发电机自动电压调节器设计
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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。
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,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。
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.。
EA321發電机自動電壓調節器使用手冊适用于永磁式(PMG)无刷式发电机与Newage MX321*相容( *本产品并非Newage 原厂产品,但能与其兼容)总 公 司/高雄市前镇区千富街201巷3号Tel :+ 886 7 8121771 Fax :+ 886 7 8121775 URL : ______________________________________________________________________________________ 2EA3211. 技術參數检测输入 电压 190 ~ 264 V AC 二相或三相 外部电压调节用1K Ω 1 Watt 电位器时为±10% (注3)频率 50/60 Hz 以跨接铜片选择 电压缓慢建立时间 0.4 ~ 4秒 可调节电源输入 电压 170 ~ 220 V AC 三相三线 发电机电流输出限制负载10 Ω 灵敏度范围 0.5 ~ 1A电流 每相3A 过励磁保护 75V (出厂默认值)频率 100 ~ 120 Hz时间延迟为8 ~ 15秒 (可调节) 励磁场输出 电压 最大120 VDC 低频保护转折点 95% Hz (注4)电流 连续3.7A (注1)非连续为10秒内6A 斜率 下降至30 Hz 时为 100 ~ 300 %电阻 最小15 Ω 电压修正(模拟输入) 最大输入 ±5 VDC (注5)电压建立 在A VR 输入端子需剩磁电压5 V AC 以上灵敏度 每1 VDC 可调节5%发电机电压 消耗功率 最大18 Watt输入电阻 1K Ω 电流补偿 负载 10 Ω 电流补偿负载 10 Ω调压精度 < ±0.5% RMS (引擎转速变动在4%内) DROOP 压降输入 灵敏度 0.22A 对应5%压降 (在PF= 0时) 温差稳定度 每℃变化,电压漂移0.02% (注2) 最大输入 0.33A振 动 3.3G @ 100 ~ 2K Hz 过电压检知输入 300 V AC (出厂设定) 时间延迟固定为1秒 相对湿度 < 95% 开关跳脱线圈电压 10 ~ 30 VDC / 0.5 Amp 操作温度 -40 ~ 70℃ (注6) 尺 寸 203.0mm L * 153.0mm W * 39.1mm H 储存温度 -40 ~ 85℃ 重 量530公克 ± 2%2. 概述2.1 励磁电源来自三相永磁式发电机(PMG),如此A VR 的控制电路可隔离受非线性负载所引发的影响,并能减低发电机端的射频干扰,能承受发电机的短路电流是PMG 发电机的另一特色. 2.2 此A VR 可以藉由检测发电机主绕组的电压,以控制提供给励磁机定子以及主转子的电力,来维持发电机输出电压介于指定的范围内,并补偿负载、转速、温度及发电机的功因。
AS440自动电压调节器中文说明规范安装和调整概述AS440是半波晶闸管相控型AVR和形式的一部分,用于无刷发电机的励磁系统。
该设计采用了表面贴装技术(SMT)的高集成度的特点,占地面积小的AVR。
通过在AVR的电源电路中使用有效的半导体来确保从剩余电平积累的正电压。
电源和电压检测电路具有独立的端子,如果需要持续的短路性能,可以直接从定子绕组获得励磁功率,或者从辅助绕组获得励磁功率。
AVR与主定子绕组和励磁线圈的励磁绕组相连接,以+/-1.0%的负载调节提供闭环控制输出电压。
AVR电压传感终端连续采样输出绕组用于电压控制目的。
为了响应这个采样电压,AVR控制供给励磁机磁场的功率,因此主磁场保持发电机输出电压在规定的范围内,补偿发电机的负载、速度、温度和功率因数。
频率测量电路持续地监控发电机的输出,并提供对励磁系统的低速度保护,通过以低于可设定的阈值的速度来降低输出电压。
对频率下滚点的出厂设置进行了手动调整(UFRO)。
这可以很容易地在字段中按下推链接的选择来更改为50或60Hz。
过励磁条件受限于AVR保护电路的安全范围内。
提供了远程连接的电压微调,允许用户控制发电机的输出。
提供一个模拟输入,允许连接到功率因数控制器或具有兼容输出的其他外部设备。
AVR拥有用于droop CT连接的设备,允许与其他类似装备的发电机并行运行。
技术参数检测输入电压跳线可选100-130Vac1相或190-264Vac1相频率50-60Hz输入功率电压100-264V ac1相频率50-60Hz通用电压输入电压为交流200V时,输出最大可达到直流82v。
电流连续输出为4A(见备注1).允许7.5A瞬间电流10秒.励磁电阻最小值为15Ω(电源电压低于175V时为最小10Ω)规格±1.0%(见备注2)热漂移AVR环境温度改变1℃,漂移值为0.03%(见备注3)经典系统响应AVR响应20ms90%励磁电流80ms97%输出电压300ms调节精度电压可调整范围≥±10%外接电阻1kΩ/1W(见备注4)增加阻值电压下降。
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。
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