Системы прямого компаундирования с коррекцией напряжения

Система возбуждения синхронных генераторов МСК. Система возбуждения синхронных генераторов МСК выполнена как система управляемого фазового компаундирования. Основным элементом схемы возбуждения (рис. 68) является суммирующий трансформатор с магнитным шунтом. Суммирующий трансформа­тор имеет три основные и две вспомогательные обмотки. Обмотка напряжения ОН соединена в треугольник и подключена на линей­ное напряжение генератора. Токовая обмотка ОТ расположена только на крайних стержнях.

Такое исполнение вызвано конструктивными трудностями раз­мещения обмоток на среднем стержне. В связи с этим число вит­ков обмотки тока увеличено в раз по сравнению с симметричной обмоткой тока, так как в этом и другом случаях обмотка должна обеспечить одно и то же значение компаундирующей составляющей тока возбуждения. Выходная суммирующая обмоткаОС соединена в треугольник, и на ее выводы включен силовой выпрямитель ВС1, питающий обмотку возбуждения.

Вспомогательные обмотки служат для коррекции напряжения: обмотка ОМ питает измерительный элемент; на обмотку ОК вклю­чен дроссель отбора ДрО — исполнительный элемент коррекции. Дроссель отбора представляет МУ, работающий при переменном по величине напряжении на его выводах. Особенностью дросселя отбора, примененного в схеме, является то, что обмотки перемен­ного тока выполняют также роль обмоток управления.

Управление дросселем отбора осуществляет промежуточный МУ. Кроме того, предусмотрена отрицательная обратная связь по на­пряжению возбуждения через регулировочный резистор R6 и вен­тиль В6.

С целью компенсации тока холостого хода дросселя отбора и уменьшения его влияния на величину тока КЗ генератора парал­лельно дросселю включен блок конденсаторов С.

Промежуточный МУ выполнен как усилитель с внутренней об­ратной связью. Усилитель имеет четыре обмотки управления. Об­мотки управления ОУ10, ОУ20 служат для введения отрицательной обратной связи по току выхода магнитного усилителя с регулиро­вочными потенциометрами R4 и R5, что обеспечивает устойчивую работу системы возбуждения. Обмотки управления У10 и У20 вклю­чены на выход измерительного органа через резистор R3.

В состав измерительного органа входят линейный и нелинейный элементы, а также дроссель частотной коррекции ДЧК.

Цепь линейного элемента состоит из трансформатора ТЛ1 с вы­ходной обмоткой, включенной на выпрямитель ВС5 регулировоч­ных резисторов R1 и резистора уставки напряжения.

Цепь нелинейного элемента включает линейный ТЛ2 с настро­енными потенциометрами Rl, R2 и нелинейный ТН трансформа­торы, вторичные обмотки которых соединены последовательно и питают через дроссель частотной коррекции ДЧК, трехфазный вы­прямитель ВС4, резисторы R8 и R9. Совместная настройка линей­ного и нелинейного элементов осуществляется резистором R3.

В состав блока коррекции входит также блок параллельной ра­боты, с помощью которого осуществляется равномерное или про­порциональное распределение реактивных нагрузок между парал­лельно работающими генераторами. Он состоит из трансформатора тока ТП, резисторов R1 и R2 и трансформатора напряжения.

Параметры системы прямого фазового компаундирования рас­считаны таким образом, что при отключенном блоке коррекции система обеспечивает перевозбуждение во всем диапазоне эксплу­атационных нагрузок, т.е. напряжение генератора в этих режимах превышает номинальное значение.

При подключении блока коррекции вследствие повышенного на­пряжения на входе на выход МУ подается сигнал, увеличивающий ток выхода усилителя, являющийся током управления дросселя отбора. Увеличение подмагничивания дросселя отбора уменьшает его реактивное сопротивление, что приводит к увеличению тока отбора и к соответствующему уменьшению тока возбуждения, т.е. к понижению напряжения генератора.

При повышении или понижении частоты дроссель частотной коррекции увеличивает или уменьшает сопротивление, а это вызы­вает увеличение или уменьшение управляющего сигнала на вхо­де МУ, увеличение или уменьшение тока отбора и соответствующее понижение или повышение напряжения генератора.

Точность поддержания напряжения составляет ± 1 % во всем диапазоне эксплуатационных режимов нагрузок при изменении коэффициента мощности в пределах 0,6—1 и отклонении частоты вращения не более чем на ± 2%. Распределение реактивных на­грузок между параллельно работающими генераторами осуще­ствляется с точностью ± 10 %. Самовозбуждение генератора проис­ходит от генератора начального возбуждения, встроенного в вал генератора. В схеме системы возбуждения предусмотрено гашение поля, которое осуществляется рубильником РГП.

Рис. 68. Система возбуждения генераторов МСК

Система возбуждения с емкостным компаундирующим элемен­том. Системы управляемого прямого фазового компаундирования с емкостным компаундирующим элементом предназначены для син­хронных генераторов МС99-8/8 мощностью 700 кВА и МС940-1000 мощностью 940 кВА, установленных на китобазе «Советская Рос­сия». Системы возбуждения разработаны Ленинградским электро­техническим институтом имени В. И. Ульянова (Ленина).

Системы возбуждения обеспечивают:

• самовозбуждение генераторов при минимальной величине оста­точного напряжения, равного 3 %;

• поддержание напряжения в эксплуатационных режимах с точ­ностью ± 2 %;

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

• ручное гашение поля генераторов.

Конструктивно системы возбуждения выполнены в виде секций ГРЩ.

Система возбуждения (рис. 69) состоит из трехобмоточного суммирующего трансформатора, емкостью компаундирующего эле­мента — блока конденсаторов С, силового выпрямителя ВС, дрос­селя отбора ДрО, промежуточного магнитного усилителя МУ, кор­ректора напряжения, блока параллельной работы БПР.

Суммирующий трансформатор имеет три обмотки — токовую W_c, напряжения W1 и выходную W2. Емкостный компаундирую­щий элемент С собран из конденсаторов типа МБГЧ-1-750-П, сое­диненных в треугольник. Емкость одного конденсатора 2мкФ. Общая емкость на фазу составляет для генераторов МС99-8/8 и МС940-1000 соответственно 52 и 84 мкФ.

Параметры суммирующего трансформатора и емкостного ком­паундирующего элемента выбраны таким образом, что обеспечи­вается во всех эксплуатационных режимах перевозбуждение при отключенном корректоре напряжения. Дроссель отбора по управ­ляющему сигналу корректора напряжения отбирает часть тока, в результате чего уменьшается ток возбуждения и соответственно напряжение генератора.

Силовой блок выпрямителей ВС выполнен выдвижным и состо­ит из отдельных трехфазных селеновых выпрямителей типа ТВС-100-646, соединенных параллельно и укрепленных на общем кар­касе.

Регулирование напряжения генератора может осуществляться по астатической и статической со статизмом по реактивному току характеристикам.

Дополнительный сигнал, обеспечивающий необходимую вели­чину статизма по реактивной нагрузке генератора, вводится со сто­роны блока параллельной работы.

Самовозбуждение генератора достигается за счет емкостного подмагничивающего генератор тока компаундирующего элемента при естественных значениях величины остаточного напряжения.

