康明斯动力设备（深圳）有限公司

 

新闻主题	MX321发电机调压板接线中文说明书

 

摘要：MX321是康明斯斯坦福发电机一款三相感应自动调压器，是康明斯Stamford无刷发电机励磁系统的组成部分。励磁电源取自三相永磁发电机（PMG），可使AVR控制电路免受非线性负载的影响以及发电机端子的射频干扰，同时能够承受发电机的持续短路电流。AVR主要功能是对发电机主绕组的电压进行监测，并且通过控制励磁电路使发电机输出电压稳定在指定的范围内，同时还将根据发电机的负荷、转速、温度和功率因数等要素做出修正。康明斯公司在本文中就AVR电压调节器的接线端子及电路进行说明，并详细述说了调节旋钮的功能和调整方法。

 

一、电压调节器接线端子说明

 

      自动电压调节器接线端子位置如图1所示，电路接线如图2所示。

● K1、K2：为磁场开关，不使用时须短路跨接。

● P2、P3：为磁场电源输入端子。取于发电机出线380V中任意一相和中线的220V

● 3、2：为检测电源输入端子。可以和P2 P3相连

● 1、2：为外接VR机外调节电位器，不使用时须短路跨接。

● X、XX：X磁场+端、XX磁场–端。

● S1、S2：DROOP CT电流互感器输入端。

● A1、A2：VAR/PF控制输入（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。

 

图1  斯坦福发电机MX321电压调节器接线端子

图2  斯坦福发电机MX321调压板接线图

 

 

二、电压调节器功能与调整说明

 

      通过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流，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、温度及发电机的功率因数。而三相的RMS检测可提供更准确的电压调节，设有可调节的缓慢起动电路可控制发电机输出电压的平滑建立。

      频率测量电路持续监控着发电机的转速，并根据低于预设拐点值的转速，成比例的降低发电机输出电压，提供励磁系统过低转速保护。

表1    MX321调压板调节功能表（如图3所示）

1、AVR调节器接线注意事项

（1）外接电位器可以接至AVR输入1，2端上（平常的接法)。

（2）1和2间的连接片必须移去。

（3）所有的AVR要求1.0K欧姆，以下情况除外：

① MX321要求4.7K欧姆。

② MA327要求5.0K欧姆。

      该电位器使用做为一个‘精细’的电压调节，关系到AVR上的电压调节旋钮。

（4）空载调节

      从空载到负载电压稳定。AVR必须自动的控制电压的大小，空载时带有最大的电压偏离值（如图4所示）。

① 对于MX321，SX421，MA325，MA327带有0.5%电压调整率。

② 对于MX341，SX440，SA465，AS440带有1%的电压调整率。

③ 对于SX460带有1.5%的电压调整率。

 

图3  发电机MX321调压板功能指示

图4  发电机空载电压最大偏离值

 

2、电压（VOLTS）调节

（1）电压（VOLTS）调节注意事项

① 发电机的输出电压值出厂默认230VAC，不过谨慎的使用AVR上的VOLTS控制钮也可以做调节，或者也可以使用外接电位器调节。若不使用外接电位器，则需将AVR上的端子1、2做短路连接（如图5所示）。

② 不可将电压增加到大于发电机额定电压以上。

③ 不要让外接电位器的端子接触到大地，因为这些端子的电压可能高于大地。

（2）电压（VOLTS）调节步骤

      需更换AVR的情形或需重新设定VOLTS钮，请按照下列步骤进行：

① 在发动机启动前，将VOLTS以逆时钟方向调节到底。

② 如连接外接电位器，则将其调节到中间位。

③ 将STABILITY钮调节到中间位。

④ 将适当的电压计（0~300VAC，如图6）跨接到发电机的火线跟中性线。

⑤ 起动发电机，使其在无载的情况下以正常的频率50~53Hz或60~63Hz运转。

⑥ 此时若红色的LED灯发亮，则参考“UFRO”调节。

⑦ 谨慎的以顺时针调节VOLTS钮至达到额定电压。

⑧ 若调节至额定电压时发现不稳定的情况，则参考“稳定度调节"来调节稳定度，必要时重新调节电压。

⑨ 电压调节完成。

 

