Контрольные вопросы

1. Принцип действия системы возбуждения TAIYO.

2. Устройство АРН.

3. Принцип действия АРН.

4. Возможные неисправности системы возбуждения.

5. Обслуживание системы возбуждения TAIYO.

Глава 8. Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения wgsy судовых синхронных генераторов типа gd и gBdm1

WGSY обеспечивает:

• автоматическое поддержание напряжения в пределах ±2,5 % от номинального при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной;

• автоматическое восстановление напряжения с отклонением ± 2 % за время не более 0,5 с при набросе или сбросе 100 % нагрузки по току генератора;

• автоматическое отключение возбуждения генератора при понижении частоты напряжения генератора менее 47 Гц;

• автоматическое отключение возбуждения генератора при превышении напряжения генератора более 10% от номинального;

• пропорциональное распределение реактивных нагрузок между параллельно работающими генераторами с точностью ±10 %;

• самовозбуждение генератора при минимальной величине остаточного напряжения, равного 3 %.

• уставка заданного значения напряжения — 0,9…1,05 U_n генератора.

Состав

Принципиально-монтажная схема WGSY представлена на рис. 8.1 и включает в себя следующие блоки и узлы:

Рис. 8.1. Принципиальная электрическая схема системы возбуждения СГ «WGSY»

• трехобмоточный суммирующий трансформатор (трансформатор тока Tт, трансформатор напряжения D2, суммирующая обмотка D1);

• дроссель линейный D;

• трехфазный блок конденсаторов V;

• измерительный трансформатор тока IV;

• задающий узел VII;

• контактор VIII;

• выпрямитель возбуждения и тиристорный блок ВС;

• обмотка возбуждения F1-F2;

• управляющий орган — автоматический регулятор напряжения VI.

Блок управляющего органа реализован на одной плате и состоит из следующих узлов:

• 3S — задающего узла;

• 2S — узла действительного напряжения на шинах генератора;

• 2А — усилитель-интегратора ГООС;

• 4G — системы импульсно-фазового управления (СИФУ);

• S — стабилизатора напряжения;

• ВР — блока параллельной работы генератора.

Назначение. Данный регулятор напряжения предназначен для установки на судах в качестве управляющего органа систем автоматического регулирования напряжения синхронных генераторов типа GD и GBdm.

Принцип действия

РН типа WGSY построен по принципу импульсно-фазового управления и представляет собой автоматический регулятор напряжения с электромагнитным суммированием сигналов по току и напряжению генератора при помощи трехобмоточного суммирующего трансформатора Тт. Напряжение синхронного генератора определяется током возбуждения, протекающим в обмотке возбуждения генератора (F1-F2). Этот ток регулируется силовым тиристором III в зависимости от его угла открытия. Если тиристор открывается в самом начале положительной полуволны фазного напряжения, ток возбуждения максимален, если же тиристор открывается при угле близком к 120°, ток возбуждения минимален. Угол открытия тиристора регулируется управляющим органом (VI) и контролируется блоком зашиты.

Ток возбуждения выпрямляется блоком кремниевых диодов (ВС). Компаундирующим элементом является дроссель D. Для начального возбуждения предусмотрены конденсаторы (конденсаторный блок V), включенные параллельно обмотке напряжения D2.

Принципиальная схема управляющего органа представлена на рис. 8.2. Электронная схема выполнена на основе цифровых микросхем КМОП-логики с напряжением питания +15 В, что обеспечивает устойчивую работу блока. Уровни напряжений на выходах микросхем соответствуют сигналам КМОП-логики: низкий уровень (или логический ноль) -0 В; высокий уровень (или логическая единица) +15 В.

Рис. 8.2. Управляющий орган “WGSY”

Работа

Переменное трехфазное напряжение измерительного блока выпрямляется выпрямителем, собранным на диодах VD1-VD4. Фиксированная часть выпрямленного напряжения падает на стабилитроне VD5 и диоде D6. Управляющее напряжение можно регулировать с помощью подстроечного резистора 2 "Уставка напряжения". Это управляющее напряжение является заданным. Текущее напряжение снимается с шин генератора и через понижающий трансформатор Т1 и диодный выпрямитель VD5-VD8 эти напряжения подаются на входы интегратора-усилителя с ГООС (2А). Происходит сравнение заданного значения напряжения с текущим напряжением генератора. Разница напряжений ΔU усиливается операционным усилителем S1.

Рис. 8.3. Электрическая схема ОУ 140УД7

На рис. 8.3 представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя второго поколения типа 140УД7. Это двухкаскадный усилитель, имеет сложный входной дифференциальный каскад на n-p-n транзисторах VT1-VT4 и p-n-p VT5-VT8 с динамической нагрузкой. Блок транзисторов VT9 и VT10 представляет собой источник тока. Выходной каскад на транзисторах VT23 и VT24 работает в режиме класса АВ. Остальная часть элементов обеспечивает дополнительное усиление, согласование дифференциального каскада с выходным и защиту последнего от перенагрузок, а также стабильное питание первого каскада и согласование второго с выходным.

Питание всех микросхем осуществляется стабилизированным напряжением от понижающего трансформатора Т1 и стабилизатора напряжения S.

После операционного усилителя усиленный сигнал подается на блок СИФУ, где формируются сигналы широтно-импульсной модуляции — ШИМ, которые с выхода управляющего органа (66-67) поступают на управляющий электрод силового тиристора III. Так осуществляется управление углом открытия тиристора. Для того, чтобы мгновенно закрыть тиристор после исчезновения импульса на управляющем электроде, в схеме параллельно тиристору включена цепь, состоящая из конденсатора С III и резистора R III.

Если напряжение генератора превышает заданное, СИФУ формирует сигналы ШИМ, при которых угол открытия силового тиристора будет увеличен. Это приведет к уменьшению тока возбуждения и напряжения синхронного генератора до номинального. При уменьшении напряжения синхронного генератора фазный угол открытия тиристора также уменьшается, силовой тиристор откроется несколько раньше, что приведет к увеличению тока возбуждения и, следовательно, к восстановлению напряжения синхронного генератора до номинального значения.