1. “Сильное” регулирование возбуждения см.

Чтобы АРВ решало поставленные перед ним задачи, необходимо выбрать тип системы регулирования возбуждения (АРВ пропорционального или сильного действия), закон регулирования и параметры регуляторов.

Закон регулирования – совокупность показателей: режимные параметры электрической системы, подаваемые на измерительный элемент АРВ. Это может быть один или несколько таких параметров, как ток статора, ток ротора, напряжение, частота генератора, угол по передаче.

Закон регулирования можно характеризовать совокупностью следующих показателей: параметров регулирования, передаточной функции и его структурной схемы.

На измерительный элемент может быть подан один или несколько режимных параметров (Ток статора, напряжение, мощность, частота генератора, угол по передаче, ток ротора).

Параметрами АРВ являются коэффициенты усиления и постоянные времени его элементов.

Коэффициенты усиления по отклонению определяют точность поддержания напряжения при изменении установившегося режима, меняют параметры установившихся режимов, деформируют статические характеристики системы: P(δ), U(δ), U(P), Q(δ). Коэффициенты усиления по производным часто называются коэффициентами стабилизации. Эти коэффициенты, не меняя статических характеристик, играют роль только в переходных процессах – деформируют динамические характеристики системы и вводят в систему положительное демпфирование. Благодаря этому улучшается затухание переходных процессов и предотвращается периодическое нарушение устойчивости.

Существует два типа АРВ – пропорционального и сильного действия. Они отличаются значениями коэффициентов усиления и видом стабилизации. АРВ сильного действия дают принципиальную возможность поддерживать практически постоянное напряжение на шинах синхронной машины или на стороне высшего напряжения трансформатора во всех режимах. АРВ пропорционального действия поддерживают близкой к постоянной э.д.с.

Передаточная функция АРВ обычно задается в определенной форме и характеризует операции (усиления, суммирования, дифференцирования), производимые с входным сигналом, и свойства элементов.

Закон регулирования и параметры АРВ определяют изменение вынужденной составляющей эдс синхронной машины, обусловленной АРВ. Математически это выражается формулой:

где - вынужденная составляющая эдс синхронных машин, обусловленная АРВ; , - постоянные времени силового и измерительного элементов АРВ; - параметр регулирования; - передаточная функция АРВ по параметру .

где - коэффициент усиления по отклонению; , - коэффициенты усиления по производным; , - постоянные времени дифференцирующих элементов.

В АРВ сильного действия используется напряжение генератора, ток статора, частота генератора, угол по электропередаче, иногда дополнительно ток ротора. Стабилизация осуществляется с помощью производных режимного параметра.

С истема АРВ сильного действия позволяет поддержать постоянство напряжения во всем рабочем диапазоне изменения мощности вплоть до Pмакс Uг=const (точка 7). В этом случае установка больших коэффициентов по напряжению (К 0U= 100 и более) не влечет за собой самораскачивание, так как в регуляторе приняты специальные меры стабилизации (регулирование по ряду дополнительных параметров, включающих первую и вторую производные от регулируемой величины). Следовательно, в схеме замещения системы генератор с АРВ сильного действия должен быть замещен параметрами X_г=0, U_г=const. Разница между максимальными мощностями и тем больше, чем больше и меньше сопротивление связи xc .

АРВ сильного действия увеличивает предельно передаваемую мощность тем больше, чем больше и меньше .

Общий вывод сводится к следующему: АВР проводит своего рода исправление характеристик генераторов. Так, генератор, имеющий идеальное – безинерционное, без зоны нечувствительности – регулирование, может приближенно замещаться не сопротивлением x_d и приложенной за ним эдс E_q, как у нерегулируемого генератора, а некоторой эдс E_x приложенной за сопротивлением Δx. Величина сопротивления Δx будет тем меньше, чем «сильнее» регулирование, т.е. больше способность регулирующих устройств поддерживать напряжение при изменении нагрузки. При этом возможно и такое регулирования, при котором будет поддерживаться неизменное напряжение на зажимах генератора U_г или в начале линии U_л. При сделанном допущении расчеты режимов регулируемых систем ничем, кроме замены x_d на Δx и E_q на Ex, не отличаются от соответствующих расчетов при нерегулируемых генераторах.