船舶电气设备及系统_12第十二章发电机调节PPT课件
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二．磁通Φ
某处的磁通表示该处的磁感应强度与该处 垂直于磁场方向的面积的乘积。 Φ=BS 其中 B：T， S：m2 Φ国际单位 韦伯（Wb） 工程单位 麦克斯韦（Mx） 1 Wb =108 Mx
三．磁场强度H
a．用来确定磁场与产生磁场的电流关系，表示不考虑磁 场媒质的磁性（磁导率）时的磁场的强弱和方向。 b．安培环路公式
|Z′|=（N1/N2)2|Z
∴变压器具有阻抗变换作用，常用在电子线 路中进行阻抗匹配。 通常可令：kZ=k2 ， kZ称为变压器阻抗变
变压器的功能
变压器功能有四个，书上只讲三个： ①. 电压变换的功能； ②. 电流变换的功能； ③. 阻抗变换的功能； 此外（双绕组变压器）还有： ④. 电气隔离的功能。 电气隔离功能，可保证必要的安全。
磁饱和
a．外磁场增大到一定 值，磁畴全部转向，磁 性材料的磁化磁场的磁 感应强度（BJ）达饱和 值。 b．磁化曲线 B=BJ+B0 B0为无磁性物质时 的磁感应强度。 c．特点 有磁性物质时 由于存在磁饱和性，Φ （B）与I（H）不成正 比、µ不为常数。
磁滞
原因：—— 有剩磁存在。 现象：—— 磁化过程 0→1 →2 →3 →4 →5 →6 →1 磁滞回线： 回线（闭合曲线）：1 →2 →3 →4 →5 →6 →1 磁场强度最大值不同就有不同的回线。 Br 剩磁（磁畴来不及转向造成） Hc 矫顽磁力 （克服剩磁所加反向磁力）
例如：
在磁路中磁势的单位是（ 磁路的物理量 ）。
磁感应强度——反映的是指物体在磁场中受到 A.伏特 B.安培 C.欧姆 D.韦伯 磁力作用的强度。 而磁力作用是与材料有关的。 磁感应强度B ： 磁场强度H ： 磁导率μ ： B=Φ/S H=∑I/l B=μH 磁场强度——反映的是电生磁时，产生磁的大小。 磁导率——反映的是材料导磁能力。 注意：磁路的物理量的单位。
船舶电气设备与系统课件资料
船舶电气设备与系统 课件资料
目录
• 船舶电气概述 • 船舶电力系统 • 船舶电机与电力电子设备 • 船舶照明系统 • 船舶导航与通信系统 • 船舶电气设备的安装与维护
01
船舶电气概述
船舶电气系统组成
船舶电力系统
负责产生、分配和调节电能，为船舶各部分 提供电力。
船舶照明系统
提供船上照明，包括舱室、甲板、桅杆等部 位的照明设施。
船舶推进系统
为船舶提供动力，包括电动机、柴油发电机 等。
船舶通信系统
保障船上人员与外界的通信联系，包括无线 电通信、卫星通信等。
船舶电气发展趋势
高效化
采用更高效的电气设备和系统 ，提高能源利用效率。
自动化
实现船舶电气系统的自动化控 制，提高船舶运行效率和安全 性。
智能化
应用人工智能、物联网等技术 ，实现船舶电气系统的智能化 管理。
船舶通信系统
要点一
总结词
船舶通信系统是实现船舶与外界有效沟通的重要工具，它 保障了船舶在海上航行时的安全和高效运营。
要点二
详细描述
船舶通信系统包括无线电通信设备和卫星通信设备。无线电 通信设备用于船舶之间的语音和数据传输，如甚高频 （VHF）、中频（MF）、长波（LF）等频段的无线电通信设 备。卫星通信设备则通过卫星进行语音、数据和图像传输， 常用的卫星通信设备包括国际海事卫星（Inmarsat）和铱星 （Iridium）等。这些通信设备保障了船舶在航行过程中能够 及时与外界进行信息交流，如遇险报警、航行指示、天气预 报等，从而提高了航行的安全性。
短路保护
短路保护装置在船舶电网或负载发生 短路时迅速切断电源，防止短路电流 对电网和设备造成损坏。
欠压保护
欠压保护装置在船舶电网电压过低时 切断电源，以防止设备受损和能源浪 费。
目录
• 船舶电气概述 • 船舶电力系统 • 船舶电机与电力电子设备 • 船舶照明系统 • 船舶导航与通信系统 • 船舶电气设备的安装与维护
