電抗器總是在吸收電流并影響負(fù)載功率因數(shù)。而且不論UPS的數(shù)量多少,電抗器的數(shù)量總是固定的。

在每一臺(tái)UPS中加裝感性電抗器,正好補(bǔ)償U(kuò)PS的容抗。在低負(fù)載情況下由接觸器(選件)控制電抗器的投入。此方法電抗器較 ,但數(shù)量較大且安裝和控制的成本高。

在濾波電容前安裝接觸器,在低負(fù)載時(shí)斷開(kāi)。由于接觸器的時(shí)間必須 ,控制比較復(fù)雜,只能在工廠安裝。


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