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柴油發(fā)電機自動調(diào)壓器組成及接線電路圖 |
摘要：柴油發(fā)電機組的調(diào)壓板是一種用于控制發(fā)電機輸出電壓的裝置。它通常由一塊電子電路板和一個電子電路板上的電位器組成。當發(fā)電機運行時，它會產(chǎn)生電壓，然后通過調(diào)壓板中的電路進行控制。調(diào)壓板中的電路會檢測輸出電壓的大小，并通過電位器調(diào)節(jié)電壓大小，以確保發(fā)電機輸出的電壓始終保持在預設(shè)的范圍內(nèi)。當康明斯柴油發(fā)電機組所配置的是馬拉松發(fā)電機DVR2000E型號調(diào)壓板時，該裝置可用于三相電壓檢測、單相電壓檢測、單相發(fā)電機、兩臺或多臺發(fā)電機恒流（無功差）補償?shù)膽?yīng)用等。本文著重講述了柴油發(fā)電機組DVR2000E的典型接線與應(yīng)用。
一、自動調(diào)壓裝置系統(tǒng)組成
當發(fā)電機輸出電壓高于預設(shè)值時，電路板會自動調(diào)節(jié)電位器的電阻值，使發(fā)電機輸出電壓降低。反之，當發(fā)電機輸出電壓低于預設(shè)值時，電路板會自動調(diào)節(jié)電位器的電阻值，使發(fā)電機輸出電壓增加。需要注意的是，調(diào)壓板的具體實現(xiàn)方式可能因不同的發(fā)電機組而異。在某些情況下，調(diào)壓板可能采用機械方式來控制電位器，而在其他情況下，它可能使用數(shù)字控制電路來自動調(diào)節(jié)電位器的值。
發(fā)電機調(diào)壓板通常由電樞、穩(wěn)壓繼電器、自勵穩(wěn)定電路等部分組成。其中，電樞是調(diào)壓板的主體，它主要由調(diào)壓電容、電感器、電樞穩(wěn)壓二極管等部件組成。 AVR電壓調(diào)節(jié)器主要組成功能如下：
（1）電源輸入接口
用于將外部電源連接到調(diào)壓板，提供電能供電。
（2）電壓調(diào)節(jié)電路板
主要由電路板、電位器和其他電子元件組成，用于控制輸出電壓的大小。PID控制器Q，包括P(比例)、I(積分)和D(微分)三個部分，用于計算出調(diào)節(jié)電位器的值。電流傳感器，用于檢測電流的大小，并將其反饋給PID控制器。
（3）數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)
將電流傳感器輸出的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便于處理。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，將PID控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電信號，以控制電位器的值。LED顯示屏，用于顯示當前發(fā)電機的狀態(tài)，例如輸出電壓、電流等。
（4）液晶顯示屏
用于顯示更加詳細的信息，例如發(fā)電機輸出的功率、功率因數(shù)等。按鍵，用于手動控制調(diào)壓板，例如修改輸出電壓值等。
（5）EEPROM存儲器
用于存儲調(diào)壓板的設(shè)置參數(shù)和配置信息，例如輸出電壓范圍、PID參數(shù)等。
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圖1 馬拉松DVR2000E發(fā)電機調(diào)壓板外形圖 |
圖2 發(fā)電機電壓板DVR2000E外形尺寸圖 |
二、DVR2000E+的接線方式
DVR2000E+自動電壓調(diào)節(jié)器是電子式固態(tài)微處理器為基礎(chǔ)的控制器件。通過調(diào)節(jié)進入勵磁機磁場的電流來控制交流無刷發(fā)電機的輸出電壓。調(diào)壓器的輸入電源是由一個單相、多極永磁高頻勵磁發(fā)電機（PMG）發(fā)電供給。DVR2000E+自動電壓調(diào)節(jié)器是全密封安裝結(jié)構(gòu)，通過自攻螺釘攻入調(diào)壓器的塑料外殼將調(diào)壓器固定。面板上的顯示器顯示調(diào)壓器及系統(tǒng)的狀態(tài)。
1、通信接線方法
（1）十個1/4英寸快速接插端子連接到發(fā)電機。
（2）兩個十二針（DTC）接口連接電流互感器（CT）及系統(tǒng)接口連接。
（3）一個三針的Amp/Tyco Mini Mate-N-Lok插座的CAN總線接口。
（4）一個九針的DB-9型連接器可與Windows®系統(tǒng)的電腦通信。
2、接線注意事項
（1）只有選擇無功/功率因數(shù)控制時需要，52B打開起作用，閉合不起作用。
（2）S2打開，并聯(lián)控制和下垂起作用，S2閉合不起作用。
（3）S1調(diào)節(jié)DVR2000E的整定點。
（4）常開輸出觸點閉合作為客戶報警或跳閘使用。
（5）假如電壓超過AC 660V需要檢測變壓器。
（6）模擬輸入電壓在±3V之間來調(diào)節(jié)整定點。
（7）不是馬拉松公司提供的器件。
（8）S1在6U位置整定值增加，S1在6D位置整定值減少。
（9）當電源從DVR2000E移去，整定點丟失。
發(fā)電機自動調(diào)壓器參數(shù)表
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● 運行電源
單相：180-240VAC；頻率：250-300Hz
功率：350VA；接線端子：3，4
保險絲：250V/4.0A
● 發(fā)電機電壓檢測
型式：單相/三相100-630VAC 50/60Hz