01
船舶电气概述
船舶电气系统组成
船舶电力系统
负责产生、分配和调节电能，为船舶各部分 提供电力。
船舶照明系统
提供船上照明，包括舱室、甲板、桅杆等部 位的照明设施。
船舶推进系统
为船舶提供动力，包括电动机、柴油发电机 等。
船舶通信系统
保障船上人员与外界的通信联系，包括无线 电通信、卫星通信等。
船舶电气发展趋势
高效化
采用更高效的电气设备和系统 ，提高能源利用效率。
自动化
实现船舶电气系统的自动化控 制，提高船舶运行效率和安全 性。
智能化
应用人工智能、物联网等技术 ，实现船舶电气系统的智能化 管理。
船舶通信系统
要点一
总结词
船舶通信系统是实现船舶与外界有效沟通的重要工具，它 保障了船舶在海上航行时的安全和高效运营。
要点二
详细描述
船舶通信系统包括无线电通信设备和卫星通信设备。无线电 通信设备用于船舶之间的语音和数据传输，如甚高频 （VHF）、中频（MF）、长波（LF）等频段的无线电通信设 备。卫星通信设备则通过卫星进行语音、数据和图像传输， 常用的卫星通信设备包括国际海事卫星（Inmarsat）和铱星 （Iridium）等。这些通信设备保障了船舶在航行过程中能够 及时与外界进行信息交流，如遇险报警、航行指示、天气预 报等，从而提高了航行的安全性。
短路保护
短路保护装置在船舶电网或负载发生 短路时迅速切断电源，防止短路电流 对电网和设备造成损坏。
欠压保护
欠压保护装置在船舶电网电压过低时 切断电源，以防止设备受损和能源浪 费。
船舶同步发电机电压及无功功率自动调整
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轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2020/4/25
课件
自励同步发电机的励磁电流，是由同步发电机本身的定子交流电， 通过静止的整流元件供给．自励同步发电机自励回路的单相原理 图，如图14-3所示。自励同步发电机的自励起压特性曲线，如图 14-4所示。
其中曲线1为同步发电机的空载特性曲线 U 0 f (Il )
引起电网电压波动的主要原因是负载变动。负载电流幅值变化或 负载性质变化都将引起发电机的电枢反应发生变化，从而引起发 电机端电压的变化。船舶负载多是感性的，且变化无规律。
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轮机工程学院船电系
E&0
船舶电气设备与系统
2020/4/25
课件
当忽略发电机电枢电阻，用同步电抗来表征发电机电枢反应的程度 时，电压平衡方程式为：
曲线2为自励回路的理想励磁特性曲线
Il f (U )
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2020/4/25
课件
二、不可控相复励恒压的基本原理
同步发电机建立正常空载电压 U 0N 后，在船舶主开关合闸带负载
时，由于电枢反应的去磁作用和内部阻抗压降，其端电压 U 必然
轮机工程学院船电系
船舶电气设备与系统
2020/4/25
课件
第一节 概述
维持供电电压的稳定是保证供电质量的主要措施之一。然而，电 网电压是会经常变化的，船舶电网电压波动比陆上大电网电压波 动更为严重，其电压是否稳定取决于发电机的自动励磁调整装置 （自动电压调节器）性能。
励磁控制系统是发电机的重要组成部分，它的主要任务是根据发 电机的各种运行状态，向发电机的励磁系统提供一个可调的直流 电流，以稳定发电机的输出电压。性能优良、可靠性高的励磁系 统是保证发电机安全发电，提高电力系统稳定性所必须的。
第12章船舶电力系统概述
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/12/30
课件
