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柴油發(fā)電機自動(dòng)調壓器組成及接線(xiàn)電路圖 |
摘要：柴油發(fā)電機組的調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(gè)電子電路板上的電位器組成。當發(fā)電機運行時(shí)，它會(huì )產(chǎn)生電壓，然后通過(guò)調壓板中的電路進(jìn)行控制。調壓板中的電路會(huì )檢測輸出電壓的大小，并通過(guò)電位器調節電壓大小，以確保發(fā)電機輸出的電壓始終保持在預設的范圍內。當康明斯柴油發(fā)電機組所配置的是馬拉松發(fā)電機DVR2000E型號調壓板時(shí)，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(wú)功差）補償的應用等。本文著(zhù)重講述了柴油發(fā)電機組DVR2000E的典型接線(xiàn)與應用。
一、自動(dòng)調壓裝置系統組成
當發(fā)電機輸出電壓高于預設值時(shí)，電路板會(huì )自動(dòng)調節電位器的電阻值，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值時(shí)，電路板會(huì )自動(dòng)調節電位器的電阻值，使發(fā)電機輸出電壓增加。需要注意的是，調壓板的具體實(shí)現方式可能因不同的發(fā)電機組而異。在某些情況下，調壓板可能采用機械方式來(lái)控制電位器，而在其他情況下，它可能使用數字控制電路來(lái)自動(dòng)調節電位器的值。
發(fā)電機調壓板通常由電樞、穩壓繼電器、自勵穩定電路等部分組成。其中，電樞是調壓板的主體，它主要由調壓電容、電感器、電樞穩壓二極管等部件組成。 AVR電壓調節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壓板，提供電能供電。
（2）電壓調節電路板
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(gè)部分，用于計算出調節電位器的值。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）數模轉換器(ADC)
將電流傳感器輸出的模擬電信號轉換為數字信號，以便于處理。數模轉換器(DAC)，將PID控制器輸出的數字信號轉換為模擬電信號，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、功率因數等。按鍵，用于手動(dòng)控制調壓板，例如修改輸出電壓值等。
（5）EEPROM存儲器
用于存儲調壓板的設置參數和配置信息，例如輸出電壓范圍、PID參數等。
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圖1 馬拉松DVR2000E發(fā)電機調壓板外形圖 |
圖2 發(fā)電機電壓板DVR2000E外形尺寸圖 |
二、DVR2000E+的接線(xiàn)方式
DVR2000E+自動(dòng)電壓調節器是電子式固態(tài)微處理器為基礎的控制器件。通過(guò)調節進(jìn)入勵磁機磁場(chǎng)的電流來(lái)控制交流無(wú)刷發(fā)電機的輸出電壓。調壓器的輸入電源是由一個(gè)單相、多極永磁高頻勵磁發(fā)電機（PMG）發(fā)電供給。DVR2000E+自動(dòng)電壓調節器是全密封安裝結構，通過(guò)自攻螺釘攻入調壓器的塑料外殼將調壓器固定。面板上的顯示器顯示調壓器及系統的狀態(tài)。
1、通信接線(xiàn)方法
（1）十個(gè)1/4英寸快速接插端子連接到發(fā)電機。
（2）兩個(gè)十二針（DTC）接口連接電流互感器（CT）及系統接口連接。
（3）一個(gè)三針的Amp/Tyco Mini Mate-N-Lok插座的CAN總線(xiàn)接口。
（4）一個(gè)九針的DB-9型連接器可與Windows®系統的電腦通信。
2、接線(xiàn)注意事項
（1）只有選擇無(wú)功/功率因數控制時(shí)需要，52B打開(kāi)起作用，閉合不起作用。
（2）S2打開(kāi)，并聯(lián)控制和下垂起作用，S2閉合不起作用。
（3）S1調節DVR2000E的整定點(diǎn)。
（4）常開(kāi)輸出觸點(diǎn)閉合作為客戶(hù)報警或跳閘使用。
（5）假如電壓超過(guò)AC 660V需要檢測變壓器。
（6）模擬輸入電壓在±3V之間來(lái)調節整定點(diǎn)。
（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(diǎn)丟失。
發(fā)電機自動(dòng)調壓器參數表
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● 運行電源
單相：180-240VAC；頻率：250-300Hz
功率：350VA；接線(xiàn)端子：3，4
保險絲：250V/4.0A
● 發(fā)電機電壓檢測
型式：?jiǎn)蜗?三相100-630VAC 50/60Hz
接線(xiàn)端子：E1，E2，E3
信號強度：<1VA/每相
● 發(fā)電機電流檢測
型式：?jiǎn)蜗啵˙相），50/60Hz/三相
定額：5Aac最大連續輸入；阻抗：<10m Ω
接線(xiàn)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(diǎn)輸入電路
型式：干式觸點(diǎn)
詢(xún)問(wèn)電壓：3.3Vdc
接線(xiàn)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
連續斷開(kāi)：3Aac/0.1Adc
操作電壓：240Vac/250Vdc
最大接線(xiàn)端子：J1-6，J1-7
● 磁場(chǎng)輸出
連續測定：75Vdc.3.0Adc 10秒鐘強刷
200V電源輸入：150Vdc，7.5Adc
磁場(chǎng)電阻：最小18Q到35Ω
接線(xiàn)端子：F+，F-
● AVR（自動(dòng)電壓調整）模式
調整范圍：電壓檢測（100~630Vac）
