Что такое компаундирование в генераторах

Содержание

Компаундирование электрических машин, автоматическое регулирование возбуждения
БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА
14.04.2015
Принцип действия трансформатора фазового компаундирования и корректоров напряжения
Стабилизация напряжения в генераторах
Компаундирование возбуждения асинхронного генератора
Компаундирование возбуждения синхронного генератора полным током
Компаундирование возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения
Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью
Компаундирование возбуждения асинхронного генератора

Компаундирование электрических машин, автоматическое регулирование возбуждения

Компаундирование электрических машин — система возбуждения электрических машин, при которой поток возбуждения автоматически изменяется при изменении нагрузки машин (или, в общем случае, нагрузки электрической цепи, связанной с электрической машиной).

Компаундирование машин постоянного тока осуществляется наложением на их полюса, наряду с параллельной обмоткой, включенной параллельно цепи якоря, последовательной обмотки. Такая машина называется компаундной или машиной смешанного возбуждения.

Компаундирование машин переменного тока применяется для синхронных машин — генераторов, компенсаторов, двигателей — и рассматривается обычно как система (или часть комплексной системы) автоматического регулирования возбуждения синхронной машины.

Система возбуждения — совокупность агрегатов и аппаратов, предназначенных для получения и регулирования тока возбуждения синхронных машин. Постоянный ток, протекая по обмотке возбуждения машины, образует вращающееся электромагнитное поле, создающее ЭДС на выводах статорной обмотки.

Система возбуждения являясь одним из наиболее ответственных элементов синхронной машины, оказывает существенное влияние на надежность работы электрических станций и потребителей, на устойчивость параллельной работы синхронных машин в электрической системе.

Система возбуждения синхронных машин включает:

обмотку возбуждения, располагающуюся либо в пазах ротора, либо на его полюсах в виде катушек. Концы ее выводятся контактным кольцам, к которым от возбудителя подается постоянное напряжение;
возбудитель — источник питания постоянного тока и вспомогательное оборудование к нему;
автоматический регулятор возбуждения, изменяющий ток возбуждения синхронной машины в соответствии с выбранным законом регулирования возбуждения.

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) выполняется более эффективно и с помощью более простой и надежной аппаратуры, если в системе АРВ используется компаундирование, т. к. оно значительно уменьшает отклонения напряжения при изменении нагрузки, повышает устойчивость работы синхронной машины (а следовательно, и энергосистем в целом), облегчает пуск двигателей, соизмеримых по мощности с генераторами. Последнее весьма важно для автономно работающих электростанций малой и средней мощности.

Предельно передаваемая мощность по линии электропередачи по условию статической и динамической устойчивости в значительной мере определяется параметрами системы возбуждения. Статическая устойчивость зависит от чувствительности системы возбуждения к изменению режима, что связано с типом и настройкой АРВ и постоянными времени элементов системы возбуждения (АРВ, возбудителя и обмотки возбуждения).

Электронные регуляторы напряжения с гибкой обратной связью и устройства компаундирования с коррекцией напряжения регулируют возбуждение пропорционально отклонению режимного параметра — напряжения или тока.

Эти АРВ наиболее широко применяются на синхронных машинах. Регуляторы сильного действия регулируют не только по отклонению, но и по скорости и ускорению изменения одного или двух режимных параметров (ток, напряжение, частота, угол сдвига между напряжением в некоторой точке системы и ЭДС синхронной машины).