3) 发电机组容量和数量的选择原则
（1）应能满足船舶在各种运行工况下的用电量, 并有适当的裕量,以保证连续可靠的供电。以实 际用电量最大的运行工况为基础来确定。
（2）裕量功率不能太大，以保证其经济性。
（3）一般船舶电站设置2至3台(包括备用机组)同 型号、同容量的机组，最多为4台(电力推进除外)。
E 0.84 d
如在蓄电池充电完毕将外电路断开后，测得的比重 为1.28时，则根据上式可估算出其电动势为2.12V。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/(Cd-NJ)、铁-镍(Fe-Ni)、 锌—银(Zn-Ag)、镉—银(Cd-Ag)等系列。船舶主要采 用镉—镍、铁—镍蓄电池，下面以镉—镍碱性蓄电池 为例作介绍。
实际中,区配电板和分配电板统称为分配电板。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/12/30
课件
12.2.4 应急配电板
用来控制和监视应急发电机组的工作情况，并向船 舶应急用电设备供电。
应急配电板用于应急发电机控制和监视，并向应急 用电设备供电。它与应急发电机组安装在同一舱室 内，一般位于艇甲板上。应急配电板由应急发电机 控制屏和应急配电屏组成，其上面安装的仪器仪表 与主配电板基本相同。应急发电机总是单机运行， 所以不需要并车屏、逆功率继电器和同步表。
（4）当主电网、应急电网都失电的情况下，能自动接通 蓄电池的放电回路直接向小应急用户供电。
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/12/30
课件
12.2.6 蓄电池
《船舶电气设备》课件
04
船舶电气设备的安装与调试
安装前的准备工作
技术准备
熟悉船舶电气设备的原理、性能和安装要求 ，了解相关标准和规范。
场地准备
确保安装场地清洁、干燥、无尘，具备足够 的空间和安全通道。
物资准备
根据安装计划，准备所需的电气设备、电缆 、管路、附件等材料。
人员准备
组建具备相关资质和经验的安装团队，并进 行技术交底和安全培训。
节能减排技术
环保材料
使用环保材料制造船舶电气设备，如可回收材料和 无毒材料等，降低对环境的污染。
采用节能减排技术，降低船舶电气设备的能 源消耗和排放，如采用高效电机和节能灯具 等。
资源循环利用
实现船舶电气设备的资源循环利用，如废旧 电器的回收和再利用，减少资源浪费。
感谢您的观看
THANKS
提高船舶电气设备可靠性与安全性的措施
加强设备维护与保养
定期对船舶电气设备进行检查、清洁、润滑等 维护工作，确保设备正常运行。
完善安全管理制度
建立完善的安全管理制度，规范操作流程，提 高员工安全意识。
强化设备质量监管
对设备进行严格的质量检查和测试，确保设备的质量和性能符合要求。
绿色船舶电气设备的探索与实践
《船舶电气设备》PPT课件
目录
• 船舶电气设备概述 • 船舶电气设备的组成与特点 • 船舶电气设备的维护与保养 • 船舶电气设备的安装与调试 • 船舶电气设备的操作与使用 • 船舶电气设备的未来发展与展望
01
船舶电气设备概述
船舶电气设备的定义与分类
总结词
船舶电气设备是指在船舶上用于实现电能转换、传输、分配和应用的设备，包括发电机、电动机、变压器、配电 板等。
详细描述
船舶电气设备及系统发电机调节
船舶电气设备及系统发电机调节1. 引言船舶电气设备及系统是船舶工程中的核心组成部分之一，而发电机调节作为船舶电气设备及系统中的重要环节，对于船舶发电系统的稳定运行至关重要。
本文将介绍船舶电气设备及系统中的发电机调节技术。
2. 发电机调节原理发电机调节是指通过对发电机的电压、频率和功率进行控制，以实现发电系统的稳定运行。
发电机调节的原理主要包括电压调节、频率调节和功率调节三个方面。
2.1 电压调节电压调节是指通过调节发电机的励磁电流或电势，控制发电机输出电压的稳定性。