Включение на параллельную работу осуществляется методом точной синхронизации. Предусмотрена возможность включения на параллельную работу по способу самосинхронизации. Для этого в схему введен рубильник гашения поля ВГП, с помощью которого на период включения снимается возбуждение с генератора.

Для стабилизации режима работы в схему коррекции напряже­ния вводится гибкая отрицательная связь по напряжению возбуж­дения.

Рис. 69. Система возбуждения ЛЭТИ имени В. И. Ульянова (Ленина)

Система возбуждения генераторов Ленинградского завода. Сис­тема возбуждения генераторов выполнена по принципу управляе­мого прямого фазового компаундирования (рис. 70) и включает суммирующий трансформатор с магнитным шунтом, блок селено­вых выпрямителей, дроссель отбора, корректор напряжения, блок параллельной работы и генератор начального возбуждения.

Суммирующий трансформа­тор имеет четыре обмотки: то­ковую W_c, обмотку напряже­ния W1, выходную обмотку W2 и обмотку питания коррек­тора W_K.

Дроссель отбора ДрО со­бран из трех скрепленных ме­жду собой сердечников Ш-об-разной формы, на средние стер­жни которых уложены катушки переменного тока и одна кату­шка управления ОУ.

Для самовозбуждения при­менен генератор начального возбуждения ГНВ, представля­ющий тахогенератор переменного тока с постоянными маг­нитами, который конструктивно встроен в корпус генератора и подключен к обмотке возбуж­дения через селеновые выпря­мители. Мощность генератора начального возбуждения не превышает 80 Вт. После воз­буждения генератора выпрями­тель генератора начального возбуждения запирается на­пряжением блока силового выпрямителя.

Гашение поля произво­дится выключателем ВГП, закорачивающим обмотку возбуждения.

Поддержание напряжения генератора с точностью ± 1% при изменении режима нагрузки от 0 до номинальной величины, изме­нении коэффициента мощности от 0 до 1 и частоты в пределах ± 2,5% номинальной осуществляется корректором напряжения, на выход которого подключена обмотка управления дросселя отбора. При отсутствии подмагничивания дросселя отбора напряжение генератора при 100%-ной нагрузке составляет 107—110 % номи­нального.

В качестве корректора напряжения применен корректор КН-2, разработанный Баранчинским электромеханическим заводом (рис.71).

Корректор напряжения КН-2 состоит из измерительного органа и усилителя на полупроводниковых триодах. Измерительный орган корректора измеряет напряжение на выводах генератора и сравни­вает его с заданным напряжением. Полученная разность между на­пряжениями — действительным и заданным — служит сигналом, который управляет полупроводниковым усилителем, нагруженным обмоткой управления МУ.

Измерительный орган состоит из измерительного трансформатора ТИ; выпрямителя В1, собранного по двухполупериодной схеме выпрямления; кремниевого опорного диода В2, конденсатора С1, резисторов R1, R8, R9, кремниевого триода Т1 (п — р — п).

Первичная обмотка измерительного трансформатора через рези­стор уставки напряжения СУН и добавочный резистор R15, первич­ную обмотку трансформатора параллельной работы подключена на линейное напряжение генератора. Вторичная обмотка измеритель­ного трансформатора через выпрямитель нагружена резистором R1. Для частичного сглаживания пульсаций выпрямленного напряже­ния в схеме измерительного органа имеется фильтр, состоящий из конденсатора С1 и резистора R8.

Пульсирующее напряжение конденсатора С1 через стабилитрон В2 подается на вход (выводы база—эмиттер) триода T1. Парал­лельно входу триода Т1 подключен резистор R9. Характеристики стабилитрона В2 подобраны таким образом, что он запирает цепь до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С1 (пропорциональ­ное напряжению U_Г генератора) не превысит напряжение пробоя U_Г0 стабилитрона, которое является неизменной величиной. Тем самым производится сравнение напряжения U_Г конденсатора С1 с заданным эталонным напряжением — напряжением пробоя U_Г0 стабилитрона (рис. 72,а).

Рис. 70. Система возбуждения Ленинградского завода

Рис. 71. Схема корректора напряжения КН-2

Рис. 72. Графики, характеризующие работу КН-2

Если напряжение U_Г превысит напряжение пробоя U_Г0, в цепи базы триода Т1 появится ток и триод откроется. Напряжение на конденсаторе С1 пульсирующее, поэтому при нормальной работе открытие триода происходит в течение коротких промежутков вре­мени в каждый полупериод измеряемого напряжения генератора. Этот процесс начинается только тогда, когда измеряемое напряже­ние U_Г больше эталонного U_Г0. При дальнейшем увеличении изме­ряемого напряжения U_Г увеличиваются импульсы тока базы триода Т1, а значит, и импульсы тока в цепи коллектора (рис. 72,б).

Таким образом, измерительный орган измеряет напряжение ге­нератора, преобразует его отклонение при превышении заданного напряжения в кратковременные импульсы тока, возрастающие с ростом отклонения измеряемого напряжения.

Необходимо отметить, что статическая система возбуждения в этом случае должна быть рассчитана таким образом, чтобы на­пряжение генератора в нормальных эксплуатационных режимах при неработающем корректоре было всегда выше напряжения, соответствующего напряжению пробоя.

Усилитель корректора напряжения состоит из германиевых триодов Т3 и Т4 (р — п— р); кремниевого триода Т2 (п — р — п); выпрямителей В3 и В4; конденсатора С3; делителя напряжения R4 и R12 резистора R10. Питание усилителя подается на его выво­ды через выпрямительный блок.

Импульсы выходного тока измерительного органа подаются на конденсатор С3, который заряжается, а затем разряжается на параллельно включенный ему резистор R10.

К выводам эмиттер — база триода Т2 приложена разность на­пряжений U_R12, снимаемых с делителя напряжения R12 и венти­ля В3 и напряжения U_С3 — конденсатора С3.

При напряжении U_С3, меньшем U_R12, к переходу эмиттер — база триода Т2 приложено напряжение прямой полярности и он откры­вается. Если Т2 открыт, то ток, протекающий по его цепи эмит­тер — база, вызывает соответственно усиленный ток коллектора. Такое состояние имеет место при отсутствии сигнала измеритель­ного органа. В этом случае напряжение меньше U_R12 на величину падения напряжения в эмиттерном переходе.

При заряде конденсатора С3 импульсами тока триода Т1 его напряжение увеличивается и, если оно будет больше U_R12, то к пе­реходу эмиттер — база триода Т2 будет приложено напряжение обратной полярности, вследствие чего триод Т2 окажется закры­тым.

Диод В3 служит для того, чтобы конденсатор С3 мог заряжать­ся только импульсами выходного измерительного органа и чтобы предотвращать ложные срабатывания из-за пульсации напряжения питания корректора.

Промежуточный триод усилителя Т3 (р — п — р) включен так, что его цепь эмиттер — база является коллекторной нагрузкой три­ода Т2. Если триод Т2 открыт, по его цепи коллектор — эмиттер протекает ток, являющийся одновременно и током базы триода Т3. Так как при этом величина тока коллектора Т3 ограничена резисто­ром R11, этот триод оказывается открытым до насыщения, и через его цепь эмиттер — коллектор проходит весь ток, протекающий по резистору R11. Если триод Т2 закрыт, в его коллекторной цепи нет тока, следовательно, отсутствует ток базы триода Т3 и последний оказывается закрытым.