Многочисленные варианты схем компаундирования синхронных машин подразделяются на:

Компаундирование прямое или косвенное — в зависимости от того, включен ли выход схемы системы возбуждения непосредственно в цепь возбуждения синхронной машины или через усилитель (при включении этой схемы в цепь возбуждения возбудителя или подвозбудителя). Они рассматриваются как электромашинные усилители;

Компаундирование по току, напряжению или углу синхронной машины и т. п.— в зависимости от того, какие режимные параметры, связанные с изменением нагрузки, действуют на входе схемы (в частности, имеются схемы системы возбуждения по среднему току группы синхронной машины, по току линии);

одно-, двух- или трехфазное — в зависимости от того, реагирует ли система возбуждения на изменение режимных параметров в одной или нескольких фазах цепи переменного тока;

фазовое или нефазовое — в зависимости от того, является ли система возбуждения фазочувствительной, т. е. реагирующей на изменение фазного угла между векторами тока и напряжения цепи переменного тока;

линейное или нелинейное — в зависимости от того, будет ли коэффициент пропорциональности между отклонением выпрямленного тока на выходе схемы и вызывающим его отклонением режимного параметра на входе схемы постоянным в заданных пределах изменения режима;

управляемое или неуправляемое — в зависимости от того, осуществляется ли автоматическое изменение указанного выше коэффициента посредством специального управляющего (корректирующего) воздействия.

Компаундирование синхронных машин получило широкое применение благодаря большому значению автоматического регулирования возбуждения, являющемуся одним из основных средств повышения устойчивости параллельной работы синхронных машин.

Для синхронных машин небольшой мощности (до 1—2 MВт) широко применяется прямое фазовое компаундирование (как управляемое, так и неуправляемое) с полной заменой машинного возбудителя выпрямителями — т. н. самовозбуждение синхронной машины.

Управляемое компаундирование осуществляется для установок, где требуется поддерживать постоянство напряжения машины с точностью, превышающей ±3-5%. Управление ведется т. н. корректором напряжения.

Для синхронных машин небольшой мощности с машинными возбудителями выпускаются автоматические регуляторы возбуждения по схеме фазового компаундирования, управляемого корректором напряжения.

В общей теории автоматического регулирования компаундирование электрических машин относится к системам регулирования по возмущающему действию нагрузки, которые могут сочетаться с регулированием по отклонению стабилизируемого параметра (комбинированные системы).

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

главная
инфо
блог
словарь электромеханика
электроника
крюинговые компании
- Одесса/Odessa
- Николаев/Nikolaev

Обучение
- Предметы по специальности
  - АГЭУ
  - АСЭЭС
  - Диагностика и обслуживание судовых технических средств
  - Мехатронные системы
  - Микропроцессоры
  - Моделирование электромеханических систем
  - МПСУ
  - САЭП
  - САЭЭС
  - СДВС
  - СИВС
  - Силовая электроника
  - Судовые компьютерные ceти
  - СУЭ и ОСУ
  - ТАУ
  - Технология судоремонта
  - ТЭП
  - ТЭЭО и АС
- Общие предметы
  - Безопасность жизнедеятельности
  - Высшая математика
  - Ділова українська мова
  - Интеллектуальная собственность
  - Культурология
  - Материаловедение
  - Охрана труда
  - Политология
  - Системы технологий
  - Судовые вспомогательные механизмы
  - Судовые холодильные установки
- I курс
  - конспекты
  - ргр
  - контрольные
  - лабораторные
  - курсовые
  - зачёты
  - экзамены
- II курс
  - конспекты
  - ргр
  - контрольные
  - лабораторные
  - курсовые
  - зачёты
  - экзамены
- III курс
  - конспекты
  - ргр
  - контрольные
  - лабораторные
  - курсовые
  - зачёты
  - экзамены
- IV курс
  - конспекты
  - ргр
  - контрольные
  - лабораторные
  - курсовые
  - зачёты
  - экзамены
- V курс
  - конспекты
  - ргр
  - контрольные
  - лабораторные
  - курсовые
  - зачёты
  - экзамены
Теория
- английский
- интернет-ресурсы
- литература
- тематические статьи
Практика
- типы судов
- пиратство
- видеоуроки
мануалы
морской словарь
технический словарь
история
новости науки и техники
- авиация
- автомобили
- военная техника
- робототехника

14.04.2015

Принцип действия трансформатора фазового компаундирования и корректоров напряжения

Конструктивные особенности, а также непрерывное усовершенствование синхронных генераторов с самовозбуждением привели к многообразию регуляторов. Однако принципиально все регуляторы обеспечивают выполнение одних и тех же задач, а именно:

автоматическое регулирование напряжения генератора;
передачу от обмоток статора через обмотки О1, О2, О3 и выпрямитель Вn (рис. 1) в обмотку ротора энергии, необходимой для питания обмотки возбуждения ротора;
самовозбуждение генератора.