当负荷变化时，通过调节励磁电流或电势，可以使发电机输出电压保持在设定范围内。
电压调节通常使用稳压器、电压调节器等设备进行控制。
2.2 频率调节频率调节是指通过调节发电机的转速，控制发电系统输出电压的频率稳定性。
船舶发电系统通常使用柴油发电机作为主要的发电设备，在运行过程中，负荷的变化会导致发电机转速的变化，需要通过频率调节器对其进行调整，以保持稳定的输出频率。
2.3 功率调节功率调节是指通过调节发电机的负载，控制发电系统的输出功率。
在船舶电气设备及系统中，通过合理调节发电机的负载，可以使发电系统满足船舶不同用电设备的功率需求。
3. 船舶电气设备及系统中的发电机调节技术船舶电气设备及系统中的发电机调节技术主要包括自动调节装置和手动调节装置两种。
3.1 自动调节装置自动调节装置是指通过传感器对发电机的电压、频率和功率进行检测，然后通过控制装置自动调节发电机的励磁电流、转速和负载，以实现发电系统稳定运行。
自动调节装置通常采用微机控制技术，具有快速、准确的调节响应能力。
3.2 手动调节装置手动调节装置是指通过人工操作对发电机的电压、频率和功率进行调节，以实现发电系统稳定运行。
手动调节装置通常包括手动调压器、手动调速器和手动调负载器等设备。
4. 船舶电气设备及系统发电机调节的应用案例船舶电气设备及系统中的发电机调节技术在船舶工程中具有广泛的应用。
船舶电气设备与系统课件
船舶内部通信系统用于船员之间的沟 通，包括对讲机、广播、电话等设备。
船舶导航与通信系统的应用与维护
应用
船舶导航与通信系统的应用广泛，包括 海上运输、渔业、海洋科学考察等领域 。在航行过程中，船员需要熟练掌握各 种设备的操作和维护方法，确保系统的 正常运行。
VS
维护
为了确保船舶导航与通信系统的长期稳定 运行，需要定期进行维护和保养。这包括 对设备的清洁、检查、更换磨损部件等措 施，以及定期进行软件更新和升级。同时 ，船员也需要接受相关培训，提高其维护 和管理能力。
船舶通信系统
船舶通信系统概述
船舶通信系统是确保船舶与外界有效沟 通的重要设备，包括无线电通信、卫星
通信等子系统。
卫星通信
卫星通信利用地球同步卫星作为中继 站，实现全球范围内的通信，包括电
话、传真、数据传输等。
无线电通信
无线电通信是船舶最基本的通信方式， 通过无线电波传输语音、数据和图像 信息。
船舶内部通信
船舶照明系统的设计与安装
船舶照明系统的设计
在船舶照明系统的设计中，需要考虑照明需求、照明效果、 节能环保等方面的因素。同时，还需要根据船只的结构、空 间布局等因素，进行合理的设计，确保照明系统能够满足实 际需求。
船舶照明系统的安装
在安装船舶照明系统时，需要考虑安全、稳定、可靠等方面 的因素。同时，还需要根据设计的方案，进行准确的安装， 确保照明系统能够正常运行，并达到预期的照明效果。
05 船舶自动化系统
船舶自动化系统的组成与功能
总结词：船舶自动化系统的组成与功能
船舶自动化系统主要由船舶自动控制系统、船舶自动监测系统、船舶自动导航系统 等组成，实现对船舶航行、推进、辅助机械等的自动化控制和监测。
船舶导航与通信系统的应用与维护
应用
船舶导航与通信系统的应用广泛，包括 海上运输、渔业、海洋科学考察等领域 。在航行过程中，船员需要熟练掌握各 种设备的操作和维护方法，确保系统的 正常运行。
VS
维护
为了确保船舶导航与通信系统的长期稳定 运行，需要定期进行维护和保养。这包括 对设备的清洁、检查、更换磨损部件等措 施，以及定期进行软件更新和升级。同时 ，船员也需要接受相关培训，提高其维护 和管理能力。
船舶通信系统
船舶通信系统概述
船舶通信系统是确保船舶与外界有效沟 通的重要设备，包括无线电通信、卫星
通信等子系统。
卫星通信
卫星通信利用地球同步卫星作为中继 站，实现全球范围内的通信，包括电
话、传真、数据传输等。
无线电通信
