Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением: Генераторы параллельного возбуждения

Режимы работы (двигательный, генераторный, торможение) двигателя постоянного тока ДПТ

В двигателях параллельного возбуждения при неизменном то­ке в обмотке возбуждения (I_В = const) магнитный поток изменяется при нагрузке весьма незначительно, поэтому с некоторым при­ближением можно принять Ф = const. В этом случае электромаг­нитный момент [см. (25.24)] пропорционален току в цепи якоря и механическая характеристика n = f(M) может быть представлена зависимостью n = f(I_a) (рис. 29.8). Если эту характеристику про­должить в обе стороны за пределы осей координат (прямая 1), то можно показать, что электрическая машина в зависимости от ве­личины и знака внешнего момента, действующего на ее вал со стороны связанного с ним механизма, может работать в трех ре­жимах: двигательном, тормозном и генераторном.

При работе двигателя без нагрузки ток в цепи якоря I_a0не­большой. При этом частота вращения n = n₀ (точка А). Затем с по­явлением на валу двигателя нагрузочного момента, противодейст­вующего вращающему, ток в цепи якоря возрастает, а частота вращения уменьшается. Если увеличить противодействующий момент до значения, при котором якорь двигателя остановится (точка В), то ЭДС E_a = 0  и ток двигателя достигает значения 

Если двигатель применяют для привода механизма, на­грузочный момент которого может быть больше вращающегося (например, привод барабана, на который наматывается трос с гру­зом), то при последующем увеличении нагрузочного момента это­го механизма якорь машины вновь начнет вращаться, но теперь уже в другую сторону. Теперь момент, действующий на вал элек­трической машины со стороны нагрузочного механизма, будет вращающим, а электромагнитный момент машины — тормозя­щим, т. е. электрическая машина перейдет в тормозной ре­жим. При работе машины в этом режиме ЭДС якоря действует согласованно с напряжением, т. е.

.

При использовании машины в тормозном режиме необходимо принять меры для ограничения тока якоря. С этой целью в цепь якоря включают добавочное сопротивление, величина которого обеспечивает получение искусственной характеристики двигателя, пересекающейся с осью абсцисс при токе якоря (штрихо­вая прямая).

Если при работе двигателя в режиме х.х. к его валу приложить момент, направленный в сторону вращения якоря, то частота вра­щения, а следовательно, и ЭДС E_a начнут возрастать. Когда ЭДС E_a = U, машина не будет потреблять тока из сети (точка С) и час­тота вращения якоря достигает значения, называемого погранич­ной частотой вращения n_xx

Рис. 29.8. Режимы работы машины постоянного тока:

1 — с параллельным (независимым) возбуждением;

2 — со смешанным возбуждением;

3 — с последовательным возбуж­дением

При дальнейшем увеличении внешнего момента на валу ма­шины ЭДС E_a станет больше напряжения, а в цепи якоря опять возникает ток, но другого направления. При этом машина перей­дет в генераторный режим: механическая энергия, затрачи­ваемая на вращение якоря, будет преобразовываться в электриче­скую и поступать в сеть.

Перевод машины из двигательного в генераторный режим ис­пользуют для торможения двигателя, так как в генераторном ре­жиме электромагнитный момент является тормозящим (рекупера­тивное торможение).

Генератор параллельного возбуждения и его характеристики — Студопедия

В генераторе параллельного возбуждения, который иногда назы­вают шунтовым, обмотка возбуждения включена параллельно обмотке якоря (рис. 33, а).

При вращении якоря генератора магнитный поток остаточного магнетизма индуктирует в его обмотке небольшую э. д. с, а так как к якорю подключена обмотка возбуждения полюсов, то в ней появ­ляется незначительный ток, обусловленный этой э. д. с. Ток возбу­ждения вызывает увеличение магнитного потока полюсов, что, в свою очередь, приводит к увеличению э. д. с. и т. д.

Величина установившегося напряжения холостого хода зависит от величины сопротивления цепи возбуждения, а также от степени насыщения магнитной системы машины.

Основные условия самовозбуждения генератора постоянной тока параллельного возбуждения таковы:

а)Наличие в стали полюсов остаточного магнетизма.Отсутствие остаточного магнетизма редко наблюдается в машинах постоянного тока. Для восстановления остаточного магнетизма об­мотку возбуждения па короткое время нужно подключить к источнику постоянного тока.

б)Правильное (согласное) соединение обмотки возбуждения иобмотки якоря, чтобы магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения, совпадал по направлению с маг­нитным потоком остаточного магнетизма.Если обмотки возбуждения и якоря включены так, что магнитные потоки полюсов и остаточного магнетизма направлены встречно, то происходит размагничивание полюсов, препятствующее возбужде­нию машины. Для возбуждения машины нужно изменить направление вращения якоря или переключить концы обмотки возбуждения.

в)Выведение регулировоч­ного реостата из цепи возбуждения.Когда реостат в цепи обмотки возбуждения не выведен, по обмотке возбуждения протекает очень малый ток, недостаточный для самовоз­буждения.

г)Отключение нагрузки у генера­торов параллельного возбуждения. Если нагрузка не отключена, то ток в обмотке возбуждения недо­статочен для самовозбуждения.

Рис. 33. Генератор параллельного возбуждения: а) схема; б) внешняя характеристика

Характеристики холостого хода(U = f(I_в) при I_нг. = 0 и n= const)и регулировочная(I_В =f(I_нг) при п =const и U = const) для генератора параллельного возбуждения снимаются таким же образом, как и для генератора независимого возбуждения; их вид и назначение те же. Характеристика короткого замыкания(1_к = f(I_в) при п = const и U = 0) в этом случае подобна той же характеристике генератора независимого возбуждения; снять ее можно только по схеме независимого возбуждения, так как у короткозамкнутого генератора параллельного возбуждения не будет тока возбуждения.

Внешняя характеристика генератора параллельного возбуждения значительно отличается от аналогичной характеристики генератора независимого возбуждения. Эту характеристику снимают по схеме, приведенной на рисунке 33, а.

Для сравнения на рисунке 33, б приведены внешние характеристики генератора независимого возбуждения (1) и параллельного возбуждения (2).

По мере увеличения нагрузки напряжение генератора независи­мого возбуждения постепенно понижается вследствие падения напря­жения на сопротивлении обмотки якоря и размагничивающего дей­ствия реакции якоря. Ток возбуждения в генераторе независимого возбуждения при снятии внешней характеристики не изменяется, постоянна по величине и э. д. с. генератора.

