花牆

[拼音]：dianya tiaozhengqi

[英文]：voltage regulator

能感受輸出電壓電流變化並按一定規律對發電機的輸出電壓產生調整作用的組合電器裝置。對發電機輸出電壓的調整，通常是通過自動調整其勵磁電流來實現，故又將電壓調整器稱為自動勵磁調整器。

發展簡史

1900～1920年間，出現振動式和分段電阻式電壓調整器。它主要利用電動機械力的作用逐段地改變直流勵磁迴路的電阻值，以調節發電機的輸出電壓。20年代，出現了碳阻式調整器，利用改變電磁吸力的大小，調節碳片電阻間的接觸壓力，以連續調節其電阻值，達到調節發電機輸出電壓的目的。30年代，由於電子管和離子管的發展，電子與離子式勵磁調整器得到了運用。40～60年代由於磁放大器的發展，磁放大器式勵磁調整器取代了電子和離子式調整器。70年代，由於半導體和電晶體效能的提高，同步發電機勵磁系統逐步以閘流體靜止勵磁機或旋轉交流勵磁機取代了直流勵磁機。電壓調整器發展成由電子器件構成，用控制閘流體整流元件的導通角度來實現勵磁電流的調整。80年代，隨著電子計算機技術的發展，逐漸採用微處理機或微型計算機的電壓調整器，其效能更為優越。

發電機外特性

無論是直流或交流發電機，其輸出端電壓的大小均正比於發電機轉子的旋轉速度和發電機磁場的強弱。對於交流同步發電機，轉速是恆定的，因此端電壓僅與磁場的強弱有關。改變發電機的勵磁電流即可調整發電機的端電壓。如果發電機保持額定轉速和空載額定勵磁電流不變，則發電機的空載端電壓為額定電壓。發電機輸出電流後，由於發電機的繞組流過電流時，對發電機的勵磁磁場產生影響，發電機的端電壓也將發生變化。 圖1為交流同步發電機的外特性。當接入的是電阻性負載，輸出額定電流Ie時，端電壓降低不多。當接入電感性負載時，發電機輸出電流產生的磁場對勵磁磁場有減弱作用，因而端電壓有較大的下降。若接入容性負載時，輸出電流對勵磁磁場有加強作用，因而端電壓會上升。

電壓調整器的主要功能

電壓調整器具有以下功能：

（1）維持發電機的電壓為給定水平。由於負載電流的變化對發電機的端電壓有影響，端電壓變化過大將對電力系統與用電裝置產生許多不利因素和問題，因此發電機的勵磁電流必須適應電壓的變化，及時給以迅速而自動的調整。

（2）合理地分配並聯發電機組間的負荷。電網均由多臺發電機並聯執行，每個機組所承擔的負荷應予以合理的分配，否則會造成某些發電機的過載。因而，要求電壓調整器能根據指定的規律平穩地分擔電網的負荷。這一功能又稱為電壓調整器的調差功能。

（3）改善電力系統的穩定性。

分類

電壓調整器按調節物件可分為：

（1）直流發電機電壓調整器；

（2）交流同步發電機電壓調整器。按結構可分為：

（1）具有可動部件的電動、電磁機構的電壓調整器，例如變阻式調整器、振動式調整器等；

（2）無可動部件的電子或電磁式電壓調整器，例如電子離子式、磁放大器式、半導體閘流體式電壓調整器等。按校正作用的規律可分為：

（1）比例式(P)電壓調整器，其校正規律正比於給定值與被調整值的偏差值；

（2）比例-積分-微分(PID)電壓調整器，其校正規律除具有正比於給定值與被調整值的偏差值外，還具有按偏差值的積分和微分值進行調整的規律；

（3）比例-積分(PI)電壓調整器，能較好地解決調整精度和穩定性兩者間的矛盾。

基本工作原理

交流同步發電機用電壓調整器的工作原理見圖2。同步發電機輸出電壓的大小決定於勵磁繞組電流If1的大小。同步發電機的輸出電壓因負載變化而改變時，此電壓反饋到電壓調整器，並與另一輸入至電壓調整器的給定基準電壓進行比較，按給定的規律對直流勵磁發電機的勵磁電流If2進行調整，相應的直流勵磁發電機的輸出電壓E與交流同步發電機的勵磁電流If1隨之而改變，進而使同步發電機的輸出電壓得到了自動調整。

閉環調整系統框圖

發電機電壓調整器是由電壓調整器、勵磁機和發電機等部分所組成的閉環調節系統。圖3是由檢測環節、前置放大環節和功率放大環節幾部分為系統的框圖。輸入前置放大環節的量是一模擬量，因此又稱模擬式勵磁調節系統。採用微處理機數字式調節系統時，發電機的輸出電壓接至檢測環節，經模／數轉換器將輸出電壓的模擬量轉變為數字量，再送入微處理機。其特點是：

（1）通用性強，適用於不同容量的發電機組。

（2）靈活性大，對不同機組的勵磁要求，在不更動裝置的條件下，電壓調整器的各種功能均可通過計算機軟體的編制來完成。

（3）較少的硬體模組。大型發電機要求的保護功能很多，模擬式電壓調整器每增加一個功能就需增加相應的電路板，而微處理機或微型計算機的電壓調整器則不需要。

（4）可靠性高。