Eng Ru
Отправить письмо

Система возбуждения синхронных генераторов. Системы возбуждения синхронных генераторов


4 Раздел

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Способы возбуждения и устройство синхронных машин

Магнитное поле и характеристики синхронных генераторов

Параллельная работа синхронных генераторов

Синхронный двигатель и синхронный компенсатор

Синхронные машины специального назначения

Синхронные машины — это бесколлекторные машины пе­ременного тока. По своему устройству они отличаются от асинхронных машин лишь конструкцией ротора, который может быть явнополюсным или неявнополюсным. Что же касается свойств, то синхрон­ные машины отличаются син­хронной частотой вращения ротора (n2 = n1 = const) при любой нагрузке, а также воз­можностью регулирования ко­эффициента мощности, уста­навливая такое его значение, при котором работа синхрон­ной машины становится наи­более экономичной. Синхрон­ные машины обратимы и могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Синхронные гене­раторы составляют основу электротехнического оборудо­вания электростанций, т. е. практически вся электроэнер­гия вырабатывается синхрон­ными генераторами. Единич­ная мощность современных синхронных генераторов дос­тигает миллиона киловатт и более. Синхронные двигатели применяются главным обра­зом для привода устройств большой мощности. Такие двигатели по своим технико-экономическим показателям превосходят двигатели других типов. В крупных электроэнер­гетических установках синхронные машины иногда исполь­зуются в качестве компенса­торов — генераторов реак­тивной мощности, позволяю­щих повысить коэффициент мощности всей установки. В данном разделе рассмотрены главным образом трехфазные синхронные машины. Приве­дены также сведения по неко­торым типам синхронных дви­гателей весьма малой мощ­ности, применяемым в уст­ройствах автоматики и при­борной техники.

Глава 19

• Способы возбуждения и устройство синхронных машин

§ 19.1. Возбуждение синхронных машин

При рассмотрении принципа действия син­хронного генератора (см. § 6.1) было установлено, что на роторе синхронного генератора расположен источник МДС (индуктор), создающий в генераторе магнитное поле. С помощью приводного двигателя (ПД) ротор генератора приводится во вращение с синхронной частотой n1. При этом магнитное поле ротора также вращается и, сцепляясь с обмоткой статора, наводит в ней ЭДС.

Синхронные двигатели конструктивно почти не отличаются от синхронных генераторов. Они также состоят из статора с обмоткой и ротора. Поэтому независимо от режима работы любая синхронная машина нуждается в процессе возбуждения - наведения в ней магнитного поля.

Основным способом возбуждения синхронных машин является электромагнитное возбуждение, сущность которого состоит в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения. При про­хождении по этой обмотке постоянного тока возни­кает МДС возбуждения, которая наводит в магнит­ной системе машины магнитное поле.

До последнего времени для питания обмотки возбуждения применялись специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения (см. § 28.2), называемые возбудителями В (рис. 19.1, а), обмотка возбуждения которого (ОВ) получала пита­ние постоянного тока от другого генератора (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ). Ротор синхронной машины и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронной машины поступает через контактные кольца и щетки. Для регулирования тока возбуждения применяют регу­лировочные реостаты, включаемые в цепи возбуж­дения возбудителя (r1) и подвозбудителя (r2).

В синхронных генераторах средней и большой мощности про­цесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах большой мощности — турбогене­раторах (см. § 19.2) — иногда в качестве возбудителя применяют генераторы переменного тока индукторного типа (см. § 23.6). На выходе такого генератора включают полупроводниковый выпрямитель.

Рис. 19.1. Контактная (а) и бесконтактная (б) системы

электромагнитно­го возбуждения синхронных генераторов

Регулировка тока возбуждения синхронного генератора в этом случае осуществляется изменением возбуждения индуктор­ного генератора.

Получила применение в синхронных генераторах бескон­тактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе.

В качестве возбудителя и в этом случае применяют генератор переменного тока (рис. 19.1, 5), у которого обмотка 2, в которой наводится ЭДС (обмотка якоря), расположена на роторе, а обмот­ка возбуждения 1 расположена на статоре. В результате обмотка якоря возбудителя и обмотка возбуждения синхронной машины оказываются вращающимися, и их электрическое соединение осу­ществляется непосредственно, без контактных колец и щеток. Но так как возбудитель является генератором переменного тока, а об­мотку возбуждения необходимо питать постоянным током, то на выходе обмотки якоря возбудителя включают полупроводниковый преобразователь 3, закрепленный на валу синхронной машины и вращающийся вместе с обмоткой возбуждения синхронной маши­ны и обмоткой якоря возбудителя. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя осуществляется от подвозбудителя (ПВ) — генератора постоянного тока.

Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения син­хронной машины позволяет повысить ее эксплуатационную на­дежность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в том числе гидрогенераторах (см. § 19.2), получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 19.2, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупро­водниковый преобразователь (ПП) преобразуется в энергию по­стоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счет остаточного магнетизма магнитопровода машины.