При открытии триода Т3 до насыщения по его коллекторной цепи протекает ток, обусловленный напряжением источника пита­ния и резистором R11. Падение напряжения на переходе эмиттер — коллектор насыщенного триода Т3 мало и составляет примерно 0,2В.

Благодаря относительно большому падению напряжения в вен­тиле В4 (0,6  0,8 В) потенциал базы триода Т4 будет положительным по отношению к потенциалу его эмиттера, т.е. к переходу эмиттер — база триода Т4 будет приложено напряжение обратной полярности и последний будет закрыт.

Если триод Т3 закрыт, то весь ток резистора будет протекать по цепи эмиттер — база триода Т4. Триод Т4 будет открыт до насы­щения, величина тока в его коллекторной цепи ограничивается сопротивлением нагрузки. В этом случае все напряжение источника питания будет приложено к нагрузке.

Рассмотрим взаимодействие элементов усилителя во время за­ряда и разряда конденсатора С3.

При отсутствии сигнала измерительного органа к переходу эмиттер — база триода Т2 приложено напряжение прямой полярно­сти, триод Т2 открыт. Коллекторный ток триода Т2 имеет такую величину, что открывает триод Т3 до насыщения. При этом к базе триода Т4 будет приложен положительный потенциал относительно эмиттера, что приводит к закрытию триода Т4.

При наличии сигнала измерительного органа импульсы тока триода Т1 заряжают конденсатор С3, который разряжается затем через резистор R10. Во время заряда конденсатора С3 напряжение U_С3 больше напряжения U_R12, а при его разряде напряжение на выводах резистора R10 уменьшается. Пока значение U_C3 больше величины U_R12, триод Т2 закрыт. Такое состояние длится до момен­та, когда напряжение Uсз не станет равным разности напряжений U_R12. При запирании триода Т3 весь ток резистора R11, протека­вший ранее по коллекторной цепи, потечет по цепи база — эмит­тер триода Т4, открывая его до насыщения. При полном открытии триода Т4 все напряжение источника питания окажется приложен­ным к его нагрузке.

При больших импульсах тока измерительного органа конденса­тор С3 зарядится до большего напряжения, и соответственно уве­личится время, в течение которого напряжение Uсз будет больше напряжения U_R12, триоды Т2 и Т3 будут закрыты, триод Т4 открыт, и по обмотке управления будет проходить ток. Таким образом, при больших импульсах тока измерительного органа увеличивается длительность открытия триода Т4 и тем самым — длительность воз­действия напряжения источника питания на обмотку управ­ления.

Параметры элементов схемы корректора подобраны таким об­разом, что переход ее из одного состояния в другое происходит практически мгновенно (несколько микросекунд), поэтому напря­жение на нагрузке усилителя имеет вид прямоугольных импульсов. При увеличении напряжения генератора ширина импульсов уве­личивается, а вместе с ней увеличивается величина среднего напря­жения на обмотке управления (рис. 72, в).

Сопротивлением уставки напряжения СУН может быть изме­нена уставка напряжения генератора от +5% до —10 % U_Н (рис. 72,г). В цепь нагрузки выпрямителя В1 последовательно с резисто­ром R1 включен резистор R2, благодаря которому можно смещать весь диапазон регулирования уставки напряжения.

Через цепь резисторов R3 и R4 подается гибкая положительная обратная связь по выходному напряжению коллектора триода Т4. Это позволяет регулировкой параметров положительной обратной связи настроить чувствительность корректора применительно к па­раметрам конкретного СГ.

Для обеспечения необходимой чувствительности корректора при его настройке в цепь стабилитрона включается сопротивление ве­личиной до 2,5 кОм. Характеристика чувствительного элемента — стабилитрона не зависит от изменения частоты. Изменение частоты будет восприниматься как соответствующее изменение напряжения генератора, поэтому в таких схемах при использовании чувстви­тельных элементов с характеристиками, не зависящими от частоты, надобность в дополнительной частотной компенсации отпадает.

Для устранения автоколебаний, возникающих при регулировке напряжения и стабилизации режима, на корректор подается гибкая отрицательная связь по напряжению обмотки возбуждения СГ че­рез цепочку С2 — R5. При изменении напряжения обмотки возбуж­дения происходит заряд или разряд конденсатора С2 в зависимо­сти от знака изменения (увеличение или уменьшение). Ток заряда или разряда приводит к появлению на выходе измерительного орга­на сигнала, препятствующего изменению напряжения обмотки воз­буждения; тем самым вся система регулирования стабилизируется.

Для компенсации тепловых уводов, обусловленных изменениями активного сопротивления элементов, входящих в схему корректора, вследствие их нагрева, в измерительный орган корректора введена цепь с терморезистором R7 и обычным резистором R6.

При повышении температуры окружающей среды начальный ток предвыходного триода Т3 может возрасти, что приведет к не­полному открытию и запиранию выходного Т4 и выходу его из строя вследствие перегрева. С целью предотвращения возрастания на­чального тока триода Т3 с ростом температуры на его базу подано смещение, роль которого играет падение напряжения на резисторе R14 при протекании тока. Смещение на базу триода Т3 подается через резистор R13.

При работе в обмотке управления индуктируются ЭДС высших гармоник. Эти ЭДС суммируются с напряжением источника пита­ния и могут привести к опасным для триода Т4 перенапряжениям на его коллекторе. Обычно для снижения величины индуцированных ЭДС до безопасной в МУ (дросселе) предусматривают короткозамкнутый виток, охватывающий три сердечника и демпфирую­щий высшие гармоники магнитного потока. Кроме того, параллель­но переходу эмиттер — коллектор триода Т4 и его нагрузке вклю­чены вентили В5 и В6, благодаря которым напряжение на триоде Т4 не может превысить величины напряжения источника питания.

Если ЭДС обмотки управления имеет такую величину, что при суммировании с напряжением источника питания оно увеличивает отрицательное напряжение на коллекторе, то вентиль В5, открываясь, пропускает ток, обусловленный ЭДС, и обмотка управления оказывается замкнутой накоротко, а напряжение на ее выводах ограничивается падением напряжения на вентиле в прямом направ­лении (примерно 2В). При противоположном направлении ЭДС вентиль В6 замыкает накоротко триод Т4, тем самым защищая его. Конструктивно вентили В5 и В6 выполнены в блоке выпрямителя питания корректора.

Схемой предусмотрена возможность ручной регулировки на­пряжения. При этом резистор ручной регулировки установлен та­ким образом, что при 50%-ной номинальной нагрузке напряжение генератора равно номинальному. В этом случае точность поддер­жания напряжения составляет (+ 4)(—2)% при изменении режима нагрузки от нуля до номинальной.

Включение генераторов на параллельную работу может выпол­няться способами точной синхронизации и самосинхронизации. Рав­номерное распределение реактивных нагрузок между параллельно работающими генераторами с точностью ± 10 % осуществляется блоком параллельной работы.

