通常，船上為都是由非常有限的幾臺(tái)發(fā)電機(jī)提供電源，因此船舶電網(wǎng)是一個(gè)有限電網(wǎng)。當(dāng)船舶電力負(fù)荷發(fā)生變化或電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，很容易引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，為了船舶電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，必須要穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的端電壓，這個(gè)非常重要的任務(wù)就是由自動(dòng)調(diào)壓裝置來完成的。由于目前船舶大多采用交流同步發(fā)電機(jī)作為電源裝置，因此本文在這里僅對交流同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)壓裝置(下文統(tǒng)稱AVR)，從AVR的作用、性能要求和工作原理幾個(gè)方面作一個(gè)簡單的分析和探討。

1 AVR的作用

AVR有以下幾方面的主要作用：

(1)在船舶電力系統(tǒng)的正常工況下，維持發(fā)電機(jī)的端電壓不變。

(2)為了保持發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定，合理分配各并聯(lián)發(fā)電機(jī)間的無功功率。

(3)在船舶電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，為了提高發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性以及其它繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性，能對勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)行勵(lì)磁。

2 AVR 的性能要求

針對AVR的幾個(gè)主要作用，因此有以下不同的性能要求：

(1)為了保證用電質(zhì)量，規(guī)范對發(fā)電機(jī)的調(diào)壓性能的靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)有了明確的規(guī)定。《鋼質(zhì)海船人級(jí)規(guī)范》對靜態(tài)指標(biāo)的規(guī)定為：發(fā)電機(jī)從空載至滿載，功率因素保持為額定值，主發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓變化率應(yīng)在±2．5％以內(nèi)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)的靜態(tài)電壓變化率應(yīng)在±3．5％以內(nèi)。《鋼質(zhì)海船建造及人級(jí)規(guī)范》對動(dòng)態(tài)指標(biāo)的規(guī)定為：發(fā)電機(jī)突加或突減50％額定電流及功率因數(shù)不超過0．4(滯后)的對稱負(fù)荷時(shí)，當(dāng)電壓跌落時(shí)，發(fā)電機(jī)的瞬態(tài)電壓不低于額定值的85％；當(dāng)電壓上升時(shí)，其瞬態(tài)電壓不超過額定值的120％。電壓恢復(fù)到與最后穩(wěn)定值相差3％以內(nèi)所需的時(shí)間不超過1．5s。

(2)當(dāng)電壓突然下降很大時(shí)，要求AVR有足夠的強(qiáng)勵(lì)磁能力，能迅速把勵(lì)磁電流升高至超過額定狀態(tài)的最大值，以提高電壓的上升速度。實(shí)船中，勵(lì)磁電壓達(dá)到95％頂峰電壓的時(shí)間為0．1~0．5s。

(3)關(guān)于合理分配各并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的無功功率，《鋼質(zhì)海船人級(jí)規(guī)范》的規(guī)定為：并聯(lián)運(yùn)行的交流發(fā)電機(jī)組，當(dāng)負(fù)荷在額定功率20％一100％范圍內(nèi)變化時(shí)，各發(fā)電機(jī)實(shí)際承擔(dān)的無功功率與按發(fā)電機(jī)各自容量比例計(jì)算值之差不應(yīng)超過下列數(shù)值中的較小者：最大機(jī)組額定無功功率的±10％；最小機(jī)組額定無功功率的±25％

(4)必須要有合適的放大倍數(shù)，AVR的放大系數(shù)是被調(diào)量的變

化值與被測量變化值的比值，一般來說，提高放大系數(shù)可以提高發(fā)

電機(jī)的靜態(tài)特性等指標(biāo)，但放大系數(shù)不能過大，否則會(huì)使調(diào)節(jié)系統(tǒng)

不穩(wěn)定，甚至影響整個(gè)電力系統(tǒng)。

(5)當(dāng)然對于自勵(lì)同步發(fā)電機(jī)來說，AVR須能在任何情況下保

證發(fā)電機(jī)的起始勵(lì)磁，以保證發(fā)電機(jī)正常電壓的建立。

3 AVR的工作原理

盡管由于同步發(fā)電機(jī)的各種勵(lì)磁方式不同，可看見很多種自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，如可控硅自勵(lì)恒壓裝置，可控相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁恒壓裝置，不可控相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁恒壓裝置以及基于微機(jī)的數(shù)字式AVR等。但是無論是哪種自動(dòng)調(diào)壓，都是按照以下三種工作原理。

(1)按發(fā)電機(jī)電壓偏差調(diào)節(jié)。這類AVR，由于被檢測量和被調(diào)量都是發(fā)電機(jī)端電壓，恒壓裝置與發(fā)電機(jī)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜態(tài)特性較好。

(2)按負(fù)載電流和功率因數(shù)調(diào)節(jié)。由于被測量只是負(fù)載電流和功率因數(shù)，而用來調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以致穩(wěn)定發(fā)電機(jī)電壓，因?yàn)楸粶y量和被調(diào)量不同，所以是一個(gè)開環(huán)系統(tǒng)，靜態(tài)特性比較差，但動(dòng)態(tài)特性較好。

(3)按發(fā)電機(jī)電壓偏差與負(fù)載電流和功率因數(shù)綜合調(diào)節(jié)。這類

復(fù)合調(diào)節(jié)是將上述兩種調(diào)壓方式結(jié)合在一起，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性都比

較好，是一種較理想的勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。

(3)按發(fā)電機(jī)電壓偏差與負(fù)載電流和功率因數(shù)綜合調(diào)節(jié)。這類

復(fù)合調(diào)節(jié)是將上述兩種調(diào)壓方式結(jié)合在一起，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性都比

較好，是一種較理想的勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。

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