Рис. 19.2. Принцип самовозбуждения синхронных генераторов

На рис. 19.2, б представлена структурная схема автоматиче­ской системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток пода­ется в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора побуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряже­ния на выходе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ). Схема содержит блок защиты БЗ, обеспечивающий защиту обмотки возбуждения и тиристорного преобразователя ТП от перенапряжений и токовой перегрузки.

В современных синхронных двигателях для возбуждения применяют тиристорные возбудительные устройства, включае­мые в сеть переменного тока и осуществляющие автоматическое управление током возбуждения во всевозможных режимах работы двигателя, в том числе и переходных. Такой способ возбуждения является наиболее надежным и экономичным, так как КПД тиристорных возбудительных устройств выше, чем у генераторов постоянного тока. Промышленностью выпускаются тиристорные возбудительные устройства на различные напряжения возбуждения с допустимым значением постоянного тока 320 А.

Наибольшее распространение в современных сериях синхронных двигателей получили возбудительные тиристорные устройства типов ТЕ8-320/48 (напряжение возбуждения 48 В) и ТЕ8-320/75 (напряжение возбуждения 75 В). Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5% полезной мощности машины (меньшее значение от­носится к машинам большой мощности).

В синхронных машинах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, когда на роторе машины располагаются постоянные магниты. Такой способ воз­буждения дает возможность избавить машину от обмотки возбуж­дения. В результате конструкция машины упрощается, становится более экономичной и надежной. Однако из-за дефицитности мате­риалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбу­ждения постоянными магнитами ограничивается лишь машинами мощностью не более нескольких киловатт (см. §23.1).

studfiles.net

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:

  • применение подвозбудителей с постоянными магнитами,

  • встраивание постоянных магнитов в полюса возбудителя и др.

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%) UН при изменении режима нагрузки от 0 до номинальной величины и cos  от 0 до 1 (рис. 97). Время восстанов­ления напряжения при провале, равном 15 % UH, 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 UГН. 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 UH. 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 Iн.

Мощность возбудителя рассчитана на обеспечение номинально­го напряжения генератора при токе, равном 1,25 Iгн 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 % UН.

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.

studfiles.net

11. Системы возбуждение синхронных генераторов

Обмотка ротора синхронного генератора питается постоянным током, который создает магнитный поток возбуждения. Обмотка ротора, источник постоянного тока, устройства регулирования и коммутации составляют систему возбуждения генератора.

Системы возбуждения должны:

обеспечивать надежное питание обмотки ротора в нормальных и аварийных режимах;

допускать регулирование напряжения возбуждения в достаточ­ных пределах;

обеспечивать быстродействующее регулирование возбуждения с высокими кратностями форсирования в аварийных режимах;

осуществлять быстрое развозбуждение и в случае необходимо­сти производить гашение поля в аварийных режимах.

В зависимости от источника питания системы возбуждения раз­деляются на системы независимого возбуждения и са­мовозбуждения.

В системе независимого возбуждения на одном валу с генера­тором находится возбудитель — генератор постоянного или пере­менного тока. В системе самовозбуждения питание обмотки воз­буждения осуществляется от выводов генератора через специаль­ные понижающие трансформаторы и выпрямительные устройства.

Для генераторов мощностью до 100 МВт в качестве возбудителя применяется генератор постоянного тока GE, соединенный с ва­лом генератора (рис. 2.9, а). Обмотка возбуждения возбудителя LGE питается от якоря возбудителя, ток в ней регулируется реостатом RR или автоматическим регулятором возбуждения АРВ. Ток, пода­ваемый в обмотку возбуждения LG синхронного генератора G, оп­ределяется величиной напряжения на возбудителе. Недостатком такой системы возбуждения является невысокая надежность рабо­ты генератора постоянного тока GE из-за вибрации и тяжелых ус­ловий коммутации при высокой частоте вращения 3000 об/мин. Другим недостатком является невысокая скорость нарастания воз­буждения, особенно у гидрогенераторов (V= 1 — 2 с"1).

В системе самовозбуждения (рис. 2.9, б) обмотка возбуждения генератора LG получает питание от трансформатора ТЕ, присо­единенного к выводам генератора, через управляемые от АРВ вен­тили VS и от трансформаторов тока ТА через неуправляемые вен­тили VD. Ток вентилей VD пропорционален току статора, поэтому они обеспечивают форсировку возбуждения и работу генератора при нагрузке. Управляемые вентили VS подают ток, пропорцио­нальный напряжению генератора, и обеспечивают регулирование напряжения в нормальном режиме. Такая система применяется для мощных синхронных машин.