Система возбуждения генераторов Армэлектрозавода имени В. И. Ленина. Схема системы возбуждения (рис. 73) выполнена с од­нофазными четырехобмоточными трансформаторами с подмагничиванием. Обмотка напряжения W_H включена на напряжение генера­тора через ненасыщенный дрос­сель Др1. Для самовозбуждения генератора параллельно дросселю присоединены конденсаторы С1.

Величина емкости конденсато­ров выбрана такой, чтобы при частоте, близкой к номинальной, получить в этой цепи резонанс то­ков.

Обмотка подмагмичивания, со­единенная в открытый треуголь­ник через двухполупериодный вы­прямитель, включена на выход однофазного магнитного усилите- ля МУ с внутренней обратной связью. Усилитель имеет обмотку смещения, обеспечивающую необходимую характеристику в задан­ном диапазоне регулирования. Рабочие обмотки магнитного усили­теля включены на автотрансформатор AT. От этого же автотранс­форматора получает питание и измерительная цепь коррекции на­пряжения, которая состоит из линейного дросселя Др2 конденсато­ра С2 нелинейного дросселя Др3 и резистора для ввода статизма по реактивной нагрузке.

Нелинейный дроссель, включенный через двухполупериодный выпрямитель В3 на обмотку управления МУ совместно с обмоткой смещения обусловливает требуемый корректирующий сигнал при отклонении напряжения. Линейный дроссель и конденсатор осу­ществляют частотную коррекцию.

Точность поддержания напряжения составляет ± 2 %.

Рис. 73. Система возбуждения генераторов Армэлектрозавода имени В.И.Ленина

Равномерное или пропорциональное распределение нагрузки при параллельной работе производится согласно внешним характери­стикам генераторов, имеющим статизм по реактивной нагрузке. Величину статизма можно регулировать в диапазоне 0—2,5%.

Система возбуждения обеспечивает требуемые динамические показатели. Так, при прямом пуске асинхронного короткозамкнутого электродвигателя мощностью 33 кВт от генератора мощно­стью 50 кВт провал напряжения равен 37 %, время восстановления напряжения 0,8 с. Величина установившегося тока КЗ равна 4,4I_Н.

Система возбуждения Дальносленского завода (Польша). Си­стема (рис. 74) предназначена для генераторов типа GBm мощно­стью от 100 до 400 кВА и представляет собой САРН с электромаг­нитным суммированием сигналов по току и напряжению генератора при помощи трехобмоточного суммирующего трансформатора ТТ. Трансформатор ТТ имеет четыре обмотки: токовую 1, напряже­ния 2, суммирующую 3 и дополнительную 4, ток в которой регули­руется корректором напряжения.

Ток возбуждения выпрямляется блоком кремниевых диодов БВ. Компаундирующим элементом является дроссель Др1. Для началь­ного возбуждения предусмотрены конденсаторы С₇, включенные параллельно обмотке напряжения ТТ.

Корректор напряжения состоит из измерительного устройства и двух каскадов усиления. Измерительное устройство включает в себя две цепи. Одна из них состоит из линейного дросселя Др2, параллельно которому включен конденсатор С8, компенсирующий изменение тока возбуждения при изменении частоты, выпрями­телей В1 с емкостным фильтром и из регулировочного резистора R14. Дроссель Др2 имеет регулируемый воздушный зазор для на­стройки корректора напряжения.

Вторая цепь аналогична рассмотренной, но вместо линейного дросселя включен нелинейный Др3, а конденсатор частотной кор­рекции отсутствует.

Первая ступень усиления корректора напряжения состоит из магнитного усилителя МУ1 с внутренней обратной связью, который имеет: две рабочие обмотки а1 и а2, получающие питание от трансформатора ТР1; обмотку управления dl-d2 и обмотку смещения fl-f2, включенные в цепи нелинейного и линейного элемен­тов; две последовательно включенные обмотки гибкой отрицатель­ной обратной связи gl-g2 и el-e2; две последовательно вклю­ченные обмотки демпферного контура b1- b2 и cl-c2 и обмотку внешней обратной связи kl-k2. На выход МУ1 включена обмотка управления b трехфазного магнитного усилителя МУ2 второй сту­пени усиления. Обмотка смещения d МУ2 получает питание от Tpl через выпрямители В3.

МУ2 состоит из трех однофазных усилителей с внутренней обрат­ной связью, рабочие обмотки которых включены последовательно с обмотками 4ТТ, однофазные усилители имеют общие обмотки: управления b, смещения d и гибкой отрицательной обратной связи с.

Когда напряжение генератора соответствует заданному, токи в обмотках f1-f2 и d1-d2 равны и создают противоположно на­правленные магнитные потоки, компенсирующие друг друга. Ток создает в МУ2 поток, направленный навстречу потоку обмотки d.

Величиной результирующего магнитного потока будет опреде­ляться величина тока в рабочих обмотках МУ2 и соответственно падение напряжения в обмотках 4ТТ, в результате чего напряже­ние возбуждения, создаваемое системой компаундирования, будет уменьшено, так как обмотка 4 создает поток, направленный против потока, создаваемого обмоткой напряжения.

При увеличении напряжения генератора нарушится равенство н. с. обмоток f1-f2 и d1-d2, так как величина тока в цепи нели­нейного элемента остается практически неизменной, а в цепи линей­ного элемента изменяется пропорционально изменению напряже­ния. Это вызывает увеличение тока на выходе МУ1, а следователь­но в обмотке b МУ2.

Последнее увеличивает ток в цепи рабочих обмоток МУ2 и по­следовательно включенных с ними обмоток управления 4ТТ из-за уменьшения сопротивления первых. В результате падение напряже­ния на рабочих обмотках МУ2 уменьшится, а падение напряжения на обмотках 4ТТ увеличится, вызывая тем самым изменение вели­чины тока возбуждения в сторону уменьшения.

При снижении напряжения рабочий ток МУ1, МУ2 и падение на­пряжения на обмотке 4 уменьшается и ток возбуждения увеличится.

При изменении (уменьшении) частоты изменение (уменьшение) сопротивления линейного дросселя Др2 компенсируется соответ­ствующим изменением (увеличением) сопротивления конденса­тора С8. Благодаря этому колебание частоты не сказывается на работе регулятора. Компенсатор реактивной мощности состоит из трансформатора тока ТТ1, активного R8 и индуктивного R9 рези­сторов, включенных последовательно с измерительной цепью.

Система поддерживает напряжение генератора с точностью ± 1,5 % при изменении тока нагрузки от 0 до 1,25 I_Н, cos  от 0,4 до 1,0 и частоты ± 5 %.

При неисправностях в схеме, вызывающих увеличение тока в цепи обмоток управления компаундирующего трансформатора выше допустимых значений, может произойти повреждение компа­ундирующего трансформатора и других элементов схемы.

Для предупреждения этого в схеме предусмотрена защита, обе­спечивающая размагничивание МУ1 при возрастании тока в цепи рабочих обмоток МУ2 выше допустимого значения. При увеличе­нии тока в этой цепи увеличивается падение напряжения на рези­сторе, включенном на вторичную обмотку ТТ2. При определенном значении падения напряжения наступает пробой КС1 и в обмотке d1-d2 создается ток, направленный навстречу рабочему току цепи линейного элемента; он способствует уменьшению величины-тока в цепи корректора.

