調(diào)整系統(tǒng)頻率的主要手段是發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，或簡(jiǎn)稱自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，特別是其中的調(diào)速器和調(diào)頻器(又稱同步器)。以下，就從自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的作用開(kāi)始，討論頻率調(diào)整。
自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的種類很多，以下介紹的是一種相當(dāng)原始的機(jī)械調(diào)速系統(tǒng)—離心飛擺式。這種調(diào)速系統(tǒng)比較直觀，但它的調(diào)節(jié)機(jī)理又和新型調(diào)速系統(tǒng)(如電液式調(diào)速系統(tǒng))沒(méi)有很大差別。
離心飛擺式調(diào)速系統(tǒng)的示意圖如圖1。
圖1 離心飛擺式調(diào)速系統(tǒng)
其作用原理如下：
調(diào)速器的飛擺由套筒帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，套簡(jiǎn)則為原動(dòng)機(jī)的主鈾所帶動(dòng)。單機(jī)運(yùn)行時(shí)，因機(jī)組負(fù)荷的增大，轉(zhuǎn)速下降，飛擺由于離心力的減小，在彈簧的作用下向轉(zhuǎn)軸靠攏，使a點(diǎn)向下移動(dòng)到a``。但因油動(dòng)機(jī)活塞兩邊油壓相等，b點(diǎn)不動(dòng)，結(jié)果使杠桿ab繞b點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到a``b。在調(diào)頻器不動(dòng)作的情況下，d點(diǎn)也不動(dòng)，因而在a點(diǎn)下降到a``時(shí)，杠桿de繞d點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到de`，e點(diǎn)向下移動(dòng)到e`。錯(cuò)油門(mén)活塞向下移動(dòng)，使油管a、b的小孔開(kāi)啟，壓力油經(jīng)油管b進(jìn)入油動(dòng)機(jī)活塞下部，而活塞上部的油則經(jīng)油管a經(jīng)錯(cuò)油門(mén)上部小孔溢出。在油壓作用下，油動(dòng)機(jī)活塞向上移動(dòng)，使汽輪機(jī)的調(diào)節(jié)汽門(mén)或水輪機(jī)的導(dǎo)向葉片開(kāi)度增大，增加進(jìn)汽量或進(jìn)水量。
與油動(dòng)機(jī)活塞上升的同時(shí)，杠桿ab繞a點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將連結(jié)點(diǎn)c從而錯(cuò)油門(mén)活塞提升，使油管a、b的小孔重新堵住。油動(dòng)機(jī)活塞又處于上下相等的油壓下，停止移動(dòng)。由于進(jìn)汽或進(jìn)水量的增加，機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，a點(diǎn)從a``回升到a`。調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束。這時(shí)杠桿ab的位置為a`cb`。分析杠析ab的位置可見(jiàn)，杠桿上c點(diǎn)的位置和原來(lái)相同，因機(jī)組轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后錯(cuò)油門(mén)活塞的位置應(yīng)恢復(fù)原狀；b`位置較b高，a`的位置較a略低；相應(yīng)的進(jìn)汽或進(jìn)水量較原來(lái)多，機(jī)組轉(zhuǎn)速較原來(lái)略低。這就是頻率的“一次調(diào)整”作用。
對(duì)應(yīng)負(fù)荷的增大，發(fā)電機(jī)輸出功率增加，頻率略低于原來(lái)值；如果負(fù)荷降低，調(diào)速器調(diào)整作用將使輸出功率減小，頻率略高于原來(lái)值。這就是頻率的一次調(diào)整，頻率的一次調(diào)整由調(diào)速器自動(dòng)完成的。調(diào)整的結(jié)果，頻率不能回到原來(lái)值，因此一次調(diào)整為有差調(diào)節(jié)。
為使負(fù)荷增加后機(jī)組轉(zhuǎn)速仍能維持原始轉(zhuǎn)速，要求有“二次調(diào)整”?！岸握{(diào)整”是借調(diào)頻器完成的。調(diào)頻器轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪、蝸桿，將d點(diǎn)抬高。d點(diǎn)上升時(shí)，杠桿de繞f點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，錯(cuò)油門(mén)再次向下移動(dòng)，開(kāi)啟小孔。在油壓作用下，油動(dòng)機(jī)活塞再次向上移動(dòng)，進(jìn)一步增加進(jìn)汽或進(jìn)水量。機(jī)組轉(zhuǎn)速上升，離心飛擺使a點(diǎn)由a`向上升。而在油動(dòng)機(jī)活塞向上移動(dòng)時(shí)，杠桿ab又繞a逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)c、f、e點(diǎn)向上移動(dòng)，再次堵塞錯(cuò)油門(mén)小孔，再次結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程。如d點(diǎn)的位移選擇得恰當(dāng)，a點(diǎn)就有可能回到原來(lái)位置。這就是頻率的“二次調(diào)整”作用。由于調(diào)整的結(jié)果，頻率能回到原來(lái)值，因此二次調(diào)整為無(wú)差調(diào)節(jié)。