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无刷励磁汽轮发电机

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0NQ.140.351 QFW型33～150MW 无刷励磁汽轮发电机 安 装 使 用 维 护 说 明 书

南京汽轮电机(集团)有限责任公司 0NQ.140.351

共 12 页 第 1 页 南京汽轮电机(集团)有限责任公司 QFW型33～150MW 无刷励磁汽轮发电机安装使用维护说明书

编制 张文武 2002.12

校对 郭阳 2002.12

审核 杨俊东 2003.01.07

会签 标准审查 审定 姜兴林 2003.01.07

批准

3 2 2010发F094-074 张木兰2010.05.05 2 整顿 2010发F094-031 周华翔2010.03.05 标记 数量 页次 文件代号 签名 0NQ.140.351 共 12 页 第 2 页 目 录 1 概述 ............................................................................................................................................ 3 2 主要技术数据和使用条件 ........................................................................................................ 3 3 结构简介 .................................................................................................................................... 4 4 安装说明 .................................................................................................................................... 5 4.1 保管和运输过程中的注意事项 ............................................................................................... 5 4.2 发电机的安装 ........................................................................................................................... 5 5 使用说明 .................................................................................................................................... 6 5.1 发电机的干燥 ........................................................................................................................... 6 5.2 起动前准备 ............................................................................................................................... 7 5.3 发电机的起动、并车、停车和交接试验项目 ....................................................................... 8 5.4 运行中故障分析 ....................................................................................................................... 9 6 维护与检修 .............................................................................................................................. 11 6.1 检修前准备工作 ..................................................................................................................... 11 6.2 轴承的检修 ............................................................................................................................. 11 6.3 转子的检修 ............................................................................................................................. 11 6.4 定子的检修 ............................................................................................................................. 12 6.5 冷却器的检修 ......................................................................................................................... 12 7 空气加热器 .............................................................................................................................. 12

由于发电机的设计和制造在不断改进,本说明书所介绍的情况可能与制造的情况有所出入。 在进行设备的任何调试或检查之前,应通读本说明书,以全面掌握设备的工作性能。 0NQ.140.351 共 12 页 第 3 页 1 概述 本型汽轮机发电机为隐极式三相同步发电机，它与汽轮机直接耦合传动，可作为大中型工厂自行发电或中小城镇和动力和照明电源，也可作为企业的余热发电用。 发电机的额定转速为3000r/min，频率为50Hz，发电机采用封闭循环通风系统，并装有空气冷却器来冷却空气，发电机的旋转方向从汽轮机端看为顺时针方向。 发电机的励磁由无刷励磁装臵供给，无刷励磁装臵由同轴的交流无刷励磁机、永磁副励磁机整流盘和DVR数字式励磁控制柜组成。 无刷励磁装臵的使用维护另有说明书叙述。 2 主要技术数据和使用条件 2.1 本型汽轮发电机和空气冷却器的主要技术数据见随机提供的《安装图》，《电气数椐》和《空气冷却器装配》。 2.2 发电机正常使用条件 2.2.1 海拔不超过1000m； 2.2.2 冷却空气温度不超过40℃； 2.2.3 安装在掩蔽的厂房内。 2.3 发电机在额定工作方式连续运行时，各主要部分的温升允许限值如下表： 部件名称 测温方法 允许温升K 定子绕组 埋臵测温元件 80 转子绕组 电阻法 90 定子铁芯 埋臵测温元件 80 轴承的出油温度不得超过65℃，轴瓦温度不得超过80℃。 2.4 当发电机的功率因数为额定值，其电压与额定值的偏差不超过±5%，且其频率与额定值的偏差不超过±2%时，保证输出额定功率。 2.5 发电机的三相负载不对称时，若每相电流不超过额定值且负序分量与额定电流之比不超过8%时，能连续运行。 2.6 发电机在一般情况下不保证过载运行。 2.7 发电机配用的空气冷却器，在进水温度不超过33℃时，冷却后的气体温度不超过40℃。 0NQ.140.351

共 12 页 第 4 页 2.8 发电机各部位的最低绝缘电阻 部位 阻值（MΩ） 测量方法 定子线圈对地及相间 100 按GB/T 20160规定执行 转子线圈对地 1.0 冷态（25℃）用500V兆欧表 检温计 1.0 冷态（25℃）用250V兆欧表 励端轴承 1.0 用1000V兆欧表

