新聞主題	MX321發電機調壓板接線中文說明書

 

摘要：MX321是康明斯斯坦福發電機一款三相感應自動調壓器，是康明斯Stamford無刷發電機勵磁系統的組成部分。勵磁電源取自三相永磁發電機（PMG），可使AVR控制電路免受非線性負載的影響以及發電機端子的射頻干擾，同時能夠承受發電機的持續短路電流。AVR主要功能是對發電機主繞組的電壓進行監測，并且通過控制勵磁電路使發電機輸出電壓穩定在指定的范圍內，同時還將根據發電機的負荷、轉速、溫度和功率因數等要素做出修正。康明斯公司在本文中就AVR電壓調節器的接線端子及電路進行說明，并詳細述說了調節旋鈕的功能和調整方法。

 

一、電壓調節器接線端子說明

 

      自動電壓調節器接線端子位置如圖1所示，電路接線如圖2所示。

● K1、K2：為磁場開關，不使用時須短路跨接。

● P2、P3：為磁場電源輸入端子。取于發電機出線380V中任意一相和中線的220V

● 3、2：為檢測電源輸入端子。可以和P2 P3相連

● 1、2：為外接VR機外調節電位器，不使用時須短路跨接。

● X、XX：X磁場+端、XX磁場–端。

● S1、S2：DROOP CT電流互感器輸入端。

● A1、A2：VAR/PF控制輸入（V/TRIM）。

● A、B、C：90KW以下A、C跨接，90KW~550KW B、C跨接，550KW以上A、B跨接。

 

圖1  斯坦福發電機MX321電壓調節器接線端子

圖2  斯坦福發電機MX321調壓板接線圖

 

 

二、電壓調節器功能與調整說明

 

      通過檢測發電機主繞組的電壓，以控制提供給勵磁機定子以及主轉子的電流，來維持發電機輸出電壓介于指定的范圍內，并補償負載、轉速、溫度及發電機的功率因數。而三相的RMS檢測可提供更準確的電壓調節，設有可調節的緩慢起動電路可控制發電機輸出電壓的平滑建立。

      頻率測量電路持續監控著發電機的轉速，并根據低于預設拐點值的轉速，成比例的降低發電機輸出電壓，提供勵磁系統過低轉速保護。

表1    MX321調壓板調節功能表（如圖3所示）

1、AVR調節器接線注意事項

（1）外接電位器可以接至AVR輸入1，2端上（平常的接法)。

（2）1和2間的連接片必須移去。

（3）所有的AVR要求1.0K歐姆，以下情況除外：

① MX321要求4.7K歐姆。

② MA327要求5.0K歐姆。

      該電位器使用做為一個‘精細’的電壓調節，關系到AVR上的電壓調節旋鈕。

（4）空載調節

      從空載到負載電壓穩定。AVR必須自動的控制電壓的大小，空載時帶有最大的電壓偏離值（如圖4所示）。

① 對于MX321，SX421，MA325，MA327帶有0.5%電壓調整率。

② 對于MX341，SX440，SA465，AS440帶有1%的電壓調整率。

③ 對于SX460帶有1.5%的電壓調整率。

 

圖3  發電機MX321調壓板功能指示

圖4  發電機空載電壓最大偏離值

 

2、電壓（VOLTS）調節

（1）電壓（VOLTS）調節注意事項

① 發電機的輸出電壓值出廠默認230VAC，不過謹慎的使用AVR上的VOLTS控制鈕也可以做調節，或者也可以使用外接電位器調節。若不使用外接電位器，則需將AVR上的端子1、2做短路連接（如圖5所示）。

② 不可將電壓增加到大于發電機額定電壓以上。

③ 不要讓外接電位器的端子接觸到大地，因為這些端子的電壓可能高于大地。

（2）電壓（VOLTS）調節步驟

      需更換AVR的情形或需重新設定VOLTS鈕，請按照下列步驟進行：

① 在發動機啟動前，將VOLTS以逆時鐘方向調節到底。

② 如連接外接電位器，則將其調節到中間位。

③ 將STABILITY鈕調節到中間位。

④ 將適當的電壓計（0~300VAC，如圖6）跨接到發電機的火線跟中性線。

⑤ 起動發電機，使其在無載的情況下以正常的頻率50~53Hz或60~63Hz運轉。

⑥ 此時若紅色的LED燈發亮，則參考“UFRO”調節。

⑦ 謹慎的以順時針調節VOLTS鈕至達到額定電壓。

⑧ 若調節至額定電壓時發現不穩定的情況，則參考“穩定度調節"來調節穩定度，必要時重新調節電壓。

⑨ 電壓調節完成。

 