Широкое распространение получила система возбуждения с ма­шинным возбудителем 50 Гц и статическими выпрямителями (с т а-тическая тиристорная система независимого возбуждения — рис. 2.10). На одном валу с генератором G на­ходится вспомогательный синхронный генератор GE, который име­ет на статоре трехфазную обмотку с отпайками, к которым при­соединены две группы тиристоров: рабочая группа VD1 — на низ­кое напряжение возбудителя и форсировочная группа VD2 — на полное напряжение. Применение двух групп тиристоров обеспе­чивает потолок возбуждения до 4UfH0M и высокое быстродействие (V= 50 с-1)- Обе группы соединяются параллельно по трехфазной мостовой схеме. На рис. 2.10 для упрощения чтения схемы показа­ны тиристоры только в одной фазе.

Система управления тиристорами AVD2 и AVD1 питается от трансформатора ТА1 и связана с АРВ (автоматическое регулиро­вание возбуждения). Возбудитель GE имеет обмотку возбуждения LGE, получающую питание от трансформатора ТА2 через венти­ли VD. В рассмотренной схеме также показаны элементы схемы автоматического гашения магнитного поля (АГП): автомат АГП, резистор R, разрядник FV и контактор КМ.

Рис. 2.11. Бесщеточная система возбуждения

Рис. 2.10. Статическая тиристорная система независимого возбуждения

К недостаткам схемы следует отнести наличие возбудителя пе­ременного тока, который услож­няет эксплуатацию, а также на­личие скользящих контактов между неподвижными щетками, к которым присоединена систе­ма неподвижных тиристоров, и подвижными контактными коль­цами КК, вращающимися на валу ротора.

Последний недостаток привел t к разработке бесщеточной системы возбуждения - (рис. 2.11). В качестве возбудителя GE в этой системе используется синхронный генератор 50 Гц, об­мотка возбуждения которого LE расположена на неподвижном ста­торе, а трехфазная обмотка — на вращающемся роторе. Обмотка LE получает питание от подвозбудителя GEA через выпрямитель VDE. ; На одном валу с возбудителем на специальных дисках укреплены тиристоры VD, которые выпрямляют переменный ток возбудителя и подают его в ротор генератора по жестким шинам без i колец и щеток, так как ротор генератора, тиристоры VD и ротор возбудителя вращаются на одном валу с одинаковой скоростью. Регулирование тока возбуждения осуществляется от АРВ путем воздействия на тиристоры через импульсное устройство А и вра­щающийся трансформатор ТА.

Достоинством этой системы является отсутствие контактных колец и щеток, недостатком — необходимость останова генерато­ра для переключения на резервное возбуждение или для замены тиристоров.

studfiles.net

Реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет энергетический

Кафедра «Электрические станции»

ОТЧЁТ

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

системы возбуждения синхронных генераторов

(промежуточный)

Студентка группы 10601112 А. С. Куликова

Научный руководитель Ю. В. Гавриелок

Нормоконтролер П. И. Климкович

Минск 2015

Отчёт 20 с., 7 рис., 3 источника.

СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ, ГЕНЕРАТОР, ВОЗБУДИТЕЛЬ, ПОЛЕ, ФОРСИРОВКА, ГАШЕНИЕ, САМОВОЗБУЖДЕНИЕ

Объектом исследования являются системы возбуждения синхронных генераторов.

Цель работы – раскрыть понятие «системы возбуждения синхронных генераторов», изучить материалы по заданной теме.

В работе рассмотрены системы возбуждения синхронных генераторов, их разновидности и способы применения. Подробно расписаны относительно новые системы возбуждения синхронных генераторов. Также упомянуты системы возбуждения, выпускавшиеся заводами более 30 лет назад, но находящиеся до сих пор в эксплуатации. В том числе уделено внимание системам возбуждения для дизель-генераторов.

Содержание

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

1 Электромашинные системы возбуждения5

2 Системы тиристорного независимого возбуждения7

3 Системы тиристорного самовозбуждения 9

4 Система тиристорного самовозбуждения резервная11

5 Системы бесщеточные диодные12

6 Система возбуждения для дизель-генераторов16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 20

Введение

Все турбогенераторы, гидрогенераторы, дизель-генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, изготавливаемые в настоящее время, оснащаются современными полупроводниковыми системами возбуждения. В этих системах используется принцип выпрямления трехфазного переменного тока повышенной или промышленной частоты возбудителей или напряжения возбуждаемой машины. Системы возбуждения обеспечивают следующие режимы работы синхронных машин:

– начальное возбуждение;

– холостой ход;

– включение в сеть методом точной синхронизации или самосинхронизации;

– электрическое торможение агрегата;

– форсировку возбуждения по напряжению и по току с заданной кратностью;

– разгрузку по реактивной мощности и развозбуждение при нарушениях в энергосистемах;

– работу в энергосистемес допустимыми нагрузками и перегрузками;

– гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальной остановке.

1 Электромашинные системы возбуждения

Электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока характеризуется большими постоянными времени, небольшими потолками по напряжению и соответственно небольшими скоростями подъема возбуждения. 