3 结构简介 3.1 机座采用钢板焊接结构，吊攀位于机座两侧的中部，端盖采用非导磁材料，为防止油污及灰尘进入电机内部，端盖上设有高压气封装臵，端盖的端面和两侧面设有视察窗，底盖采用钢板焊接，端盖设有灭火水管装臵。 3.2 定子铁芯是由经涂漆处理的0.5毫米扇形片迭压而成，扇形片套于鸠尾支持筋上，全长分成若干段，形成若干辐向风道，铁芯藉机壁用压圈压紧。 3.3 定子线圈采用多股双玻璃丝包线制成半组式线圈，槽内直线部分采用360°编织换位以减少附加损耗，线圈对地绝缘采用连续包扎并经防晕处理模压成形。定子线圈绝缘等级为F级。线圈端部藉玻璃布板支架及涤玻绳扎紧固定于机座两端，其出线头安放在励磁机端，线圈间连接采用银焊。 3.4 转子为整体锻件，其材料为25Cr2Ni4MoV，大齿上开有通风槽，通风槽楔上开有辐向通风孔，本体两端小齿上开有月牙形的通风槽。转子槽楔采用非磁性材料以减少漏磁。 3.5 转子线圈由裸扁铜线绕成，其匝间垫以NOMEX纸，再平包薄膜粘带，线圈端部以玻璃布板胶木块垫紧，护环下绝缘采用NOMEX纸，转子线圈绝缘等级为F级。 3.6 护环采用反磁性钢锻制，以减少转子漏磁及损耗。中心环采用优质钢锻件，护环与中心环采用热套配合，护环与转子本体间也用热套配合。 3.7 转子本体，槽楔和护环下阻尼环构成阻尼系统，故不另设阻尼绕组。 3.8 转子两端各装有一个桨式风扇。 3.9 发电机采用密闭循环双路式通风系统。发电机下方的风道内安装有空气冷却器，以及补充空气用的过滤器。 3.10 汽轮机端与励磁机端各装有一座式轴承，轴瓦浇以ChSnSb11-6锡锑轴承合金，采用球面轴瓦以自调中心，轴承座用钢板焊接制成，励端轴承座与底板及油管间均设有绝缘。采用压力油循环润滑系统，润滑油由汽轮机主油泵供给。