У генератора параллельного возбуждения ток возбуждения I_в зависит отнапряжения машины , а так как напряжение машины Uс увеличением нагрузки уменьшается, то снижается и вели­чина тока возбуждения, что приводит к большему изменению напря­жения по сравнению с генератором независимого возбуждения. С уве­личением нагрузки происходит размагничивание генератора, и поэ­тому в генераторе параллельного возбуждения ток нагрузки возра­стает только до определенного, критического значения токаI_кр, превышающего номинальный ток в 2—2,5 раза.

При достижении критического тока напряжение машины сразу понижается до нуля, ав обмотке якоря протекает незначительный по величине ток короткого замыкания, обусловленный э. д. с. остаточ­ного магнетизма.

Напряжение генератора параллельного возбуждения вначале изменяется незначительно, так как, пока сталь полюсов еще насыщена, влияние размагничивания машины сказывается мало. По мереувеличения тока нагрузки происходит уменьшение напряжения идальнейшее размагничивание машины, что приводит к более резкому понижению напряжения, а при достижении критического тока к бы­строму исчезновению («сбрасыванию») напряжения и нагрузки.

Ток короткого замыкания не опасен для генератора параллель­ного возбуждения, но критический ток может вызвать круговой огонь на коллекторе.

Генераторы параллельного возбуждения широкое приме­няются в сельскохозяйственных машинах (машинные возбудители синхронных гене­раторов, на автомобилях, тракторах и в зарядных агрегатах).

Генератор параллельного возбуждения — Знаешь как

Схема генератора с параллельным возбуждением дана на рис. 8-25. Обмотка возбуждения присоединяется к зажимам якоря и при номинальном напряжении ток возбуждения в ней составляет обычно 2—3% номинального тока якоря.

Этот генератор возбуждается только тогда, когда магнитный поток, созданный током возбуждения, совпадает по направлению с потоком остаточной индукиии.

В этом случае ток в обмотке возбуждения, созданный остаточной а. д. с. Е_ост, примагничивает машину, магнитный поток генератора нарастает и э, д. с. увеличивается. Вследствие этого ток возбуждения возрастает, что вызывает новое увеличение магнитного потока. Этот процесс самовозбуждеяния идет до тех пор, пока э, д с. не становится равной падению напряжения в обмотке возбуждения, т. е.

E = I_вr_в

Характеристика холостого хода этого генератора практически имеет тот же вид, что и для генератор с независимым возбуждением и получается способом, указанным выше.

Рис. 8-25. Схема соединения генератора с параллельным возбуждением.

Внешняя xарактеристика генератора параллельного возбуждения

U = f(I)

при n = const и r_в = const (рис. 8-26, кривая 1) снимается так же, как и для генератора с независимым возбуждением (кривая 2), но идет круче последней.

Дело в том, что ток в параллельной обмотке возбуждения при разгрузке генератора не остается неизменным, а растет с ростом напряжения, так как сопротивление r_в постоянно. Это вызывает рост магнитного потока и э. д. с. генератора, а процентное изменение напряжения ∆U% достигает 30 % .

Рис. 8-26. Внешняя характеристика генератора с параллельным возбуждением.

Регулировочные характеристики двух описанных выше генераторов снимаются одинаково и имеют один и тот же вид.

Статья на тему Генератор параллельного возбуждения

Лабораторная работа № 8. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением

Цель работы: Ознакомиться с конструкцией машины постоянного тока и ее работой в качестве генератора. Научиться снимать основные характеристики генератора и исследовать их.

Таблица 19.Приборы и оборудование

	Двигатель-генераторная установка
	Блок «Резисторы»
	Регулировочный реостат
	Амперметр (в цепь нагрузки)	Э538	2,5 А	1 шт.
	Амперметр (в цепь возбуждения)	Э537	1 А	1 шт.
	Вольтметр	Э545	300 В	1 шт.

Таблица 20.Основные технические данные генератора

Теоретическая часть

Одна и та же машина постоянного тока может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора (свойство обратимости). В данной работе в качестве генератора используется электродвигатель постоянного тока (таблица 20).

Генератор приводится в действие трехфазным асинхронным двигателем, вал которого соединен с валом генератора. Блок резисторов используется в качестве нагрузки генератора (рис. 9).

Рис. 9. Электрическая схема для снятия характеристик генератора

Порядок выполнения работы

1. Снятие характеристики холостого хода генератора: E = f (I_В), при I_НАГР = 0; n = const.

Требуется исследовать зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения.

1.1. Нагрузка (резисторы) в цепи генератора должна быть отключена.

1.2. Включить приводящий трехфазный асинхронный двигатель.

1.3. Регулировочным реостатом R_В увеличивать ток возбуждения I_В (его значения указаны в таблице 21) и определить ЭДС (Е) генератора для каждого значения тока.

Таблица 21.Снятие характеристики холостого хода

1. 4. По полученным результатам построить характеристику холостого хода (график E = f (I_В)) и сделать вывод. Что происходит с величиной ЭДС генератора при увеличении тока возбуждения?

2. Снятие внешней характеристики генератора: U = f (I_НАГР), при I_В = const.

Требуется исследовать зависимость напряжения генератора от тока нагрузки.

2.1. Включить приводящий электродвигатель.

2.2. При отключенной нагрузке генератора установить регулировочным реостатом напряжение U = 110 В и запомнить потребовавшуюся величину тока возбуждения I_В. В дальнейшем, на протяжении всего опыта, величину тока возбуждения сохранять постоянной.

2.3. Включить нагрузку на генератор и, постепенно ее увеличивая (5-7 раз) за счет включения все большего числа резисторов, записать значения тока нагрузки I_Н и напряжения генератора U в таблицу 22.

Таблица 22. Снятие внешней характеристики

2.4. По полученным результатам построить внешнюю характеристику (график U = f (I_Н)) и сделать вывод. Что происходит с величиной напряжения генератора при увеличении тока нагрузки?

3. Снятие регулировочной характеристики генератора: I_В = f (I_НАГР), при U = const.

Необходимо выяснить, за счет чего при постоянной частоте вращения якоря и изменении нагрузки генератора можно поддерживать постоянной величину напряжения генератора?

3.1. Включить приводящий электродвигатель.