无线电通信是船舶最基本的通信方式， 通过无线电波传输语音、数据和图像 信息。
船舶内部通信
船舶照明系统的设计与安装
船舶照明系统的设计
在船舶照明系统的设计中，需要考虑照明需求、照明效果、 节能环保等方面的因素。同时，还需要根据船只的结构、空 间布局等因素，进行合理的设计，确保照明系统能够满足实 际需求。
船舶照明系统的安装
在安装船舶照明系统时，需要考虑安全、稳定、可靠等方面 的因素。同时，还需要根据设计的方案，进行准确的安装， 确保照明系统能够正常运行，并达到预期的照明效果。
05 船舶自动化系统
船舶自动化系统的组成与功能
总结词：船舶自动化系统的组成与功能
船舶自动化系统主要由船舶自动控制系统、船舶自动监测系统、船舶自动导航系统 等组成，实现对船舶航行、推进、辅助机械等的自动化控制和监测。
船电设备——第十二章船舶电力系统的组成
如：测得的比重为1.28时，则可估算出其电动势为2.12V。
(正极) (电解液) (负极) 充电
PbO2 + 2H2SO4+
Pb
放电
Pb SO4 + 2H2O + Pb SO4
(正极) (电解液)(负极)
酸性蓄电池的电解液为浓度在27％--37％的稀疏酸溶液， 比重为1．28—1．31。 充电/放电图
铅酸蓄电池
充电时电解液稀硫酸的比重会增加；放电时由于生成水， 比重降低。 实际工程中采用比重计来测量电解液的比重，从而估计出 蓄电池电动势的大小。酸性蓄电池的电动势，主要与电解 液比重d有关。比重高，电动势也高， E 与 d 之间的关系可 由经验公式来表示，即： E=0.84+d
1.3 发电机容量及台数确定的原则
* 船舶电站容量和发电机组数量是从满足船舶用电的需求，
并保证船舶的安全性和经济性而确定的。 *船舶电站容量既不等于全船所有用电设备的标称电功率的 总和，也不等于船舶某一运行工况下所用全部用电设备 标称电功率的总和。 * 总功率是通过船舶在各种运行工作情况下的电力负荷计 算来确定的。并考虑到电网损耗、同时系数等，最后才 能确定发电机组的功率和数量。
2.6 蓄电池
蓄电池的结构及工作原理
酸性蓄电池(铅酸蓄电池)结构及工作原理
组成：
阳极板 ( 过氧化铅 PbO2 )
阴极板 ( 海绵状铅 Pb)
电解液 ( 稀硫酸 ) 硫酸 ( H2SO4) + 水 ( H2O) 电池外壳 隔离板 其它 ( 液口栓 . 盖子等 )
铅酸蓄电池
酸性电池是利用铅、二氧化铅和硫酸的化学反应来储存电 能和释放电能的，其工作原理由下面的化学反应方程式表 示。
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按装置元件分：1.相复励；2.三次谐波励磁；3.晶闸管 励磁。 —— 这部分注意各自特点。
[第一节要点]：功能（具体含义，规范要求）；分类 （方法和特点）。
§12-2.不可控相复励恒压原理
本节主要内容有五个部分
1.相复励自励恒压装置； 2.电流叠加相复励自励恒压装置； 3.电磁叠加相复励自励恒压装置； 4.交流侧电势叠加相复励自励恒压装置； 5.相复励装置的起压和参数调整。 主要掌握相复励自励恒压装置的原理和各种相 复励各自的特点。
相复励：既反映电流的大小，也能反映电流相位的（同 步发电机）励磁电路称为相位复励线路，简称相复励线路。
发电机输出电压变化原因：1.输出电流大小变化（电枢 反应程度变化）；2.输出电流相位变化（电枢反应性质、或 分量变化） 。
恒压的方法：励磁电流根据输出电流的大小和相位的变 化进行相应的调整、控制。
电势叠 加，电流互 感器与电抗 并联，则合 成电势移相 90°。
移相后的电流互感器电势信号再与电压 检测信号串联（叠加）。
起压：自励靠很小剩磁电压，为了克 服二极管死区，采用谐振电容。
调整： 1.空载偏差：调节移相电抗器的气隙 或匝数； 2.满载偏差：调节电流互感器匝数或 三绕组变压器电流线圈匝数。
电流分量称为复励分量；电