Рис. 74. Система возбуждения Дальносленского завода

Система возбуждения завода «Саксенверке» (ГДР). Данная си­стема (рис. 75) установлена на пассажирских теплоходах типа «Иван Франко» для генераторов серии ДК154-14 мощностью 800 кВА. Она представляет собой систему фазового компаундиро­вания с электромагнитным суммированием сигналов по каналу тока и напряжения с помощью трехстержневых компаундирующих трансформаторов КТ1-КТЗ, имеет корректор напряжения (КН) и схему начального возбуждения. Каждый КТ имеет четыре обмотки: на­пряжения 1, токовую 2, суммирующую 3, управления 4.

Один из крайних стержней, на котором расположены обмотки 2, 4, имеет воздушный зазор и расположен под углом 45° по отно­шению к другим стержням, что обеспечивает уменьшение индуктив­ной связи между обмотками. Обмотки 1 и 4 секционированы.

Для выпрямления тока возбуждения предусмотрены кремние­вые выпрямители БВ, имеющие на стороне переменного тока за­щиту из последовательно соединенных резистора и конденсатора, включенных между фазами (на схеме не показаны).

КН состоит из измерительного устройства и двух каскадов уси­ления: МУ1, МУ2 — первый каскад и МУ3, МУ4, МУ5 — второй.

Рис. 76. Включения об­моток управления МУ к измерительному устрой­ству КН системы завода «Саксенверке»

Измерительное устройство КН получает питание от статора генератора через контакты 1 переключателя П и предохранитель Пр2. Напряжение от трансформатора Тр2, выпрямленное выпря­мителями 1, подается на стабилитроны Ст1 и Ст2, на выходе кото­рых получаем постоянное стабилизированное (эталонное) напря­жение (ЭН).

Напряжение вторичной обмотки Tpl, выпрямленное выпрями­телями 2, соответствует действительному напряжению (ДН) гене­ратора. На стороне постоянного тока выпрямителей 1, 2 включены активно-емкостные фильтры. На выходе этих двух источников на­пряжения включены резисторы R7, R8 и обмотки управления 1_I, 1_II, 2_I, 2_II магнитных усилителей МУ1, МУ2 таким образом, что токи от источника эталонного напряжения I_э и от источника действи­тельного напряжения I_д направлены навстречу друг другу в обмот­ках и согласно — в резисторах (рис. 76). В установившемся режи­ме, когда напряжение генератора соответствует заданному значе­нию I_э = I_д, результирующий поток управления равен нулю.

МУ1 (см. рис. 75) и МУ2 являются усилителями с двухполупериодным выходом на постоянном токе и внутренней обратной связью, включенными по дифференциальной схеме. Каждый усили­тель, кроме двух обмоток управления, имеет еще четыре обмотки: смещения 3, интегрирующей отрицательной обратной связи 4, поло­жительной обратной связи по напряжению и нагрузке 5, гибкой отрицательной обратной связи 6.

Обмотки 3_I, 3_II магнитных усилителей МУ1-МУ2 предназна­чены для установления рабочих точек соответствующих усилите­лей. Включение их на напряжение кремниевого стабилитрона КС, подключенного к выпрямителям 1, обеспечивает постоянство тока в обмотках смещения во время переходных режимов. Цепь обмотки 4_I, 42_II с последовательно включенными в нее конденсаторами С7, С8 и резисторами R16, R17 включена параллельно нагрузке и обра­зует отрицательную интегрирующую обратную связь МУ, обеспечи­вающую:

• подачу сигнала, зависящего от скорости изменения напряжения на выходе усилителя, создающего во время переходного процесса магнитное поле, направленное навстречу полю усиливаемого сигнала (тем самым устраняется возможность ав­токолебания системы);

• подачу аналогичного сигнала, зависяще­го от скорости изменения напряжения на обмотке возбуждения, так как указанные резисторы и конденсаторы включены па­раллельно обмотке возбуждения через ре­зисторы R14, R15 и конденсатор С2;

• изменение коэффициента усиления из­менением величины резистора R16.

Обмотки 5_I, 5_II обеспечивают увеличение коэффициентов усиления МУ. Цепь обмо­ток 6_I, 6_II с параллельно подключенными конденсаторами С5 и С6 служит для созда­ния отрицательной обратной связи по на­пряжению, включенной параллельно на­грузке МУ1 и МУ2. Запаздывание указан­ной связи определяется тем, что в переход­ном режиме конденсатор соединяет парал­лельно обмотки 6_I и 6_II на время, определяе­мое величиной постоянной времени контура из RC. В данном случае оно составляет 1—2 с.

Рабочие обмотки МУ1, МУ2 получают питание от вторичных обмоток Тр3 и нагрузкой их являются обмот­ки управления усилителей МУ3-МУ5 второй ступени усиления, при­чем от МУ1 питаются обмотки ОУ2, а от МУ2 — обмотки ОУ1. Ра­бочие обмотки МУ3-МУ5 с внутренней обратной связью и выходом на переменном токе включены на напряжение генератора последо­вательно с обмоткой 1 и обмоткой управления 4КТ.

Самонасыщение осуществляется диодами B1-B2, ВЗ-В4, В5-В6. Для установления начального значения тока на выходе усилителей МУ3-МУ5 при отсутствии сигнала на его входе, а также для вы­равнивания выходных токов трех усилителей независимо от раз­ницы в их характеристиках предусмотрены резисторы R16-R18, по­зволяющие изменить их коэффициенты усиления. Поэтому нет необ­ходимости в использовании обмотки смещения (перемычка А на схеме).

Работа схемы протекает следующим образом. В установившемся режиме, когда напряжение генератора соответствует установлен­ному значению, ток в обмотках управления МУ1 и МУ2 отсутствует и напряжения на выходе МУ1 и МУ2 равны.

При увеличении напряжения генератора по обмоткам управле­ния МУ1, МУ2 потечет ток такого направления, что величина тока на выходе МУ1 увеличится, а на выходе МУ2 — уменьшится. В цепь первого из них включены обмотки 2 МУ3-МУ5, увеличение тока в которых уменьшает ток на выходе МУ3-МУ5, а в цепь второго уси­лителя включены обмотки 1 МУ3-МУ5, уменьшение тока в которых вызывает также уменьшение тока на выходе, в результате уменьшается ток в обмотках управления КТ1-КТ3 и напряжение генера­тора уменьшается. По истечении некоторого времени, определяе­мого постоянной времени контура запаздывания, обмотки 6_I и 6_II получат питание, напряжения на выходе МУ1 и МУ2 станут рав­ными и процесс регулирования прекратится.

При уменьшении напряжения генератора ток в обмотках управ­ления МУ1, МУ2 будет иметь противоположное по сравнению с пре­дыдущим случаем направление, что вызовет снижение выходного напряжения МУ1, повышение выходного напряжения МУ2 и, как следствие этого, увеличение выходного тока МУ3-МУ5 и повышение напряжения генератора.

Сказанное можно выразить следующей мнемонической схемой:

Стрелки, направленные вниз, указывают на уменьшение обозна­ченной величины, а стрелки, направленные вверх, — на ее увеличе­ние. Индекс у обозначенной величины указывает на элемент, к. которому она относится.

