船舶交流发电机的AVR

通常，船上为都是由非常有限的几台发电机提供电源，因此船舶电网是一个有限电网。当船舶电力负荷发生变化或电力系统发生故障时，很容易引起电网电压的波动，为了船舶电网电压的稳定，必须要稳定发电机的端电压，这个非常重要的任务就是由自动调压装置来完成的。由于目前船舶大多采用交流同步发电机作为电源装置，因此本文在这里仅对交流同步发电机的自动调压装置(下文统称AVR)，从AVR的作用、性能要求和工作原理几个方面作一个简单的分析和探讨。

1 AVR的作用

AVR有以下几方面的主要作用：

(1)在船舶电力系统的正常工况下，维持发电机的端电压不变。

(2)为了保持发电机组并联运行的稳定，合理分配各并联发电机间的无功功率。

(3)在船舶电力系统发生短路故障时，为了提高发电机组并联运行的稳定性以及其它继电保护动作的可靠性，能对励磁系统强行励磁。

2 AVR 的性能要求

针对AVR的几个主要作用，因此有以下不同的性能要求：

(1)为了保证用电质量，规范对发电机的调压性能的静态指标和动态指标有了明确的规定。《钢质海船人级规范》对静态指标的规定为：发电机从空载至满载，功率因素保持为额定值，主发电机的静态电压变化率应在±2．5％以内，应急发电机的静态电压变化率应在±3．5％以内。《钢质海船建造及人级规范》对动态指标的规定为：发电机突加或突减50％额定电流及功率因数不超过0．4(滞后)的对称负荷时，当电压跌落时，发电机的瞬态电压不低于额定值的85％；当电压上升时，其瞬态电压不超过额定值的120％。电压恢复到与最后稳定值相差3％以内所需的时间不超过1．5s。

(2)当电压突然下降很大时，要求AVR有足够的强励磁能力，能迅速把励磁电流升高至超过额定状态的最大值，以提高电压的上升速度。实船中，励磁电压达到95％顶峰电压的时间为0．1~0．5s。

(3)关于合理分配各并联发电机组的无功功率，《钢质海船人级规范》的规定为：并联运行的交流发电机组，当负荷在额定功率20％一100％范围内变化时，各发电机实际承担的无功功率与按发电机各自容量比例计算值之差不应超过下列数值中的较小者：最大机组额定无功功率的±10％；最小机组额定无功功率的±25％

(4)必须要有合适的放大倍数，AVR的放大系数是被调量的变

化值与被测量变化值的比值，一般来说，提高放大系数可以提高发

电机的静态特性等指标，但放大系数不能过大，否则会使调节系统

不稳定，甚至影响整个电力系统。

(5)当然对于自励同步发电机来说，AVR须能在任何情况下保

证发电机的起始励磁，以保证发电机正常电压的建立。

3 AVR的工作原理

尽管由于同步发电机的各种励磁方式不同，可看见很多种自动电压调节器，如可控硅自励恒压装置，可控相复励励磁恒压装置，不可控相复励励磁恒压装置以及基于微机的数字式AVR等。但是无论是哪种自动调压，都是按照以下三种工作原理。

(1)按发电机电压偏差调节。这类AVR，由于被检测量和被调量都是发电机端电压，恒压装置与发电机构成一个闭环调节系统，静态特性较好。

(2)按负载电流和功率因数调节。由于被测量只是负载电流和功率因数，而用来调节励磁电流以致稳定发电机电压，因为被测量和被调量不同，所以是一个开环系统，静态特性比较差，但动态特性较好。

(3)按发电机电压偏差与负载电流和功率因数综合调节。这类

复合调节是将上述两种调压方式结合在一起，静态和动态特性都比

较好，是一种较理想的励磁调节装置。

(3)按发电机电压偏差与负载电流和功率因数综合调节。这类

复合调节是将上述两种调压方式结合在一起，静态和动态特性都比

较好，是一种较理想的励磁调节装置。