发电机自动电压调节器设计
发电机电压调节器的工作原理
发电机电压调节器（Automatic Voltage Regulator，AVR）是用于调节和稳定发电机输出电压的设备。
它监测发电机输出电压的变化，并通过调节励磁电流，控制发电机的磁场，从而使输出电压保持在设定的稳定值。
以下是发电机电压调节器的基本工作原理：
检测电压：发电机电压调节器通过电压感测器或电压传感器监测发电机的输出电压。
这些传感器测量发电机输出电压的大小。
参考电压：发电机电压调节器设定一个目标或参考电压，这是期望发电机输出电压的稳定值。
通常，参考电压由用户或系统要求确定，并在调节器中进行设定。
比较和误差放大：发电机电压调节器将测量到的发电机输出电压与参考电压进行比较。
比较的结果产生一个误差信号，表示实际电压与目标电压之间的差异。
控制信号生成：基于误差信号，发电机电压调节器通过控制电路生成控制信号。
控制信号用于调节发电机励磁电流，进而控制发电机磁场的强度。
励磁控制：控制信号被发送到发电机的励磁系统，调节励磁电流的大小。
通过调节励磁电流，发电机的磁场强度得到调整，从而影响发电机的输出电压。
反馈回路：发电机电压调节器通常具有反馈回路，用于监测和调整发电机输出电压。
反馈回路将测量到的输出电压信息反馈给调节器，以便进行实时的校正和调整。
通过持续的比较、调节和反馈，发电机电压调节器可以使发电机输出电压保持在设定的稳定值，以满足电力系统的需求。
这样可以确保电力系统中的设备和电器正常运行，并保护其免受电压波动的影响。
具体的发电机电压调节器设计和工作原理可能因不同的发电机型号和应用而有所不同。
EA04A 发电机自动电压调节器使用手册说明书
电话：07-8121771 传真：07-8121775 网址： 公司地址：台湾高雄市前镇区千富街201巷3号(邮政编码806-64)EA04A发电机自动电压调节器使用手册适用于自励式无刷式发电机可直接替代Basler *VR63-4, VR63-4A且相容于Marathon SE100A稳压器( *本产品并非Basler原厂产品，但能与其兼容)若AVR需并网可与Kutai EP200并网模块搭配使用___________________________________________________________________________________________ 2EA04A第一章 技术参数检测电压输入 低频保护 (出厂预设)电压 90 - 132 Vac 单相 50 Hz 系统 拐点值为45 Hz* 171 - 264 Vac 60 Hz 系统 拐点值为55 Hz* 频率 45/65 Hz (*拐点值为出厂预设值) 电源输入 过励磁自动关闭电压 90 - 240 Vac 单相二线 45 +/- 5 Vdc 延迟关闭；频率 45/65 Hz 67 +/- 5 Vdc 立即关闭 @ 110 Vac 励磁场输出 100 +/- 5 Vdc 延迟关闭；电压 最大 32 Vdc @ 电源输入120 Vac 135 +/- 5 Vdc 立即关闭 @ 220 Vac 最大 63 Vdc @ 电源输入240 Vac 电压温度飘移电流 连续4A ，非连续为60秒内7A -40至+70 ˚C ，小于 3% 励磁阻抗 最小15 Ω、最大100 Ω 工作环境 熔丝规格 5 x 20mm S505-5A / 250V 慢熔型 工作温度 -40至+60 ˚C 外部电压调节储存温度 -40至+85 ˚C 最大 +/- 15% @ 1 KΩ 1 watt 电位器 相对湿度 95%以下 调压精度振 动 1.5 Gs @ 5 - 30 Hz 小于 +/- 1% (频率变动在4%内) 5.0 Gs @ 30 - 500 Hz 电压建立尺 寸电源输入剩磁电压 5 Vac 以上 100.0 (L) x 68.5 (W) x 33.0 (H) mm EMI 抑制重 量内建电磁干扰滤波器 230 g +/- 2% 静态消耗功率第二章 接线2.1 3、4：电源输入. 2.2 F+、F-：励磁线圈. 2.3 VAR ：外部电压调节.2.4 Hz ：频率选择 (60 Hz 开路、50 Hz 跨接).第三章 V/Hz 自动关闭频率选择3.1 使用于50 Hz 时标示Hz 之二线，必须接合才能于45 Hz 以下时关闭本调节器之输出. (如图二、低频保护特性曲线)3.2 使用于60 Hz 时标示Hz 之二线，必须剪断才能于55 Hz 以下时关闭本调节器之输出.第四章 过励磁关闭于110V 系统下，假如励磁电压超过45 +/- 5 Vdc ，本调节器将依照电压/时间曲线适时关闭，但超过67 +/- 5 Vdc 时即刻关闭.