Компенсатор реактивной мощности имеет ТТ, вторичная цепь которого подключена к первичной обмотке согласующего транс­форматора Тр4, а вторичная обмотка последнего включена в цепь источника действительного напряжения. Параллельно вторичной обмотке Тр4 включен резистор R11, предназначенный для регули­ровки величины статизма внешних характеристик параллельно ра­ботающих генераторов.

В цепи рабочих обмоток МУ5 установлено токовое реле R_3Г, ко­торое при перегрузках усилителей МУ3-МУ5 срабатывает и, раз­мыкая свои контакты, вводит резистор R7 в цепь обмотки ОУ1, ослабляя ее действие. Перегрузка усилителей имеет место при пуске и остановке генератора, когда разность U_эт — U_д достигает значительной величины. Резистор R19 позволяет регулировать ве­личину напряжения генератора в пределах ± 10 % U_Н и осущест­влять требуемое распределение реактивных мощностей между па­раллельно работающими генераторами.

Для начального возбуждения генератора предусмотрена спе­циальная схема, подключенная на фазное напряжение, выпрямляе­мое кремниевыми диодами В8. Контакты контактора S1 через пре­дохранитель Пр1 и резистор R10 подают это напряжение на ОВГ. При напряжении генератора около 0,3 U_Н вступает в действие основная схема возбуждения, а схема начального возбуждения отключается контактами контактора S1 (на судне S1 не установлен). При напряжении генератора, близком к номинальному, включается реле RS2 и катушка S1 начнет получать питание через резистор R11, защищающий ее от перегрузки.

В схеме предусмотрена возможность работы генератора без из­мерительного элемента и усилителей первого каскада. Для этого переключатель П устанавливают на ручное управление и регули­ровку напряжения генератора производят потенциометром R, в плечи которого включены обмотки управления МУ3-МУ5 на напря­жение возбуждения генератора. При перемещении движка потен­циометра в ту или другую сторону в одной из обмоток ток будет увеличиваться, а в другой — уменьшаться, что аналогично дейст­вию МУ1 и МУ2.

При выходе из строя МУ3-МУ5 необходимо, кроме переключе­ния переключателя П в положение «Ручное управление», отклю­чить МУ3-МУ5 от трансформатора КТ, переключить питание обмот­ки 1 к выводам 2 и произвести настройку схемы изменением вели­чины воздушного зазора трансформатора КТ. Для параллельной работы необходимо подключить уравнительные соединения между генераторами.

САРН с корректором напряжения обеспечивает поддержание напряжения с точностью ± 1 % во всем диапазоне изменения режи­ма нагрузки с cos  = 1  0,5 и изменения частоты вращения дизеля на 5 %. При работе без измерительного элемента и первого каскада усиления точность снижается до ± 2,5% при изменении режима нагрузки от нуля до номинальной величины при cos  =0,9  0,8 или при режиме нагрузки от нуля до 0,75I_н при cos  = 0,5  0,75. Точность регулирования без корректора при правильной настройке схемы составляет ± 3 % в диапазоне изменения режима нагрузки.

При динамических изменениях режима нагрузки, а именно при набросе номинальной нагрузки, провал напряжения достигает 17% и время восстановления напряжения составляет около 1с. При сбросе полной нагрузки процесс восстановления напряжения более длителен и имеет колебательный характер.

Все элементы системы смонтированы в двух блоках. Один из них, в который входят трансформатор КТ, контур начального воз­буждения и усилители МУ3-МУ5, располагается на генераторе, а другой — с измерительным устройством и МУ1-МУ2 расположен на ГРЩ.

Для облегчения отыскания неисправности в схеме предусмотре­ны специальные выводы с индексами, позволяющие без демонтажа схемы проверить исправность ее элементов и правильность на­стройки.

Контур начального возбуждения работает ненадежно вследст­вие перегрузки выпрямителей В8. Параллельная работа неустой­чива. Распределение реактивных нагрузок между параллельно ра­ботающими генераторами нарушается в процессе работы. Наряду с этим схема корректора неоправданно усложнена.

Рис. 75 Система возбуждения завода «Саксенверке»

Система возбуждения фирмы АСЕА (Швеция). Представленная на рис. 77 система генератора типа GAD является системой фазового компаундирования с коррекцией по напряжению и состоит из компаундирующего устройства, конденсаторов начального возбуж­дения С1, блока выпрямителей БВ и корректора напряжения КН.

Компаундирующее устройство состоит из трех трехобмоточных компаундирующих трансформаторов КТ1-КТ3, каждый из которых включен в отдельную фазу генератора, и одного трехфазного дрос­селя Др1.

Магнитная система компаундирующих трансформаторов выпол­нена в виде двух цилиндрических сердечников, на которых уложе­ны три общие обмотки: токовая 1, напряжения 2, суммирующая 3 и, кроме этого, на каждом сердечнике имеется отдельная обмотка управления 4, включенная на выходное напряжение корректора на­пряжения.

Обмотки 2, 3 компаундирующих трансформаторов и дросселя Др1 секционированы. Выпрямление тока возбуждения осуществля­ется кремниевыми выпрямителями БВ, включенными по схеме трех­фазного двухполупериодного выпрямления. Для защиты выпрями­телей от перенапряжений предусмотрены конденсаторы С2 (по 4 мкФ, 250 В) на стороне переменного тока и С3 (20 мкФ, 250 В) — на стороне постоянного тока.

Рис. 77. Система возбуждения фирмы АСЕА

Работа схемы без КН аналогична работе схем фазового ком­паундирования с электромагнитным суммированием сигналов по каналу тока и напряжения, осуществляемым с помощью трехоб­моточных КТ. Компаундирующим элементом является дроссель. Конденсаторы С1 (по 30 мкФ, 250 В каждый) обеспечивают надеж­ное самовозбуждение при естественных значениях остаточной ЭДС для данных генераторов.

КН включает: трансформаторы Tpl, ТрЗ, Тр4, Тр5; кремниевые выпрямители 1 на 450 В и 0,4 А; измерительное устройство 2; маг­нитный усилитель МУ; компенсатор реактивной мощности состоя­щий из Tpl, Tp2 и резистора R2.

Принцип работы КН состоит в следующем. На вход КН подает­ся разность напряжений вторичных обмоток Tpl и Тр3. Первый из них включен во вторичную цепь трансформатора тока, а второй — на напряжение генератора через резисторы Rl, R2, R3. Результи­рующее напряжение, выпрямленное диодами 1, через индуктивно-емкостный фильтр Др2 и С4 подводится к измерительному устрой­ству 2. Измерительное устройство представляет собой мостовую схему, в одну пару плеч которого включены кремниевые стаби­литроны КС1, КС2 (нелинейные чувствительные элементы), а в другую — линейные резисторы R_В, R7.

Рис. 78. Измерительное устройство корректора системы возбуждения фирмы АСЕА

При изменении подводимого напряжения сопротивление КС из-за нелинейности его характеристики резко изменяется, обуслов­ливая перераспределение тока в плечах моста (рис. 78). Этим обеспечивается изменение тока I_У = I_НЭ —I_ЛЭ на выходе ИУ, на который включена обмотка управления ОУ магнитного усилите­ля МУ.