后得到直流励磁电流。 压分量称为空载分量。
励磁电流大小分析：复励线路单线图如图12-2-2。
将励磁回路直流电阻等效到交流侧（用三相电阻代替
实际直流电阻），可得一相等效电路（图12-2-3）。由电
路定律，且∵R>>x，∴励磁电流表达式（12-2-1/2）为：
I f
U R jx
移相电抗器的结构：带气隙的铁心线圈。—— 铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不 饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才 能有足够的控制精度。
根据变压器的磁势关系， 可得到平衡方程式：
即：IIvNf 1IIvNiN13/N2IfNI2iN3/N2 。 调节由变压器的匝数，可 获得比电流叠加相复励更好的 复励恒压特性。 电磁叠加是在磁路中的叠 加，但其大小和相量关系与在 电路中叠加是一样的。
作过程； 本章主要是原理性的概念不要求计算。
相对比较难的点： 1. 相复励的工作原理；2.无功功率分配与调压器特性
的关系和有功功率分配与调速器特性的关系。
§12-1.同步发电机电压的自动调节
本节主要内容有两个部分
1.自动调压装置的功能： 主要掌握功能、《规范》具体要求。
2.自动调压装置的分类： —— 两种分类方法
j
Ix R jx
U jx
I I v I i
补偿原理
复励原理： 1.电流大小变化、相位
（滞后）不变时，根据调节 特性，滞后的电流增加，电 枢反应的去磁作用增强，要 保持电压不变，应增大励磁 电流。由相量图分析可知， 相复励线路满足这一要求。
2.电流大小不变、相位 更加滞后时，相复励线路也 将使励磁电流增大。
分类方法：通常3种：①.按直流励磁电流获取方式分； ②.按自动调压作用原理分；③.按励装置组成元件分。
按励磁电流分：1.直流励磁机他励；2.静止自励（不是 旋转的，大功率半导体整流元件，有刷同步发电机）；3.交 流励磁机他励（无刷同步发电机）。
按调压作用分：1.按电压偏差调节。静态精度高、动态 特性差；2.按负载扰动调节。动态性能好、及时，静态精度 较差、精度低；3.复合调节（按负载扰动为基础，同时采用 AVR按电压偏差）。动静态性能都较好，结合两者优点。
第十二章 船舶同步发电机 的自动调节装置
§12-1.同步发电机电压的自动调节 §12-2.不可控相复励恒压原理 §12-3.晶闸管（可控硅）自动励磁装置 §12-4.可控相复励恒压原理 §12-5.无刷同步发电机恒压系统 §12-6.并联运行同步发电机无功自动分配 §12-7.调速器特性与并联有功分配 §12-8.自动调频调载原理 §12-9.自动分级卸载及自动增减机组
∵电压分量移相90°，才使总励磁电流适应无功电流变化。
移相电抗器
移相电抗器的作用：是使电压移相90°。否则， 电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足 励磁电流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化 而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用）， 也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补 偿）。
主要掌握各类的特点
影响电压因素：电枢反应、内阻压降。∴需恒压。 主要功能：⑴.自励起压；⑵.满足静态电压调整；⑶. 满足动态电压调整；⑷.强行励磁；⑸.合理分配无功。 规范调整要求： ⑴.静态电压：主发电机≤±2.5%；应急发电机≤±3.5%。 ⑵.动态电压：突加/减50%额定电流及功率因数不超过0.4 （滞后）对称负载时，动态电压变化率应≤±15%，恢复时 间≤1.5秒。 强行励磁：电压突然大降时，使励磁电流升至最大。 目的：⑴.保证系统运行；⑵.选择性保护装置准确动作。 合理分配无功：保证并联运行发电机能最大限度地发 挥其功效（不会一台过载，另一台仍有很大的余量）。
