電圧安定装置（自動電圧調整装置）の動作と応用

自動電圧規制当局送電網、発電機、変圧器、または給電線の電圧を調整します。電気負荷が送電網、発電機、または変圧器から電流を引き出すと、送電線またはケーブルで電圧降下が発生します。伝送媒体には一定の抵抗があり、送電線におけるIR電圧降下により、受電端の電圧が低下します。送電線における電圧降下は、負荷の力率に依存します。力率が低い負荷は消費電流が多くなり、結果として電圧降下が大きくなります。

電気負荷の定格電圧に応じて電圧を維持することは不可欠です。供給電圧が定格電圧範囲内にない場合、電気機器の性能が低下します。電圧レギュレータは、出力電圧を制御し、設定された範囲内に維持する装置です。

1.AC 電源と DC 電源の電圧を調整するにはさまざまな方法があります。

直流系統における等長フィーダーの電圧は、複合発電機によって調整されます。しかし、フィーダーの長さが異なる場合は、フィーダーブースターによって電圧が調整されます。昇圧変圧器、誘導電圧調整器、シャントコンデンサ、自動電圧調整器（AVR交流電源（AC）の電圧は、ACレギュレータ（ACレギュレータ）などの電源で調整されます。電圧レギュレータの必要性を理解した上で、必要な電圧を維持する仕組みについて説明します。

2.電圧レギュレータの動作原理：

自動電圧調整器のコントローラは、実際の電圧と設定値を比較し、励磁機の電源を制御するエラー信号を出力します。出力は、発電機の出力から変圧器を介して降圧された後、取り出されます。シリコン制御整流器（SCR）は、励磁機の出力電圧を制御します。

発電電圧が設定値より低い場合、コントローラは増幅された誤差信号を出力し、SCRの点弧角を減少させ、結果として励磁電圧を上昇させます。励磁電圧の上昇は界磁電流と界磁磁束の増加につながります。したがって、発電機電圧も自動電圧調整器の設定値に達するまで上昇します。これは、発電機の負荷が増加すると発生します。

発電機が軽負荷または無負荷で運転している場合、電圧が設定値を超えることがあります。この問題を解決するため、コントローラは増幅された誤差信号を出力します。この誤差信号はSCRの点弧角を増加させ、結果として励磁電圧を低下させます。励磁電圧の低下は界磁電流と界磁磁束の減少につながります。界磁磁束の減少は、発電機の出力電圧を低下させます。

安定した電圧出力を維持するために、交流発電機の励磁システムは負荷の急激な変化に合わせて調整する必要があります。ここで自動電圧調整器（AVR）が役立ちます。AVRは励磁機の界磁電流を制御し、出力電圧を調整します。ただし、大きな変動時にはAVRが必要な速度で応答しない可能性があることに注意することが重要です。

高速応答を実現するために、オーバーシュート原理に基づく高速応答電圧レギュレータが使用されます。この原理によれば、負荷が増加すると励起電圧も増加します。しかし、電圧が励起電圧の増加に対応する値に達する前に、電圧レギュレータは励起電圧を適切な値まで下げます。これにより、電圧が必要な範囲内に維持され、システムへの損傷を防ぎます。

3.自動電圧調整器の応用：

システム電圧を調整して、機械を安定した動作に近づけます。

複数のオルタネーターを並列に動作させると、それらの間で無効負荷が共有されます。

自動電圧レギュレータは、システム内の突然の負荷損失によって発生する過電圧を軽減します。

障害状態では、システムの励起を強化して、障害の解消中に最大の同期電力が利用できるようにします。