于220V 系统下，假如励磁电压超过100 +/- 5 Vdc ，本调节器将依照电压/时间曲线适时关闭，但超过135 +/- 5 Vdc 时即刻关闭.___________________________________________________________________________________________ EA04A3第五章 开机手续5.1 初步设定：(1) 选择电压：以指拨开关选择120 Vac 或240Vac. (2) 确定一切接线正确. (3) 确认熔丝之规格.(4) 将「电压调节」钮与「稳定调节」钮反时针方向调至极限.(5) 假如使用遥控电压电位器，则调节至中点. (6) 用300 Vac 表接交流输出端，检测交流输出电压.5.2 系统开动：(1) 在空载状态下启动发电机，调节正确之转速，电压应建立于最低电压水平，假如不能建立电压时，参考发电机使用手册初期励磁章节. (2) 顺时针方向缓慢调节「电压调节」钮，达到所须额定电压即可.第六章 稳定调节6.1 稳定调节「STAB.」：缓慢调节「稳定调节」钮 (顺时针方向)可改变AVR 与发电机之间的反馈时间，调节过大会使电压不稳，太小会使重载瞬间电压变化大.6.2 建议以三用电表(指针式) DCV 监测 F+、F- 调节「稳定调节」使三用表指针晃动最小即可，如此亦可改善重载时的负载电压变动率.注意!!1. 调压板可装设于发电机组任何适当位置，其外型与固定孔径(如图一).2. 使用高阻计或耐压测试器检测前，须先将AVR 连接线拆离，避免高压损坏AVR.3. 不恰当之低频保护调节，可能于负载变动下，导致机组输出电压下降或不稳定，非必要请勿随意调节U/F 旋钮设定.图一 尺寸图___________________________________________________________________________________________ 4EA04A图二 低频保护特性曲线1. 将标示Hz 引线切断时为60 Hz.2. 外部调节电阻1 KΩ时，可调范围+/- 15% Vac.图三 接线图第七章 故障排除表※ 仅能使用本说明书指定类型和额定值的熔丝做更换。
自动电压调节器avr原理
自动电压调节器avr原理
自动电压调节器AVR原理
自动电压调节器，即AVR（Automatic Voltage Regulator），是一
种用于稳定发电机输出电压的电路，它可以监控并调整发电机输出电压，确保它始终保持在一个安全范围内。
AVR的工作原理是基于反馈控制的概念。
发电机输出电压通过电压感
测器输入到一台比较器中。
比较器将检测到的电压与设定值进行比较，然后输出一个误差信号。
误差信号经过操作放大电路后反馈给发电机
励磁系统，控制其的电场大小，从而调整输出电压。
每台发电机都有一个额定输出电压范围，如果它的输出电压偏高或偏低，都会导致问题的出现。
输出电压过高可能会导致负载电气元件的
损坏或烧毁，过低则会导致无法正常供电。
因此，AVR对于发电机的
稳定性和运行效率至关重要。
AVR的另一个重要特性是响应速度。
它可以在毫秒级别内检测到发电
机输出电压的变化，并及时适应调整以确保发电机稳定工作。
除此之外，AVR还拥有过载保护和短路保护等安全功能。
总的来说，AVR是一种重要而又不可或缺的电路，它可以确保发电机的稳定性和安全性。
在负载需求不断增加和电压波动频繁的情况下，AVR的应用已经被广泛采用，成为了发电机控制系统中不可或缺的一部分。
基于集成电路的航空交流发电机电压调节器设计
电位 计 ｗ 的 活动触点 Ａ经 电阻 接在集成 运算放
路。利用仿真手段验证 了电路设计 的正确性 ，结 合三级式航空交 流发电机进行 了调试 ，调试结果表明 ，调压 系
统具有抗 干扰 能力强 、调压精度高的特点 。
关键 词 ：交流发电机 ；电压调节器 ；导通 比 ｏ ；电路设计 ；仿真
中 图 分 类 号 ：Ｔ ０ Ｍ４ ２ 文 献 标 志 码 ：Ａ
作 用下 ，激磁 电流 按照指 数规 律变 化 。 在 一个 工作周 期 内 ，激磁 电流 的平均 值可 由 以
下积分 公式 求 出 ：
晶体 管的工 作条件 ，使 其工 作在开 关状 态 ，等效 电
路如图 ｌ ｂ）所示 。
Ｊ ｒ ｊ ｉ ＝
＋ ］ ， ㈣ 出 ＝
争 。
ｉ ＝Ｂ 一一 ｌ ≤Ｔ， ｏ ｆ ｅ‘ ，ｆ≤ｔ ’
（） ４
式 ： ｆ ； 、 积 常 。 中 ｌ ｆ云； 为 分 数 ＋
式 （） （） ３ 、４ 反映 了发 电机 在大 功率 晶体管 的控制