При определенной величине напряжения сопротивление стаби­литрона в обратном направлении равно сопротивлению резисторов R, потенциалы точек А и В будут равны и тока в цепи ОУ не будет (точка С на рис. 79). При уменьшении напряжения сопротивление стабилитронов КС увеличится, потенциал в точке А уменьшится, а в точке В увеличится и ток будет протекать в отрицательном на­правлении от В к А (за положительное принято направление от А к В). При увеличении напряжения, наоборот, сопротивление стабилитронов уменьшится и ток ОУ изменит свое направление.

Изменение тока в ОУ вызывает соответствующее изменение тока в рабочих обмотках РО, МУ. При этом отрицательное направ­ление тока в ОУ будет создавать магнитный поток, направленный навстречу потоку обмотки внеш­ней положительной обратной свя­зи ОС, т.е. будет иметь место размагничивающее действие ОУ, вызывающее уменьшение выход­ного тока/муи соответственно то­ка в обмотках управления 4 КТ, которые включены на выход МУ.

Положительное направление тока в ОУ вызовет увеличение тока (рис. 80).

Увеличение (уменьшение) тока I вызывает уменьшение (увеличение) напряжения генерато­ра. При отключении МУ от сети или при умень­шении выходного тока I_му ниже установленного минимального значения нагрузка МУ будет зашунтирована кремниевым диодом 3 (400В, 20А), включенным на выход МУ с внутренней обратной связью.

Таким образом, при изменении напряжения или тока генератора будет иметь место изменение параметров цепи КН в следующем порядке:

Стрелки, направленные вниз, указывают на уменьшение, а на­правленные вверх — на увеличение значения величины; I_у — уменьшение отрицательного значения — имеет место при настрой­ке КН, соответствующей рис. 80 (номинальное напряжение генера­тора принимается при этом равным 390 В). При другой настройке I_у может увеличи­ваться, изменив направление, что вызовет аналогичное воздействие на МУ.

Для стабилизации системы регулирова­ния предусмотрена отрицательная обратная связь в виде стабилизирующего трансфор­матора Тр5, который включен иа напряже­ние обмотки возбуждения и работает толь­ко в переходных режимах.

Резистор R1, выведенный на ГРЩ, по­зволяет регулировать напряжение генера­тора в пределах ±10 %. Все элементы схе­мы смонтированы в шкафу, расположенном на генераторе.

Анализ внешних характеристик показы­вает, что системы обеспечивают высокую точность регулирования только при значениях cos  режима нагрузки, близких к 0,8.

При изменениях значений cos  режима нагрузки генератора в пределах от 0,6—0,9 данная система обеспечивает сравнительно невысокую точность регулирования в статических режимах, несмотря на наличие КН (рис.81).

В динамических режимах провалы напряжения не превышают 10—20 % при набросе номинальной величины ре­жима нагрузки, но скорость восстанов­ления незначительная.

Рис. 79. График изменения тока из­мерительного уст­ройства КН систе­мы возбуждения фирмы АСЕА
Рис. 81 Внешние характеристики генераторов фирмы АСЕА	Рис. 80. Графики изменения тока корректора напряжения системы возбуждения фирмы АСЕА

Система возбуждения фирмы «Шибаура» («Тошиба») (Япония). Систе­ма, представленная на рис. 82, являет­ся комбинированной системой регули­рования напряжения генератора, которая включает в себя схему компаундирования, управляемую электромаг­нитным КН. Схема компаундирования состоит из трех трехобмоточных трансформаторов ТТ1-ТТЗ, дросселя Др1 и блока селеновых выпрямителей БВ.

Каждый трансформатор ТТ, кроме токовой 1, напряжения 2 и суммирующей 3 обмоток, имеет обмотку подмагничивания 4, на которую воздействует КН.

Измерительная цепь КН получает питание от трансформатора Tpl, а рабочие обмотки 1,1' и обмотка смещения 3 МУ1 — от транс­форматора Тр2. Обмотка управления 2 МУ1 включена в измери­тельную цепь КН.

В эту же цепь включены: резистор компенсатора реактивной мощности R_K, который вводится в работу блок-контактами автома­тов параллельно работающих генераторов А2 или A3; контур ча­стотной коррекции, состоящий из линейного дросселя Др1 и кон­денсатора С1; дроссель Др2; блок сравнения, представляющий собой параллельно соединенные насыщенный дроссель Др3 и ре­зистор заданного напряжения R_ЗН.

Токи в обмотках 2 и 3 МУ1 со­здают противоположно направ­ленные магнитные потоки, и ре­зультирующий поток управления МУ1 будет определяться значени­ями токов в этих обмотках. Вели­чина тока в обмотке 2 будет из­меняться в соответствии с измене­нием напряжения генератора и cos  нагрузки (при включенном R_K), благодаря чему будет изме­няться значение тока в обмотках подмагничивания 4ТТ и тока воз­буждения.

Процесс регулирования при снижении напряжения может быть представлен в следующем виде:

Увеличение (уменьшение) частоты вызывает увеличение (умень­шение) индуктивного сопротивления дросселя Др1 и уменьшение (увеличение) емкостного сопротивления конденсатора С1, благода­ря чему напряжение, подводимое к выпрямителям измерительной цепи В2, не изменяется. Этим устраняется влияние изменения ча­стоты генератора на величину тока в измерительной цепи.

Обмотка возбуждения подключается к выпрямителям рубиль­ником Р. Параллельно ОВГ включен разрядный резистор R_ГП. Са­мовозбуждение генератора осуществляется от остаточного напря­жения либо от постороннего источника напряжением 24В.

САРН поддерживает напряжение генератора постоянным с точностью ± 1,5 % при изменении режима нагрузки от нуля до номинальной величины и cos  — от 0,6 до 0,9. Система возбуждения позволяет изменять напряжение генератора на ± 10 % номинального значе­ния. Все элементы регулятора расположены в ГРЩ.

Рис. 82. Система возбуждения фирмы «Шибаура»

Система возбуждения типа SFS фирмы «Мицубиси» (Япония). Генераторы фирмы «Мицубиси» установлены на второй серии судов типа «Лисичанск», построенных в Японии.

Существует несколько разновидностей схем данной фирмы для генераторов разной мощности. Разновидность типа SFS для гене­раторов мощностью 400 кВА (рис. 83) представляет собой систему фазового компаундирования с электромагнитным суммированием сигналов по каналам тока и напряжения при помощи трех трехобмоточных однофазных трансформаторов ТТ1-ТТ3 с подмагничиванием. Компаундирующим элементом является дроссель Др1. Вы­прямление тока возбуждения осуществляется блоком кремниевых выпрямителей БВ.

Система может работать с КН, выход которого включен в об­мотки 4 подмагничивания ТТ, и без КН, при ручном регулировании тока в обмотках 4 и с отключенными обмотками подмагничивания.

Рис. 83. Система возбуждения типа SFS фирмы «Мицубиси»

Работа САРН при отключенных обмотках 4 аналогична работе ранее рассмотренных систем подобного типа. Отличие состоит лишь в том, что в системе фирмы «Мицубиси» есть дополнительный трансформатор тока ДТТ, при помощи которого создается допол­нительная токовая составляющая возбуждения, обеспечивающая увеличение жесткости внешней характеристики генератора. Вто­ричная обмотка ДТТ секционирована, что позволяет осуществлять дополнительную регулировку токовой составляющей возбуждения.

