Вопрос 14
Причини відхилення напруги суднових синхронних генераторів. Вимоги Регістру та СОЛАС по відновленню напруги.
Причины, влияющие на напряжение судовых синхронных генераторов
На напряжение судовых синхронных генераторов влияют 3 причины:
частота вращения ПД ( дизеля, турбины );
изменение тока нагрузки генератора;
нагрев при работе обмоток статора и ротора генератора.
Рассмотрим действие этих причин более подробно.
1. При изменении частоты вращения ПД изменяются сразу два параметра синхронного генератора:
частота тока генератора
f
=
ЭДС обмотки статора генератора
Е = 4,44 f ω Ф,
где р – число пар полюсов на роторе генератора ( величина постоянная );
n – частота вращения приводного двигателя генератора, об / мин;
4,44 – постоянный коэффициент;
f – частота переменного тока;
ω – число витков фазной обмотки ( величина постоянная );
Ф – магнитный поток возбуждения генератора.
Из приведеннях формул следует, что при уменьшении частоты вращения ПД уменьшаются частота тока генератора, его ЭДС, а значит, и напряжение, и наоборот.
2. Основными приемниками ЭЭ на судах являются асинхронные двигатели. Они создают для синхронных генераторов активно-индуктивную нагрузку.
Действие активной и индуктивной составляющих тока нагрузки ( тока обмотки статора ) проявляется по разному. Так, при увеличении тока нагрузки:
активная составляющая увеличивает тормозной электромагнитный момент генератора, что приведет к уменьшению скорости ПД и снижению напряжения СГ;
индуктивная составляющая ослабляет магнитный поток генератора, что также
приводит к уменьшению его напряжения.
Таким образом, при набросе нагрузки каждая составляющая тока нагрузки снижает напряжение генератора.
3. При работе генератора его две обмотки - обмотка статора и обмотка возбуждения ( на роторе ) нагреваются, потому сопротивление обмоток увеличивается. В результате увеличивается падение напряжения на активном сопротивлении обмотки статора, а также и уменьшается ток возбуждения. В обоих случаях напряжение генератора уменьшается.
Компенсация действия причин, вызывающих изменение напряжения генераторов
Современные АРЧ и АРН позволяют успешно компенсировать действие причин, вызывающих изменение напряжения генераторов. При этом, в случае, если действие каких-либо причин не в состоянии компенсировать АРЧ, это делает АРН.
Например, если АРЧ дизеля ( турбины ) работает ненадежно, имеющийся в схеме АРН генератора узел частотной коррекции изменяет в нужном направлении ток возбуждения генератора, поэтому напряжение получается стабильным.
Так, в случае, если частота вращения приводного двигателя генератора меньше номинальной, что приводит к уменьшению частоты тока и напряжения генератора, этот узел увеличивает ток возбуждения и тем самым восстанавливает напряжение.
Стабилизацию напряжения при изменении тока нагрузки по величине и характеру обеспечивает одновременное действие АРЧ и АРН.
АРЧ увеличивает подачу топлива, компенсируя увеличение тормозного электромагнитного момента генератора и стабилизируя частоту тока, а значит, и напряжение генератора.
АРН увеличивает ток возбуждения генератора, восстанавливая напряжение до номинального ( см. ниже ).
Стабилизацию напряжения при нагреве генератора обеспечивается при помощи узла температурной компенсации в составе АРН. При нагреве этот узел автоматически увеличивает ток возбуждения генератора, восстанавливая напряжение до номинального.