Так как функции регуляторов напряжения расширены, то они стали называться системами самовозбуждения и автоматического регулирования тока возбуждения генераторов.

На рис. 1 представлена в общем виде одна из возможных систем самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения судового синхронного генератора.

Система состоит из трансформатора фазового компаундирования ТрФК с тремя основными обмотками O1, O2, O3. Обмотки O1, O2 являются первичными, обмотка O3 — вторичной (выходной). Трансформатор имеет обмотку управления ОУ, включенную на корректор напряжения КН, схема которого не показана.

Выходная обмотка O3 трансформатора подключена на трехфазный выпрямительный мост Вn, от которого подается в обмотку ротора (обозначена штриховой линией) постоянный ток возбуждения.

Процесс самовозбуждения синхронного генератора протекает следующим образом. Благодаря остаточному магнетизму железа ротора, при его вращении в обмотке статора наводится некоторая э. д. с. Под действием этой э. д. с. по обмотке О2 трансформатора течет переменный ток, под действием магнитного поля которого в обмотке О3 также наводится э. д. с.

Под действием последней через выпрямитель Вn и, следовательно, через обмотку ротора потечет ток возбуждения, увеличивающий магнитный поток ротора, э, д. с. в обмотке статора, ток в обмотке О2 и т. д. Так как автомат генератора еще не включен, то обмотка О1 током не обтекается и в процессе самовозбуждения не участвует. Из-за небольшой величины начальной э. д. с., обусловленной остаточным магнетизмом железа, и большого сопротивления обмоток О2, О3 и выпрямителей Вn начальный ток возбуждения может оказаться недостаточным для самовозбуждения генератора. Тогда прибегают к дополнительным мерам, направленным на увеличение начального тока возбуждения (например, подача в ротор постоянного тока от аккумуляторов, установка на генераторе дополнительного генератора начального самовозбуждения и др.).

К окончанию процесса самовозбуждения генератора на его зажимах будет номинальное напряжение, а в обмотке О2 под действием этого напряжения потечет максимальный ток.

После этого можно включать автомат А и нагружать генератор током нагрузки Ia, Ib, Ic. Как известно, это приводит к уменьшению напряжения генератора, но теперь вступает в работу обмотка О1, которая создает магнитный поток, наводящий в обмотке О3 дополнительную э. д. с., что вызывает увеличение тока возбуждения в обмотке ротора и восстанавливает напряжение генератора до заданной величины.

Регулирование напряжения генератора трансформатором фазового компаундирования

Теперь рассмотрим, как трансформатор ТрФК осуществляет регулирование напряжения генератора в условиях изменения величины и характера нагрузки.

Предположим, генератор развивает номинальное напряжение, на его шины включено несколько потребителей. По обмотке О1 протекает ток нагрузки I1 генератора, по обмотке О2 — ток I2. На рис. 2,а представлена векторная диаграмма токов I1 и I2 в обмотках О1 и О2 (см. рис. 1 и 2,а) и напряжения одной фазы генератора.

Вектор тока нагрузки I1 всегда является отстающим от вектора напряжения на некоторый угол ф, так как в полный ток нагрузки I1 входит определенная доля индуктивного тока. Можно сказать, что положение вектора тока I1 определяется величиной коэффициента мощности cos ф. Вектор тока I2 отстает от вектора напряжения на угол 90° благодаря дросселю Др, включенному в цепь обмотки O2, т. е. ток этой обмотки индуктивный.