特点：①.动态性能优良，能在恶劣环境下可靠工作； ②.静态精度较差（由于同步发电机的调节特性非线性，相 复励线路不能完全准确按调节特性来调节励磁。∴相复励尤 其是不可控相复励线路的静态精度较差）。
类型：较多，通常可归纳为三种方式：—— ①.按电流 叠加；②.电磁叠加；③.按电势叠加。
等效电路：
对称三相电
学习第十二章应该注意的点
第十二章学习应注意的几个问题： 1. 影响同步发电机电压因素，《规范》对船舶发电机
电压的规定，自动调压装置的调节原理类型、特点； 2. 不可控相和可控相复励恒压的原理； 3. 发电机无功功率分配的基本原理、要求，均压线的
作用； 4. 柴油发电机组有功功率分配、要求； 5. 自动调频调载装置、自动分级卸载装置的功能和工
单线图
流叠加相复励线
路是最典型的线
路，其等效电路
、励磁电流解析
式和相量图等分
析结果也适合其
它线路。
等效电路
电流叠加相复励线路
电容C1C2C3起压用，谐振电容。—— 其它线路都省略。
原理分析
组成原理：图12-2-1
电流互感器CT测量输
出电流大小，输出电压经
电抗器x移相90°后，再
等效电路
进行电流叠加，经过整流
[第一节要点]：功能（具体含义，规范要求）；分类 （方法和特点）。
§12-2.不可控相复励恒压原理
本节主要内容有五个部分
1.相复励自励恒压装置； 2.电流叠加相复励自励恒压装置； 3.电磁叠加相复励自励恒压装置； 4.交流侧电势叠加相复励自励恒压装置； 5.相复励装置的起压和参数调整。 主要掌握相复励自励恒压装置的原理和各种相 复励各自的特点。
相复励：既反映电流的大小，也能反映电流相位的（同 步发电机）励磁电路称为相位复励线路，简称相复励线路。
发电机输出电压变化原因：1.输出电流大小变化（电枢 反应程度变化）；2.输出电流相位变化（电枢反应性质、或 分量变化） 。
恒压的方法：励磁电流根据输出电流的大小和相位的变 化进行相应的调整、控制。
电势叠 加，电流互 感器与电抗 并联，则合 成电势移相 90°。
移相后的电流互感器电势信号再与电压 检测信号串联（叠加）。
起压：自励靠很小剩磁电压，为了克 服二极管死区，采用谐振电容。
调整： 1.空载偏差：调节移相电抗器的气隙 或匝数； 2.满载偏差：调节电流互感器匝数或 三绕组变压器电流线圈匝数。
电流分量称为复励分量；电
后得到直流励磁电流。 压分量称为空载分量。
励磁电流大小分析：复励线路单线图如图12-2-2。
将励磁回路直流电阻等效到交流侧（用三相电阻代替
实际直流电阻），可得一相等效电路（图12-2-3）。由电
路定律，且∵R>>x，∴励磁电流表达式（12-2-1/2）为：
I f
U R jx
移相电抗器的结构：带气隙的铁心线圈。—— 铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不 饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才 能有足够的控制精度。
根据变压器的磁势关系， 可得到平衡方程式：
即：IIvNf 1IIvNiN13/N2IfNI2iN3/N2 。 调节由变压器的匝数，可 获得比电流叠加相复励更好的 复励恒压特性。 电磁叠加是在磁路中的叠 加，但其大小和相量关系与在 电路中叠加是一样的。
作过程； 本章主要是原理性的概念不要求计算。
相对比较难的点： 1. 相复励的工作原理；2.无功功率分配与调压器特性
的关系和有功功率分配与调速器特性的关系。
§12-1.同步发电机电压的自动调节
本节主要内容有两个部分
1.自动调压装置的功能： 主要掌握功能、《规范》具体要求。
2.自动调压装置的分类： —— 两种分类方法
j