功率 晶体管 Ｂ 串联在激 磁机 激磁线 圈 ｉ Ｇ 电路 中 ， 用来控 制激 磁机 的激磁 电流 。通过合 理设 置大 功率
文 章编 号： １７— ５２ （００ ４０４ － ４ ６ ３ １２ ２ １ ）０－４３ ０
基 于集 成 电路 的 航 空 交流 发 电机 电压 调 节器 设计
孙 时珍
（ 海军 装备部 航空技术保 障部 ，北 京 １０ ８ ０ ０ ３） 摘 要 ：介绍 了一种 基于集成电路 的脉 冲调 宽式 航空交流发 电机 电压调节器 的设计方 法 ，给出了具体 的硬件 电
调 压器 原理 电路 如图 ２ 所示 。图 中 ，Ａｌ 、Ａ２ ３ 、Ａ
大型高压发电机自动电压调节器的开发
电压起 励 环 节 、 压 给 定 环 节 、 电 电压 反 馈 环 节 、Ｉ ＰＤ调 节环 节 、 ＷＭ 脉 宽 调 制 环 节 、 出 Ｐ 输
调 节 器 与 以往 所用 自动 电压 调 节器 相 比具有 起 励 容易 ， 励 建 压 过 程 平 缓 ， 、 负 载 时 起 加 减
一
和逆 时 针 旋 转 的 接 点 ， 制 此 接 点 的 开 合 就 控 可 以控 制 电 动 电 位 器 的 触 点 转 动 ， 变 电 动 改
４２
一 Biblioteka 维普资讯 ２Ｏ ． ｏ２ Ｏ２ Ｎ ．
大 型 高 压 发 电 机 自动 电 压 调 节 器 的 开 发
限 责任 公 司为 广州 马 克 柴油 机 有 限公 司提供
了九 台套 １ ２０ ｋ １ ． ｋ 自励 无 刷 三 Ｉｗ １０ Ｗ ０ ５ Ｖ Ｆ
无 刷 同步发 电机 的性 能 。 ２ 励 磁 系统 组 成
Ｍ （ １ 自动 电 压 调 节 器 励 磁 系 统 由 ｌ 一 型 Ｉ
相 同步发 电机 。其 中每 台发 电机都 配 有 一套
输 出的 稳 定 。 电 压 给 定 电路 由 Ｖ１ Ｖ ， ６ ，５Ｖ ，
Ｖ ， Ｐ 及 周 围 电路 组 成 。 Ｖ ７Ｒ ｉ ７是 标 准 二极 管 ２ Ｗ２ ２ 给 定 电压 由 Ｒ １ 整 给 出。 在 印 制 Ｄ ３， Ｐ调 电路 板 的设 计 中一定 要将 此 部 分 电路 尽 可 能
ＩＢ Ｇ Ｔ大 功 率 器 件 在 发 电 机 励 磁 系 统 中 的 应 用 。
关键词
励磁
Ａ Ｒ系统 Ｖ
ＩＢ Ｇ Ｔ器 件
１ 前 言
库台 EA480 发电机自动电压调节器 操作手册说明书
KUTAI ELECTRONICS INDUSTRY CO., LTD.TEL : +886-7-8121771FAX : +886-7-8121775Website : Headquarters : No.3, Ln. 201, Qianfu St., Qianzhen Dist., Kaohsiung City 806037, TaiwanEA480Generator Automatic Voltage RegulatorOperation ManualAnalog, single-phase sensing,Excitation output 5 Amp with half-wave rectifierFor use with self-excited, brushless generatorsCompatible with Newage Stamford AS480*Supports connection with Stamford Excitation Boost System (EBS)*Note：The manufacturer name and number are used for reference purpose only and do not imply that any part is the product of these manufacturer.SECTION 1 : SPECIFICATIONVoltage Sensing / Power Input (7,8) Average Reading Static Power DissipationVoltage 60 300 Vac, 1 phase 2 wire Max. 4 wattsFrequency 50/60 Hz (Jumper Selected)Quadrature Droop Input (S1, S2)Excitation Output (F1, F2) Input resistance 10 ohms110V 1 phase Continuous 31 Vdc 5A Sensitivity 0.07A for 5% voltage drop (PF= 0) Max. 45 Vdc 7.5A