图5  发电机AVR电压调节控制旋钮

图6  发电机电压计0~300V

 

3、稳定度（STABILITY）调节

（1） AVR本身含有一个稳定线路或阻尼线路可以为发电机提供良好的稳定状态以及瞬时特性，用跨接片连结来优化稳定线路对不同大小发电机。

      稳定性联线适用于AVR型号SX440，SX421，MX341，MX321，AS440（如图7所示）。

① 联接A-C用于发电机功率90Kw以下。

② 联接B-C用于发电机功率90~550 Kw。

③ 联接A-B用于发电机功率超过550 Kw。

④ 联接D-B用于发电机功率40 Kw以下（仅用于SX421 AVR），和AS440AVR，90KW以下稳定性慢。

（2）正确的稳定度调节可以通过发电机在无载运转的情况下，将STABILTY钮以逆时钟方向缓慢调节至电压不稳定时，再顺时钟调节一些的位置（约1/5圈）。

（3）最佳位置或是最边界的位置就是从这一点往顺时钟调节一些的位置（即发电机电压稳定但很靠近不稳定的区域）。

（4）如图8所示，所有AVR的回复至97%的额定电压需要300毫秒。

（5）电压的下降和过调取决负载电流的大小，功率因数，曾经使用过，与发电机的满载电流有关.电机的启动要求必须计算电压下降的水平。

（6）AVR稳定性控制必须调整，以得到最佳的对于快速负载变化的AVR瞬态反应，包括发电机的启动。

 

图7  斯坦福电压调节器稳定性连接线.

图8  斯坦福发电机电压反应曲线图

 

4、低频保护（UFRO）的调节

      正常情况下不建议调节。

（1）AVR包含了过低转速保护线路来确保电压/频率特性，当发电机的转速低于预设的临界值（折点）时，红色LED灯会亮起来以表示UFRO线路开始运作。

（2）UFRO调节是一个出厂默认的功能，如图9所示，以跨接线连结来选择50Hz或60Hz，是4板或是6极即可完成设定。在最佳的设定下，LED会在频率低于正常值下即发亮，如：在50Hz系统，低于47Hz即发亮；或60Hz系统，低于57Hz即发亮.

（3）频率选择连线必须符合发电机的运行频率，50 HZ（4或6极发电机）或60 HZ（4或6极发电机)。

（4）MX341，MX321和MA325 AVR给6极发电机提供能量，更低的转速PMG需要一个不同的频率。

（5）低频保护在出厂前会设计好膝点的默认值，如图10所示。发电机频率过低引起电压下降的调节方向和受其影响曲线如图11、图12、图13所示。

图9  斯坦福发电机频率选择连线方式	图10  发电机电压出厂值曲线图
图11  发电机电压下降顺时针调节膝点值	图12  发电机电压下降逆时针调节膝点值
图13  发电机电压下降影响曲线图（转速＜95%）	图14  发电机电压下降影响曲线图（转速＞95%）

 

 

5、压降（DROOP）调节

（1）欲并联使用发电机时，必须装置可提供AVR功因相关信号之压降积分C.T.，而此C.T.是连接到AVR上的S1与S2（参考发电机电路）。此压降（DROOP）调节通常是预设在满载且无功因（Power Factor）的情况下，可提供5%的压降。

（2）顺时针调节可以增加C.T.信号输入AVR的大小，而增加延迟功率因数的压降。以逆时针将此控制钮转到底时，便不会有压降.实现并联运行的无功分配。

6、电压修正（TRIM）调节

（1）提供一组模拟的输入端（Al、A2）给Newage功因控制器或相关的设备做连结。其最大可承受DC电压为+/-5 Volts。

（2）于此输入端进入的DC会加到AVR感测电路中，A1会连接到AVR 0 Volt端，而在A2连接正电压会增加励磁，反之在A2连接负电压会减少励磁.