Токи I1, I2 создают в ТрФК магнитодействующие силы (м. д. с.). Векторы м. д. с. всегда совпадают с векторами тока. На рис. 2,б представлена векторная диаграмма м. д. с. трансформатора ТрФК; м. д. с. F3 является геометрической суммой векторов м. д. с. обмоток О1 и О2. Величина тока возбуждения пропорциональна величине м. д. с. обмотки О3.

Предположим, что нагрузка на генератор увеличится, но без изменения ее характера (фазы). Генератор уменьшит свое напряжение. На векторных диаграммах увеличению нагрузки будет соответствовать увеличение векторов I1 и F1, последний займет положение F1‘. Увеличится и м. д. с. в обмотке О3 до величины F3‘. Это приведет к увеличению тока возбуждения генератора и восстановлению его напряжения до номинального значения. Такая реакция ТрФК на изменение величины нагрузки называется амплитудным компаундированием.

В практике эксплуатации синхронных генераторов встречаются случаи, когда величина полного тока генератора не изменяется (величины векторов I1, F1 остаются прежними), но доля индуктивного тока увеличивается, т. е. уменьшается cos ф (увеличивается угол ф).

Вектор F1 перемещается в положение F1» (рис. 2,в). В результате генератор уменьшает напряжение. Но, согласно векторной диаграмме, можно сделать заключение, что вектор м. д. с. F3 вторичной обмотки ТрФК увеличивается до значения F3«. Следовательно, увеличивается ток возбуждения и напряжение генератора восстанавливается до нормы. Реакция ТрФК на изменение нагрузки по характеру называется фазовым компаундированием.

Таким образом доказано, что трансформатор фазового компаундирования осуществляет регулирование напряжения генератора по возмущающему воздействию — току нагрузки (амплитудное компаундирование) и характеру нагрузки (фазовое компаундирование). Это называется амплитудно-фазовым компаундированием.

ТрФК (см. рис. 1) не может обеспечить высокую точность регулирования напряжения генератора, поэтому система регулирования снабжается корректором напряжения КН. Схемы корректоров напряжения очень разнообразны и довольно сложны, их строят на бесконтактных устройствах типа магнитных усилителей, а в последнее время — на полупроводниковой технике. Принципиально все корректоры напряжения выполняют следующие функции:

регулирование напряжения генератора по отклонению регулируемой величины. Например, если ТрФК регулирование произвел недостаточно точно и напряжение на шинах не соответствует заданной величине, то корректор осуществляет подрегулирование;
регулирование по изменению частоты вращения генератора;
регулирование по температурным изменениям;
распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами.

Корректор напряжения в процессе регулирования изменяет ток в обмотке управления ОУ, расположенной в ТрФК, тогда изменяются общее намагничивание железа ТрФК и величина индуктируемого тока в обмотке О3. Это изменяет величину главного параметра регулирования — тока возбуждения генератора.

Стабилизация напряжения в генераторах

Компаундирование возбуждения асинхронного генератора

Компаундированием возбуждения асинхронного генератора преследуется цель автоматической стабилизации напряжения на зажимах приемника при данном характере нагрузки и изменении ее в определенных пределах. Емкости шунтирующих и компаундирующих конденсаторов (рис. 25) не изменяются (С = const; СК = const).

Напряжения генератора U1, компаундирующих конденсаторов UK и нагрузки U связаны между собой зависимостью U1 = UK + U.

Изменение нагрузки при условии U = const сопровождается изменением напряжения на зажимах генератора, что является характерной особенностью схемы с компаундированием возбуждения. Напряжение UK также не остается постоянным, что непосредственно следует из (51). Благодаря этому и становится возможной стабилизация напряжения на зажимах нагрузки.

С уменьшением нагрузки напряжение компаундирующих конденсаторов также уменьшается. Тем самым их реактивная мощность автоматически ограничивается. Для предупреждения срыва возбуждения при слабых нагрузках в схеме используются шунтирующие конденсаторы. За счет их емкости создается необходимое начальное насыщение магнитной цепи генератора.