КН вводится в работу переключателем ПК., при этом его кон­такты 1, 2, 3, 4 должны быть замкнуты, а контакты 5, 6 — находить­ся в положении, указанном на рисунке.

При возбужденном генераторе в этом случае подается напря­жение на измерительное устройство (от трансформатора Тр2) и на МУ (от трансформатора Tpl).

В измерительное устройство входят трансформатор Тр3, защи­та элементов регулятора от перенапряжения при неисправностях в цепи линейного элемента, регулятор заданного значения напря­жения генератора РН1 и электрические цепи с линейными и нели­нейными элементами.

Линейная цепь составлена из конденсатора частотной коррек­ции С1, выпрямителей В2 и резистора R4, а нелинейная — из транс­форматора Тр4, насыщенного дросселя Др2, выпрямителей В1, ин­дуктивного фильтра Др3 и резистора R3. Напряжения, выпрямлен­ные выпрямителями В1 и В2 сравниваются на резисторах R4 и R3.

На разность этих напряжений включены последовательно вклю­ченные обмотки управления 8-7, 6-5 МУ. Рабочие обмотки 1-2, 3-4 МУ включены последовательно в цепь питания обмоток управлений 4 ТТ, обмотки смещения получают питание от Tpl че­рез выпрямители В5, а обмотки обратной связи 11-12 включены на зажимы ОВГ через конденсатор С4.

Когда напряжение генератора соответствует заданному значе­нию, падения напряжений на резисторах R3(U_R3) и R4(U_R4) одинаковы и ток I_у в обмотках 8-5 МУ1 практически равен нулю:

Величина тока подмагничивания i_п в обмотках 4 ТТ будет опре­деляться потоком внутренней обратной связи и потоком обмоток смещения 9-10, для изменения тока в которых предусмотрен рези­стор R6.

При отклонении напряжения генератора от заданного U_R3 резко изменяется, a U_R4 изменится в соответствии с изменением напряжения генератора по линейному закону. Разность этих вели­чин создаст ток в обмотке 5-8 усилителя, который будет намагни­чивающим либо размагничивающим, в зависимости от отклонения напряжения. Это обусловливает изменение индуктивного сопротив­ления рабочих обмоток 1 МУ и соответствующее изменение тока подмагничивания i_п ТТ.

Изменение i_п приведет к изменению насыщения магнитопровода ТТ, что вызовет изменение величины тока возбуждения таким об­разом, что напряжение генератора будет восстанавливаться.

Изменение тока возбуждения при изменении частоты происхо­дит за счет изменения сопротивления С1 в линейной цепи ИУ, вызывающего соответствующее изменение U_R4 .

Процесс регулирования при уменьшении U_Г может быть пред­ставлен в таком виде:

Компенсатор реактивной мощности состоит из трансформатора тока ТТ4, вторичная обмотка которого замкнута на резистор R1, включенный последовательно в цепь измерительного элемента. Из­менение характера нагрузки вызовет изменение напряжения, под­водимого к ИУ, и соответственно требуемое изменение U_R4. KPM обеспечивает статизм внешней характеристики до 4 % при измене­нии режима реактивной нагрузки от 0 до 60 % номинального зна­чения.

При одиночной работе генератора резистор R1 шунтируется, а вторичная обмотка ТТ1 закорачивается накоротко выключателем ВК- Самовозбуждение генератора происходит от остаточного на­пряжения, которое для данных генераторов составляет 8—10 В.

При необходимости генератор можно подмагнитить от посто­роннего источника (аккумуляторной батареи) напряжением 24 В, нажав кнопку КП.

В цепи подмагничивания установлены токоограничивающий ре­зистор и диод В, обеспечивающий запирание тока от постороннего источника при напряжении на ОВГ, превышающем напряжение постороннего источника.

При ручном регулировании тока управления ТТ, ИУ и цепи МУ выводятся из работы переключателем ПК, а обмотки 4 контактами 5-6 переключаются на выход выпрямителей В6, получающих пита­ние от Tpl.

В цепи обмотки 4 ТТ установлен регулировочный резистор РРН для изменения тока подмагничивания, чем достигается требуемое изменение уставки напряжения генератора.

Система при работе с КН обеспечивает точность поддержания напряжения в пределах ± 1,5 % во всем диапазоне изменения рабо­чего тока генератора.

При пуске электродвигателя, мощность которого составляет 30 % мощности генератора, максимальный провал напряжения со­ставляет 13,8 %, а время полного восстановления напряжения не превышает 0,5с.

КТ расположен на ГРЩ, а остальные элементы смонтированы в отдельном шкафу. Благодаря применению высоко­качественных элементов САРН работает надежно.

Система возбуждения генераторов фирмы АЕГ (ФРГ). Фирма АЕГ выпускает системы возбуждения в различных схемных ва­риантах. Силовая часть схемы, включающая в себя трансформатор тока, компаундирующий элемент (ненасыщенный дроссель НДр), силовой выпрямитель, на входе которого суммируются сигналы по току и напряжению, не претерпевает каких-либо существенных из­менений. Изменения в основном касаются схемы коррекции на­пряжения.

Так, в схеме, приведенной на рис. 84,а, корректор напряжения, состоящий из автотрансформатора AT уставки напряжения, рези­сторов R_т, с помощью которых вводится статизм по реактивному току генератора, и насыщенного дросселя НДр воздействует на обмотку управления ОУ трансформатора тока ТТ и тем самым ме­няет магнитное состояние трансформатора и соответственно вы­ходной ток трансформатора.

В схеме, представленной на рис. 84,б, при изменении напряже­ния генератора сигнал от КН подается на обмотку управления ОУ дросселя отбора ДрО. Дроссель отбора включен на один из отво­дов обмотки компаундирующего элемента, что позволяет изменять составляющую тока возбуждения по напряжению, определяемую его сопротивлением.

Отличие схемы возбуждения, представленной на рис. 84,в, от ранее рассмотренных, состоит в том, что в схеме используются принципы как электрического, так и магнитного суммирования. Силовая часть схемы построена на принципе электрического сум­мирования. Параметры этой части схемы выбраны таким образом, что при изменении режима нагрузки генератора от холостого хода до номинальной величины напряжение генератора поддерживается меньше номинального значения с точностью ± (3  5) %.

Для изменения напряжения до минимального и поддержания этого значения с требуемой точностью на ТТ размещена дополни­тельная обмотка, которая включена через управляемый дроссель на напряжение генератора.

При изменении подмагничивания управляемого дросселя изме­няется величина дополнительной составляющей тока возбуждения по напряжению, благодаря чему и достигается требуемая точность поддержания напряжения ± (1,5  2) %.

Равномерное распределение нагрузки осуществляется за счет введения статизма по реактивной нагрузке. Самовозбуждение ге­нератора происходит под действием остаточного напряжения. При КЗ генератора величина тока статора, ограничиваемая насыщени­ем трансформатора тока, не превосходит четырех-, пятикратного значения номинального тока.

Рис. 84. Система возбуждения фирмы АЕГ: а — с корректором напряжения, воздействующим на трансформатор тока; б — с корректором напряжения, воздействующим на дроссель отбора; в — с комбинированным (электрическим и электромагнитным) суммированием