接線端子：E1，E2，E3
信號強度：<1VA/每相
● 發(fā)電機電流檢測
型式：單相（B相），50/60Hz/三相
定額：5Aac最大連續(xù)輸入；阻抗：<10m Ω
接線端子：
CT1，CT2（電流互感器）單相
J2-1，J2-12 3相（A相）
J2-2，J2-11 3相（B相）
J2-3，J2-10 3相（C相）
● 觸點輸入電路
型式：干式觸點
詢問電壓：3.3Vdc
接線端子
單機/并聯(lián)控制：J1-10， J1-4
上升：J1-2， J1-4
下降：J1-3， J1-4
勵磁/關(guān)斷：J1-11， J1-4
● 公共報警
輸出型式：A型
額定負載：3Aac/3Adc
連續(xù)斷開：3Aac/0.1Adc
操作電壓：240Vac/250Vdc
最大接線端子：J1-6，J1-7
● 磁場輸出
連續(xù)測定：75Vdc.3.0Adc 10秒鐘強刷
200V電源輸入：150Vdc，7.5Adc
磁場電阻：最小18Q到35Ω
接線端子：F+，F(xiàn)-
● AVR（自動電壓調(diào)整）模式
調(diào)整范圍：電壓檢測（100~630Vac）
電壓調(diào)整率：土0.25%
溫度漂移：±0.0125%/℃
● 低頻（V/Hz）
特征：以0.01增量，斜度從1到3倍可調(diào)
范圍：70Hz 轉(zhuǎn)折頻率40~70Hz
● FCR（手動）操作模式
調(diào)整范圍：0-3Adc
電流調(diào)整率：＋1.0%（18~35Q）
溫度漂移：±0.0125%/℃
● 輔助—測量（電壓輸入）
電壓范圍：-5Vdc~+5Vdc
負載：2260Ω
接線端子：J1-1（+），J1-12（-）
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● 調(diào)壓器一側(cè)：
發(fā)電機電壓
范圍：10V-600V；精度0.5%
● 發(fā)電機電流
范圍：0.1-5.000A（5Aac CTs）
精度：0.5%
● 功率（視在、有功、無功）
范圍：0~5200VA和W0~4160VAR
精度：3.0%
● 并聯(lián)補償
模式：無功下乘和無功差（橫流）
下垂調(diào)整范圍：0.0~10.0%
● 通訊接口
界面：全雙向RS-232
連接：后面板上DB-9（9孔）插座
波特：4800；數(shù)據(jù)位：8
奇偶性：無；停止位：2
● 過勵磁保護
范圍：0.500~4.000Adc
時間延時：1.0~15.0秒
● 磁場過電流保護
現(xiàn)有調(diào)節(jié)范圍：0.500~7.500Adc
時間延遲可調(diào)范圍：1.0~10.0秒
● 瞬態(tài)過勵磁保護
臨界值：11A
● 發(fā)電機過電壓保護
現(xiàn)有范圍：整定點的105.0~120.0%
時間延遲： 固定整定0.75秒
● 發(fā)電機欠壓保護
范圍：5.0%~50.0%
時間延遲：1.0~15.0秒
● 軟啟動功能
時間調(diào)節(jié)范圍2~120秒
● 輔助——控制（AVR1或AVR3調(diào)整）
電壓范圍：-3Vdc~+3Vdc
整定點范圍：-30%~430%偏移（電壓）
負載：2260Ω
接線端子：J1-1（+），J1-12（-）
● 輔助一控制（FCR調(diào)整）
電壓范圍：0Vdc~+3Vdc
增量：1mA/mV
負載：2260Ω
接線端子：J1-1（+），J1-12（-）
● 功率因數(shù)范圍：0.6~1.0（超前/滯后）
精度：0.02
頻率范圍：40~75Hz
精度：0.2Hz
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● 磁場電壓
范圍：0~200Vdc；精度：5.0%
● 磁場電流
范圍：0~8.0Adc；精度：0.5%
● 發(fā)電機側(cè)（比例）：
發(fā)電機電壓
范圍：10V~15kV；精度：0.5%
發(fā)電機電流
范圍：0.1-5000A（5Aac CTs）
精度：0.5%
發(fā)電機功率（視在、有功、無功）
范圍：
0~10MVA和MW0~8MVAR（超前/滯后）
精度：3.0%
● 環(huán)境
工作溫度：-40℃~+70℃（-40Fto+158F）
儲藏溫度：-40℃~+85℃（-40FL0+185F）
相對濕度：<95%，無冷凝
防護等級：IP52（正面安裝在出線箱內(nèi)）
● 電磁兼容性
抗干擾度：符合N61000-6-2：2005
電磁輻射標準：符合EN61000-6-4：2007
● 電磁兼容試驗
IEC 61000-4-4
IEC 61000-4-2
EN 55011，class A
IEC 61000-4-6
IEC 61000-4-3
● 機械試驗
沖擊：三個垂直方向20G
振動：5-26Hz 2.5G 27-52Hz
雙振幅 1.27mm 53-500Hz 7G
● 環(huán)境試驗
鹽霧：按MIL-STD-810E試驗
濕度：按MIL-STD-705B試驗711-D
● 物理量
重量：3.1磅（1361克）
● 接口匹配：
J1：
插座：Deutsch DT06-12SB-P012
插頭： W12S-P012
接線端子：0462-201-16141
J2：
插座：Deutsch DT06-12SA-P012
插頭：W12S-P012
接線端子：0462-201-16141
J3：
插座：Amp/Tyco 172166-1
接線端子：170366-3
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注：以上所有測量值的精度都假定在25℃，50/60Hz及低于20%THD的條件下獲得。
DVR2000E 典型應(yīng)用的接線