for 10 secs. Max. Input 0.33A220V 1 phase Continuous 63 Vdc 5AMax. 90 Vdc 7.5A for 10 secs. Under Frequency Protection (knee point factory preset) Note：If AVR is mounted externally to alternator 45 Hz for 50 Hz systemscontinuous current is reduced by 20% 55 Hz for 60 Hz systemsResistance Min. 6 ohms, Max. 100 ohm @ 110VMin. 13 ohms, Max. 100 ohm @ 220V Over Excitation ProtectionExcitation Voltage 70 Vdc +/- 10 %External Voltage Adjustment (1, 2)Time Delay 10 – 15 secondsMax. +/- 10% @ 1K ohm 1 watt potentiometerUse 7.5K ohms resistor to enable 110Vac sensing Voltage Thermal DriftLess than 3% at temperature range -40 to +70 ˚C Voltage RegulationLess than +/- 0.5% (with 4% engine speed governing) EnvironmentOperating Temperature -40 to +60 ˚CBuild up Voltage Storage Temperature -40 to +85 ˚C4 Vac 25 Hz residual volts at power input terminal Relative Humidity Max. 95%Vibration 5.5 Gs @ 60 HzSoft Start Ramp Time3 seconds +/- 10% Dimensions130.0 (L) x 90.0 (W) x 39.0 (H) mmTypical System Response 5.12 (L) x 3.54 (W) x 1.54 (H) inchLess than 20 millisecondsWeightEMI 260 g +/- 2%Built-in Harmonic suppression 0.573 lb +/- 2%___________________________________________________________________________________________ 2EA480___________________________________________________________________________________________ EA4803SECTION 2 : APPEARANCE / DIMENSIONS / INSTALLATION DRAWINGUnit : mm [inch]SECTION 3 : LED INDICATORS AND POTENTIOMETER ADJUSTMENTS1, 2：External VR Input used ；Use 7.5K ohms resistor enable 110Vac sensing. 7, 8：Power Input： to ExcitationS1, S2：InputMax. Input 0.33AD ：Stability range：> 100KW：< 100KW Slow ：< 100KW Fast ：Under Frequency ：60 Hz system ：50 Hz system STAB ：StabilityF1, F2：Connect to generator excitation fieldU/F ：Under Frequency when U/FUFRO ：Under Frequency Protection50 Hz system ：Adjustable 40 – 51 Hz Factory preset 45 Hz 60 Hz system ：Adjustable 50 – 61 Hz Factory preset 55 HzVOLT ：Voltage adjustment DROOP ：Voltage droop (for parallel operation)Figure 1 Outline DrawingFigure 2___________________________________________________________________________________________ 4EA480SECTION 4 : CONNECTION DIAGRAMSFigure 3 220 VacFigure 4 380/440 Vac※ Use only replacement fuses specified in this user manual.