Электромашинные системы возбуждения, где источником энергии является генератор постоянного тока (возбудитель), использовались в течение длительного времени для большинства генераторов. Обычно они находились на одном валу с генератором и приводились во вращение той же турбиной, что и сам генератор. Такая система называется прямой. В случае, если возбудитель приводится во вращение отдельным двигателем, систему принято называть косвенной. В генераторостроении применяют, как правило, прямую систему возбуждения, имеющую меньшую стоимость и большую надежность.

Электромашинные системы возбуждения приведены на рисунке 1, выпускавшиеся заводами более 30 лет назад и находящиеся до сих пор в эксплуатации, могут быть заменены на современные полупроводниковые статические системы с любым набором заданных функций.

КК – контактные кольца;Rсс, КСС – сопротивление и контактор самосинхронизации;РВ – резервный возбудитель;АГП – автомат гашения поля;АГПВ – автомат гашения поля возбудителя;Rр – регулировочный реостат;Rд, Rгасв – резисторы добавочный и гасительный в цепи ОВВ;ДОВВ – добавочная обмотка возбуждения возбудителя

Рисунок 1 – Система независимого возбуждения с возбудителем постоянного тока

studfiles.net

Система возбуждения синхронных генераторов. — КиберПедия

Как отмечалось ранее, обмотка ротора питается постоянным током возбуждения, который создает магнитный поток возбуждения. Обмотка ротора, источник постоянного тока, устройства автоматического регулирования возбуждения (АРВ) и коммутации тока возбуждения и составляют систему возбуждения генератора. Система возбуждения должна:

· обеспечить надежное питание обмотки ротора в нормальных и аварийных режимах;

· допускать регулирование тока возбуждения в достаточно широких пределах с целью поддержания заданного уровня напряжения на зажимах генератора;

· обеспечивать быстродействующее регулирование возбуждения с высокими кратностями форсирования в аварийных режимах;

· осуществлять быстрое развозбуждение и в случае необходимости производить гашение поля в аварийных режимах.

В зависимости от источника питания системы возбуждения разделяются на системы независимого возбуждения и самовозбуждения.

В системе независимого возбуждения на одном валу с генератором находится возбудитель — генератор постоянного или переменного тока. В последнем случае ток возбудителя выпрямляется, прежде чем его подадут в обмотку возбуждения.

В системе самовозбуждения питание обмотки возбуждения осуществляется от выводов генератора через специальные понижающие трансформаторы и выпрямительные устройства.

Для генераторов мощностью до 100 МВт в качестве возбудителя применяется генератор постоянного тока GE, соединенный с валом генератора (рис. 12, а). Обмотка возбуждения возбудителя LGE питается от якоря возбудителя, ток в ней регулируется реостатом RR и автоматическим регулятором возбуждения АРВ. Ток, подаваемый в обмотку возбуждения LG синхронного генератора G, определяется величиной напряжения на возбудителе. Недостатком такой системы возбуждения является невысокая надежность работы генератора постоянного тока GE из-за вибрации и тяжелых условий коммутации коллектором при высокой частоте вращения 3000 об/мин. Другим недостатком является невысокая скорость нарастания возбуждения. Вот почему для более мощных генераторов в качестве возбудителя применяются генераторы переменного тока с выпрямительными устройствами подобными тем, которые применяются в системах самовозбуждения.

 

Рис.12. Принципиальные схемы возбуждения генераторов:

а – независимое электромашинное возбуждение на основе генератора постоянного тока; б – система самовозбуждение;

 

В системе самовозбуждения (рис. 12, б) обмотка возбуждения генератора LG получает питание от трансформатора ТЕ, присоединенного к выводам генератора, через управляемые от АРВ вентили VS и от трансформаторов тока ТА через неуправляемые вентили VD. Ток вентилей VD пропорционален току статора, поэтому они обеспечивают форсировку возбуждения и работу генератора при нагрузке. Управляемые вентили VS подают в обмотку возбуждения LG ток, обеспечивающий регулирование напряжения в нормальном режиме. Такая система применяется для мощных синхронных машин.

И в первом и во втором случаях следует учитывать, что приходится передавать ток от неподвижных источников во вращающуюся с ротором обмотку возбуждения. Для этого применяется система колец и скользящих по ним щеток. Кольца расположены на валу ротора и к ним подключены выводы обмотки возбуждения, а щетки подключены к неподвижным источникам.

При возникновении коротких замыканий в генераторе, или на его выводах ток замыкания можно уменьшить, если уменьшить ЭДС генератора. Для этого необходимо быстро уменьшить магнитное поле (ток) обмотки возбуждения генератора. Эта операция носит название гашение поля и осуществляется специальным автоматом гашения поля (АГП). К устройству АГП предъявляются два основных, иногда противоречащих друг другу, требования: время гашения поля должно быть возможно меньшим, а возникающее при гашении индуктированное перенапряжение в обмотке ротора не должно превосходить допустимых значений.