Реактивная мощность компаундирующих конденсаторов зависит от значения и характера нагрузки. При заданном значении нагрузки она тем больше, чем ниже коэффициент мощности приемника. По проведенным исследованиям реактивная мощность компаундирующих конденсаторов

может составлять 30 — 50 % мощности, развиваемой генератором.

Вследствие возможного снижения начального насыщения мощность шунтирующих конденсаторов принимается примерно равной 50 — 60 % мощности генератора.

При анализе распределения реактивных мощностей в системе (рис. 25) удобно пользоваться векторными диаграммами токов и напряжений статорных цепей.

Если генератор включен на активную нагрузку, то его реактивная мощность компенсируется суммой реактивных мощностей шунтирующих и компаундирующих конденсаторов.

Из диаграммы рис. 26, а видно, что реактивная мощность фазы генератора

где mU , mi — масштабы напряжения и тока.

Реактивная мощность фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

Представим последнее выражение в виде

Реактивная мощность генератора:

Из диаграммы для активно-индуктивной нагрузки (рис. 26, б) находим, что реактивные мощности фазы генератора и нагрузки составляют:

UIsinφ = mUOF·mi·МС.

Реактивные мощности фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

Произведя вычисления, получим

Т.е. реактивные мощности генератора и нагрузки компенсируются реактивной мощностью шунтирующих и компаундирующих конденсаторов.

Отношение мощностей конденсаторов в данном случае

При применении компаундирования возбуждения возникает задача определения компаундирующей емкости по известным току и коэффициенту мощности нагрузки. Решение ее основывается на ис¬пользовании графоаналитических методов.

Применение способа стабилизации напряжения компаундированием возбуждения ограничивается из-за пониженных массовых показателей (0,5 — 0,7 Kг/KBap при частоте 400 Гц) компаундирующих конденсаторов. Другое затруднение связано с возникновением перенапряжений на конденсаторах при перегрузках и коротких замыканиях.

Уменьшение емкости компаундирующих конденсаторов может быть достигнуто при включении их во вторичную цепь трансформа торов тока (рис. 27).

Компаундирование возбуждения синхронного генератора полным током

Напряжение генератора определяется по формуле Uг=Ег-jIг·Хг, где Ег – э.д.с генератора, Iг – ток генератора, Хг – сопротивление обмотки статора генератора. Из формулы видно, что при изменении тока нагрузки генератора изменяется напряжение генератора на величину падения напряжения (jIг·Хг) в обмотке статора генератора. Схема компаундирования синхронного генератора полным током (рис. 21) поддерживает напряжение генератора Uг в пределах нормы, используя ток I2 от трансформатора тока ТА для компенсации падения напряжения в обмотке статора генератора.

Рис. 21. Схема компаундирования синхронного генератора полным током.

ТА — трансформатор тока;

ТL — промежуточный трансформатор;

RRS — установочный реостат;

VS — выпрямитель;

G— статор генератора;

LG —обмотка возбуждения синхронного генератора;

GE- возбудитель;

LE— обмотка возбуждения возбудителя;

RRE— реостат возбуждения возбудителя;

SFE – контакты реле форсировки возбуждения;

RE – сопротивление форсировки возбуждения.

Вторичный ток I2 трансформатора тока ТА, пропорциональный току генератора Iг, проходит через промежуточный трансформатор TL, выпрямляется с помощью полупроводникового выпрямителя VS и подаётся в обмотку возбуждения LE возбудителя GE.

Выпрямленный ток Iк, называемый током компаундирования, проходит по обмотке LE в том же направлении, что и ток от возбудителя Iв. Поэтому суммарный ток в обмотке возбуждения возбудителя, равный Iв+Iк, зависит не только от положения реостата RRE в цепи обмотки возбуждения LE, но и от величины тока Iк пропорционального току генератора Iг. При увеличении тока статора генератора Iг напряжение генератора Uг понижается, но устройство компаундирования увеличивает ток Iк в обмотке возбуждения LE, что приводит к увеличению э.д.с генератора Ег и напряжение Uг генератора восстанавливается.