3.2. При отключенной нагрузке генератора установить регулировочным реостатом напряжение 110 В.

3.3. Включить нагрузку (резисторы) и, изменяя ее 5-7 раз, записать в таблицу 23 значения токов нагрузки I_Н и возбуждения I_В. При этом, используя регулировочный реостат R_В, сохранять напряжение 110 В.

Таблица 23.Снятие регулировочной характеристики

3.4. По полученным результатам построить регулировочную характеристику (график I_В = f (I_Н)) и сделать вывод. Что нужно делать с величиной тока возбуждения, чтобы при изменении нагрузки напряжение генератора оставалось постоянным?

Ответить на вопросы:

1. Испытуемый генератор относится к генераторам с независимым возбуждением или с самовозбуждением?
2. Почему он называется генератором с параллельным возбуждением?
3. Что необходимо для возникновения ЭДС в обмотке якоря генератора? Формула ЭДС?
4. Почему с повышением тока возбуждения ЭДС увеличивается?
5. Почему с увеличением тока нагрузки напряжение генератора понижается?

Характеристики генераторов с параллельным возбуждением. — Студопедия.Нет

Этот тип генераторов частоприменяемый, т.к не требует независимого источника возбуждения, но требуется соблюсти следующие условия для самовозбуждения:

1. Внешняя цепь должна быть отключена
2. Должен быть остаточный поток в магнитопроводе (2-3% от номинального, если машина до этого не работала, то следует пропустить через ОВ ток)
3. Сопротивление в цепи возбуждения должно быть меньше критического
4. Правильное подключение цепи возбуждения к цепи якоря(чтобы поток совпадал с потоком возбуждения)

Рис 1. Схема генератора с параллельным          Рис 2. Схема для процесса            

возбуждением.                                                      самовозбуждения генератора

1) Ф_ост

2) Правильное подключение ОВ

3) Разомкнутая внешняя цепь

4) (Rв+rш) < Rкр

Если замкнуть цепь возбуждения, то в ней появится ток Iв. Этот ток вызовет появление магнитного потока в полюсах. Если этот ток имеет то же направление, что и остаточный поток, то он усилит поток полюсов и увеличит ЭДС в обмотке вращающегося якоря. Увеличение ЭДС вызывает увеличение Iв, а увеличение Iв к увеличению потока и т.д.

В результате самовозбуждения, на зажимах установится ЭДС холостого хода.

;

Регулировочная и нагрузочная похожи на характеристики генератора с произвольным возбуждением. А внешняя характеристика имеет характерный для него вид.

I_кр = 2.25-2.5 I_н

Внешняя характеристика носит такой характер вследствие 3 причин:

 Две такие же как у генератора с независимым возбуждением:

1. Падение напряжения в цепи якоря.
2. Размагничивающий эффект, а третья:
3. Уменьшение напряжения идёт пропорционально уменьшению тока возбуждения.

Однако, при внезапном КЗ, ток большой и в этом генераторе требуется защита.

Генератор с последовательным возбуждением применяется редко.

Характеристики генератора со смешанным возбуждением.

U=f(I_В) при Ia = const и n=const.

Этот генератор сочетает в себе свойства двух генераторов с параллельным и последовательным возбуждением. Обычно намагничивающие силы обмоток включаются согласно.

Последовательная обмотка имеет целью компенсировать МДС реакции якоря и падение напряжения в цепи якоря. Характеристика холостого хода не отличается от таковых других генераторов.

Нагрузочная характеристика в зависимости от компенсации реакции якоря, может совпадать, а может находиться выше. Регулировочная характеристика в случае нормального компаундирования имеет вид:

Внешняя характеристика имеет самый благоприятный вид(кривая 3), т.е откомпаундирована  так, что у неё одно и то же напряжение при нагрузке и на холостом ходу, т.е число витков последовательной обмотки подобрано так, что падение напряжения в этой обмотке компенсирует падение напряжения, имеющее место при включении только параллельной обмотки.

Кривая 1 – включение только параллельной обмотки.

Кривая 2 – при включении только последовательной обмотки. Напряжение растёт вместе с током нагрузки.

Кривая 4 – с увеличением витков последовательной обмотки, можно получить напряжение выше при номинальном токе, чем при холостом ходе.

Кривая 5 – если последовательную обмотку включить так, чтобы её МДС была направлена встречно по отношению к МДС параллельной обмотки, то внешняя характеристика будет круто падающая. Такое применяется в сварочных генераторах и других спецмашинах, где требуется ограничение тока КЗ.

                                 Применение генераторов.

1. Генераторы с независимым возбуждением – когда требуется в широком диапазоне регулировать U (для питания одиночных двигателей с широким диапазоном регулирования)
2. Генераторы смешанного согласного возбуждения – для автоматического обеспечения постоянного напряжения.
3. Генераторы параллельного возбуждения – в преобразовательных установках в качестве автономного источника постоянного тока.

Двигатели постоянного тока.

Электрические машины обладают свойством обратимости. Поэтому если МПТ подключить к источнику постоянного тока, то в ОВ и ОЯ появятся токи. Взаимодействие тока якоря с полем возбуждения создаёт на валу якоря электромагнитный момент, однако этот момент является не тормозящим как у генератора, а вращающим. В процессе работы якорь двигателя вращается в магнитном поле возбуждения и в его обмотке индуцируется ЭДС.

По своей природе эта ЭДС не отличается от ЭДС, наводимой в генераторе. Однако в двигателе она направлена против тока, поэтому её назвали противо – ЭДС.

Все свойства электродвигателей могут быть изучены при помощи 3 величин.

 (1)  

, где

U – подведённое напряжение

 — противо –ЭДС

 — падение напряжения

 (2)

(3)

где

 С учётом (1) , получаем  (4),

где = (0.92 – 0.97) U_н

Подставив (2) в (1) и решив относительно “n”, получим:

 (5).

