Бесщеточный синхронный генератор переменного тока: Бесщёточный синхронный генератор — Wikiwand

Бесщеточные синхронные генераторы

Одним
из трудоемких при обслуживании узлов
сис­темы АРН ССГ является контактно-щеточный
аппарат. При ра­боте генераторов
контактные кольца и щетки изнашиваются
значи­тельно быстрее, чем другие части
генератора. При работе генератора от
щеток появляется угольная пыль, которая
оседает на об­мотках генератора и
щеточном устройстве.

Для
повышения надежности САРН и уменьшения
трудоемкости их обслуживания были
разработаны бесщеточные системы
возбуж­дения. Генераторы переменного
тока, у которых нет щеток и колец, получили
название бесщеточных СГ. Переменный
ток, вырабаты­ваемый возбудителем,
выпрямляется с помощью полупроводнико­вых
вентилей, установленных на вращающемся
валу, и подается на обмотку возбуждения
генератора.

Благодаря
отсутствию подвижных и скользящих
контактов, эти генераторы надежно
работают в условиях тряски и вибрации,
в пожаро- и взрывоопасных средах и не
создают радиопомех.

Первый
судовой бесщеточный генератор мощностью
425 кВт при 1200 об/мин, изготовленный фирмой
AIE
(Англия) был уста­новлен на танкере
«Вариселла» в 1960 г. Судовые бесщеточные
СГ могут быть выполнены с синхронным
(рис.
95,
а)
и
асинхронным возбудителем (рис.
95,
б).

Рис. 95. Принципиальная схема бесщеточного генератора: 1— статорные обмотки генератора; 2 — обмотки возбуждения генератора; 3 — выпрямитель­ное устройство; 4 — обмотки переменного тока возбудителя; 5 —обмотка возбуждения воз­будителя

Синхронным
возбудителем называют обращенную
синхронную машину, у которой индуктор
неподвижен, а обмотка переменного тока
вращается.

Асинхронный
возбудитель в простейшем виде представляет
собой электродвигатель с фазным ротором,
работающий в режиме асинхронного
генератора.

Возбудители
переменного тока могут иметь любое
число фаз и различные схемы включения
обмоток. Наибольшее распростране­ние
получили трехфазные синхронные
возбудители с соединением обмоток в
звезду и реже — в треугольник.

Напряжение
генератора с синхронным возбудителем
большин­ством типов регуляторов
поддерживается с точностью ± 1 %.

Самовозбуждение
обеспечивается за счет остаточной НС
полю­сов возбудителя, а если она
недостаточна, то принимают специаль­ные
меры:

На случай
размагничивания некоторые фирмы
предусматри­вают питание обмотки
возбуждения от постороннего источника
постоянного тока.

Выпрямительное
устройство бесщеточных генераторов
соби­рается на кремниевых вентилях,
как правило, по трехфазной мо­стовой
схеме. Для улучшения динамических
характеристик генера­тора в последнее
время широкое распространение получили
КУВ
для выпрямления и регулирования тока
возбуждения.

Конструкция
бесщеточных генераторов определяется
мощ­ностью возбудителя и параметрами
обмотки возбуждения генера­тора.
Судовые генераторы значительных
мощностей, как правило, изготовляются
в рамном исполнении с двумя подшипниковыми
щитами. Возбудитель устанавливается
либо в одном корпусе с ге­нератором,
либо выносится за подшипник. При этом
габаритные показатели остаются на
уровне ССГ с системами фазового
ком­паундирования.

Бесщеточные
генераторы комплектуются регуляторами
напря­жения либо корректорами
напряжения.

Рис. 96. Блок-схема бесщеточного гене­ратора фирмы ASEA	Рис. 97. Внешние характеристики бесщеточного генератора фирмы ASEA

Блок-схема
САРН бесщеточного генератора с тиристорным
воз­буждением фирмы ASEA
приведена на рис.
96.
Она включает в
себя:

• основной
  возбудитель, питающий обмотку возбужде­ния
  ОВГ через управляемый трехфазный
  выпрямительный мост 1;

• вспомогательный
  воз­будитель 4;

• регулятор
  2.

Оба
возбудителя синхронного типа. Управление
тиристорами осуществляется регулятором
через импульсные трансформа­торы,
первичные обмотки кото­рых неподвижны,
а вторич­ные расположены на валу
гене­ратора.

