55. Системы возбуждения и автоматического регулирования тока возбуждения синхронной машины.

Системы возбуждения – это машины и аппараты для создания тока возбуждения и управления им с помощью регулирующих устройств. Системы возбуждения и автоматического регулирования тока объединяют в единое целое и называют системой возбуждения (СВ).

Схемы СВ различают:1) по конструктивному исполнению возбудителя; 2) по виду возбудителя – с самовозбуждением или независимым возбуждением. Возбудители можно разделить на электромашинные (содержащие вращающиеся эл.машины), статические (не содержащие вращающихся эл.машини) и комбинированные.

Форсировка возбуждения при электромашинном возбудителе . Суть: закорачивание реостата в цепи возбуждения возбудителя при снижении напряжения синхронной машиныза некоторый допустимый уровень ( 85-90% от номин.напряжения), в результате чего напряжения возбудителя поднимается, стремясь к предельной величине.

Возбудитель с самовозбуждением.

При снижении напряжения за установленный уровень реле напряжения H замыкает цепь контактора К, который в свою очередь закорачивает реостат цепи возбуждения возбудителя (шунтовой реостат). Характеристика ХХ возбудителя – нагрузочная характеристика. Рабочее состояние определяется точкой пересечения хар-ки ХХ с прямой, отвечающей уравнению , где – омические сопротивления обмотки возбуждения и шунтового реостата. При закароченном реостате новое установившиееся состояние возбудителя определяется пересечение хар-ки ХХ с прямой, от положения зависит предельное напряжение возбудителя(рис.1.22.б) . Разность хар-ки ХХ и прямойпредставляет для каждого токанапряжения, уравновешивающее ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения возбудителя.,– предельное приращение напряжения на кольцах обмотки возбуждения синхронной57.1.машины; находится в пределах 0,3-0,6 сек.Установление нормального напряжения происходит после ряда затухающих колебаний, как это показано пунктирной линией на рис. 1.22, г. Возникающими колебаниями обычно пренебрегают и практически считают, что данный переходный процесс заканчивается, как только напряжение машины достигло нормального значения. Продолжительность подъёма напряжения машины под действием форсировки возбуждения до нормального значения называют критическим временем кр t . Чем больше скорость подъёма возбуждения, тем, естественно, меньше критическое время.

Возбудитель с независимым возбуждением. В некоторых случаях для возбуждения синхронных машин применяют электромашинные возбудители с независимым возбуждением, т.е. возбудители, питание обмотки возбуждения которых производится от постороннего источника. Таким источником обычно служит подвозбудитель, представляющий собой машину постоянного тока с самовозбуждением (рис. 1.24, а). Напряжение подвозбудителя при изменении его нагрузки остается неизменным. Форсировку производят закорачиванием реостата; при этом обмотка возбуждения возбудителя оказывается подключенной сразу наполное напряжение. Разность горизотальной прямойи прямой(рис.1.24.б) представляет нппряжение, уравновешивающее ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения возбудителя.

Рис. 1.24. Форсировка возбуждения синхронной машины с независимым возбуждением: а - принципиальная схема; б – основные характеристики возбудителя. Более быстрый подъём возбуждения при независимом возбуждении обусловлен большей величиной дельта u_в, которая характеризует скорость подъёма возбуждения.

тиристорные системы возбуждения. Такие системы возбуждения позволяют легко обеспечить при форсировке очень быстрое нарастание напряжения возбуждения и большую предельную величину

последнего. Это достигается обычно установкой двух выпрямителей, включенных параллельно. Один из них обеспечивает возбуждение машины в нормальном режиме, а другой служит для форсировки возбуждения. Регулирование возбуждения машины в нормальных условиях производят, используя систему управления выпрямителей. При форсировке возбуждения напряжение на кольцах обмотки возбуждения синхронной машины возрастает до предельного u _{f пр.} скачком. Значительные преимущества это высокое быстродействие, пониженный уровень шума.

Важными требованиями, предъявляемыми к системам возбуждения при форсировке, являются:

1. Необходимое быстродействие, т.е. высокая скорость нарастания напряжения на обмотке ротора в процессе его подъёма от номинального значения до потолочного. Это требование обусловлено инерционностью возбудителей.

2. Кратность форсировки возбуждения, определяемая отношением потолочного напряжения на роторе к номинальному. Для электромашинных систем она соответствует кратности потолка тока ротора.