Занятие № 3 "Регулирование напряжения генераторов переменного тока"

Содержание:

1. Особенности регулирования напряжения синхронных генераторов.

2. Регулирование напряжения генераторов переменного тока.

3.Транзисторный регулятор напряжения.

Литература:

1. А.А. Лебедев "Автоматическое и электрическое оборудование ЛА." с, 113-120.

2. М.М. Красношапка "Электроснабжение ЛА" с. 297-311,

3. Н.М. Синдеев "Электроснабжение ЛА" с. 66-81.

1. Особенности регулирования напряжения синхронных генераторов.

Регулирование напряжения генераторов переменного тока обычного исполнения (СГО, ГО, СГС) осуществляется изменением тока возбуждения, величина которого значительно больше чем у генератора постоянного тока.

Например, при cos = 0,8 мощность возбуждения синхронного генератора составляет 5-6 % от выдаваемой мощности, и в то время как для генераторов постоянного тока она не превышает 2,5 %.

Второй особенностью регулирования напряжения генераторов переменного тока является то, на какое напряжение (линейное, фазное, среднее, прямой последовательности) должен реагировать измерительный (чувствительный) орган регулятора (рис. ___). Это имеет существенное значение для правильного регулирования тока возбуждения при несимметричных нагрузках генераторов, часто встречающихся на л.а. Например, включение активной нагрузки, соответствующей 10 % номинальной, только на линейное напряжение U_AB приведет к тому, что линейное напряжение U_AB уменьшится на 5 % , U_BC - на 15 %, а U_CA увеличится на 11 %. Если измерительный орган включить на U_AB, то регулятор повысит напряжение, при включении U_CA - понизит. Неоднозначность регулирования получится и при включении измерительного органа на фазное напряжение генератора. Лучшей схемой включения измерительного органа является 3-х фазная 2-х полупроводниковая схема А.Н. Ларионова. В этом случае , где К - коэффициент пропорциональности. При синусоидой форме напряжения. Наиболее совершенным способом включение измерительного органа является способ включения на напряжении прямой последовательности фазных или линейных напряжений генератора. Это диктуется тем, что режим работы генератора и многих 3-х фазных потребителей в основном определяется прямой последовательностью фазных и линейных напряжений. Для предотвращения перенапряжения в случае асимметрии нагрузок, при изменении частоты и температуры, применяются схемы включения измерительного органа, реагирующего на напряжение фазы, имеющей наибольшее значение (рис.__).

Фазовое напряжение каждой фазы выпрямляется выпрямителями В1, В2, ВЗ и через фильтры LC и разделительные диоды Д1, Д2, ДЗ подается на измерительный орган подается напряжение той фазы, на которой оно максимально, так как в это время диоды фаз с меньшим напряжением закрыты напряжением фазы, в которой оно максимально. При таком включении измерительного органа напряжение на одной из фаз при асимметрии нагрузок не будет превышать допустимое значение. Основным недостатком такой схемы является ее сложность и громоздкость.

2. Регулирование напряжения генераторов переменного тока

Угольные регуляторы напряжения генераторов переменного тока имеют такие же элементы и одинаковый принцип работы, что и регулятор напряжения генераторов постоянного тока. Рассчитываются они как правило, на большие мощности и электромагнит регулятора имеет только две обмотки: рабочую и стабилизирующую. Результирующая МДС электромагнита регулятора напряжения будет равна: Fр=Fэ+Fст.

Для регулирования напряжения однофазных генераторов рис.__, рабочая обмотка электромагнита регулятора питается с выхода генератора через 2-х полупериодный выпрямитель. Обмотка стабилизации включается параллельно, а угольный столб последовательно с обмоткой возбуждения генератора. Последняя питается от бортсети постоянного тока. При работе регулятора с 3-х фазным генератором рабочая обмотка электромагнита включается через выпрямительный мост Ларионова на среднее напряжение всех 3-х фаз. Таким образом регулятор реагирует на изменение напряжения любой из фаз генератора. Физические процессы при работе системы генератор-регулятор протекает последующим образом. При увеличении напряжения генератора ток в рабочей обмотке электромагнита  F, что приводит к растяжению угольного столба, увеличение его сопротивления, уменьшение тока возбуждения и тока в обмотке  Fст стабилизации. Последнее предотвращает перерегулирование, т.к. суммарная НДС уменьшается и устойчивость системы увеличивается.

Недостатком такой системы является увеличение статизма, т.к. в этом случае Wст является элементом ЖОССС. Для повышения точности регулирования напряжения авиационных синхронных генераторов с возбуждением от бортсети постоянного тока применяются автоматические корректоры напряжения, основным элементом которых является МУ. Управляющая обмотка МУ через мост Ларионова

включается на среднее напряжение 3-х фазного генератора. Рабочие обмотки МУ нагружены основной (рабочей) обмоткой электромагнита регулятора. Поэтому система регулирования регулирует на значительно меньшие отключения напряжения.

При автоматическом регулировании синхронных генераторов с возбудителем угольные регуляторы управляют током возбуждения возбудителя. Это позволяет существенно уменьшить массу, габариты и мощность регулятора напряжения, так как ток возбуждения возбудителя значительно меньше тока возбуждения генератора. Отличительной особенностью схемы является отсутствие дополнительных средств повышения точности, так как возбудитель в системе регулирования является промежуточным усилителем. По такой схеме работает система регулирования напряжения генератора СГС-90/360 с угольным регулятором РН-60.

Для повышения устойчивости угольный регулятор имеет стабилизирующую обмотку Wст, включенную на зажимы возбудителя через трансформатор устойчивости ТС.