（3）TRIM控制钮可以让使用者自行调节输入端的敏感度，而当TRIM钮以逆时针转到底时，这些外加的信号将不会带来任何影响；而若顺时针转到底，外加信号则会带来最大的影响.

7、过励磁（EXC TRIP）调节

      此调节功能为内建默认值且不能被更动。当过励磁状况发生时，红色LED会发亮（即警告过低转速与过高压的同一个LED），此时发电机必须停机才能使“过励磁跳脱”状态恢复为正常。

8、电压/频率（DIP）比例调节

       DIP调节钮可部分控制发电机在实际负载时的电压下降深度，这项功能大多用在：当以涡轮增压发动机驱动的发电机使用在一定范围内的负载，且速度低于UFRO折点时才运作。（相当于调整下降斜率）

●协助发动机恢复。

●对于涡流发动机组特别有用。

●发动机控制，下降控制可取得最佳。

●过大的电压下降，可能影响电线上其它电器。

      DIP调节钮以逆时针转到底时，发电机的电压会依照正常的电压/频率斜度下滑至转速低于常态。而将其顺时针转到底则会增加电压/频率的斜率，提供更大的电压下降以助于发动机恢复转速。DIP调节钮可以依据不同的引擎设定在不同的位置。

 

图15  发电机电压下降控制（DIP）曲线图

 

 

9、均方根值调节（RMS)

（1）当发电机在较低功因负载加载后使发电机输出波形改变，进而至使AVR之测量取样会产生误差。

（2）调节RMS旋钮可降低此因波形改变而造成的电压变动，提高电压调节率。

10、DWELL调节

       这项功能最常用在当发电机与涡轮发动机一同驱动一定范围内的负载时；此特性主要是在速度恢复与电压恢复之间提供一段延时，可以使较大的DIP运作在稳定的状态。

（1）将DWELL顺时针转到底则可以增加在速度恢复与电压恢复之间的延长时间.。

（2）恢复时间延迟是同频率过低导致电压下降一起使用的，（当UFRO线路闭合时)。

（3）顺时针旋转增大电压恢复时间，伴随着速度已经减小到膝点之下的瞬态负载情况。

（4）该特性已在AVR MX321，MA325，和MA327上所具有。

 

图16  发电机电压恢复时间延迟控制曲线图

 

11、电流上限调节（I LIMIT)

      这项功能最常用来限制短路电流或提供马达启动的电流限制。要使用这个功能，提供修正比例的电流限制CT必须连接在AVR的SI S2端子上，而AVR具有预设过电流10秒钟的限制。

12、过电压调节（OVER V)

      此项修正是出厂内建默认值且不得私自更改。当过电压状况发生时，红色LED会发亮指示，此时发电机须停机并重设过电压跳脱设定。

（1）移去过电压旋钮上的密封。

（2）通过调节AVR电压调节旋钮增大电压，直到达到过电压设置。

（3）缓慢逆时针调节过电压旋钮，直到LED灯亮。

注意：在达到跳闸前，允许1秒延时。

（4）过电压保护达到跳闸的水平。

注意：如果过电压设置太接近额定电压，则在瞬态负载变化时会引起误跳闸。

13、斜坡（RAMP)

      当发电机达到一定的速度时，会由此AVR中的缓慢起动与电压上升斜坡电路来控制电压建立的速率，通常在默认值会设定电压上升斜坡的时间在3秒左右。如有需要，也可以调节其至规格限定的上限。

 

总结：

      MX321自动调压装置主要应用于康明斯（斯坦福品牌）永磁发电机，其限流功能可以对持续的短路电流进行控制。通过内部关闭AVR输出的方式，可将最大励磁强度限定在安全的时间范围内，这种状态可以维持到发电机组停机为止。该型调压板而且包含有过压保护功能，该功能可通过内部关闭AVR输出的方式或者使选装的励磁电路断路器脱扣来实现。另外还提供了远程电压微调器接口，以便用户对发电机的输出进行微调。模拟输入端可以连接到Newage功率因数控制器或者其他具备兼容输出信号的外接设备。AVR还有连接并车电流互感器的接口，可实现与其他同样配置的发电机并联运行。

 

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