船舶发电机电磁叠加相复励力恒压装置的调试研究

张磊 瞿荣佳 施佳

摘要：动力装置是保证船舶行驶的关键设备，对于发电机的调试，在船舶操控中有很强的现实意义。由此本文以电磁叠加相复励恒压装置调试技术为基础，通过对电流叠加相复励的讨论，分析复励恒压基理与设备参数条件对电压的影响效果，并简单介绍设备调试的有效方法，为技术应用提供参考内容。

关键词：发电机;电磁叠加;恒压装置;调试方法

引言

在船舶发电机组中，励磁技术中通常使用相复励恒压装置对设备进行控制。然而在执行方法上，有明显的技术难度，如果操作的方法不当，势必会对设备运行中的参数稳定性造成影响，进而制约电压调整的精度条件。因此，必须在深刻理解技术原理基础上，才能更好的发挥出技术优势，展现实用价值。

一、电磁叠加相复励原理

船舶发电机组中，同步发电机形成常规的空载电压条件后，如果继续对负载相进行电力输送，就会在负载的电感性特性中，增加负载电流的流量^[1]。同时，由于电枢反应中，负载的功率条件又会在在去磁作用与内阻抗压降增加的影响下，使其COSΦ的数值降低，并直接导致发电机端的电压同步下降。因此，必须在执行操作的过程中采取一定的控制技术手段，保证发电机端电压的稳定性水平，进而维持整体设备运行的合理性条件。

二、船舶发电机恒压装置调试技巧

（一）电磁叠加相复励恒压装置的电路

发电机的端电压参数与励磁电流之间有明显的正比例关系，并在对电压进行调节的过程中，可以直接将其视为是对励磁电流的控制。在公式上，可以简单的进行归纳：

磁力电流=磁力电流的自励分量+I_i≈K₁₂U_g/jX_LC+K₃₂I_g

进行计算的过程中，可以对变压器TC的绕组匝数比例进行设定，使K₁₂=W₁/W₂，然后将移相电抗器LC的匝数与间隙设置为磁力电流的分量，以此保证船舶发电机组的空载运行电压条件，使I_i成为励磁电流中的复励分量条件，并完成上述公式的构建。另外，在TC匝数比K₃₂的设定中，可将其定义为W₃/W₄，然后通过负载条件下，对复励分量的控制补偿，完成对U_g的恒定条件控制，进而完成励磁电流矢端关系图的建立^[2]。

（二）空载状态下的调试方法

为了提升调试过程中的便捷性水平，技术人员应尝试在相电抗器LC与发电机之间建立三相隔离开关，并在电压表的控制下，实现功能性的完善。在进行空载状态调试前，应将电压绕组数W₁与输出绕组数W₂设置为可取的推荐阈值，并将取消电流绕组数W₃，将电抗器的绕组条件设置为最大值，使移相电抗器的气隙条件调整为3mm的待调值，以此保证調试过程中方法的合理性水平。在调试过程中，必须采用谐振起压点的方法进行控制，然后在相复励的自励分量条件上，对参数进行有效的控制，进而保证调试过程中的有效性。

（三）阻性负载调试技巧

对发电机进行空载试机后，应恢复绕组接线W₃，然后将“水电阻”作为基础的负载条件，对纯电阻负载进行调试。在流程上，应先完成合主开关的渐进式加载，然后记录整体运行中的参数资料。当I_M=I_N时，完成（J-fp）曲线的绘制，并对静态阈值进行分析。电压出现急剧下降的情况，说明调试处理正常，需将阈值条件在上下5个百分点的区间内进行调整，并于达到条件后结束操作。如果未发生电压急剧下降问题，应采用VC非软击穿或是相位调整的方法进行调试，然后再进行下一步的处理操作，直至达到正常效果为止。注意，在进行阈值调整的过程中，如果其参数超出5%，应在产生正偏差时减少匝数，并在负偏差中增加匝数，以此达到控制与调整的作用，使阻性负载的调试得到完善。

通过从空载到满载的调试，可以保证整体发电机运行的稳定，然而在处理原动机转速条件时，最为理想的参数是1.5-2.0Hz，并必须保证各个机组设备的一致性条件，如果参数执行超出了2.5Hz，必须对该设备进行处理，通过调速器的整定，使数值条件达到合理区间。

（四）感性负载调试技巧

进行感性负载调试前，首先应对电流绕组与电压绕组的协调性进行分析。通过在发电机中，加入少量的COSΦ=0的负载条件，使励磁电流参数负载条件的增加而维持发电机端的电压稳定。如果在此过程中，发电机端的电压出现极具下降问题，则说明极性设置有误，需要及时的进行调整。

在后续的感性负载调试中，需将COSΦ=0.8的条件作为基础，将特定程序应用在加载检测的调压精度检测中^[3]。当COSΦ=1.0时，参数曲线会表现出上扬的特点，而COSΦ=0.8时，则会出现下降的现象，并随着功率因素的下降呈现出正比例的下降关系。由此，需在完成外部参数的控制后，应用COSΦ≤0.4的参数进行后续校对，然后对其相位补偿能力做出分析，以此保证静态电压在正常的额定范围内。

（五）动态特性测验方法

动态测试中，应先对发电机进行突发性的增减实验。首先将COSΦ≤0.4的60%进行负载处理，然后再增加数值区间，将其调整为COSΦ=0.8的100%。为了更有效的观察电压的波动条件，可以通过对瞬时电压变化条件的检验与记录，和电业波动达到3%浮动后的恢复时间，进行确定与证明。以此，减压原动机与调速器的功能性水平，使其在完成检验后，达到使用中的标准参数条件。注意，如果调压装置中，没有电压校正器设备，就不能就进行相应的动态测试。在完成测试后，需对静态变化与进行复核，如果超出标准要求，仍需继续进行调整。

总结

调整操作技术、优化调试方法，是提升船舶发电机运行质量的重要手段。尤其在恒压装置的调试中，通过对电路控制、空载调试、阻性负载、感性负载、动态特性测验等方法的指导下，将技术方法的优势条件充分的发挥出来，以此在反复的基础处理中，发挥出技术的优势性，并在不断的实践活动中，总结工作方法，为技术手段的升级创造基础条件。

参考文献

[1]王叶，李志伟，徐飞，等.叠加颤振信号的比例电磁阀驱动控制方法研究[J].车辆与动力技术，2018（03）：18-21+25.

[2]耿清华.水轮发电机组增容改造可行性研究分析[J].水电与新能源，2018，32（09）：41-43.

[3]陈祥光.船舶同步发电机恒压励磁系统故障分析与处理[J].船电技术，2016，36（08）：77-80.

（作者单位：江南造船（集团）有限责任公司）