电压调节器的功能

飞机交流发电机的控制器GCU或变频交流起动/发电机的起动控制器SGCU中都有电压调节器和发电机控制继电器GCR，后者用于接通或断开发电机的励磁电路。

电压调节器的主要功能有:(1)调节交流发电机的励磁机励磁电流，使发电机调节点电压不因电机负载或转速变化而变化；(2)限制发电机相电压的最大值；(3)恒频交流发电机应有3倍额定电流的短路电流，以使短路保护器快速断开，故短路时有强的励磁，但同时又不允许发电机有过大的短路电流以免损坏电机；(4)发电机最大励磁电流的限制；(5)并联发电机间无功功率的均衡也通过电压调节器调节励磁电流来实现。交流发电机电压调节器的调节对象有三种：恒频交流发电机、变频交流发电机和交-直-交型变速恒频电源。不少变速恒频电源也用三级式无刷交流发电机将发动机的机械能转变为变频交流电，再由功率变换器将变频交流电转换为直流电，再逆变成400Hz交流电，故也用交流发电机电压调节器。

三级式无刷同步发电机按励磁机的结构参数不同有两种传递函数，不具线性电流放大器特性的交流励磁系统，发电机的励磁控制传递丽数为两个惯性环节的串联，另一种是振荡环节与惯性环节时的串联。

对于恒频交流发电机，由于转速恒定，电机参数仅与负载的变化相关。发电机空载时，励磁机和主发电机的励磁电流均较小，工作于不饱和区，电机放大系数大，系统不易稳定。

变频交流发电机不仅负载变化范围大，电机转速的变化范围也大，360~800 Hz的交流发电机，转速变化达1:2.22。若360 Hz时永磁副励磁机电压标幺值为1，则800 Hz时为2.22，副励磁机的电压经桥式整流后就是电压调节器末级晶体管的电源电压，该电压的变化使调节器放大系数变化，也达1~2. 22。交流励磁机转速的变化和负载的变化(高速发电机空载，主发电机励磁电流If小，低速满载和过载主发电机励磁电流If大)也使其放大系数和时间常数成倍地变化，主发电机的情况也相似。因此对电压调节器来讲，作为调节对象的变频交流发电机是非线性变参数的，且参数变化范围相当大。

变速恒频电源的发电机转速和负载也在大的范围内变化。和变频交流发电机相比，有两点不同：(1)VSCF电源输出电压的频率为4 00 Hz，不因转速的变化而变化；(2)VSCF电源发电机的负载功率因数cosp变化比VFAC发电机小，调节对象参数变化范围稍小。

大多数飞机恒频交流发电机调节点的额定电压为115 V，发电机端电压约为120 V，空载电压最大值小于160~165 V。对于360~800 Hz的变频交流发电机，调节点电压为115 V，最低工作转速时空载最大电压达160 V，最高工作转速空载最高电压达2. 22X160=355 V。或者说若电压调节器发生故障，末级晶体管短路，励磁电流达到最大而电机转速又在最高转速时，变频交流发电机的高电压不仅危害他自己，更重要的是会严重损坏用电设备，这是绝不允许的。因此不仅对电压调节器的稳态电压调节精度有严格要求，对系统的动态特性有严格要求，还必须有可靠的电压调节器和过压保护电路，以保证发电系统的故障不损害用电设备。