7.6. Система возбуждения и арч генераторов серии гмс

Рассмотрим схему (рис.44), которая. как и предыдущая, предусматривает обеспечение не только возбуждения генератора, но и автоматическое регулирование напряжения. При этом наличие корректора напряжения относит ее к САСН. В составе схемы входят следующие элементы и узлы:

• СГ с обмоткой возбуждения, указанной пунктиром условно в обозначении генератора.

• Генератор начального возбуждения ГНВ с выпрямителем UZ2.

• Трансформатор компаундирования ТК с магнитным шунтом.

• Выпрямительный блок UZ1 с шунтирующим тиристором VS

• Корректор напряжения

• Трансформатор тока ТА

• Выключатель QS (системы автоматического гашения поля возбуждения генератора

• Блок питания БП на транзисторах TV1 – TV2, который может не входить в состав СВАРН, в зависимости от комплектации.

Рассмотрим работу схемы:

ТК содержит пять трехфазных обмоток. Токовая обмотка Wт включена последовательно в цепь генератора. Обмотки напряжения Wн соединены по схеме, параллельной к зажимам генератора. Суммирующая Ws и измерительная Wи соединяются по схеме звезда. Обмотка Ws используется для питания обмотки возбуждения генератора через выпрямитель UZ1. Измерительная обмотка Wи подключена к зажимам 1 – 3 корректора напряжения через делитель напряжения R1.

Питание корректора напряжения может осуществляться либо от блока питания на TV1 и TV2, входящего в состав СВАРН, либо от отдельного автономного блока питания, независящего от данного генератора.

Wк также может использоваться для питания корректора напряжения (зажимы 4 – 5), либо для реализации дополнительных функций. Схемы включения TV1 и TV2 выполнены так, что на зажимы 4 – 5 корректора напряжения подается сигнал, пропорциональный линейному напряжению Uав совпадающий с ним по фазе.

Регулирование напряжения в этой схеме осуществляется по амплитудно-фазовому принципу аналогично САРН серии МСС. Отличие заключается в том, что управляющее воздействие от корректора напряжения на обмотку возбуждения осуществляется через тиристор VS.

В процессе регулирования при положительном потенциале на аноде диода VD1 тиристор VS открывается управляющим сигналом от корректора напряжения, в результате диод VD1 и ОВ генератора шунтируются тиристором VS, изменяя фазовый угол управления тиристором. корректор напряжения производит регулирование тока возбуждения и соответственно напряжение на зажимах генератора. ГНВ выполнен в виде однофазного генератора переменного тока с постоянным магнитом установленном на роторе. Обмотка статора ГНВ подключена к обмотке возбуждения СГ через выпрямитель UZ2. При этом статор ГНВ конструктивно выполнен в виде кольцеобразного ярма с 4 выступающими на нам полюсами и крепится непосредственно к корпусу блока контактных колец. Само ярмо набирается (шихтуется) из листов электротехнической стали. На четырех ярко выраженных полюсах закреплены 4 статорные обмотки, соединенные между собой в 2 параллельные ветви. Параметры схемы подобраны таким образом, что максимальное напряжение на зажимах ГНВ не превышает 40-50 В, в режиме начального возбуждения. При выходе генератора на нормальный режим возбуждения (самовозбуждение), напряжение подаваемое на выход выпрямителя UZ1 соответствует 80 В. Поэтому в номинальном режиме (сразу после самовозбуждения генератора) выпрямитель UZ2 запирается и в дальнейшем не участвует в питании ОВ. В качестве корректора напряжения здесь используется модернизированный блок типа БКН7. Питание БКН7, подводимое к зажимам 4-5 составляет 36В. Обратная связь идет с сигнала переменного напряжения Uав. Управляющие импульсы с корректора напряжения подаются с зажимов 1-2 БКН7, при этом доля отбираемого тиристорами тока зависит от значения фазового угла управляющего импульса по отношению к моменту появления положительного потенциала на аноде диода VD1. При этом угол фазового сдвига управляющего импульса определяется значением отклонения от номинального входного напряжения измерительной обмотки Wи. Оно также совпадает с напряжением Uав по фазе и подается на зажимы 1-3. Схема построена таким образом, что корректор напряжения обеспечивает увеличение угла управления тиристором при уменьшении напряжения генератора, а при его увеличении – наоборот, угол фазового сдвига уменьшается.

Поскольку управляющий импульс поступает на тиристор VS только при наличии положительного потенциала на аноде диода VD1, то в схеме предусмотрен контроль полярности этого напряжения через зажимы КН. КН содержит следующие функциональные узлы:

• Цепь уставки заданного напряжения, выполненная на резисторах (рис.46);

• Источник напряжения постоянного тока, подключаемый к зажимам 4-5.

• Устройство формирования пилообразного напряжения на базе транзисторов VТ1 и VТ2.

• Устройство сброса (обнуления).

• Триггер на базе VТ3

• Устройство формирования импульсов управления тиристором.

• Устройство обеспечения параллельной работы

• Устройство контроля полярности напряжения на тиристоре и на базе транзистора VТ5

При номинальном значении напряжения, время заряда конденсатора до напряжения Uс>Uтриг составляет значение t (рис. 45). Когда напряжение генератора превысит номинальное значение, соответственно увеличится и входной сигнал корректора напряжения переменного напряжения Uав и соответственно быстрее разрядится конденсатор, т.е. управляющий импульс появится через время t2 меньшее t1, и соответственно открытие тиристора произойдет при угле α2< α1. Это приведет к тому, что тиристор большее время будет находиться в открытом состоянии шунтируя UZ1, и соответственно меньший ток от UZ1 поступает в обмотку возбуждения, что приведет к уменьшению напряжения на зажимах генератора. В противном случае, когда напряжение на зажимах генератора станет меньше Uн, конденсатор будет заряжаться больше t3, и соответственно позже появится сигнал на тиристоре (α 3> α 1), снизится ток отбора тиристора и больший ток от UZ1 поступит в обмотку возбуждения.

Для обеспечения указанного алгоритма работы требуется чтобы заряд конденсатора начинался всегда при угле α =0, для этого в схеме предусмотрено устройство сброса заряда конденсатора, возвращающее схему в исходное состояние непосредственно перед приходом тока через до левое значение. Кроме того, устройство обеспечения параллельной работы реализует 3 режима:

• Режим автономной работы;

• Режим параллельной работы с генераторами оснащенными аналогичной СВАРН;

• Параллельная работа с генераторами имеющие другие типы СВАРН, т. е. характеристики регулирования различны.