圖5  發電機AVR電壓調節控制旋鈕

圖6  發電機電壓計0~300V

 

3、穩定度（STABILITY）調節

（1） AVR本身含有一個穩定線路或阻尼線路可以為發電機提供良好的穩定狀態以及瞬時特性，用跨接片連結來優化穩定線路對不同大小發電機。

      穩定性聯線適用于AVR型號SX440，SX421，MX341，MX321，AS440（如圖7所示）。

① 聯接A-C用于發電機功率90Kw以下。

② 聯接B-C用于發電機功率90~550 Kw。

③ 聯接A-B用于發電機功率超過550 Kw。

④ 聯接D-B用于發電機功率40 Kw以下（僅用于SX421 AVR），和AS440AVR，90KW以下穩定性慢。

（2）正確的穩定度調節可以通過發電機在無載運轉的情況下，將STABILTY鈕以逆時鐘方向緩慢調節至電壓不穩定時，再順時鐘調節一些的位置（約1/5圈）。

（3）最佳位置或是最邊界的位置就是從這一點往順時鐘調節一些的位置（即發電機電壓穩定但很靠近不穩定的區域）。

（4）如圖8所示，所有AVR的回復至97%的額定電壓需要300毫秒。

（5）電壓的下降和過調取決負載電流的大小，功率因數，曾經使用過，與發電機的滿載電流有關.電機的啟動要求必須計算電壓下降的水平。

（6）AVR穩定性控制必須調整，以得到最佳的對于快速負載變化的AVR瞬態反應，包括發電機的啟動。

 

圖7  斯坦福電壓調節器穩定性連接線.

圖8  斯坦福發電機電壓反應曲線圖

 

4、低頻保護（UFRO）的調節

      正常情況下不建議調節。

（1）AVR包含了過低轉速保護線路來確保電壓/頻率特性，當發電機的轉速低于預設的臨界值（折點）時，紅色LED燈會亮起來以表示UFRO線路開始運作。

（2）UFRO調節是一個出廠默認的功能，如圖9所示，以跨接線連結來選擇50Hz或60Hz，是4板或是6極即可完成設定。在最佳的設定下，LED會在頻率低于正常值下即發亮，如：在50Hz系統，低于47Hz即發亮；或60Hz系統，低于57Hz即發亮.

（3）頻率選擇連線必須符合發電機的運行頻率，50 HZ（4或6極發電機）或60 HZ（4或6極發電機)。

（4）MX341，MX321和MA325 AVR給6極發電機提供能量，更低的轉速PMG需要一個不同的頻率。

（5）低頻保護在出廠前會設計好膝點的默認值，如圖10所示。發電機頻率過低引起電壓下降的調節方向和受其影響曲線如圖11、圖12、圖13所示。

圖9  斯坦福發電機頻率選擇連線方式	圖10  發電機電壓出廠值曲線圖
圖11  發電機電壓下降順時針調節膝點值	圖12  發電機電壓下降逆時針調節膝點值
圖13  發電機電壓下降影響曲線圖（轉速＜95%）	圖14  發電機電壓下降影響曲線圖（轉速＞95%）

 

 

5、壓降（DROOP）調節

（1）欲并聯使用發電機時，必須裝置可提供AVR功因相關信號之壓降積分C.T.，而此C.T.是連接到AVR上的S1與S2（參考發電機電路）。此壓降（DROOP）調節通常是預設在滿載且無功因（Power Factor）的情況下，可提供5%的壓降。

（2）順時針調節可以增加C.T.信號輸入AVR的大小，而增加延遲功率因數的壓降。以逆時針將此控制鈕轉到底時，便不會有壓降.實現并聯運行的無功分配。

6、電壓修正（TRIM）調節

（1）提供一組模擬的輸入端（Al、A2）給Newage功因控制器或相關的設備做連結。其最大可承受DC電壓為+/-5 Volts。

（2）于此輸入端進入的DC會加到AVR感測電路中，A1會連接到AVR 0 Volt端，而在A2連接正電壓會增加勵磁，反之在A2連接負電壓會減少勵磁.