Ix R jx
U jx
I I v I i
补偿原理
复励原理： 1.电流大小变化、相位
（滞后）不变时，根据调节 特性，滞后的电流增加，电 枢反应的去磁作用增强，要 保持电压不变，应增大励磁 电流。由相量图分析可知， 相复励线路满足这一要求。
2.电流大小不变、相位 更加滞后时，相复励线路也 将使励磁电流增大。
分类方法：通常3种：①.按直流励磁电流获取方式分； ②.按自动调压作用原理分；③.按励装置组成元件分。
按励磁电流分：1.直流励磁机他励；2.静止自励（不是 旋转的，大功率半导体整流元件，有刷同步发电机）；3.交 流励磁机他励（无刷同步发电机）。
按调压作用分：1.按电压偏差调节。静态精度高、动态 特性差；2.按负载扰动调节。动态性能好、及时，静态精度 较差、精度低；3.复合调节（按负载扰动为基础，同时采用 AVR按电压偏差）。动静态性能都较好，结合两者优点。
第十二章 船舶同步发电机 的自动调节装置
§12-1.同步发电机电压的自动调节 §12-2.不可控相复励恒压原理 §12-3.晶闸管（可控硅）自动励磁装置 §12-4.可控相复励恒压原理 §12-5.无刷同步发电机恒压系统 §12-6.并联运行同步发电机无功自动分配 §12-7.调速器特性与并联有功分配 §12-8.自动调频调载原理 §12-9.自动分级卸载及自动增减机组
∵电压分量移相90°，才使总励磁电流适应无功电流变化。
移相电抗器
移相电抗器的作用：是使电压移相90°。否则， 电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足 励磁电流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化 而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用）， 也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补 偿）。
主要掌握各类的特点
影响电压因素：电枢反应、内阻压降。∴需恒压。 主要功能：⑴.自励起压；⑵.满足静态电压调整；⑶. 满足动态电压调整；⑷.强行励磁；⑸.合理分配无功。 规范调整要求： ⑴.静态电压：主发电机≤±2.5%；应急发电机≤±3.5%。 ⑵.动态电压：突加/减50%额定电流及功率因数不超过0.4 （滞后）对称负载时，动态电压变化率应≤±15%，恢复时 间≤1.5秒。 强行励磁：电压突然大降时，使励磁电流升至最大。 目的：⑴.保证系统运行；⑵.选择性保护装置准确动作。 合理分配无功：保证并联运行发电机能最大限度地发 挥其功效（不会一台过载，另一台仍有很大的余量）。
特点：①.动态性能优良，能在恶劣环境下可靠工作； ②.静态精度较差（由于同步发电机的调节特性非线性，相 复励线路不能完全准确按调节特性来调节励磁。∴相复励尤 其是不可控相复励线路的静态精度较差）。
类型：较多，通常可归纳为三种方式：—— ①.按电流 叠加；②.电磁叠加；③.按电势叠加。
等效电路：
对称三相电
学习第十二章应该注意的点
第十二章学习应注意的几个问题： 1. 影响同步发电机电压因素，《规范》对船舶发电机
电压的规定，自动调压装置的调节原理类型、特点； 2. 不可控相和可控相复励恒压的原理； 3. 发电机无功功率分配的基本原理、要求，均压线的
作用； 4. 柴油发电机组有功功率分配、要求； 5. 自动调频调载装置、自动分级卸载装置的功能和工
单线图
流叠加相复励线
路是最典型的线
路，其等效电路
、励磁电流解析
式和相量图等分
析结果也适合其
它线路。
等效电路
电流叠加相复励线路
电容C1C2C3起压用，谐振电容。—— 其它线路都省略。
原理分析
组成原理：图12-2-1
电流互感器CT测量输
出电流大小，输出电压经
电抗器x移相90°后，再
等效电路
进行电流叠加，经过整流