Вспомогательный
возбудитель имеет две обмотки статора,
одна из которых питает обмотку возбуждения
основного возбудителя через выпрямительный
мост 3,
а другая
подает вспомогательное напряжение на
регулятор.

Схема
выполнена таким образом, что цепи
регулятора не имеют непосредственного
соединения с цепью статора, а, следовательно
не чувствительны к КЗ в цепи статора.
Это позволяет иметь возмож­ность
поддерживать установившееся значение
тока КЗ замыкания в 3 — 4 раза выше
номинального, что обеспечивает возможность
се­лективного срабатывания защит.
Благодаря наличию вспомога­тельного
возбудителя, требующего для возбуждения
незначитель­ного остаточного
намагничивания, обеспечивается надежное
само­возбуждение генератора, даже
после КЗ. Все элементы схемы, кро­ме
потенциометра для установки величины
напряжения генерато­ра, установлены
на генераторе. Потенциометр монтируется
на ГРЩ. Система обеспечивает точность
поддержания напряжения в пределах ( + 3

5%) U_Н
при изменении режима нагрузки от 0 до
номинальной величины и cos

от 0 до 1 (рис.
97).
Время восстанов­ления напряжения при
провале, равном 15 % U_H,
составляет
0,1с.

Бесщеточные
С Г фирмы ELIN
(Австрия). Рассматриваемая си­стема
представлена на рис.
98
для генераторов мощностью 320 кВт при
750 об/мин. Синхронный воз­будитель
имеет обмотку перемен­ного тока,
расположенную на ро­торе, и полюса с
обмоткой воз­буждения на статоре.

Выпрямители
находятся внут­ри активного железа
ротора воз­будителя, посаженного на
фигур­ную ступицу конца вала.

АРН
представляет собой малогабаритную
систему фазового компаундирования с
КН. Компаундирование осуществляется
токо­выми однофазными трансформаторами
(ТТ), дросселем (Др) с регулируемым
воздушным зазором и трансформатором
(Tрl).

Данная
система настраивается таким образом,
чтобы на холо­стом ходу с отключенным
корректором и номинальной частотой
вращения напряжение генератора было
1,1—1,15 U_ГН.
Уменьшение тока до номинальной величины
осуществляется корректором на­пряжения
КН.

КН
получает питание от Тр2
с
двумя вторичными обмотками W2
(55В)
и W3
(12В).
Напряжение обмотки W2
выпрямляется
вы­прямителем В2,
фильтруется
электролитическим конденсатором С1
и
стабилизируется кремниевым стабилитроном
Ст1.
Величина
ста­билизированного напряжения
устанавливается равной 30В.

Напряжение,
выпрямленное блоком В3,
подается
на базу тран­зистора Т1,
где
производится сравнение напряжений,
эталонного (9В) на стабилитроне Ст2
с
пропорциональным фактическому. Разностью
этих напряжений управляется усилитель
на транзисто­рах Т1
и
Т2,
который
выдает пропорциональный сигнал на
фазоин-верторный каскад, собранный на
транзисторе Т3
и
резисторах R21
и
R22,
который
заряжает конденсатор С6
с
необходимой скоростью.

При
достижении напряжением на конденсаторе
величины сраба­тывания динистора Д3
(12В)
происходит разряд конденсатора через
резистор R27
по
цепи управляющий электрод-катод
тиристо­ра. Тиристор открывается и
замыкает фазы выпрямителя В1
через
R2.
В
результате ток возбуждения снижается
и уменьшается на­пряжение генератора.

Для
уставки величины напряжения предусмотрены
переменные резисторы R5
и
R7.
Резистор
R5
размещен
на лицевой панели ГРЩ. Напряжение,
пропорциональное напряжению генератора
с R5
и
R7,
подается
через Д1
на
R10
и
R11.

Для
ограничения тока замыкания фаз выпрямителя
В1
и
умень­шения подмагничивания постоянным
током трансформаторов тока последовательно
с тиристорами установлен резистор R2.
Защита
В1
от
перенапряжений на ОВВ,
возникающих
при работе тиристо­ра, обеспечивается
резисторами R3
и
R4,
сопротивление
которых в 6 раз больше сопротивления
ОВВ.

Система
обеспечивает при одиночной работе
генератора под­держание напряжения
с точностью ± 0,5 % от заданной величины
в пределах от 1,05 до 0,9 U_H.
При
этом допускается длительное от­клонение
частоты в пределах 48 — 65 Гц и температуры
окружаю­щей среды от —30 до +45°С.