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大型汽轮发电机制造中的励磁方式选型

大型汽轮发电机制造中的励磁方式选型

科 技创 新 与应 用 ｌ ２ ０ １ ３ 年 第７ 期
工 业 技 术
大型 汽 轮 发 电机 制 造 中 ຫໍສະໝຸດ 励磁 方 式选 型 冯 旭
（ 哈 尔滨 电机厂有限责任公 司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要： 励磁 系统 是 近 年 来应 用于 大型 发 电机 组 的 新 型技 术 ， 并且 励磁 技 术 在 方 式上 存 在很 多种 类 ， 其种 类不 同对 于 电力 系统 整 个运 行 的 稳 定状 况 以及 继 电保 护和 发 电机 的轴 系安 全 的影 响 也就 不 同 ， 从 而在 经济 上 也会 产 生 差 别 。文章 通 过 对 不 同的 励磁 系 统进 行 比较 ， 提 出 自并 励 式 的励 磁 系统 。
关键词： 发 电机 ； 励磁 系统 ； 制造 ； 选 型
同步 发 电机 中 的 核心 部 位 便 是 励磁 系统 ， 其 性 能 对 于 发 电 机整 认 的可以提高整个电力系统在运行上的稳定性基本方式。 并且在英 体的运行特性会产生直接性的影响 。机 械最重要 的就是质量 ， 尤其 国， 近些年的机组都是安装 的自并励式 的发 电机组。而对于早 期使 是 大 型机 械 ， 而 机 械整 体 质 量 的好 坏 就 取 决 于 各 个零 部 件 的质 量好 用 的交 流 励 磁机 也 逐 步 的搞 成 了 自并励 式 的励 磁 机 ， 这 也 是 由于 此 坏， 其影 响的是整个机组的经济性。并且励磁系统通过对于发电机 种励 磁 方 式 对 于系 统稳 定 性 具有 的提 高作 用 。 的影 响从 而影 响整 个 电力 系 统 。 从 国 内的情 况 来 看 ， 主要 进 Ｖ Ｉ 大 机 组 多采 用 自并 励 励磁 方 式 ， 如 自并 励 式 的励 磁 系 统 在 国外 已经 早 在 上 世 纪 就 开始 普遍 的 被 石洞 口 ２ ｘ ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 机组， 邹县 电厂 三期 ２ ｘ ６ ０ Ｏ ＭＷ 机组 等， 所有 机组 应用于大型的发电机组 ， 其 自身所具有 的高速 的影响速度 以及较短 并网运行后其 自并励励磁系统 的优越性受到用户的好评 。 的发电机轴和较为经济适用的特点 ， 是成为其被广泛推广的重要原 通过 大机 组 并 网运 行 的实 践 以及 对 大 型 汽 轮 发 电机 采 用 自并 因。但是我国由于整个电网的建设都相对落后 ， 因此使用 自并励式 励励磁系统的可行性分析， 目前已普遍得出一个共性 的结论， 即随着 的励磁系统容易造成设备故障 ， 比如有可能引发发电机的出 口处的 电力 网规模 的不 断 扩 大 ， 大 型 汽 轮发 电机 采 用 自并 励 励 磁 系 统 是 可 三相短路等 ， 从而威胁 系统 ， 故而很少对其进行应用。随着我国在 电 行 的 。 力 方 面 的投 入 加 大 ， 城 乡 建设 进 程 不 断 的 推进 。 电 网在 容 量上 也 随 ２ ． １对 系统 暂 态 功 角稳 定 的影 响 之 不 断 的发 展 扩 大 ， 励 磁 系统 开 始 广 泛 的在 国 内的 一 些 大 型 的发 电 从暂 态 功 角 稳 定 要求 考 虑 ， 大 型 汽 轮发 电机 推 广 采 用 自并 励 励 机 设 备 中采 用 ， 并 展 现 出应 有 的优 越 性 。本 文 就 是 通 过 对 多种 历 次 磁 系 统是 可 行 的 。在 电 网 中， 个 别 发 电机 采 用 自并 励励 磁 系 统 时 ， 当 方 式 进 行 相互 的 比较 以及 分 析 ， 希 望 可 以 通过 比较 对 自并 励 式 的励 高压 出 口三相 短 路 ， 在较低强励倍数下（ 在８ ０ ％额 定 机 端 电 压 时 ， 强 磁 系统 进 行推 广 。 励倍数为 １ ． ６ 倍） ， 暂 态 功 角 稳 定 水平 与 常 规 励 磁 系统 相 比， 基 本 相 １励 磁 系统 种类 同， 而 全 网均 采 用 自并 励 励 磁 系 统 时 ， 在低强励倍数下 ， 暂态功角稳 以下 就 目前 所 使 用 的 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 以及 ６ ０ ０ ＭＷ 以上 的大 型 机 组 中 定水平优于全网机组均采用常规励 磁系统 。强励倍数提高后， 自并 所使 用 到 的励 磁 系 统 做 出简 要 的分 析 。 目前 应 用 比较 多 的几 种 有 ： 励 系统 的 优势 明显 。 无刷 式 的励磁 系统 、 自并励 式 的励磁 系统 以及 Ｐ棒式 的励 磁 系统 。 ２ ． ２对 系统暂态 电压稳定 的影 响从暂态 电压稳定要求 出发， 大 １ ． １无 刷 式 的励 磁 系 统 。无 刷式 的励 磁 系统 主 要 的组 成 部 件包 型汽轮发 电机推广采用 自并励励磁系统也是可行 的， 它不会降低系 括了交流励磁机 ， 并且带有旋 转整 流 ， 包括 了用磁 副励磁 机还 有 自 统的暂态电压稳定水平， 而且 可以提高系统 的暂态 电压稳定水平 ， 甚 动的电压调节装置等。 国际上很多大型的品牌汽轮发电机都采用了 至可以使某些条件下暂态 电压不稳定的系统变为稳定。 这种无刷式的励磁 系统 。诸 如： 西门子、 三菱 、 阿尔斯通 和西屋等知 ２ ＿ ３对 继 电保护 的影 响 名品牌 ， 并 且 这 些 公 司往 往 不 是 只 是用 一 种 励 磁方 式 而是 多 种 同时 自并 励 励 磁 方 式对 继 电保 护 是 有 影 响 的 ， 特 别 是 对 发 电机 的 后 采 用 。另 外 在 国 内阿 尔 滨 的 电机 厂 以及 上 海 的 电 机厂 在 ６ ０ ０ ＭＷ 的 备 保 护 ， 但 是 实 际上 ， 对于６ ０ ０ ＭＷ 机组 经封 闭母 线 接 到 主 变 压 器 后 汽轮发 电机 中均都使用了西 屋公 司提供 的起始 响应 高的这种励磁 直接接入 电网的接线方式， 虽然由于采用 了自并励励磁方式在发电 系统 ， 并取 得 了一 定 的经 验 。 机 机 端 多 了一 个 故 障元 件 （ 励磁变压器） ， 但 由于 发 电机 出 口三 相 短 １ ． ２ 自并 励 式 的励 磁 系 统 。这 种 励磁 系统 是利 用 发 电机 的端 电 路 的几率很小 ， 一般是不考虑真正 的机端故 障ｆ 若真是机端故 障， 那 压作用于励磁变压器 ，通过可控硅对发 电机进行励磁 电源 的提供 ， 么差 动保 护会 在 几 十毫 秒 切 除发 电机 ） ， 考 虑 到 最 严 重 的故 障形 式 应 需 要 注 意 的是 对 于可 控 硅应 当采 用 静态 的 。 国际 上采 用 了这种 自并 是 主 变 压 器 高 压侧 三 相 短 路 ． 对 于 这 样 的短 路 形 式 ， 也 很 少 出现 ， 而 励 式 的 励 磁 系统 的 主要 包 括 ： Ａ Ｂ Ｂ公 司 、 罗 罗公 司 、 美国的 Ｇ Ｅ公 司 且一旦出现， 机组的快速差动保护能正确动作， 短路电流不会影 响继 还有 １ ３立 和东 芝公 司 。 而 国 内采用 此 种 励 磁方 式 的 机 电厂 是 东方 机 电保护动作 。 电厂 ， 其引进了 日立的技术 。 东方机电厂设计的第一台 ６ ０ ０ ＭＷ 的汽 ２ ． ４ 对 发 电机 轴 系安 全 的影 响 轮式发电机是 同日立公 司合作并 以 １ ３立作为主导产生的， 供给给了 随着 汽轮发 电机组单机容量增大和 电网容量不断扩大， 运行 中 邹 县电厂 的五号机 ， 第 二台则是东方机 电厂为主导生产 的 ， 供给给 不 断出现新的问题， 其 中之一是 机组 轴系扭振问题 ， 到 目前为止 已 了邹 县 电 厂 的六 号 机 。这 两 台均 是 采用 了 自并励 式 的 励 磁 系统 。 此 出现 过 好 几起 发 电 机轴 系 破 坏 事 故 ， 从 已发 生 过 的事 例看 ， 大轴 损 坏 外 ，哈尔滨 以及上海 的电机厂也计划开始使用这种励磁方式进行 事故 都 发 生在 发 电 机 与励 磁 机 之 间 或励 磁 机 与 副 励磁 机 之 间 ， 由 于 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 的发 电机 组 生 产 。 自并 励励磁方式没有同轴旋转的励磁 机和副励磁机， 比无 刷励磁方 １ ． ３ Ｐ棒 式 的励 磁 系 统 。美 国 的 Ｇ Ｅ公 司 在 发 电 机 的定 子槽 中 式缩 短 了 发 电机 大 轴， 减 少 了轴 系 固有扭 振 模 式 ， 大 大 降 低 了轴 系扭 专门埋设了线棒 以供励磁 电源使用 。 这种方式便是 Ｐ棒式的励磁系 振 损 坏 的 可 能性 ， 提 高 了 整个 机 组 的安 全 稳 定 性 ， 到 目前 为 止 ， 除 了 统。 在 电 气性 能上 满 足 电力 系统 运 行 要 求 外 ， 在 结 构 上 也 应 有 利 于 发 电 ２ 可 行性 分 析 机 组 本 身 的安 全 运 行 ， 对 励 磁 系统 性 能 进 行 分 析 比较 时 ， 励 磁 系 统 从 国内 到 国外 ， 自并 励 式 的励 磁 系统 在 大 型 的发 电机 组 中的 应 对发电机轴系安全 的影 响应 当是选择励磁方式时一个不 可忽视 的 用状况可以看出 ， 很多 国家在对于机械的制 造中 ， 开始优先 对 自并 因素． 故发电机选用 自并励励磁系统对改善发 电机轴系的安全运行 励的励磁方式进行选择 。在 日本 ， 自并励 的励磁方式已经成为 了公 是 十分 有 利 的 。
QFRW15-2无刷励磁发电机转子机加工艺及工艺装备研究