 

cyberpedia.su

Возбуждение синхронных машин

 

На роторе синхронного генератора расположен источник МДС (индуктор), создающий в генераторе магнитное поле. С помощью приводного двигателя (ПД) ротор генератора приводится во вращение с синхронной частотой n1. При этом магнитное поле ротора также вращается и, сцепляясь с обмоткой статора, наводит в ней ЭДС.

Основным способом возбуждения синхронных машин является электромагнитное возбуждение, сущность которого состоит в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения. При про­хождении по этой обмотке постоянного тока возни­кает МДС возбуждения, которая наводит в магнит­ной системе машины магнитное поле.

До недавнего времени для питания обмотки возбуждения применялись специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения, называемые возбудителями В (рис. 82, а), обмотка возбуждения которого (ОВ) получала пита­ние постоянного тока от другого генератора (парал­лельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ). Ротор синхронной машины и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронной машины поступает через контактные кольца и щетки. Для регулирования тока возбуждения применяют регу­лировочные реостаты, включаемые в цепи возбуж­дения возбудителя (r1)и подвозбудителя (r2).

В синхронных генераторах средней и большой мощности про­цесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах большой мощности - турбогене­раторах - иногда в качестве возбудителя применяют генераторы переменного тока индукторного типа. На выходе такого генератора включают полупроводниковый выпрямитель. Регулировка тока возбуждения синхронного генератора в этом случае осуществляется изменением возбуждения индуктор­ного генератора.

Получила применение в синхронных генераторах бескон­тактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе.

В качестве возбудителя и в этом случае применяют генератор переменного тока (рис. 82, б), у которого обмотка 2, в которой наводится ЭДС (обмотка якоря), расположена на роторе, а обмот­ка возбуждения 1 расположена на статоре. В результате обмотка якоря возбудителя и обмотка возбуждения синхронной машины оказываются вращающимися, и их электрическое соединение осу­ществляется непосредственно, без контактных колец и щеток. Но так как возбудитель является генератором переменного тока, а об­мотку возбуждения необходимо питать постоянным током, то на выходе обмотки якоря возбудителя включают полупроводниковый преобразователь 3, закрепленный на валу синхронной машины и вращающийся вместе с обмоткой возбуждения синхронной маши­ны и обмоткой якоря возбудителя. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя осуществляется от подвозбудителя (ПВ) – генератора постоянного тока.

Рис. 82. Контактная (а) и бесконтактная (б) системы электромагнитно­го

возбуждения синхронных генераторов

 

Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения син­хронной машины позволяет повысить ее эксплуатационную на­дежность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в том числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 83, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупро­водниковый преобразователь (ПП) преобразуется в энергию по­стоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счет остаточного магнетизма магнитопровода машины.

Рис. 83. Принцип самовозбуждения синхронных генера­торов

 

На рис. 19.2, б представлена структурная схема автоматиче­ской системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток пода­ется в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразо­вателем осуществляется посредством автоматического регулятора возбуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряже­ния на выходе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ). Схема содержит блок защиты БЗ, обеспечивающий защиту обмотки возбуждения и тиристорного преобразователя ТП от перенапряжений и токовой пе­регрузки.

В современных синхронных двигателях для возбуждения применяют тиристорные возбудительные устройства, включае­мые в сеть переменного тока и осуществляющие автоматическое управление током возбуждения во всевозможных режимах работы двигателя, в том числе и переходных. Такой способ возбуждения является наиболее надежным и экономичным, так как КПД тиристорных возбудительных устройств выше, чем у генераторов постоянного тока. Промышленностью выпускаются тиристорные возбудительные устройства на различные напряжения возбужде­ния с допустимым значением постоянного тока 320 А.

Наибольшее распространение в современных сериях синхрон­ных двигателей получили возбудительные тиристорные устройст­ва типов ТЕ8-320/48 (напряжение возбуждения 48 В) и ТЕ8-320/75 (напряжение возбуждения 75 В).

Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5% полезной мощности машины (меньшее значение от­носится к машинам большой мощности).

В синхронных машинах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, когда на роторе машины располагаются постоянные магниты. Такой способ воз­буждения дает возможность избавить машину от обмотки возбуж­дения. В результате конструкция машины упрощается, становится более экономичной и надежной. Однако из-за дефицитности мате­риалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбу­ждения постоянными магнитами ограничивается лишь машинами мощностью не более нескольких киловатт.

 

Контрольные вопросы

 

1. Какие существуют способы возбуждения синхронных машин?

2. Объясните назначение тиристорного преобразователя в системе самовозбуж­дения синхронного генератора?

3. Объясните устройство явнополюсных и неявноплюсных роторов?

4. Объясните устройство синхронного двигателя серии СДН2?

5. Какие применяются способы крепления полюсов в синхронных явнополюс­ных машинах?

6. Чем обеспечивается неравномерный воздушный зазор в синхронной маши­не?