Характер
восстановления напряжения при включении
нагрузки зависит от скорости срабатывания
управляющего усилителя, кото­рая
регулируется настройкой обратной связи,
включающей в себя конденсатор С2
и
пропорционально-интегральную схему из
рези­стора R16
и
конденсаторов С3
и
С4.
Автоколебания
системы устра­няются также настройкой
обратной связи, и если это не удается,
то увеличивают сопротивление резистора
R2
в
цепи тиристора.

Рис. 98. Система возбуждения бесщеточных генераторов фирмы ELIN

Для
защиты тиристора от перенапряжений при
КЗ в цепи ста­тора, в цепи анод-управляющий
электрод тиристора установлен газоискровый
разрядник ГР,
который
при превышении анодного напряжения
тиристоров свыше 400В срабатывает и
подает им­пульс на управляющий электрод
тиристора, который открывается, что и
обеспечивает его защиту от высокого
напряжения.

Резистор
R29,
шунтирующий
цепь управляющий электрод-катод
тиристора служит для уменьшения влияния
паразитных емкостных связей в этой
цепи. Стабилитрон Ст2
обеспечивает
повышение по­тенциала эмиттера
транзистора Т3
до
уровня, необходимого для согласования
работы транзисторов Т1
и
ТЗ.

Обратная
связь по току генератора, необходимая
для получения требуемого статизма
внешних характеристик генератора,
состоит из трансформатора тока ТТ4
и
резистора R6.
При
одиночной рабо­те генератора R6
шунтируется
перемычкой.

Элементы
системы возбуждения рассчитаны для
обеспечения режима трехфазного КЗ в
течение 10с при установившемся токе КЗ
около 1,6 I_н.

Мощность
возбудителя рассчитана на обеспечение
номинально­го напряжения генератора
при токе, равном 1,25 I_гн
и cos

= 0,8, в течение непродолжительного
времени.

Ударный
ток трехфазного глухого замыкания не
превышает 15-кратного амплитудного
значения номинального тока. Самовозбуж­дение
обеспечивается остаточным напряжением,
составляющим около 4 % U_Н.

Возбуждение
снимается выключателем гашения тока
(ВГТ) шунтирующим ОВВ сопротивлением,
равным 28 Ом.

Габаритные
размеры данного генератора меньше
размеров оте­чественного генератора
МСС 375-750 мощностью 300 кВт при 750 об/мин.

Бесщеточные синхронные генераторы (БСГ) | БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Если у вас не прогружаются какие-то фотографии / картинки / чертежи, тогда рекомендуем использовать VPN сервисы!

Бесщеточные синхронные генераторы (БСГ)

На современных судах и вновь строящихся в качестве источника синусоидального переменного тока широкое применение получили БСГ.

БСГ — это синхронный генератор, у которого в качестве возбудителя применяется электрическая машина переменного тока; обращенная 3-х фазная обмотка возбудителя через неуправляемый выпрямительный мост Ларионова питает индуктор (U1,U2).

Для обеспечения уверенного возбуждения БСГ на валу установлен подвозбудитель, представляющий собой 3-х фазный синхронный генератор без обмотке на роторе. Обмотки основного возбудителя и подвозбудителя соединены между собой через регулятор напряжения. К нему же подается мощность от статора БСГ, обусловленная наличием остаточного напряжения. В результате преодолевается запорное действие диодного моста Ларионова при малых напряжениях, к нему подаваемых. В результате совместных усилий обмоток статора БСГ, возбудителя и подвозбудителя создается результирующая МДС, а следовательно, и поток возбуждения, обеспечивая компенсацию реакции якоря и падения напряжения в обмотке статора БСГ во всех режимах работы этого генератора — от холостого хода до номинальной нагрузки. Сам тиристорный регулятор смонтирован внутри корпуса БСГ и работает надежно. Отсутствие колец и щеток повышает надежность и долговечность БСГ. Нет угольной пыли, которая разрушает изоляцию, нет необходимости проточки и замены колец.

На роторе БСГ, как и у других СГ, расположены, как правило, две обмотки: одна — возбуждения, другая — короткозамкнутая, уложенная в полюсные наконечники (она называется еще демпферной и служит для обеспечения устойчивой параллельной работы СГ. В статоре синхронного бесщеточного генератора может быть расположено до трех обмоток:

— основная;
— вспомогательная — для питания обмоток трансформатора регулятора напряжения;
— обмотка для питания собственных нужд (в АГЭУ).