電壓調整率：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
范圍：70Hz 轉折頻率40~70Hz
● FCR（手動(dòng)）操作模式
調整范圍：0-3Adc
電流調整率：＋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(xiàn)端子：J1-1（+），J1-12（-）
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● 調壓器一側：
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(wú)功）
范圍：0~5200VA和W0~4160VAR
精度：3.0%
● 并聯(lián)補償
模式：無(wú)功下乘和無(wú)功差（橫流）
下垂調整范圍：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；數據位：8
奇偶性：無(wú)；停止位：2
● 過(guò)勵磁保護
范圍：0.500~4.000Adc
時(shí)間延時(shí)：1.0~15.0秒
● 磁場(chǎng)過(guò)電流保護
現有調節范圍：0.500~7.500Adc
時(shí)間延遲可調范圍：1.0~10.0秒
● 瞬態(tài)過(guò)勵磁保護
臨界值：11A
● 發(fā)電機過(guò)電壓保護
現有范圍：整定點(diǎn)的105.0~120.0%
時(shí)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(shí)間延遲：1.0~15.0秒
● 軟啟動(dòng)功能
時(shí)間調節范圍2~120秒
● 輔助——控制（AVR1或AVR3調整）
電壓范圍：-3Vdc~+3Vdc
整定點(diǎn)范圍：-30%~430%偏移（電壓）
負載：2260Ω
接線(xiàn)端子：J1-1（+），J1-12（-）
● 輔助一控制（FCR調整）
電壓范圍：0Vdc~+3Vdc
增量：1mA/mV
負載：2260Ω
接線(xiàn)端子：J1-1（+），J1-12（-）
● 功率因數范圍：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(chǎng)電壓
范圍：0~200Vdc；精度：5.0%
● 磁場(chǎng)電流
范圍：0~8.0Adc；精度：0.5%
● 發(fā)電機側（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(wú)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(wú)冷凝
防護等級：IP52（正面安裝在出線(xiàn)箱內）
● 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(gè)垂直方向20G
振動(dòng)：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(xiàn)端子：0462-201-16141
J2：
插座：Deutsch DT06-12SA-P012
插頭：W12S-P012
接線(xiàn)端子：0462-201-16141
J3：
插座：Amp/Tyco 172166-1
接線(xiàn)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 典型應用的接線(xiàn)
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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(wú)公差）補償連接圖 |
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圖5 多臺發(fā)電機橫流（無(wú)公差）補償連接圖 |
圖6 發(fā)電機電壓板DVR2000E后面板接線(xiàn)端子 |
AVR電壓調節器接線(xiàn)端子（示意圖如圖6所示）
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接線(xiàn)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(dòng)與調整
第一次啟動(dòng)發(fā)電機和DVR2000E之前，應作如下處理：
（1）作標記并拆開(kāi)有DVR2000E的接線(xiàn)，要確保導線(xiàn)端子絕緣，以避免短路。
（2）啟動(dòng)原動(dòng)機并做所有柴油機調速器的調整。
（3）參考圖7的電路對于電壓進(jìn)行檢查，調整后，關(guān)掉原動(dòng)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(lái)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(xiàn)。
（7）啟動(dòng)原動(dòng)機，在額定轉速和負載下作最后的調整。
（8）在初次啟動(dòng)后，除非在系統里有改變DVR2000E設置的，一般無(wú)需進(jìn)行任何的調整，調整時(shí)使用外部開(kāi)關(guān)，前面板HMI或通過(guò)后面板通信接口用DVR2000E軟件來(lái)做調整。
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圖7 電壓調節器的電路檢查 |
圖8 發(fā)電機調壓板DVR2000E人機界面圖 |
總結：
發(fā)電機調壓板是發(fā)電機的一個(gè)重要部件，它主要起到調節發(fā)電機輸出電壓的作用。當負載發(fā)生變化時(shí)，發(fā)電機調壓板可以通過(guò)改變發(fā)電機電磁場(chǎng)的大小和方向來(lái)調節輸出電壓的大小，以保證輸出電壓的穩定性和可靠性。了解發(fā)電機調壓板的原理和結構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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