 

 

Лекция № 15

Похожие статьи:

poznayka.org

Система возбуждения синхронного генератора

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Система возбуждения содержит синхронный генератор (1), обмотки якоря (2) и индуктора (3), первый выпрямитель (4), суммирующий трансформатор (5) с первичной токовой (6) обмоткой и первичной обмоткой напряжения (7), вторичной (8) и управления (9) обмотками, корректор напряжения (10), внешний источник постоянного тока (11), электронный ключ (12), трансформатор тока (13) с шунтом (14) и вторым выпрямителем (15), аналого-цифровой преобразователь (16), первый (17) и второй (18) регистры памяти, распределитель импульсов (19), генератор импульсов (20) стабильной частоты, вычитатель (21), задающий регистр (22), числовой компаратор (23), первый дифференциатор (24), RS-триггер (25), второй дифференциатор (26), логический элемент ИЛИ (27), шину ПУСК (28), формирователь-ограничитель (29), инвертор (30) и логический элемент И (31). Система возбуждения обеспечивает пуск соизмеримых по мощности с генератором асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. 1 ил.

 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к регулированию возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии, передвижных электроагрегатах и электростанциях.

Известны системы возбуждения синхронных генераторов, содержащие регуляторы напряжения (угольные, импульсные, вибрационные) [1].

Недостатком этих систем является невысокое быстродействие, так как регуляторы производят регулирование по отклонению напряжения.

Известны системы возбуждения синхронных генераторов, содержащие элементы компаундирования (резисторы, автотрансформаторы, суммирующие трансформаторы) [2].

Недостатком этих систем является невысокая точность, так как они производят регулирование по главному возмущающему фактору, не учитывая остальные возмущения.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является система возбуждения синхронного генератора, содержащая синхронный генератор, суммирующий трансформатор и корректор напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря генератора, а выход - к обмотке управления суммирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель подключена к обмотке индуктора синхронного генератора, первичная обмотка тока трансформатора включена последовательно с обмоткой якоря генератора, а первичная обмотка напряжения подключена к зажимам генератора [3].

Ее недостатком является невысокая форсировочная способность и как следствие невозможность пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, соизмеримых по мощности с генератором.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Цель изобретения достигается тем, что система возбуждения синхронного генератора, содержащая синхронный генератор, суммирующий трансформатор и корректор напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря генератора, а выход - к обмотке управления суммирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель подключена к обмотке индуктора синхронного генератора, первичная обмотка тока трансформатора включена последовательно с обмоткой якоря генератора, а первичная обмотка напряжения подключена к зажимам генератора, снабжена трансформатором тока, шунтом, вторым выпрямителем, аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым регистрами памяти, вычитателем, числовым компаратором, задающим регистром, первым и вторым дифференциаторами, RS-триггером, инвертором, формирователем-ограничителем, генератором импульсов стабильной частоты, логическими элементами И и ИЛИ, шиной ПУСК, электронным ключом и внешним источником постоянного тока, который включен параллельно обмотке индуктора генератора через электронный ключ, управляющий электрод которого подключен к выходу элемента ИЛИ, связанного первым входом с шиной ПУСК, а вторым входом - с прямым выходом триггера, единичный вход которого через первый дифференциатор подключен к выходам БОЛЬШЕ и РАВНО числового компаратора, выход МЕНЬШЕ которого связан с первым входом элемента И, выход которого через второй дифференциатор соединен со сбросовым входом триггера, а второй вход с - выходом инвертора, подключенного входом к выходу формирователя-ограничителя, вход которого связан с выходом второго выпрямителя, который подключен входом к потенциальным зажимам шунта, включенного в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с обмоткой якоря генератора, кроме того, выход второго выпрямителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, разряды выхода которого связаны с соответствующими разрядами информационных входов первого и второго регистров памяти, входы записи которых соединены соответственно с первым и вторым выходами распределителя импульсов, подключенного входом к выходу генератора импульсов стабильной частоты, при этом соответствующие разряды выходов первого и второго регистров памяти подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами первого входа числового компаратора, разряды второго входа которого связаны с соответствующими разрядами выхода задающего регистра.

Внешний источник постоянного тока обеспечивает форсировку тока возбуждения генератора. Электронный ключ, логический элемент ИЛИ, триггер и первый дифференциатор включают форсировку возбуждения. Формирователь-ограничитель, инвертор, второй дифференциатор и логический элемент И выбирают момент и отключают форсировку. Трансформатор тока, шунт, второй выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь измеряют мгновенное значение тока генератора. Первый и второй регистры памяти, вычитатель, генератор импульсов стабильной частоты и распределитель импульсов вычисляют приращение тока за фиксированный промежуток времени. Задающий регистр и числовой компаратор устанавливают факт необходимости включения форсировки возбуждения по приращению тока, еще до критического снижения напряжения генератора, а также факт необходимости отключения форсировки.

На фиг.1 представлена схема системы возбуждения синхронного генератора.

