Контрольные вопросы

1. Состав системы возбуждения Stamford.

2. Регулировка АРН.

3. Функции терминалов АРН.

Глава 14.Система возбуждЕнИя и арн типа nishishiba

Система возбуждения представляет собой амплитудно-фазовое компаундирование с автоматическим регулятором напряжения. Схема,представленная на рисунке 14.1,состоит из:

Рис. 14.1. Система возбуждения для генератора фирмы NISHISHIBA

• бесщеточного синхронного генератора (AC Generator) с возбудителем (AC Exciter);

• силового выпрямительного моста SIRF с разрядным резистором RS;

• токового трансформатора СТ 1 с одной обмоткой (l-k) в фазе S;

• токового трансформатора СТ 2 с двумя обмотками, включенными встречно;

• реактора RSX;

• кнопки PBS кратковременного возбуждения генератора при исчезновении его остаточного магнетизма;

• автоматического регулятора напряжения AVR, который в свою очередь состоит из следующих цепей:

• выпрямления, определения ∆U и его усиление (PT2, D1, EVA, Z, D2, Q1);

• контроля фазы (D3, D4, R9, R10, RS, C2, UJT);

• формирование импульсов (Q2, PuT, C3, C4, D6, D7, R11÷R13);

• выходной (SCR, D8, D9, S4, R14) ;

• демпферной (R3, R4, DT, C5, R15, R16);

• распределения реактивной мощности при параллельной работе генераторов (CCR)

На рис.14.2 представлена блочная схема автоматического регулятора напряжения, состоящая из:

Рис. 14.2. Структурная схема АРН

• цепи определения, выпрямления и усиления напряжения ∆U;

• цепи контроля фазы;

• цепи формирования импульсов;

• силовой цепи;

• выходной цепи;

• демпфирующей

Принцип действия.

Пониженное, выпрямленное и сглаженное напряжение, пропорциональное напряжению генератора U_г и заданное U_зад (EVA) поступают на измерительный мост, состоящий из диодов Зенера Z, Z1 и резисторов R3, R5. Измеряемая величина разности напряжений

∆U = U_тек – U_зад

поступает на биполярный транзистор Q1 для усиления. Усиленный сигнал ∆U поступает в цепь контроля фазы, состоящую из однопереходного транзистора UJT (Unity Junction Transistor), конденсатора задержки С2 и резисторов R8, R10.

Конденсатор С2 обеспечивает кривую заряда, которая зависит от выходного напряжения на R7 первой цепи, емкости С2 и переменного резистора R8. Как показано на рис. 14.3 и 14.4, напряжение заряда С2 является управляющим для включения UJT-транзистора. Поэтому при достижении определенной величины «U» на обкладках конденсатора С2 транзистор UJT включается — подает одиночный импульс, который усиливается транзистором Q2 и обеспечивает формирование импульсов в импульсном трансформаторе PuT (Pulse Transformer), а затем поступает на выходную цепь для подачи импульса зажигания тиристора.

Обнуление напряжения в каждом цикле используется для синхронизации цепи фазового контроля. Поэтому нет необходимости в каких-то дополнительных сложных цепях.

Работу системы амплитудно-фазового компаундирования по выполнению задачи стабилизации напряжения удобно объяснить при помощи векторной диаграммы (рис. 14.5).

Рис. 14.3 Схема автоматического регулятора напряжения

Рис. 14.4. Цепь контроля фазы (а) и эпюры формирования импульсов (б)

За базисные вектора приняты вектор напряжения U_г и тока І_хх. Вектор тока холостого хода І_хх отстаёт от напряжения генератора U_г на угол, примерно равный 90^о из-за большой индуктивности дросселя. При подаче на генератор нагрузки появляется составляющая І_н — ток нагрузки, измеряемый трансформатором тока СТ. Геометрическая сумма І_хх и І_н даёт ток возбуждения І_в. При увеличении нагрузки увеличивается ток трансформатора тока СТ, и как следствие, увеличивается результирующий ток, который поступая через выпрямители на обмотку возбуждения, компенсирует падение напряжения на генераторе. При увеличении угла φ, т.е. при уменьшении cos φ, происходит то же самое. Так как ток возбуждения зависит как от тока нагрузки, так и угла φ, это означает, что система обеспечивает амплитудно-фазовое компаундирование.

Рис. 14.5. Векторная диаграмма системы амплитудно-фазового компаундирования генератора фирмы NISHISHIBA

Демпферный контур предназначен для предотвращения колебаний. В этом контуре напряжение с выхода АРН сглаживается RC фильтром и посредством обратной связи поступает в контур выпрямления через демпфирующий трансформатор, чтобы скомпенсировать действие чрезмерных реакций. Контур имеет резистор R15 для уставки величины демпфирования.

В данной схеме автоматический регулятор напряжения получает сигналы по току (т. С₂ и С₁), по напряжению (т. U₁, V₁, W₁), а воздействует (т. U₂, V₂) на силовой выпрямитель и далее на обмотку возбуждения возбудителя Ех.

Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения типа NISHISHIBA ELECTRIC имеет достаточную точность регулирования (± 1%) и используется на современных судах под наблюдением Японского Веритас.

Ниже в таблице приведены данные электрогенераторов фирмы NISHISHIBA ELECTRIC.

Таблица 14.1. Электрогенераторы фирмы NISHISHIBA ELECTRIC

Тип приводного двигателя	DAIHATSU 6DL-24	DAIHATSU 8DL-28	Mitsui Deutz Diesel Engine
Тип	NTAKL	NTAKL	NTAKL
Напряжение	450 В	450 В	450 В
Частота	60 Гц	60 Гц	60 Гц
Мощность	1000 кВА	1875 кВА	150 кВА
Коэффициент мощности	0,8	0,8	0,8
Тип охлаждения	Воздушное	Воздушное	Воздушное
Класс изоляции	F	F	F