Все свойства двигателя определены этими выражениями и зависят от способа возбуждения. Согласно ГОСТ 2582 – 81, характеристики:

1) Скоростная  n=f(Ia)

2) Моментная M=f(Ia)

3) Механическая M=f(U)

4) КПД η=f(Ia) или

Принцип и условия самовозбуждения генератора постоянного тока параллельного возбуждения

У генератора параллельного возбуждения обмотка якоря и обмотка возбуждения соединены параллельно, а посторонний источ­ник постоянного тока отсутствует.Принцип самовозбуждения: при вращении генератора приводным двигателем в обмотке якоря наводится небольшая э. д. с. ( порядке 2 — 3 % от номинального напряжения ), называемая э. д. с. остаточного намагничивания. Она обусловлена небольшим магнитным потоком остаточного намагни­чивания, создаваемым внутримолекулярными токами ферромагнитных элементов магнитной цели электрической машины. Под действием э. д. с остаточного намагничивания по обмотке ОВ генератора параллель­ного возбуждения протекает небольшой ток возбуждения, который создает свой небольшой магнитный поток, который, складываясь с потоком остаточного намагничивания, увеличивает общий магнитный поток машины. После­дний наводит в обмотке якоря э. д. с. Большую по сравнению с э. д. с. остаточного намагничивания, которая посылает больший ток в обмотку возбуждения, под действием которого общий магнитный поток машины еще более увеличивается к наводит еще большую э. д. с. якоря. Описанный процесс последовательного взаимного увеличения магнитного потока и э. д. с. генератора параллельного возбуждения продолжается до полного самовозбуждения машины, т. е. до того момента, когда значение э. д. с. яко­ря не станет равным полному значению напряжения холостого хода на его зажимах ( при разомкнутом рубильнике Р ). При замыкании рубильника Р под действием этой э. д. с по сопротивлению нагрузки R_нагр, потечет ток нагрузки I= I_Я +I_В

Реакция якоря генератора постоянного тока и ее влияние на внешнюю характеристику.

Под реакцией якоря понимают явление воздействия магнитного поля, созда­ваемого током якоря, на магнитное поле главных полюсов. В современных машинах постоянного тока реакция якоря всегда действует на основное поле размагничивающим образом. Поэтому магнитный поток генератора постоянного тока Ф при размагничивающей реакции якоря меньше основного магнитного потока Ф₀ на некоторую величину, обусловленную размагничивающим действием магнитного поля якоря. Отсюда и ЭДС якоря под нагрузкой меньше ЭДС холостого хода машины. Т.е. под нагрузкой напряжение на зажимах генератора меньше напряжения холостого хода из-за влияния падения напряжения на сопротивлении цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря: .

Конструкция и принцип действия синхронных машин с электромагнитным возбуждением. Принцип обратимости.

Устройство синхронной машины отличается от асинхронной конструкцией ротора, который представляет собой электромагнит постоянного тока, он имеет обмотку возбуждения- создает основное магнитное поле. Обмотка якоря (статора)-запитывает нагрузку. Статор состоит из литой станины с крепежными лапами; внутри станины впрессован магнитный сердечник, выполненный из листов электротехнической стали. В сердечнике вырублены пазы, внутри которых 3-х фазная медная обмотка, которая соединяется либо звездой, либо треугольником. На станине расположена коробка выводов, торцы станины покрываются подшипниковыми щитами, внутри которых закреплены подшипники. Принцип работы заключается в том, что частота вращения ротора находится в строгом соотношении с частотой питающего тока. Вследствие обратимости электрических машин, синхронные могут работать как

-синхронные генератора

-синхронные двигатели

-синхронные компенсаторы

Существуют следующие системы возбуждения:

1) Система независимого возбуждения- обмотка возбуждения запитывается от независимого источника питания.

2) Система самовозбуждения:

-параллельное (ОЯ и ОВ соединены параллельно)-последовательное (ОЯ и ОВ- последовательно)-смешанное (часть ОВ включается параллельно, другая- последовательно)

DC-Generator 2 — Конспект лекции 2 — Электрическая машина 1

Предварительный текст

ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1 U.1 Принцип генератора

Электрический генератор — это машина, которая преобразует механическую энергию

(или мощность) в электрическую. энергия (или мощность). В нем создается индуцированная ЭДС

согласно закону электромагнитной индукции Фарадея. Этот ЭДС

вызывает протекание тока, если цепь проводника замкнута.

Следовательно, двумя основными существенными частями электрического генератора являются:

a) Магнитное поле.

b) Проводник или проводники, которые могут двигаться, чтобы разрезать флюс.

Генераторы приводятся в движение источником механической энергии, который обычно называют первичным двигателем генератора

(паровая турбина, дизельный двигатель

или даже электродвигатель).

1 U.2 Генератор простой петли

На рис. (1.1) показана однооборотная прямоугольная медная катушка (AA′BB ′), вращающаяся на

вокруг своей оси в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами

или электромагниты.Два конца катушки соединены с двумя скользящими кольцами

, которые изолированы друг от друга и от центрального вала. Две собирающие щетки

(угольные или медные) прижимаются к контактным кольцам. Вращающаяся катушка

может быть названа (якорь), а магниты — (магниты поля

).

Одним из способов создания переменного напряжения является вращение катушки с проволокой с постоянной угловой скоростью

в фиксированном магнитном поле, рис. (1.1). (контактные кольца и щетки

подключают катушку к нагрузке).Величина результирующего напряжения

пропорциональна скорости, с которой линии потока обрезаются (закон Фарадея

), а его полярность зависит от направления движения сторон катушки

через поле

Направление индуцированного ЭДС может быть предварительно определена с помощью правила

Flemings RUightU-hand (часто называемого правилом generUatorU) рис. (1.2).

FUirstU палец — FUieldU

ThumUbU — MUotionU

второй палец — EU.Um.f

Поскольку скорость режущего флюса меняется со временем, результирующее напряжение

также будет меняться со временем. Например, в (a), поскольку стороны катушки перемещаются на

параллельно полю, силовые линии не отсекаются, и индуцированное напряжение на

в этот момент (и, следовательно, ток) равно нулю. (это определяется как положение катушки 0

°

PP

). Когда катушка вращается из положения 0

°

PP, стороны катушки

AA

⁄

PP и BB

⁄

PP пересекают силовые линии, следовательно, напряжение нарастает, достигая пика

, когда флюс режется с максимальной скоростью в позиции 90

°

PP, как в (b).Обратите внимание

на полярность напряжения и направление тока. По мере дальнейшего вращения катушки на

напряжение уменьшается, достигая нуля в положении P 180

°

P, когда стороны катушки

снова движутся параллельно полю, как показано на (c). В этот момент катушка

прошла пол-оборота. Во время второго полуоборота стороны катушки

сокращают поток в направлениях, противоположных тому, который они делали в первой половине оборота

, следовательно, полярность индуцированного напряжения меняется на противоположную.Как указано в пункте (d)

, напряжение достигает пика в точке 270

°

PP, и, поскольку полярность напряжения

изменилась, изменилось и направление тока. Когда

катушка достигает положения 380

°

PP, напряжение снова равно нулю, и цикл

начинается заново. На рис. (1.1) показан один цикл результирующего сигнала. Поскольку

катушка вращается непрерывно, создаваемое напряжение будет иметь повторяющуюся, периодическую форму волны

, как вы видели на рис.(1.1). E.m.f. сгенерировано с одной стороны

петли = Blv.cosθ, и общая ЭДС. генерируется в контуре = 2 × Blv.cosθ (вольт),

, где

(B): плотность потока в (тесла), (l): длина в (метрах), (v): скорость проводника

, равна измеряется в метрах в секунду.