Система возбуждения включает синхронный генератор 1, имеющий обмотку якоря 2 и обмотку индуктора 3, которая подключена к выходу первого выпрямителя 4. Суммирующий трансформатор 5 имеет четыре обмотки: первичную токовую 6, которая включена последовательно с обмоткой якоря 2; первичную обмотку напряжения 7, которая подключена к зажимам генератора; вторичную обмотку 8 питания индуктора 3 и обмотку управления 9, подключенную к выходу корректора напряжения 10. Для обеспечения условий фазового компаундирования трансформатор 5 имеет магнитный шунт, который отделяет обмотку 7 от других обмоток на сердечнике трансформатора. Параллельно индуктору 3 через электронный ключ 12 подключен внешний источник постоянного тока 11, например стартерная аккумуляторная батарея. Последовательно с обмоткой якоря 2 включен трансформатор тока 13. В цепь его вторичной обмотки включен шунт 14, к которому подключен второй выпрямитель 15. Его напряжение подается на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 16. Информационные входы первого 17 и второго 18 регистров памяти соединены с АЦП 16, а их входы записи - с распределителем импульсов 19, на вход которого подключен генератор импульсов 20 стабильной частоты. Выходы первого и второго регистров подключены к входу вычитателя 21. Выходы вычитателя и задающего регистра 22 подключены к входам числового компаратора 23. Его выходы «больше» и «равно» через первый дифференциатор 24 подключены к счетному входу RS-триггера 25, сбросовый вход которого связан с выходом второго дифференциатора 26. Входы логического элемента ИЛИ 27 соединены с прямым выходом триггера 25 и шиной ПУСК 28, а выход - с управляющим входом электронного ключа 12. Формирователь-ограничитель 29 входом подключен к выпрямителю 15, а выходом через инвертор 30 - ко второму входу логического элемента 31 И, первый вход которого подключен к входу «меньше» компаратора 23.

Система возбуждения синхронного генератора работает следующим образом.

Начальное возбуждение происходит за счет остаточного магнитного потока генератора 1. При недостаточном остаточном магнитном потоке подается короткий сигнал на шину 28 ПУСК. Он через логический элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход ключа 12, который, открываясь, кратковременно подключает индуктор 3 генератора к внешнему источнику 11. Генератор 1 возбуждается и на якорной обмотке 2 появляется напряжение, которое подается на обмотку напряжения 7 суммирующего трансформатора 4. По обмотке 7 начинает протекать ток и появляется магнитодвижущая сила (МДС) обмотки 7. Под ее действием возникает магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке 8 электродвижущую силу (ЭДС). Она поступает на вход выпрямителя 4 и по обмотке индуктора 3 протекает ток возбуждения, обеспечивающий заданный уровень напряжения на холостом ходу и при малых нагрузках.

При подключении к зажимам генератора 1 нагрузки протекающий по обмоткам якоря 2 ток порождает реакцию якоря, которая стремится изменить напряжение. Одновременно ток нагрузки протекает по токовой обмотке 6 трансформатора 5 и появляется МДС обмотки 6, которая геометрически складывается с МДС обмотки 7. Результирующая МДС возрастает при активной и индуктивной нагрузке и уменьшается при емкостной нагрузке. Соответственно изменяется магнитный поток трансформатора 5, ЭДС во вторичной обмотке 8 и ток возбуждения генератора 1 в обмотке индуктора 3. Этим компенсируется действие реакции якоря, и напряжение генератора остается на прежнем уровне.

Для повышения точности регулирования на обмотку управления 8 трансформатора 4 подается ток с выхода корректора напряжения 10. Если напряжение генератора по какой-либо причине увеличилось, то возрастает выходной ток корректора 10, протекающий по обмотке 8. При этом насыщение стали сердечника трансформатора 5 увеличивается, а электромагнитная передача из первичных обмоток 6 и 7 во вторичную обмотку 8 уменьшается. ЭДС обмотки 8 снижается, ток возбуждения уменьшается, и напряжение генератора восстанавливается на прежнем уровне. Если напряжение генератора снизилось, то насыщение стали трансформатора также снижается, а электромагнитная передача и ток возбуждения возрастают, стабилизируя напряжение на заданном уровне.

Одновременно с процессами, описанными выше, анализируется величина тока нагрузки i(t), протекающего по первичной обмотке трансформатора 13.

Ток вторичной обмотки трансформатора тока 13

i2(t)=i(t)/k, где k - коэффициент трансформации трансформатора 13,

протекая по шунту 14, производит на нем падение напряжения

u2(t)=i2(t)r, где r - сопротивление шунта 14,

которое подается на вход выпрямителя 15. На выходе выпрямителя 15 появляется пульсирующее напряжение u(t)=|u2(t)|, поступающее на вход АЦП 16. На выходе преобразователя 16 формируется код мгновенного значения входного напряжения

К(t)=u(t)/un, где un - шаг квантования АЦП 16.