QFRW15-2无刷励磁发电机转子机加工艺及工艺装备研究


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Ｓｃｉ ｅｎｃｅ ｅｎ Ｔｅｃｈ ｏｇｙ ｎ ｄ ｎｏｌ Ｉ ｎｏｖ ｉ ｎ Ｈｅｒ ｌ ａｔ ｏ ａｄ
工 业 技 术
工序 ｌ Ｏ ９ 工序２ ０ ０ 去 工艺 夹头 ， 去毛 刺 ｔ Байду номын сангаас入库 。
３ 工艺 装备
科 学 合 理 的 工 艺 设 计 是 机 械 加 工 的 先 决 条 件 ， 是 专 业 适 用 的 工 艺 装 备 也 是 保 但 证 加 工 质 量 的 必 要 因 素 ， 性 顶 尖 （ 构 示 弹 结 意 图 见 图３ 、 械 式 静 压 中 心 架 的 应用 ， ）机 就
孔 直 径 ９ ， 孔 深 ２ ｒｍ。 构 特 粗 糙度为Ｒ １６ 与两轴 承挡中心线跳动０ ０ 。 ０ｍｍ 内 １０ ２ａ 结 ａ ．， ．２
是 ． １ＱＲ ２ ＦＷ１－ 型无刷励磁发 电机转子工 艺 殊 ， 典 型 的 柔 性 轴 一 一 长 颈 比大 且 刚性 １ ３ 转子 主 要 技术 条 件分 析及 技术 关键 问 ５ 差 的 轴 ， 本 体 重 量 大 ， 转 惯 性矩 大 。 且 旋 题 性分析
２ ０ ｍ， ４ ｒｍ， ０ｒ ａ 长２ ０ ａ 轴承档 跨距４ ９ ｍｍ， ３０
ａ ．和 ａ ． ３ 同轴度 小于０ ０ ； ． ５ 两 间发 生刮蹭的现 象）抱瓦 、 、 温升 过高 、 震动 、 噪 简 图 如 图 １ 示 ） ５ ２ ｒ ｍ ； 承 档 直 径 分别 为Ｒ ３ ２ Ｒ ０ ６ ， 所 长 ８２ ａ 轴 问题 的 关键 所在 ， 就是 发 电机 转子 的加 工 轴承 档 关 于本 体 对称 ； 本体 直 径 ７ ０ ２ ｍｍ， 轴承 档 同轴 度 小 于 ０ ０ ， 分述 如 下 ： ．２ 现 （） １两轴 承 档直 径 为 中２ ００ ０ ． ｍｍ， －， ３ ２ 表面 （ ） 端 与 汽 轮 机 联 接部 锥 形 轴 头锥 度 ２汽 为 ｌ ｌ ， 面 粗 糙 度 为 Ｒ ０ ８ 与 两轴 承 挡 ：０表 ａ ．，
发电机励磁方式的选择