1 U.3 Конструкция генераторов постоянного тока

Детали простого генератора постоянного тока показаны на рис. (1.3). Принцип работы генератора постоянного тока

аналогичен принципу работы

D.C. Генератор. — ppt видео онлайн скачать

Презентация на тему: «Генератор постоянного тока» — стенограмма презентации:

1

Генератор постоянного тока

2

Характеристики комбинированного генератора
Внешние характеристики комбинированного генератора показаны на рисунке.Последовательное возбуждение способствует шунтирующему возбуждению. Степень смешения зависит от увеличения последовательного возбуждения с увеличением тока нагрузки.

3

Характеристики комбинированного генератора

4

Если последовательные витки обмотки настроены так, что с увеличением тока нагрузки (𝑰 𝑳) напряжение на клеммах (𝑽 𝑻) увеличивается, это называется генератором с избыточным составом.В таком случае с увеличением тока нагрузки последовательное поле m.m.f. увеличивается и имеет тенденцию к увеличению магнитного потока и, следовательно, генерируемого напряжения. Увеличение генерируемого напряжения больше, чем падение IaRa, поэтому вместо уменьшения напряжение на клеммах увеличивается, как показано кривой A.

5

Если последовательные витки обмотки отрегулированы так, что с увеличением тока нагрузки напряжение на клеммах практически остается постоянным, это называется генератором с плоской компаундой.Последовательная обмотка такой машины имеет меньшее количество витков, чем обмотка в перекомпонованной машине, и, следовательно, не увеличивает так сильно магнитный поток для данного тока нагрузки. Следовательно, напряжение полной нагрузки почти равно напряжению холостого хода, как показано кривой B. Если последовательная обмотка возбуждения имеет меньшее количество витков, чем для машины с плоской компоновкой, напряжение на клеммах падает с увеличением тока нагрузки, как показано кривая C. Такая машина называется недо-составной образующей.

6

НЕОБХОДИМОСТЬ ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ генераторов постоянного тока.
Непрерывность обслуживания Эффективность Техническое обслуживание и ремонт Увеличение мощности установки Отсутствие отдельной крупной установки

7

Параллельная работа последовательного генератора постоянного тока
Интересная особенность параллельной работы последовательного генератора постоянного тока заключается в том, что последовательные генераторы постоянного тока обычно не используются для подачи энергии.Вместо этого двигатели постоянного тока расположены параллельно для работы в качестве генераторов постоянного тока во время электрического торможения. Параллельная компоновка генераторов постоянного тока описана ниже: Два последовательных двигателя постоянного тока отключены от питающей сети и включены параллельно резисторам. Во время торможения двигатели продолжают вращаться за счет кинетической энергии поезда и действуют как самовозбуждающиеся генераторы постоянного тока, генерирующие ЭДС. Кинетическая энергия преобразуется в тепло и рассеивается в резисторах.Так работают генераторы постоянного тока при параллельной работе.

8

Уравнительная шина при параллельной работе последовательного генератора
Для удовлетворительной параллельной работы последовательных генераторов постоянного тока необходимо соединить якоря двух машин через тяжелую медную шину, называемую уравнительной шиной. Это объясняется ниже: Без выравнивающей полосы

9

Пусть две машины постоянного тока (I и II) с сопротивлением R (сопротивление якоря и поля), наведенные ЭДС E1 и E2 работают параллельно, как показано на первом рисунке.Когда наведенные ЭДС E1 и E2 равны, они будут разделять одинаковую нагрузку.

10

Когда наведенные ЭДС E1 и E2 равны, они будут разделять одинаковую нагрузку. Возникает проблема, когда наведенные ЭДС в двух машинах различны. Когда одна из наведенных ЭДС становится больше, чем другая наведенная ЭДС, течет циркулирующий ток. Если E1 становится немного больше, чем E2, тогда ток i будет циркулировать по часовой стрелке, как показано пунктирными линиями на первом рисунке.Величина циркулирующего тока i будет (E1-E2) / R

11

Теперь общий ток, подаваемый машиной I, будет (I + i), а ток машины II (I — i). Таким образом, последовательный ток возбуждения машины I увеличивается, также характерной чертой последовательного генератора постоянного тока является возрастающая характеристика. Таким образом, наведенная ЭДС машины I (E1) возрастет, а наведенная ЭДС машины II будет падать. Таким образом, разность двух наведенных ЭДС E1 am E2 будет увеличиваться, что вызовет дальнейшее увеличение циркулирующего тока.Таким образом, эффект является кумулятивным, и если в цепи не было предохранителя или автоматического выключателя, ток в машине II будет реверсирован. Это изменит направление индуцированной ЭДС E2, и результирующая ЭДС в цепи будет [E — (- E2)], то есть (E1 + E2) и циркулирующий ток (E1 + E2) / 2R. Таким образом, две ЭДС затем будут действовать последовательно вокруг цепи с очень низким сопротивлением, и условия фактически аналогичны условиям короткого замыкания на двух машинах, что приведет к их повреждению. Мы должны избегать этой проблемы короткого замыкания при параллельной работе генераторов постоянного тока.С выравнивающей полосой Здесь идет использование выравнивающих планок при параллельной работе генераторов постоянного тока. Возможность реверсирования любой машины может быть предотвращена путем предотвращения протекания циркулирующего тока, возникающего из-за неравенства наведенных ЭДС машин через последовательную обмотку возбуждения. Этой цели можно достичь, подключив к двум машинам тяжелую медную шину с незначительным сопротивлением, как показано на рисунке. Теперь циркулирующий ток не влияет на обмотку возбуждения, а ограничивается якорем и уравнительными стержнями.Теперь, если ток якоря увеличивается, происходит падение напряжения на клеммах и восстанавливается исходное состояние.