Контакты SFE и сопротивление RE осуществляют форсировку возбуждения при внешних КЗ.

Основным назначением промежуточного трансформатора TL является согласование значений тока компаундирования и вторичного тока ТА, а также отделение цепей трансформатора тока от цепей возбуждения генератора. Установочный реостат RRS используется для установки степени компаундирования и для плавного увеличения или уменьшения тока Iк при включении и выводе из работы RRS.

При подборе сопротивления реостата RRS и коэффициента трансформации трансформатора TL должна быть обеспечена, с одной стороны, возможно большая форсировка возбуждения, а с другой — устойчивая работа схемы компаундирования.

Схема компаундирования потребляет от трансформаторов тока значительную мощность, поэтому она подключаются к отдельному комплекту трансформаторов тока.

Особенностью схемы компаундирования является наличие порога компаундирования (рис.22). Это явление состоит в том, что ток от схемы компаундирования начинает поступать в обмотку возбуждения возбудителя не сразу, а лишь после того, как напряжение на выходе схемы компаундирования станет выше напряжения на обмотке LE, создаваемого током Iк.

Рис.22. Характер изменения напряжения генератора, оснащенного устройством компаундирования.

Основным недостатком схемы компаундирования является то, что она реагируя на изменение тока генератора Iг и не учитывает характер тока генератора (рис.22).

Схема компаундирования полным током компенсирует только падение напряжения на сопротивлении обмотки статора генератора согласно формуле UГ=Eг-jIн×Хг, но никак не учитывает изменение э.д.с. Ег от характера тока нагрузки (cosφ). При чисто активной нагрузке Ег мало изменяется. При индуктивной нагрузке Ег значительно уменьшается, что приводит к уменьшению напряжения Uг, а при емкостной нагрузке Ег увеличивается, что приводит к увеличению напряжения Uг.

Скомпенсировать изменение э.д.с. генератора в зависимости от характера тока нагрузки позволяет схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения (рис.23).

Компаундирование возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения

Компаундирование возбуждения машин переменного тока применяется в основном в системах автоматического регулирования напряжения мощных турбо- и гидрогенераторов (рис. 23).

Термин «компаундирование» обозначает автоматическое регулирование тока возбуждения машины в зависимости от тока статора.

Этому принципу регулирования тока возбуждения соответствует часть схемы на рис.23а, управляемая от трансформатора тока ТА. Эта часть схемыназывается «Схема компаундирования синхронного генератора полным током». Принцип работы этой части схемы изложен в п.5.2.2.2 см. рис.21.

Рис. 23. Схема компаундирования возбуждения синхронного генератора в сочетании с корректором напряжения.

В схему компаундирования входят трансформаторы тока ТА, вторичные обмотки которых включены на промежуточный трансформатор Т, а также выпрямитель VD1, который выпрямляет ток компаундирования перед подачей его в обмотку возбуждения возбудителя LGE. Ток компаундирования Iк пропорционален току генератора Iг.

Вторая часть схемы (рис.23,а) питается от трансформатора напряжения TV. Компаундирование в чистом виде по току нагрузки (рис.21) не может обеспечить достаточно точное поддержание напряжения генератора, так как не учитывает cosφ — характер тока нагрузки синхронного генератора Iг.

Uг

Iг

+α

-α

Емкостная часть тока подмагничивает ротор генератора и Ег увеличивается

Индуктивная часть тока размагничивает ротор генератора и Ег уменьшается

Например, если ток Iг имеет активно-индуктивный характер, то индуктивная часть тока Iг размагничивает магнитное поле ротора генератора и его э.д.с. уменьшается, поэтому напряжение на шинах генератора Uг тоже будет уменьшаться, согласно формуле U г=Ег- jI г·Хг. Напротив, если ток Iг имеет активно-емкостной характер, то емкостная часть тока Iг подмагничивает магнитное поле ротора генератора и его э.д.с. увеличивается, поэтому напряжение на шинах генератора Uг тоже будет увеличиваться.