发电机励磁方式的选择

一
．
力发电机组 主要采用无刷励磁 系统和静态励 磁
系统两种方式 。 二 、无刷励磁 系统 的介绍
可控 硅桥 、 发脉 冲发生 器、 冲放大 器和必 触 脉 要 的监 ｝和 冷却 役备组 成。 见 可控硅 整流 器的输 入电压是由励磁 变的副边提 供的 ， 在各种不同 的情 况下部能 与发电机数 据相适 应。 顶值电压 对发 电机电压的调 整速度是很 关键的 ， 因而 电网受 到扰 动的情况 下， 发电机 以致 电 力系 对 统的稳 定性都 有巨火贡献 。 ３ 磁场 起励 ： 步发电机通常只有很低的 、 剩磁电压， 初始建压时， 整流 桥没仃完整的输入 电压 ， 在这种情况下， 有必要对发电机的磁场 线 圈提供一个较小的电流 几秒钟 ， 以起动建压。 磁 场 起励 的专用 电路 对磁场 线圈提供 约１％的空 ０ 载励 磁电流 ， 直到发电机 电压能为整流器提 供 有效的电源， 励单元然 后自 起 动切除。 起励 功率 通常 』用蓄电池或ｒ用交流电源提供功率。 ‘ 一
关键 词 ： 励磁方式 无刷励磁 系统 静态励
磁 系统 自 激 励 磁 电源 旋 转整 流 器 机 端 电压 并
概 述 发电机的励磁 系统足吲 步发电机的重要组 成部分， 蓖接 影响发电机的安 运行， 它的丰要 任务是根据发 电机运 行状 态向发电机 的励 磁绕 组提 供一 个可调节 的直流励 磁电流， 以满 足发 电机 各种运行 式 的需要 ， 励磁系统性能 的优 劣， 其各部 件质 量的 好坏 ， 是影 响整 个机组 安 仑、 经济的 重要 因素之一。 ｒ ， 据 解 我国大 火
日 程术 技
发电机励磁方式的选择
孙雷 １ 王智超２ １ 黑龙江省电力勘察设计研究院；黑龙江省电力有限公司 ２
基于PLC的励磁调节器在600MW无刷励磁发电机组上的应用浅谈

基于PLC的励磁调节器在600MW无刷励磁发电机组上的应用浅谈


１ ． 结构 原 理
１ ． １ 发 电机组基 本结构 富士 公司交流 无刷励 磁 发电机 在技 术上具 有独 到之处 ， 其 电机的 最大的１ ２ ２ ． １ Ａ。 结 构紧凑 ， 体积 小 ， 辅助设施 少， 安装使 用维护 方便 ， 运行 稳定可靠 。 其 ２ ． ３ 励磁 限制 ２ ． ３ ． １ 过 励限制 。 用检测 励磁机 磁场 电流的 方法 ， 可对正常运行 时 转子、 定子均为氢气冷却 ， 较好地 解决了转子冷 却的难题 。
羧 论
基于Ｐ Ｌ Ｃ 的励磁调节器 在６ ０ ０ ＭＷ无刷励磁发电机组上的应用浅谈
叶永彬 神华 国华孟津发 电 有 限责任公司
【 擒 要】 介 绍基于Ｐ Ｌ ｃ 的励磁调节器系 统架构、 功能原理及其在６ ０ ０ Ｍ ｗ
交流无刷励磁发电机组上的运行情况作 以阐述 【 关键 词】Ｐ Ｌ Ｃ ； 励磁调 节； 可靠性； ６ ０ ０ Ｍ Ｗ ｉ ％ － 轮发电机组 ； 应用
机（ ３ ０ ０ Ｈｚ ） ， 与汽轮 发 电机 同轴 旋 转 。 ： 磁 极 在 转 子上 ， 极 身为永久磁钢 ， 其
‘ ｉ 图１ 无刷励磁系统功能图
输 出的感应的电流经 自 动 电压调 节器调整后 供给主励磁机 磁场。
１ ． ２ 励磁控 制系统基 本架构 借助外界电源起励 ， 运 行独立性好 ， 可靠性高。 为了加 强 发 电机 励 磁 系 统 的 可靠 性 ， 富士 公司 自动 电压 调 节 器 （ ３ ） 交流 励 磁机 的时间常数 较大 ， 需 增加 适当的反馈控制 才能提 （ Ａ Ｖ Ｒ） 从 变送器、 励磁调 节器及其供 电的稳 压电源 ， 再到 可控 硅 整流 高励磁系统 的反应速度 。
２ ． 自动 电 压调节 器 的主要 功能 和 技术 特性