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圖3 發(fā)電機A、B、C順相序和三相檢測的典型連接 |
圖4 兩臺發(fā)電機橫流（無公差）補償連接圖 |
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圖5 多臺發(fā)電機橫流（無公差）補償連接圖 |
圖6 發(fā)電機電壓板DVR2000E后面板接線端子 |
AVR電壓調(diào)節(jié)器接線端子（示意圖如圖6所示）
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接線端子
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描述
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GND
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接地保護
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4
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PMG-1端子
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3
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PMG-2端子
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E1
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發(fā)電機電樞-A相
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E2
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發(fā)電機電樞-B相
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E3
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發(fā)電機電樞-C相
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F-
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勵磁機定子(-)
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F+
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勵磁機定子(+)
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CT1
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發(fā)電機B相互感器(X1)
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CT2
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發(fā)電機B相互感器(X2)
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三、DVR2000E的初步啟動與調(diào)整
第一次啟動發(fā)電機和DVR2000E之前，應(yīng)作如下處理：
（1）作標記并拆開有DVR2000E的接線，要確保導線端子絕緣，以避免短路。
（2）啟動原動機并做所有柴油機調(diào)速器的調(diào)整。
（3）參考圖7的電路對于電壓進行檢查，調(diào)整后，關(guān)掉原動機。
（4）只連接DVR2000E的電源端子到指定電源輸入范圍的輔助電源上。
（5）使用前面板的人機界面（如圖8所示）或連接手掌機或PC到DVR2000E后面的通信接口上，用DVR2000E軟件來操作所有初步的DVR2000E整定。
（6）使用標記以識別連接余下的DVR2000E的引線。
（7）啟動原動機，在額定轉(zhuǎn)速和負載下作最后的調(diào)整。
（8）在初次啟動后，除非在系統(tǒng)里有改變DVR2000E設(shè)置的，一般無需進行任何的調(diào)整，調(diào)整時使用外部開關(guān)，前面板HMI或通過后面板通信接口用DVR2000E軟件來做調(diào)整。
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圖7 電壓調(diào)節(jié)器的電路檢查 |
圖8 發(fā)電機調(diào)壓板DVR2000E人機界面圖 |
總結(jié)：
發(fā)電機調(diào)壓板是發(fā)電機的一個重要部件，它主要起到調(diào)節(jié)發(fā)電機輸出電壓的作用。當負載發(fā)生變化時，發(fā)電機調(diào)壓板可以通過改變發(fā)電機電磁場的大小和方向來調(diào)節(jié)輸出電壓的大小，以保證輸出電壓的穩(wěn)定性和可靠性。了解發(fā)電機調(diào)壓板的原理和結(jié)構(gòu)對于我們正確使用和維護發(fā)電機具有重要的意義。
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