Поэтому одновременно с регулированием возбуждения по току статора генератора применяется еще регулирование по напряжению статора. Для введения регулирующего импульса по напряжению трансформатор Т (универсальный трансформатор с подмагничиванием) оснащается еще обмотками 2 и 4 (рис.23,а).

Ток в обмотке 2 пропорционален Uг. Фаза тока Iн подобрана так, что ток Iн совпадает по фазе с реактивной слагающей тока генератора. Поэтому при чисто активной нагрузке МДС обмоток 1 и 2 взаимно сдвинуты на 90°, а при чисто реактивной нагрузке генератора они совпадают по фазе. Вследствие этого ток компаундирования при неизменных величинах Iг и Uг получается тем больше, чем ниже cosφ или выше реактивная нагрузка генератора, — это так называемое фазовое компаундирование, которое обеспечивает более точное поддержание напряжения, так как ток компаундирования зависит не только от абсолютного значения тока генератора, но и от cosφ.

Через обмотку 4 подмагничивания трансформатора Т производится окончательная коррекция тока компаундирования относительно заданного значения Uг при помощи корректора напряжения. В состав корректора напряжения входят измерительные элементы И1 и И2, включаемые в цепь трансформатора напряжения TV через установочный автотрансформатор Т1.

Принцип действия измерительного органа корректора поясняется рис.22,б. Выпрямленный ток I1 на выходе измерительного элемента И1 прямо пропорционален входному напряжению. Поэтому этот элемент называется линейным. Выпрямленный ток I2 на выходе элемента И2, который называется нелинейным, имеет нелинейную зависимость от входного напряжения (рис.23б). Оба тока I1 и I2 поступают в усилитель У, который реагирует на их разность (Iу=I1-I2) и усиливает ее. Ток выхода корректора поступает в данном случае в обмотку 4 подмагничивания Т.

Из рис.23,б видно, что при снижении напряжения на входе измерительных элементов UТ1 под действием разности токов (I1-I2) ток выхода корректора увеличивается. Корректор поддерживает то напряжение генератора, которое соответствует напряжению UТ1 на входе измерительных элементов.

С помощью автотрансформатора T1 можно изменять настройку корректора. Рассмотренная схема АРВ относится к группе регуляторов пропорционального действия, реагирующих на отклонение тока статора и напряжения статора генератора.

Устройство компаундирования успешно работает и в аварийных режимах работы генератора, когда напряжение генератора снижается, а ток в обмотке статора значительно возрастает.

Генераторы с компаундным возбуждением и компенсирующей ёмкостью

Компаундирование возбуждения асинхронного генератора

может составлять 30 — 50 % мощности, развиваемой генератором.

Из диаграммы рис. 26, а видно, что реактивная мощность фазы генератора

где mU , mi — масштабы напряжения и тока.

Реактивная мощность фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

Представим последнее выражение в виде

Реактивная мощность генератора:

Реактивные мощности фазы шунтирующих и компаундирующих конденсаторов:

Произведя вычисления, получим

Отношение мощностей конденсаторов в данном случае

Бесщеточный синхронный генератор с конденсатором в обмотке статора, самый простой вариант генератора, который может реально работать в системе энергоснабжения. У этого генератора компаундная система возбуждения, у которой конденсатор в дополнительной обмотке статора создает дополнительное магнитное поле способное регулировать напряжение в нагрузке.

Главным достоинством такого генератора является простота конструкции и минимум регулировочных компонентов. В конструкции отсутствует коммутационный узел щеточного механизма и токосъемного устройства. Этот узел, практически в любом устройстве, будь это двигатель постоянного тока, или коллекторный электродвигатель, а тем более генератор является самым слабым звеном.