Система самовозбуждения для синхронного генератора

1 doi: / ecce / 4 Система самовозбуждения для синхронного генератора Геннадий Залескис (научный сотрудник, Рижский технический университет (РТУ)), Иварс Ранкис (профессор, РТУ), Марцис Приедитис (ассистент, РТУ) Аннотация Самовозбуждение для синхронного генератора описан в статье.В основе системы лежит разряд конденсатора входного фильтра понижающего преобразователя через обмотку возбуждения генератора. Понижающий преобразователь подключен к выходам статора через неуправляемый диодный выпрямитель, но в качестве нагрузки используется обмотка возбуждения. Конденсатор входного фильтра преобразователя обеспечивает начальный импульс тока, который намагничивает систему возбуждения и вызывает повышение напряжения генератора, по этой причине конденсатор заряжается до начала процесса самовозбуждения. Получены и представлены результаты компьютерного моделирования и физического эксперимента.Эти результаты показывают, что предлагаемый преобразователь с самовозбуждением в сочетании с входным конденсатором, предварительно заряженным от маломощного электронного генератора, фактически намагничивает систему возбуждения генератора, поэтому напряжение генератора и, соответственно, ток возбуждения возрастают. Стабилизация выходного напряжения генератора происходит при скачке напряжения, но его пиковое значение немного превышает эталонное. Дальнейшее исследование предложенной системы самовозбуждения может включать определение математических уравнений, описывающих переходные процессы в режиме самовозбуждения генератора, и разработку методов управления с целью управления процессом самовозбуждения без пиков напряжения.Компьютерная модель также должна быть улучшена. Ключевые слова Производство энергии ветра, машины переменного тока, генераторы, преобразователи, силовые транзисторы. I. ВВЕДЕНИЕ Возможность использования централизованного электроснабжения в некоторых регионах может быть ограничена техническими или экономическими аспектами, поэтому автономные системы электроснабжения являются актуальным вопросом исследования. В условиях возможных стихийных бедствий централизованное электроснабжение может быть нарушено. В этом случае на некотором изолированном участке генерация электроэнергии может осуществляться только посредством локальной автономной системы.Многие технологические процессы требуют бесперебойного электроснабжения, и автономная система позволит удовлетворить эти требования в случае отключения сети. Таким образом, автономная система электроснабжения должна иметь возможность работать с подключением к централизованной электросети, а также в автономном режиме работы. С политической точки зрения любая энергетически зависимая страна возбуждает возможность страны-поставщика влиять на экономические и политические процессы в зависимой стране.Системы автономного электроснабжения могут внести значительный вклад в повышение независимости государственной власти. Ветроустановки занимают одно из центральных мест среди систем автономного электроснабжения. Их развитие может дать новые возможности в использовании возобновляемых источников энергии с целью снижения выбросов продуктов сжигания ископаемого топлива в атмосферу, увеличив долю альтернативных источников в государственной энергетике. В последнее время уделяется внимание электрическим машинам, которые широко применяются в ветроэнергетических установках с двойным питанием индукционных генераторов и синхронных генераторах с постоянными магнитами.Исследован проект автономной системы энергоснабжения на основе ветро- и водородной энергии в рамках возможности использования индукционного генератора с двойным питанием [1-3] в ветроэнергетической установке автономной системы электроснабжения. Этот тип генераторов популярен для больших ветряных турбин, так как силовой электронный преобразователь потребляет только 30% выходной мощности генератора, но они имеют некоторые недостатки, касающиеся конструктивных особенностей [4], а также низкий остаточный намагниченность генератора, которого недостаточно. для создания напряжения от холодного пуска, поэтому использование данного типа генераторов в системе автономного электроснабжения без подключения к электросети неэффективно [5].Предлагалось использовать комбинированную систему возбуждения, включающую электромагнитное возбуждение и тонкий слой постоянных магнитов, встроенных в пазы обмотки возбуждения. Это решение может увеличить остаточную электродвижущую силу, но необходимо произвести механическую модернизацию машины, что является дорогостоящим мероприятием. Синхронный генератор с постоянными магнитами обеспечивает высокий КПД и высокий установленный коэффициент мощности, он может быть немного дешевле [4], но его выходное напряжение нестабильно и зависит от скорости вращения.Возможен холодный пуск, но есть недостатки, связанные с системой возбуждения [6, 7]. Постоянные магниты дороги, возбуждение фиксированное и неконтролируемое. Рабочие температуры внутри генератора должны быть ограничены, чтобы сохранить магнитные свойства, поскольку возможно размагничивание материала постоянного магнита. Для указанного проекта было принято решение использовать индукционный генератор с двойным питанием в синхронном генераторе с независимым режимом возбуждения. В отличие от генератора с постоянными магнитами, можно управлять машиной с независимым возбуждением.Это особенно полезно при непостоянной, а иногда и слишком большой силе ветра. Если частота вращения генератора слишком высока для нормальной работы, уменьшение значения тока возбуждения предотвращает превышение допустимого уровня выходного напряжения. Использование аккумуляторной батареи для возбуждения генератора, применяемого в указанном проекте, нерационально, так как величина тока возбуждения может достигать 20 А. По этой причине была разработана конденсаторная система самовозбуждения синхронного генератора [8, 9]. Системы самовозбуждения синхронных генераторов, описанные в [10-13], имеют ряд недостатков, например сложность изготовления и низкий уровень остаточного магнетизма.Система самовозбуждения, активируемая конденсатором, была разработана для обеспечения самовозбуждения без перестройки генератора, но тестирование системы 32

