Вопросы и задания
1. Поясните функциональную схему параллельной работы двух СГ соизмеримой мощности. Какие задачи ставятся перед РЧ и РН обоих СГ?
2. Поясните векторную диаграмму и процессы, происходящие в параллельно работающих СГ одинаковой мощности.
3. Поясните векторную диаграмму и процессы, происходящие в параллельно работающих СГ разной мощности.
4.16 Системы возбуждения сг
Устройство, создающее напряжение возбуждения Uf СГ, называется возбудителем. По способу питания обмотки возбуждения СГ подразделяются на генераторы со щеточно-коллекторным узлом (рис.4.1), через который на ОВ подводится напряжение возбуждения Uf, и на бесщеточные, у которого концы ОВ не выведены на контактные кольца.
Статический возбудитель СГ.
Статический возбудитель представляет собой управляемый трехфазный выпрямитель (вентильный комплект ВК) на тиристорах (рис.4.25,а). С помощью системы импульсно-фазового управления (СИФУ) задают угол открытия тиристоров ВК, в результате чего изменяется его выходное напряжение Uf.
Достоинства:
- практически неограниченный срок службы и малые расходы на его обслуживание;
- высокое быстродействие, оцениваемое задержкой времени между моментом изменения управляющего сигнала Uу и моментом достижения установившегося напряжения Uf.
Недостатки:
- возбудитель не применим для автономно работающего СГ, так как в этом случае просто отсутствует напряжение сети U;
- возбудитель для сети является мощным источником помех, так как тиристорный выпрямитель потребляет из сети по фазам импульсные токи.
Электромашинный возбудитель СГ.
Электромашинный возбудитель представляет собой генератор постоянного тока, находящийся на одном валу с СГ (рис.4.25,б). ГПТ содержит параллельную (шунтовую) обмотку возбуждения ОВШ и одну независимую ОВН1 обмотку. ОВШ обеспечивает самовозбуждение ГПТ, в результате чего на его выходе устанавливается напряжение Uf.х.х, обеспечивающее номинальное напряжение на выходе ненагруженного СГ (на холостом ходу). На ОВН1 подается управляющее напряжение Uу, которым регулируется напряжение Uf при работе СГ под нагрузкой.
Достоинства:
- автономность, так как для работы возбудителя не нужен сторонний источник напряжения.
- ГПТ не засоряет сеть помехами, так как между ним и сетью нет электрического контакта.
Недостатки:
- большие расходы на обслуживание ГПТ;
- низкое быстродействие из-за наличия инерционной независимой ОВГ.
Электромашинный возбудитель СГ на базе трехобмоточного ГПТ.
Электромашинный возбудитель представляет собой генератор постоянного тока, находящийся на одном валу с СГ (рис.4.25,в). ГПТ содержит шунтовую обмотку возбуждения ОВШ и две независимых – ОВН1 и ОВН2. ОВШ обеспечивает самовозбуждение ГПТ. На ОВН1 подается управляющее напряжение Uу, которым регулируется напряжение Uf при работе СГ под нагрузкой. Вторая обмотка возбуждения (ОВН2) является обмоткой обратной связи, включенной по магнитному потоку согласно с ОВН1. Питание ОВН2 получает от схемы амплитудно-фазового компаундирования (САФК). САФК представляет собой схему на пассивных элементах (трансформаторах, катушках, конденсатора и резисторах), которая вырабатывает сигнал UОС пропорциональный величине тока нагрузки СГ и учитывает сдвиг по фазе φ между током и напряжением в нагрузке.
Достоинства:
- автономность, так как для работы возбудителя не нужен сторонний источник напряжения.
- обеспечивает приемлемую стабильность напряжения U СГ при изменениях тока нагрузки СГ и сдвига по фазе φ между током и напряжением в ней.
Недостатки:
- большие расходы на обслуживание ГПТ;
- низкое быстродействие из-за наличия инерционных независимых ОВГ.
Возбудитель бесщеточного СГ.
К
онструктивно
на одном валу с СГ находятся возбудитель
(В) и трехфазный выпрямитель (ВК) на
диодах (рис.4.26).
Возбудитель (В) представляет собой обращенный синхронный генератор малой мощности (2...3% мощности СГ), у которого обмотка возбуждения ОВ находится на статоре, а трехфазная якорная обмотка находится на роторе. На том же роторе находится ОВ СГ и, поэтому, обмотки возбуждения возбудителя и СГ взаимно неподвижны, и между ними установлено глухое электрическое соединение, без использования щеток. Якорная обмотка возбудителя соединена в звезду с нулевым проводом и к ней подключен трехфазный выпрямитель с нулевым проводом. Этот выпрямитель расположен на валу и вращается вместе с ним.
Достоинства:
- практически неограниченный срок службы и малые расходы на его обслуживание;
- возбудитель не засоряет сеть помехами, так как выпрямитель непосредственно не выходит на сеть.
Недостатки:
- для работы возбудителя используется напряжение сети U, которое может изменяться при изменении нагрузки СГ и которого просто нет в случае, если генератор автономный, а не работающий на сеть в параллель с другими СГ;
- низкое быстродействие из-за наличия инерционной ОВ возбудителя.