Напряжение возбуждения создается в роторе генератора, обмотка которого разделена на две секции через выпрямительные диоды таким образом, что ток в этих катушках протекает в одном направлении.

К недостаткам такого генератора можно отнести то, что генератор такого типа способен генерировать только однофазное напряжение 220В.

В статоре генератора расположены две обмотки силовая обмотка на напряжение 220В и дополнительная обмотка, к которой подключается компенсирующий конденсатор. Основная и дополнительная обмотки генератора уложены в пазы статора таким образом, что основная силовая обмотка занимает 23 пазов, а дополнительная остальную 13.

Метод регулирования выходного напряжения бесщеточного синхронного генератора заключается в следующем. В начальный период, когда напряжение на выходе генератора равно нулю, вращающийся ротор за счет остаточной намагниченности пакета магнитопровода наводит в статоре ток.

Для более быстрого и гарантированного процесса начала возбудительного процесса в торцы роторов современных генераторов вклеиваются небольшие постоянные магниты. Так как ток протекающий в обмотке ротора постоянный ( он выпрямлен замыкающими диодами) процесс возбуждения происходит лавинообразно, дополнительно усиливаясь магнитным полем дополнительной обмотки статора. Этот процесс продолжается до тех пор пока генератор не войдет в режим насыщения.После этого генератор готов к приемке нагрузки.

Рост тока возбуждения в генераторе такого типа ни чем не ограничен и может расти до бесконечности, если нагрузка будет увеличиваться. Конечно это на практике невозможно по нескольким причинам.

Мощность приводного двигателя рассчитана на долговременную работу с определенной нагрузкой, при превышении которой двигатель просто не потянет нагрузку и заглохнет.

Сечение обмоточного провода силовой обмотки и обмотки возбуждения рассчитаны на определенную силу тока, при превышении которой работа в долговременном режиме приведет к тепловому разрушению изоляционных материалов и обмотки сгорят. Ток возбуждения, в обмотке ротора достигнув определенной величины критической для выпрямительных диодов, приведет к пробою или обрыву кристалла PN перехода одного из диодов.

В силу того что магнитное поле дополнительной обмотки напрямую связано с величиной тока возбуждения ротора бесконечный рост тока возбуждения невозможен так как через компенсирующий конденсатор будет протекать ток превышающий его рабочие характеристики и конденсатор попросту взорвется. Более качественное снабжение электроэнергией вашему дому как альтернатива с конденсатором будет синхронный генератор с регулятором AVR в цепи возбуждения ротора.

Доброго всем дня!
Один из моих хороших знакомых попросил поглядеть и разобраться почему у него перестал работать и выдавать ток генератор переменного тока, подключенный к дизельному двигателю.
Думаю — не в первой! Скорее всего «залипли» или «кончились» щетки и проблема быстро решится.
Выезжаю на место, разбираю генератор и вижу — ЩЕТКИ НЕ ПРЕДУСМОТРЕНЫ! Их НЕТ
Беру схему от генератора и правда — их нет.
По схеме — на роторе 2 обмотки последовательно и «закольцованы» с диодом, т.к. обмотки сами на себя на роторе через диод «закорочены»
На статоре 2 обмотки — с одной снимается 220в, а вторая обмотка запараллелена с конденсатором на 10 мкф (400в)
Проблемой оказалось, что эти две обмотки на статоре «пробило» и закоротило между собой. Сейчас проблема решена перемоткой статора и теперь генератор вновь работает!

Но остался вопрос: КАК ОН РАБОТАЕТ. Пытался найти принцип его действия, но не нашел. т.к., видимо, не могу точно сформулировать запрос для поиска. Увы.

Внимание вопрос: КАК ОН (генератор) РАБОТАЕТ. Ткните носом или расскажите, пожалуйста

Источник: nevinka-info.ru