※ Appearance and specifications of products are subject to change for improvement without prior notice.。
50kW发电机自动电压调节器
３ 主要电气 指标及使 用环境
采用了 Ｖ ， ０ 自动 电压调节器 的无刷 同步 Ｃ０ 型 ４ 发电机均可达到以下指标 ：
发电机标 定输 出 电压 外部 可整定 范 围： ± ≥
１％ Ｕ ： Ｏ Ｈ
给定值由Ｒ １ Ｒ 、７Ｒ 、 ． Ｐ 、 ６Ｒ 、８ Ｃ 组成的分压电路获得 ， Ａ
立起来 ，吸合将主控开关管 Ｍ 的控制极转接到 自 Ｊ ｌ
动控 制 电路 。
维普资讯
２０ ０６年
第１ 期
移
动
电 源
与 车
辆
７
５ Ｗ 发 电机 自动 电压 调 节 器 ０ｋ
陈积 军 ， 张文杰 ， 学东 杨
（． １ 兰州 电源车辆研究所 ， 甘肃 兰州 ７ ０５ ： ３０ ０
２ 兰州军 区 ６ １９部 队 ， ． ８２ 甘肃 兰州
收稿 １ ： ０．１１ ３ ２ ５１— 期 ０ ０
放大器的输出电位与输入信号和给定值 比较后误差 的大小、 向、 方 及变化速率等有关 。ＰＤ的输 出电位 Ｉ 控制 自 激多谐振荡器的输出脉冲占比， ｌＮ 将振 Ｎ 、２
荡器的输出脉冲源的内阻降低 ， 以提高其对主控开关 管 Ｍ 通断控制的响应速度。输 出的受控电压高于 ｌ
维普资讯
８
Ｍｏ ａ ｌ Ｐ ｗｅ Ｓａｉｎ ＆ Ｖｅ ｉｌ ｖ ｂｅ ｏ ｒ ｔｔ ｏ ｈｃｅ
Ｎｏ １ ２ ０ ． ０ ６
整定值的话，Ｉ ＰＤ的输出电位将下降使振荡器输 出脉 压等于整定值。反之， 则使发电机的励磁电流上升直 冲占空比降低 ， 其结果是使主控开关管 Ｍｌ 导通时间 比减小， 从而使发电机的励磁 电流下降 ， 最终输出电 到输出的电压等于整定值。
调整 Ｒ １ Ｐ 的阻值可 以在 ４ ０ － ％的范围内整定输 出电 １
车用发电机电压调节器检测仪的设计与使用
目前 各种 中 、高档 轿车 发 电机 广泛 采 用外部 插 座 有 ４ 个端 子 的 电压调 节器 。其充 电 系统 的电路 原理 如 图 １ 所
示 。电压 调 节 器插 座 中的４ 接线 端 子 分 别 为Ｉ 个 Ｇ、Ｌ、Ｓ
流 ．发 电机 电压 下降 。ｓ 子 电压 小于 １ ． 端 ４５ Ｔ ｌ ｖ时 ｒ导通 。
灯 的依 据 ；Ｅ 接柱 是 电压调 节器 的接 地线 ，与发 电机 的 外壳 连接 。 ２２ 端 子 电压调 节器 工作 过程 ＿ ４
相 似 ，但 由于其 制造 厂家 很 多 ，不 同品牌 发 电机 的 内部 结 构通 常 各不 相 同。特别 是 其 内置 的 电压调 节器 ，其 结 构原 理 、外 部接 线和 内部 接线 ，常有 很大 的 差异 ，给 维 修和 检测 带 来 一定 的困难 。因此 ，设计 一 种能 适 用于 不 同 类型发 电机 的 电压 调 节器 检测 仪 ，可 以大大 方便 发 电
压调 节 器提 供蓄 电 池 的实际 电 压 。作 为控 制发 电机输 出
中检 测 Ｎｓ 子 电压 为０ 端 Ｖ，则判 定 Ｓ 子被 断 开 ，会 将 端
Ｔｒ导通 ，使仪 表盘 上 的充 电指 示灯 点亮 。起 警报 作 用 。 ２
电压 的 依据 ，以防 止汽车 用 电设 备负 荷较 大 时 ，电路 压 降 影 响 实际 充 电电 压 ；Ｍ端子 接 至发 动机 Ｅ Ｕ，其作 用 Ｃ 是 将 发 电机 的 负荷 用 占空 比信 号送 给 Ｅ ＣＵ，为Ｅ ＣＵ控 制发 动机 的运 转 （ 怠速 转速 等 ）提供 参 考依 据 。 如 这 种 电压 调 节器 内部 有４ 接线 柱 ．分 别 是Ｂ、Ｆ 个 、
通 一截 止状 态 。为励 磁绕 组 提 供 较 小 的初 期励 磁 电流 。
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发电机自动电压调节器设计
