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　　摘 要：自动电压调节器在同步发电机中起着十分重要的作用，电压调节器能调整同步发电机的励磁，保证同步发电机输出电压恒定。同时，有无功调差功能，保证发电机并联运行时无功分配均衡。文章介绍电压调节器的技术参数、原理、应用及故障分析，着重从电压测量及调压、PID调节、单晶管移相触发、可控硅主回路及附加回路这几方面详细介绍自动电压调节器原理。 

　　关键词：AVR；发电机；PID；可控硅 

　　中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0101-02 

　　自动电压调节器简称AVR，它几乎是现代交流发电机不可缺少的一部分。发电机的电压调整精度、电压可调范围、动态特性以及并联调差特性的获得都与AVR密切相关。自动电压调节器由印刷电路板、变压器和半导体元件封装成一个整体。在正面有一只电位器轴头，用以整定发电机电压，顶部有可控硅散热器和一只整定最佳阻尼的可锁定电位器。具有线路简单、重量轻、体积小、静态电压调整率高、动态性能好等优点。 

　　1 工作原理 

　　电压调节器主要任务是使发电机输出电压恒定，在发电机并联运行时能均衡无功分配，同时电压调节器还兼有自励能力。电压调节器系统框图如图1所示。经负载扰动的发电机电压经测量反馈通道的传递，成为反馈信号Ufk，Ufk与给定信号Ug比较，得到一个差值信号U0，U0=Ug-Ufk，U0经过前向通道放大，并移相触发晶闸管的脉冲，使晶闸管工作并调节励磁电流，从而使发电机电压UG恒定。 

　　发电机系统的电压调节过程如图2所示。 

　　接入并联运行的调差环节，调节过程如图3所示。 

　　电气原理图如图4所示，虚线框内为电压调节器部分，虚线框外由控制屏配置。 

　　电压调节器由以下几部分组成。 

　　1.1 电压测量及调压电路，元件组成 

　　如图5所示，电压调节器是由直流弱电元件组成，对发电机交流较高端电压测量，须经过变压器隔离降压，并整流滤波成直流平滑信号。电压调节器测量电压输入端经变压器B降压后，送入桥式整流组件QL1整流。为使整流后的直流信号更平滑，电路中增加了R2、C1滤波。R3、RP1、R4、R5、DW1组成测量比较桥，通过调节RP1电位器的阻值改变a点、b点之间的电压值，此电压值加至PID放大环节。 

　　1.2 可控硅主回路 

　　如图6所示，可控硅主回路由励磁整流板ZL、管形电阻Rf、可控硅VC组成，采用串联调节方式。调节器的励磁电源由发电机绕阻S1、S2经单相半波整流，通过励磁线圈E1、E2，再经可控硅VC构成回路。可控硅VC的控制端受调节器控制回路的控制。 

　　1.3 单晶管移相触发 

　　如图7所示，移相触发单元的作用是产生相位可调节的触发晶闸管的脉冲，即导通角α随放大单元输出信号的大小而改变，达到自动调压的目的。由于改变RC（R13、C5）的充电时间，使单晶管BT输出的脉冲产生移相，并触发可控硅VC，发电机励磁电流得到调节，使发电机电压保持恒定。