2 2013/4 показало, что у нее есть свои недостатки, которые мешают ее использованию. Во-первых, работа системы управления зависит от формы выходного напряжения генератора. Довольно сложно адаптировать систему для измерения частоты напряжения в реальной машине, которой свойственна несинусоидальная форма или искажения.Во-вторых, в этой системе ток возбуждения имеет импульсный характер, так как в схеме не предусмотрено сглаживание тока фильтром. По этим причинам для самовозбуждения синхронного генератора была применена схема DC / DC преобразователя с понижающей топологией [14, 15]. Особенностью данной схемы является зарядка конденсатора входного фильтра преобразователя перед началом работы системы. Заряженный конденсатор обеспечивает необходимый импульс тока для запуска процесса самовозбуждения. В этом случае механическая модернизация генератора не требуется, но система самовозбуждения также позволяет контролировать выходное напряжение генератора.II. СХЕМА И РАБОТА СИСТЕМЫ A. Функциональная схема системы самовозбуждения В отличие от схемы конденсаторной системы самовозбуждения синхронного генератора с независимым возбуждением, описанной в [8], на схеме (рис. 1) с понижающим преобразователем [ 14] обмотка возбуждения включается как нагрузка понижающего преобразователя с входным фильтром и одним переключающим элементом вместо трех тиристоров, которые использовались в предыдущей конфигурации [8]. К фазовым выводам статора подключен неуправляемый выпрямитель, состоящий из диодов VD1 3.Выпрямленный ток фильтруется конденсатором С1 и управляется транзистором VT1. Для разряда обмотки возбуждения L f используется параллельный диод VD4. Резистор R1 используется для уменьшения тока возбуждения и для ослабления поля последовательности в случае остановки системы, чтобы предотвратить резкое повышение напряжения конденсатора фильтра. В нормальном режиме работы резистор R1 шунтируется транзистором VT2. Б. Работа системы. При низкой скорости остаточная электродвижущая сила генератора мала, но ее частота может быть измерена с помощью единицы измерения (МЕ) системы самовозбуждения [8, 14], таким образом, определяется скорость генератора.Процесс самовозбуждения может быть обеспечен только при надлежащих оборотах генератора [8, 14]. Для запуска процесса самовозбуждения требуется начальный импульс тока [8]. Для этого сначала конденсатор фильтра заряжается маломощным электронным генератором (ЭГ). Электронному генератору нужен источник энергии, но в общей схеме автономной системы электроснабжения, описанной в упомянутом выше проекте, для питания системы управления и электронного генератора используется аккумуляторная батарея.Когда частота вращения генератора достаточна для нормальной работы, система управления включает транзистор VT1. Замкнутая цепь: на заряженном конденсаторе C1 в переключателе VT1 сформирована обмотка возбуждения L f. В результате разряда конденсатора возникает импульс тока, который намагничивает систему возбуждения, в результате чего напряжение генератора увеличивается [8]. Далее конденсатор С1 используется как входной фильтр преобразователя. Транзистор VT1 переключается с высокой частотой, поэтому скважность выбирается так, чтобы обеспечить необходимый ток возбуждения.Основная задача системы управления — регулирование выходного напряжения генератора при условии, что ток возбуждения не должен превышать некоторого заданного значения. В нормальном рабочем режиме транзистор VT2 постоянно включен, шунтируя резистор R1. В этом случае ток возбуждения протекает через VT2 и диод VD4. В случае постепенного уменьшения значения тока с последующей остановкой системы ослабление поля не требуется, но если работа системы внезапно прерывается, в контуре циркулирует ток: обмотка возбуждения транзистора VT2, диода VD4, вызывает резкое напряжение C1 увеличение.Чтобы этого избежать, в этом случае VT2 отключается, а энергия обмотки возбуждения рассеивается на резисторе R1. C. Процесс самовозбуждения. Эквивалентную схему системы самовозбуждения [14] можно представить как последовательное соединение индуктивностей и сопротивлений обмоток и источника напряжения в зависимости от электродвижущей силы тока цепи (рис. 2). Процесс самовозбуждения состоит из двух стадий. Вначале через обмотку возбуждения L f разряжается один ранее заряженный конденсатор. В применяемом генераторе параметры обмотки возбуждения L f = 17 мГн, R f = 2 Ом.Рис. 1. Система самовозбуждения с понижающим преобразователем. Рис. 2. Эквивалентная схема системы самовозбуждения. 33

3 2013/4 Рис. 3. PSIM-модель системы самовозбуждения синхронного генератора. Эта стадия зависит от параметров схемы и начального напряжения конденсатора C1 U C1: di 1 L f idt U C1 0, (1) dt C1, где C 1 — емкость конденсатора C1. На втором этапе конденсатор используется в качестве фильтра, и дальнейшее самовозбуждение зависит от увеличения электродвижущей силы, связанной с ростом тока.Схема может быть описана как di 1 L L i R R R k 0 G f G f dt C idt. (2) Процесс будет развиваться, только если k> (R G + R f). Показатель k характеризует связь между эквивалентной электродвижущей силой генератора и током в обмотке возбуждения и зависит от скорости вращения генератора. B. Результаты моделирования Диаграммы моделирования показаны на рис. 4. и рис. 5. Через 0,08 с, когда скорость генератора достигает значения эталонной скорости, 1 III. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ A. Модель PSIM Компьютерное моделирование процесса самовозбуждения может быть реализовано в PSIM (рис.3.). Преобразователь самовозбуждения и нагрузка RL подключаются к фазам генератора через трехфазный полуволновой диодный выпрямитель и нейтральный провод. Используется простая система управления, задача которой — стабилизировать напряжение нагрузки между двумя соседними расположенными значениями (V_load_ref_H и V_load_ref_L). Следует обратить внимание на относительно высокое значение постоянной интегрирования в системе управления. Его величина сильно влияет на форму тока возбуждения и была подобрана экспериментально. Ограничитель тока ограничивает ток возбуждения, как это видно на рис.4. Источник Speed_ref задает скорость генератора, при которой должен запускаться процесс самовозбуждения, источник Load_on_ref устанавливает напряжение, при котором нагрузка включается переключателем S1. Процесс будет развиваться, только если k> (R G + R f). Показатель k характеризует связь эквивалентной электродвижущей силы генератора с током в обмотке возбуждения и зависит от скорости вращения генератора. конденсатор С1 начинает разряжаться. В результате система возбуждения намагничивается и напряжение генератора возрастает.Ток возбуждения возрастает до тех пор, пока напряжение генератора не достигнет заданного значения с учетом ограничения тока возбуждения. 34