作者：杨树涛贺天章杨沛
来源：《现代电子技术》2014年第17期
摘要：电压调节器控制发电机的输出电压，在负载变化时，电压调节器通过检查输出电压，自动调节励磁电流，使发电机的输出电压稳定。
传统的电压调节器通过调节功率晶体管控制极的电压或者调节晶闸管的导通角调节励磁电流，这些方法要么能耗大，要么电压调节瞬态响应差。
这里设计了基于SG3525控制的Buck电路，通过调节功率开关管的PWM占空比调节励磁电流。
为了平稳调节输出电压，硬件平台上设计了PI调节和软启动，并具有过压欠压保
护和过励磁电流保护等功能。
最后设计硬件平台验证设计的合理性。
关键词：励磁电流； Buck电路； PI控制； PWM
中图分类号： TN710⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）17⁃0100⁃03
Abstract：The generator′s output voltage is controlled by AVR （automatic voltage regulator）. When the load changes，AVR regulates field current automatically to keep the generator′s voltage invariable by checking the output voltage. Traditional AVR regulates field current by controlling the giant transistor′s base electrode voltage or thyristor conduction angle. These ways consume much more energy or have a bad transient response. A Buck system controlled by SG3525 is designed in this paper， which regulates the field current by adjusting the PWM duty cycle of power switch. PI control and soft start are designed on the hardware platform to regulating the generator′s output voltage reposefully. In addition， low voltage protection， high voltage protection and high field current protection were designed in the system. The rationality of the regulator was verified by an experimental prototype.
Keywords： field current； Buck circuit； PI control； PWM
0 引言
自动电压调节器简称AVR，通过检测发电机输出端的电压，自动调节发电机励磁绕组的
励磁电流，使发电机输出电压稳定在一定范围。
AVR一般以发电机输出电压为电源，当发电
机输出电压未达到设定值时，增大励磁绕组的励磁电流，反之，减小励磁。
AVR主要有触点式、晶体管式、晶闸管式、PWM调节式。
触点式电压调节器通过控制电磁铁触点开闭，接通和断开磁场电路，来改变磁场电流，由于电磁铁开关速度低，触点易损坏，目前已基本淘汰。
晶体管式电压调节器通过调节晶体管控制极电压来调节流过晶体管的电流，多余的能量由晶体管以热的形式消耗，在大功率发电机中该方式能量浪费严重，AVR散
热困难。
晶闸管式电压调节器通过削波调节晶闸管的导通角，在AVR输入电压高，发电机所需的励磁电流较小时，发电机励磁电流断续、波动大，导致发电机输出电压不稳定，动态相应
差。
PWM式电压调节器通过控制功率开关管通断的时间来调节励磁电流，PWM一般工作在高频，设备体积小，发热量小，动态相应快，应用广泛。
5 总结
AVR自动调节发电机的励磁电流，使发电机的输出电压不受负载变化的影响。
本文设计的以SG3525为控制核心的PWM调节式AVR，采用负反馈闭环控制，设计了积分电路，频率检测电路，过、欠压保护电路，并设计了硬件电路检验设计的正确性。
参考文献
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