Обмотки статора БСГ, как правило, соединяются «звездой». Несмотря на большую надежность по отношению к обычному СГ, БСГ требует тщательного ухода в условиях эксплуатации.

Должен производиться периодический замер сопротивления изоляции обмоток и ее повышения в случае необходимости. Также должна четко срабатывать защитная аппаратура в случае перегрузки, перегрева, короткого замыкания и т.д.

Следующее
Предыдущее
Главная страница

• Розетки без заземления — можно или опасно?

  Чем опасна розетка без заземления? Как решить эту проблему? При переезде в новый дом Вы начинаете жизнь с чистого листа. Постепенно в…

• Эксплуатация электрооборудования. Основы электробезопасности

  Основные требования и организация обслуживания электрооборудования Под технической эксплуатацией электрооборудования понимают процесс его и…

• Судовая сигнализация. Виды сигнализации на судне

  Судовая сигнализация подразделяется на пожарную, авральную и обиходную. На судах применяется автоматическая пожарная сигнализация , предна…

• Параллельная работа генераторов переменного тока

  Параллельная работа генераторов переменного тока требует соблюдения более сложных условий, чем параллельная работа генераторов постоянного т…

• Судовые аккумуляторы (виды, назначение, заряд, разряд, эксплуатация и обслуживание)

  В судовых электростанциях аккумуляторные батареи резервируют электрическую энергию на случай отключения генераторов, обеспечивая при этом …

• Устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей

  Асинхронные электродвигатели просты по конструкции, экономичны и надежны в работе. На судах асинхронные двигатели применяют для привода раз…

• Неисправности электрических машин переменного тока

  1. Перегрев обмотки статора синхронной машины Причина неисправности: а) Перегрузка генератора по току б) Межвитковое соединение, коротк…

世界杯靠谱竞猜平台-安全进入-手机App Store

Почетный сертификат

Это высшая честь для мощности FMW — получить сертификаты за годы работы над генератором.

Подробнее +

О нас

Fuzhou FMW Power Co., Ltd.

Являясь научно-техническим предприятием в Китае, Fuzhou FMW Power Co., Ltd. занимается производством и разработкой дизельных генераторов. с самой модернизированной системой управления генераторной установкой, такой как система ATS, параллельная система, система защиты и система автоматического зарядного устройства от модулей Deepsea, ComAp, Smartgen и т. д. с 2003 года. Дизельный генератор Fuzhou FMW Power Co., Ltd. серия, многофункциональность и многофункциональность широко применяются для питания любых приложений, включая отели, больницы, базовые станции, промышленные предприятия, центры обработки данных, аэропорты и многое другое со всего мира. Дизель-генераторная установка FMW POWER предназначена для генератора с открытой рамой или бесшумного генератора с различными дизельными двигателями и генераторами переменного тока в зависимости от различных потребностей в выработке электроэнергии от 3 кВт до массивных 2000 кВт. Она охватывает генератор Cummins, генератор Ricardo, генератор Perkins, генератор Shanghai. , генератор Deutz, генератор Lovol, генератор Kubota и т. д. с оригинальными генераторами Stamford, Leroy Somer, Marathon и Mecc-Alte. Производственная база Fuzhou FMW Power Co., Ltd. оснащена опытными рабочими, профессиональными технологами, первоклассным производственным, сборочным и испытательным оборудованием и организована в полном соответствии с ISO 9.Система 001-2008. Каждый генератор поставляется только после тщательного тестирования и проверки с помощью автоматической компьютерной системы и тщательной ручной системы.

Подробнее +

Лидеры продаж

Дизельный генератор охватывает генератор Cummins, генератор Ricardo, генератор Perkins, генератор Shanghai, генератор Deutz, генератор Lovol, генератор Kubota и т. д. с оригинальным Stamford, Leroy Somer и бесщеточным генератором MCA.

• 12kw-400kw двигатель-генератор Ricardo & Steyr

  Генераторная установка Ricardo & Steyr состоит из дизельного двигателя серии Ricardo или Steyr, а также бесщеточного генератора переменного тока FMW с модулями управления генератором Deepsea, ComAp или Smartgen. Диапазон мощности: от 12 кВт до 400 кВт как генератор с открытой рамой, так и генератор навесного типа

• Малошумный генератор мощностью от 8 кВт до 150 кВт

  Малошумный генератор мощностью от 8 кВт до 150 кВт представляет собой малогабаритную бесшумную дизель-генераторную установку.