（3）TRIM控制鈕可以讓使用者自行調節輸入端的敏感度，而當TRIM鈕以逆時針轉到底時，這些外加的信號將不會帶來任何影響；而若順時針轉到底，外加信號則會帶來最大的影響.

7、過勵磁（EXC TRIP）調節

      此調節功能為內建默認值且不能被更動。當過勵磁狀況發生時，紅色LED會發亮（即警告過低轉速與過高壓的同一個LED），此時發電機必須停機才能使“過勵磁跳脫”狀態恢復為正常。

8、電壓/頻率（DIP）比例調節

       DIP調節鈕可部分控制發電機在實際負載時的電壓下降深度，這項功能大多用在：當以渦輪增壓發動機驅動的發電機使用在一定范圍內的負載，且速度低于UFRO折點時才運作。（相當于調整下降斜率）

●協助發動機恢復。

●對于渦流發動機組特別有用。

●發動機控制，下降控制可取得最佳。

●過大的電壓下降，可能影響電線上其它電器。

      DIP調節鈕以逆時針轉到底時，發電機的電壓會依照正常的電壓/頻率斜度下滑至轉速低于常態。而將其順時針轉到底則會增加電壓/頻率的斜率，提供更大的電壓下降以助于發動機恢復轉速。DIP調節鈕可以依據不同的引擎設定在不同的位置。

 

圖15  發電機電壓下降控制（DIP）曲線圖

 

 

9、均方根值調節（RMS)

（1）當發電機在較低功因負載加載后使發電機輸出波形改變，進而至使AVR之測量取樣會產生誤差。

（2）調節RMS旋鈕可降低此因波形改變而造成的電壓變動，提高電壓調節率。

10、DWELL調節

       這項功能最常用在當發電機與渦輪發動機一同驅動一定范圍內的負載時；此特性主要是在速度恢復與電壓恢復之間提供一段延時，可以使較大的DIP運作在穩定的狀態。

（1）將DWELL順時針轉到底則可以增加在速度恢復與電壓恢復之間的延長時間.。

（2）恢復時間延遲是同頻率過低導致電壓下降一起使用的，（當UFRO線路閉合時)。

（3）順時針旋轉增大電壓恢復時間，伴隨著速度已經減小到膝點之下的瞬態負載情況。

（4）該特性已在AVR MX321，MA325，和MA327上所具有。

 

圖16  發電機電壓恢復時間延遲控制曲線圖

 

11、電流上限調節（I LIMIT)

      這項功能最常用來限制短路電流或提供馬達啟動的電流限制。要使用這個功能，提供修正比例的電流限制CT必須連接在AVR的SI S2端子上，而AVR具有預設過電流10秒鐘的限制。

12、過電壓調節（OVER V)

      此項修正是出廠內建默認值且不得私自更改。當過電壓狀況發生時，紅色LED會發亮指示，此時發電機須停機并重設過電壓跳脫設定。

（1）移去過電壓旋鈕上的密封。

（2）通過調節AVR電壓調節旋鈕增大電壓，直到達到過電壓設置。

（3）緩慢逆時針調節過電壓旋鈕，直到LED燈亮。

注意：在達到跳閘前，允許1秒延時。

（4）過電壓保護達到跳閘的水平。

注意：如果過電壓設置太接近額定電壓，則在瞬態負載變化時會引起誤跳閘。

13、斜坡（RAMP)

      當發電機達到一定的速度時，會由此AVR中的緩慢起動與電壓上升斜坡電路來控制電壓建立的速率，通常在默認值會設定電壓上升斜坡的時間在3秒左右。如有需要，也可以調節其至規格限定的上限。

 

總結：

      MX321自動調壓裝置主要應用于康明斯（斯坦福品牌）永磁發電機，其限流功能可以對持續的短路電流進行控制。通過內部關閉AVR輸出的方式，可將最大勵磁強度限定在安全的時間范圍內，這種狀態可以維持到發電機組停機為止。該型調壓板而且包含有過壓保護功能，該功能可通過內部關閉AVR輸出的方式或者使選裝的勵磁電路斷路器脫扣來實現。另外還提供了遠程電壓微調器接口，以便用戶對發電機的輸出進行微調。模擬輸入端可以連接到Newage功率因數控制器或者其他具備兼容輸出信號的外接設備。AVR還有連接并車電流互感器的接口，可實現與其他同樣配置的發電機并聯運行。

 

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