7.4. Комбинированные сарн

Комбинированные САРН используются в тех случаях, когда на судах имеются электроприемники, требующие питание стабилизированным напряжением (т.е. с высоким качеством параметров электроэнергии). Такие системы обычно выполняются на базе САРН с АФК, реализуя регулирование по возмущению, а точность стабилизации обеспечивается корректором напряжения, действующего по отклонению регулируемой величины. Здесь корректор напряжения сравнивает текущее значение напряжения на зажимах генератора с эталонным параметром, обычно соответствующим номинальному. Воздействие корректора напряжения осуществляется через регулировочный элемент, дополнительно вводимый в систему АФК. Упрощенная структура комбинированного АФК на рис.36, откуда видно, что корректор напряжения, содержит преобразующий элемент ПЭ, измерительный элемент ИЭ и усилитель У.

Корректор, содержащий эти элементы, воздействует на АРН, причем регулирующий элемент РЭ входит в состав АРН и на рисунке не представлен.

Пунктиром в нижней левой части рисунка указан вариант прямого воздействия корректора напряжения на ток обмотки возбуждения генератора, но чаще всего используют системы, где воздействие корректора обеспечивается с помощью трансформатора компаундирования, имеющим дополнительную обмотку(рис. 37).

Система прямого воздействия корректора напряжения на ток возбуждения (пунктир на рис. 36) используется обычно на маломощных генераторах, т.к. такая система требует достаточно мощного управляющего сигнала со стороны корректора напряжения, соизмеримого с током возбуждения, а это требует введения либо мощных регулирующих элементов, либо усилителей.

Схема представленная на рис. 37, получила применение на отечественных генераторах серии МСС и МСК. Трансформатор компаундирования ТК здесь конструктивно выполнен на трехстержневом магнитопроводе. Компаундирующий элемент обычно выполняется на базе дросселя и реже – конденсатора. Чисто индуктивный характер составляющей Iу достигается с помощью магнитного шунта, установленного непосредственно близко от рабочих стержней трансформатора. Значение сопротивления Хс достигается подбором соответствующего значения воздушного зазора. Корректор напряжения, как правило, работает в импульсном режиме, так при уменьшении напряжения на зажимах генератора корректор напряжения уменьшает ток подмагничивания Iп. Поэтому основной магнитный поток трансформатора компаундирования Фо возрастает, следовательно, увеличивается напряжение на зажимах вторичной обмотки W2. Ток возбуждения Iв возрастает, приводя к восстановлению напряжения на зажимах генератора. В случае повышения напряжения на зажимах генератора, все происходит наоборот, корректор напряжения увеличивает Iпод, приводя к уменьшению результирующей магнитного потока. Напряжение на зажимах W2 снижается, ток Iв также уменьшается, и напряжение восстанавливается.

Для мощных синхронных генераторов, имеющих как правило водяную систему охлаждения, используется система АФК с управляемым дросселем. (рис. 38). Схема настраивается таким образом, что при уменьшении напряжения на зажимах генератора ток управления Iоу поступающий в управляемый дроссель из корректора напряжения снижается, что приводит к уменьшению магнитной проницаемости  стали дросселя, в результате его индуктивное сопротивление увеличивается, и соответственно уменьшается значение тока отбора Iод, что в свою очередь приводит к увеличению тока Iв в соответствии с выражением:

Iв = Iг - Iод

При превышении напряжения на зажимах генератора имеет место обратный процесс воздействия на ток Iв. В безщеточных генераторах, в системах выпрямления обычно используются управляемые диоды, что позволяет создать очень быстродействующий САРН. (рис. 39). Здесь тиристорная системы выпрямления, возбудитель переменного тока, ОВ генератора и трансформатор ТV вращаются вместе с ротором генератора. Управляющее воздействие от корректора напряжения, поступающее на вращающийся трансформатор ТV, осуществляется импульсно при отклонении напряжения от номинального в ту или иную сторону, причем при открывании тиристоров изменение тока Iв в обмотке возбуждения происходит скачкообразно, что способствует быстрому также скачкообразному изменению напряжения на зажимах генератора. При этом постоянная времени электромашинного возбудителя переменного тока, и его обмотка возбуждения практически не влияет на скорость восстановления напряжения на зажимах. Т.о. обеспечивается очень низкая инерционность системы регулирования.