Этот код по существу является кодом мгновенного значения тока нагрузки генератора. Он подается на информационные входы регистров памяти 17 и 18. С выхода генератора 20 импульсы стабильной частоты f поступают на вход распределителя 19. На его выходах попеременно через фиксированный промежуток времени Δt=1/f появляются импульсы, которые поступают на входы записи регистров 17 и 18. В результате в регистры памяти 17 и 18 записываются коды К(t) и К(t+Δt), соответствующие мгновенным значениям тока нагрузки i(t) и i(t+Δt) для смежных моментов времени, отличающихся на Δt. Коды поступают на входы вычитателя 21. На его выходе появится код, соответствующий текущему приращению тока нагрузки |Δi/Δt| за фиксированный промежуток времени Δt. Он поступает на вход компаратора 23, где сравнивается с кодом допустимого приращения тока (Δi/Δt)доп., который поступает с выхода задающего регистра 22 на второй вход компаратора.

Если текущее приращение тока нагрузки не превышает допустимой величины, то форсировка возбуждения не производится.

Если текущее приращение тока нагрузки равно допустимой величине или превышает ее, то появляется сигнал на выходе «больше» или «равно» компаратора 23, и сигналом с выхода дифференциатора 24 триггер 25 переводится в состояние, при котором появляется сигнал на его прямом выходе. Этот сигнал через элемент ИЛИ 27 поступает на управляющий вход ключа 12. Ключ 12, открываясь, подключает к обмотке индуктора 3 внешний источник 11, обеспечивая форсировку возбуждения. При снижении тока нагрузки до допустимых значений, например, после завершения процесса пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, появляется сигнал на выходе «меньше» компаратора 23, который подготавливает элемент И 31 по первому входу. В момент времени, когда мгновенное значение тока близко к нулевому значению и наблюдается максимальное приращения тока, появляется сигнал на выходе инвертора 30, который поступает на второй вход элемента И 31. На выходе элемента И 31 появляется сигнал и через дифференциатор 26 поступает сигнал на сбросовый вход триггера 25, который меняет свое состояние. Сигнал на прямом выходе триггера 25 исчезает. Закрывается ключ 12, отключая внешний источник 11 от обмотки 3 индуктора генератора.

Таким образом, предложенная система возбуждения генератора имеет высокую форсировочную способность, ограниченную лишь параметрами внешнего источника 11. Она обладает высоким быстродействием форсировки возбуждения, которое определяется частотой генератора 20 импульсов стабильной частоты и осуществляется по приращению тока генератора, еще до критического снижения напряжения. При этом обеспечивается пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, мощность которого соизмерима с мощностью генератора.

Источники информации

1. Полянский В.Ф., Попов А.В. Электрооборудование судов и предприятий: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1989, с.233-236.

2. Сугаков В.Г., Хватов О.С. Основы автоматического регулирования выходных электрических параметров Часть 2. Автоматическое регулирование напряжения автономных источников электрической энергии. Учебное пособие для вузов. - Кстово: НВВИКУ (ВУ), 2007, с.44-52.

3. То же, с.81-90.

Система возбуждения синхронного генератора, содержащая синхронный генератор, суммирующий трансформатор и корректор напряжения, вход которого подключен к обмотке якоря генератора, а выход - к обмотке управления суммирующего трансформатора, вторичная обмотка которого через первый выпрямитель подключена к обмотке индуктора синхронного генератора, первичная обмотка тока трансформатора включена последовательно с обмоткой якоря генератора, а первичная обмотка напряжения подключена к зажимам генератора, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, снабжена трансформатором тока, шунтом, вторым выпрямителем, аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым регистром памяти, вычитателем, числовым компаратором, задающим регистром, первым и вторым дифференциатором, RS-триггером, инвертором, формирователем-ограничителем, генератором импульсов стабильной частоты, логическими элементами И и ИЛИ, шиной ПУСК, электронным ключом и внешним источником постоянного тока, который включен параллельно обмотке индуктора генератора через электронный ключ, управляющий электрод которого подключен к выходу элемента ИЛИ, связанного первым входом с шиной ПУСК, а вторым входом - с прямым выходом триггера, единичный вход которого через первый дифференциатор подключен к выходам БОЛЬШЕ и РАВНО числового компаратора, выход МЕНЬШЕ которого связан с первым входом элемента И, выход которого через второй дифференциатор соединен со сбросовым входом триггера, а второй вход - с выходом инвертора, подключенного входом к выходу формирователя-ограничителя, вход которого связан с выходом второго выпрямителя, который подключен входом к потенциальным зажимам шунта, включенного в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого соединена последовательно с обмоткой якоря генератора, кроме того, выход второго выпрямителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, разряды выхода которого связаны с соответствующими разрядами информационных входов первого и второго регистров памяти, входы записи которых соединены соответственно с первым и вторым выходом распределителя импульсов, подключенного входом к выходу генератора импульсов стабильной частоты, при этом соответствующие разряды выходов первого и второго регистров памяти подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя, разряды выхода которого соединены с соответствующими разрядами первого входа числового компаратора, разряды второго входа которого связаны с соответствующими разрядами выхода задающего регистра.

www.findpatent.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта