交流發電機或同步發電機的電壓調節


交流發電機或同步發電機的電壓調節定義為:當負載從額定滿載值減小到零時,端電壓的上升值。此時,發電機的速度和勵磁電流保持不變。

換句話說,交流發電機的電壓調節可以定義為從空載到額定滿載端電壓的變化量除以額定滿載電壓,即:

$$\mathrm{單位電壓調節 =\frac{|𝐸_{𝑎}| − |𝑉|}{|𝑉|}}$$

此外,交流發電機的電壓調節百分比由下式給出:

$$\mathrm{電壓調節百分比 =\frac{|𝐸_{𝑎}| − |𝑉|}{|𝑉|}× 100\%}$$

其中:

  • |𝐸𝑎| 為每相產生的電壓(或空載電壓)的幅值

  • |𝑉| 為每相額定滿載端電壓的幅值

電壓調節類似於交流發電機的品質因數。同步發電機或交流發電機的電壓調節值越小,其效能越好。對於理想的交流發電機,電壓調節值為零。

交流發電機的電壓調節取決於負載的功率因數,即:

  • 在單位功率因數下執行的交流發電機具有較小的正電壓調節。

  • 在滯後功率因數下執行的交流發電機具有較大的正電壓調節。

  • 在較低的超前功率因數下執行的交流發電機,電壓隨著負載的增加而升高,因此電壓調節為負值。

  • 對於某個超前功率因數,滿載電壓調節為零。在這種情況下,滿載和空載端電壓相同。

使用直接載入法測定交流發電機的電壓調節

直接負載測試中,交流發電機以同步速度執行,其端電壓調整到其額定值 (V)。現在,改變負載,直到連線在測試電路中的電流表和瓦特表指示在給定功率因數下的額定值。然後,卸下負載,保持交流發電機的速度和勵磁不變,並記錄交流發電機的空載電壓(Ea)。可以使用這些值確定交流發電機的電壓調節,如下所示:

$$\mathrm{電壓調節百分比 =\frac{|𝐸_{𝑎}| − |𝑉|}{|𝑉|}× 100\%}$$

用於確定電壓調節的交流發電機的直接負載測試僅適用於功率額定值小於 5 kVA 的小型交流發電機。

對於大型交流發電機,使用以下三種間接方法來確定交流發電機的電壓調節:

  • 同步阻抗法或電動勢法。

  • 安匝法或磁動勢法。

  • 零功率因數法或波蒂爾三角形法。

更新於:2021年9月25日

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