89099對電樞反應的補償有余,使發電機電壓略有上升。隨著負載電流增大,電流互感器逐漸飽和,其副邊輸出電流下降,復勵電流與ij2增加緩慢,補償作用減弱,因此,發電機電壓又呈下降趨勢。正常復勵時,應使發電機的空載和滿載電壓保持為額定值。

曲線2為欠復勵時的外特性。與正常復勵相比,在負載電流相同的情況下,復勵線圈中的電流比正常復勵時小,對電樞反應補償不足,因此,發電機電壓隨負載電流增大而下降。

曲線3為過復勵時的外特性。負載電流相同情況下,復勵線圈中的電流比正常復勵時大,因此,發電機電壓高于正常復勵的電壓。

這種復勵電路中,復勵線圈中的電流大小只與負載電流的大小有關,而與負載性質無關。以上的外特性是假設發電機帶感性負載時得出來的。由于同步發電機的電樞反應與負載性質有關,感性負載的去磁作用大,阻性負載的去磁作用較小,而容性負載具有增磁作用。

因此,發電機的外特性會隨負載性質而變化。可見,這種復勵電路不能完全補償負載電流的電樞反應。

如果勵磁電流既能隨負載電流的大小而自動調整,又能隨負載電流的功率因數而變化,這樣的勵磁電路不僅具有強勵磁能力,而且能保證發電機帶不同性質負載時的外特性基本一致,從而有效減輕調壓器的負擔。具有這種功能的復勵電路稱為相復勵電路,其原理電路如圖4-6所示。

電流互感器,電源變壓器,無刷發電機,調壓電阻,電壓相加型相復勵電路.

相復勵電路的結構及工作原理,與普通的復勵電路(見圖4-4)相比,可以看出兩

者在電路結構上的差別。在復勵電路中,兩套勵磁繞組互相獨立,其中的勵磁電流ij1、ij2分別與發電機端電壓及負載電流的大小成正比,而與電壓與電流之間的相位差(即負載功率因數∞s甲)無關。而在相復勵電路中,電流互感器的副邊與變壓器副邊串聯,副邊電壓進行相量疊加后,再輸入到整流器。可見,整流器輸人端的電壓大小取決于互感器及變壓器副邊電壓的相量和,因而其大小不僅與電壓和負載電流的大小有關,而且與兩者的相位差有關,也即與負載的性質有關。

相復勵電路可以有多種形式,圖4-6所示為電壓相加型相復勵電路。相復勵電路可以與自勵式有刷交流發電機配套使用,也可以和帶旋轉整流器的兩級式無刷交流發電機配套工作,如波音707飛機上采用的就是這種帶有相復勵電路的兩級式無刷交流發電機。圖4-7所示為一相電壓相加型相復勵電路簡化原理圖。

電壓相加型相復勵電路一相簡化原理圖,圖4-7中,與電流互感器副邊并聯的為復勵阻抗z。從理論上來說,復勵阻抗必不可少,如果z=0,電流互感器副邊被短路,不起作用,勵磁電壓只與發電機端電壓有關;如果z=∞,則電流互感器相當于理想電流源,勵磁電流只取決于負載電流,而與變壓器無關。但實際上,由于電流互感器并不是理想的恒流源,其勵磁電抗X″并不是無窮大,尤其是當電流互感器的磁路有氣隙時,勵磁電抗X″較小,因此可以起到復勵阻抗的作用,而不必特意外加復勵阻抗。

為了分析方便,將勵磁電路等效到交流側,勵磁阻抗為馬,馬=馬+j焉,其中凡為

勵磁電阻,包括勵磁繞組電阻和整流器的正向電阻,焉為勵磁繞組的電抗。電流互感器用一個非理想的受控電流源表示,與其并聯的阻抗z為電流互感器的勵磁電抗,即z=jXm,ki為電流互感器的變流比,Κ′r=1/ki=w1/w2,r為負載電流。變壓器用受控電壓源表示,Ku為變壓器的變壓比。其等效電路如圖4-8所示。

根據疊加原理,受控電壓源產控電流,產生的電流成。由圖4-8可得由變壓器產生的流分量為:

            iju=kuu/z+zj=kuu/rj+jxj+jxm

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