• Малошумный генератор мощностью от 150 кВт до 500 кВт

  Малошумный генератор мощностью от 150 кВт до 500 кВт представляет собой бесшумную дизель-генераторную установку среднего размера.

• Генератор Cummins Engine мощностью 24–1800 кВт

  Генераторная установка Cummins состоит из дизельного двигателя Cummins, генератора Stamford, генератора Leroy Somer или бесщеточного генератора FMW с модулями управления генератором Deepsea, ComAp или Smartgen. Диапазон мощности: от 24 кВт до 1800 кВт как генератор с открытой рамой, так и генератор с навесом

• Генератор двигателя Lovol мощностью 24–160 кВт

  Генераторная установка Lovol состоит из дизельного двигателя Lovol, генератора Stamford, генератора Leroy Somer или бесщеточного генератора FMW с модулями управления генератором Deepsea, ComAp или Smartgen. Диапазон мощности: от 24 кВт до 160 кВт как генератор с открытой рамой, так и генератор навесного типа

• Бесщеточный синхронный генератор переменного тока серии 184

  (12кВт-41кВт) Бесщеточный генератор переменного тока FMW с этой выходной мощностью точно разработан и изготовлен в соответствии с оригинальным генератором переменного тока Stamford серии PI144, включая технические характеристики, все запасные части и внешний вид.

Все продукты

Модели бесколлекторного синхронного генератора для изучения автономной электроэнергетической системы

Details

Format

Book

First Published

06 Jul 2020

Languages ​​

English

Pages

161

Illustration

75

Copyright

©

Format

PDF

ISBN

978-83-957713-4-7

Первая публикация

03 июня 2020 г.

E-Pub

069

978-83-957713-8-5

Первая опубликованная

03 июня 2020

в мягкой обложке

ISBN

978-83-9577713-3-0744494

3 978-83-9577713-3-0744494

73 978-83-9577713-3-07449494

73.

Ключевые слова книги

Синхронный генератор, моделирование, энергетические системы

Тематика книги

Инженерное дело, Электротехника, Основы электротехники, Промышленная химия, Сбор и преобразование энергии, Материаловедение, Моделирование и моделирование

Это кандидатская диссертация. Работа, представленная в этой монографии, была выполнена на кафедре силовой электроники и электрических машин факультета электротехники и управления Гданьского технологического университета. Разработанные в ходе исследований модели бесколлекторного синхронного генератора проверены с помощью моделирования на основе МКЭ и измерений, проведенных на генераторе-прототипе. Основное внимание в исследованиях было уделено бесщеточному синхронному генератору в современных более электрических авиационных системах с переменной частотой. Был разработан прототип генератора и проанализированы его характеристики с акцентом на более высокую скорость вращения компонентов прототипа и качество вырабатываемой электроэнергии. Для этого были разработаны модели генератора на основе FEM и схемы, а также были измерены и смоделированы характеристики машины. Предложенная модель цепи позволила учесть несинусоидальное пространственное распределение магнитного потока вдоль воздушного зазора, что, в свою очередь, позволило провести анализ качества электроэнергии на основе моделирования.

Аннотация и индексация

Модели бесщеточного шроронного генератора для изучения автономной электроэнергетической системы охватываются следующими услугами:

• Baidu Scholar
• Google Books
• Google Scholar
• NAVIGA (SoftGWEC)
• Google Scholar
• (Softga) NAVIGA (SoftGWEC)

• Google Scholar
• (Softga) (Speetco)
• Google Scholar. Primo Central (ExLibris)
• ReadCube
• Semantic Scholar
• Summon (ProQuest)
• TDOne (TDNet)
• WorldCat (OCLC)

Филип Кутт Доктор философии: Гданьский технологический университет, факультет электротехники и систем управления, кафедра силовой электроники и электрических машин, Польша. Электронная почта: [email protected]

FrontMatter

ПРЕДИСЛОВИЕ

СПИСОК Символов

СПИСОК Сокралений

Содержание

1. ВВЕДЕНИЕ

2. БЕЛИКАЯ Синхро (AEPS)

3. КОНЦЕПЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ПРОТОТИПА BSG

4. Анализ FEM прототипа BSG

5. Разработка моделей BSG

6.