4 2013/4 По истечении 0,7 с, когда напряжение генератора относительно близко к заданному значению, включается переключатель S1, и нагрузка RL подключается к генератору через упомянутый выпрямитель. Конечно, в реальных условиях резкое включение нагрузки не выгодно, но в этом моделировании пиков тока нагрузки не возникало. В этой компьютерной модели параметры генератора приближены к параметрам реальной машины, используемой в физическом эксперименте, но требуются более точные вычисления.Имеющаяся модель достаточно точно описывает процесс самовозбуждения, реализованный в предыдущих экспериментах [8]. Схема эксперимента показана на рис. 6. Генератор механически связан с двигателем переменного тока, приводимым в действие преобразователем частоты. Блок управления системой самовозбуждения подключен к источнику питания 24 В постоянного тока, который имитирует аккумуляторную батарею упомянутой выше автономной системы электроснабжения. Основные параметры генератора: сопротивление обмотки статора 2 Ом; индуктивность обмотки статора 100 мГн; сопротивление обмотки возбуждения 2 Ом; индуктивность обмотки возбуждения 17 мГн.Экспериментальное оборудование, за исключением двигателя и генератора, показано на рис. 7. Рис. 6. Схема эксперимента. Рис. 4. Токи в обмотке возбуждения (Ifield) и цепи нагрузки (Iload). Рис. 5. Конденсатор С1 и напряжения нагрузки. Рис. 7. Экспериментальная установка: 1 система самовозбуждения; 2 преобразователя частоты; 3 измерительных прибора; 4 осциллограф. IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА A. Экспериментальная установка Система самовозбуждения применялась к индукционному генератору с двойным питанием, работающему как синхронный генератор с независимой обмоткой возбуждения [14].35

5 2013/4 Рис. 8. Диаграмма фазных напряжений генератора при 120 об / мин без возбуждения. Рис. 9. Ток возбуждения I f генератора в процессе самовозбуждения. Рис. 10. Напряжение V C1 на входе преобразователя самовозбуждения и ток возбуждения генератора If в процессе самовозбуждения. Рис. 11. Разряд конденсатора С1. Рис. 12. Выходное напряжение генератора. Как было сказано выше, остаточная электродвижущая сила генератора мала (рис.8.), но его частоту можно измерить с помощью единицы измерения. В экспериментальном генераторе процесс самовозбуждения может успешно протекать при минимальной скорости 120 об / мин, соответствующей частоте 52 Гц. Эксперимент, описанный в этой статье, был выполнен при частоте вращения генератора 130 об / мин (56,4 Гц). Б. Результаты экспериментов. Поведение генератора с системой самовозбуждения описывается экспериментальными диаграммами, которые подтверждают правильность компьютерного моделирования. На рис. 9 показаны изменения тока возбуждения I f генератора с момента начала процесса до состояния рабочего режима с постоянным током возбуждения и постоянным выходным напряжением генератора.В момент времени t 0, когда конденсатор С1 заряжен и частота вращения генератора находится на необходимом уровне, начинается разряд С1. Когда конденсатор разряжен, ток возбуждения увеличивается медленнее. В момент времени t 1, когда напряжение достигает максимального заданного значения, система управления поддерживает ток в допустимых пределах с целью стабилизации выходного напряжения. Рис. 10 демонстрирует, что напряжение V C1 конденсатора C1 и, соответственно, выходное напряжение генератора в начале процесса самовозбуждения увеличивается не так быстро, как ток возбуждения, но затем происходит выброс.В этом эксперименте система управления прежде всего должна была ограничить ток возбуждения, поэтому такой скачок мощности был возможен. В свою очередь, ток возбуждения достаточно плавно достигает заданного значения (9,5 А). На рис.11 показан момент разряда ранее заряженного конденсатора С1. Это приводит к выбросу тока возбуждения I f (в ​​момент времени t 0), который, в свою очередь, намагничивает обмотку возбуждения и, таким образом, вызывает увеличение напряжения V C1. На рис. 12 показано фазное напряжение генератора V ph в стационарном режиме работы.Кривая фазного напряжения генератора не является идеальной формой синусоидальной волны из-за влияния высших гармоник, шума измерения и фильтра 10 кГц осциллографа. Влияние высших гармоник также заметно на рис.

6 2013/4 V. ВЫВОДЫ Система самовозбуждения синхронного генератора с независимым возбуждением реализуется подключением обмотки возбуждения к трем фазным выходам статора через трехфазный неуправляемый диодный выпрямитель, понижающий преобразователь и нейтральный провод генератора.Изготовлена ​​компьютерная модель системы. Создан прототип преобразователя самовозбуждения и результаты моделирования подтверждены практическим экспериментом. В экспериментах использовался индукционный генератор с двойным питанием, работающий в синхронном генераторе с независимым режимом возбуждения. Результаты экспериментов показывают, что ранее заряженный входной конденсатор маломощного электронного генератора преобразователя самовозбуждения обеспечивает начальный импульс тока, который намагничивает систему возбуждения генератора, поэтому напряжение генератора и, соответственно, ток возбуждения увеличиваются.Стабилизация выходного напряжения генератора происходит не плавно, а с скачком напряжения, хотя его пиковое значение (100 В) превышает заданное значение только на 30 В, как показано на рис. 10. Дальнейшая работа включает в себя определение математических уравнений, которые описать переходные процессы в режиме самовозбуждения генератора и разработать методы управления с целью управления процессом самовозбуждения без скачков напряжения. Компьютерная модель должна быть улучшена. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ [1] Л. Рибицкис, Г. Дилевс, Э. Якобсонс, Н.Левинс, В. Пугачев, Многополярный индукционный генератор с двойным питанием и двухфазной вторичной обмоткой: Четвертая международная конференция и выставка экологических транспортных средств и возобновляемых источников энергии, Монако, Монте-Карло, март, стр. Re5 23-re5 23. [2] Г. Дилевс , Э. Якобсонс, Управление мощностью многополюсного индукционного ветряного генератора с двойным питанием: RTU zinātniskie raksti. 4. sēr., Enerģētika un elektrotehnika sēj. (2008), lpp. [3] Э. Якобсонс, Г. Дилевс, Управление мощностью многополюсного индукционного генератора с двойным питанием: 8-й Международный симпозиум «Актуальные проблемы в области электротехники и энергетики».Докторская школа энергетики и геотехнологии II », Эстония, Пярну, январь, стр. [4] Х. Полиндер, Д.-Дж. Банг, Х. Ли, З. Чен, М. Мюллер и А. Макдональд, Концептуальный отчет по Топологии генераторов, механическая и электромагнитная оптимизация. Проект UpWind, [5] Г. Дилев, Б. Осе-Зана, Э. Якобсон, Самовозбуждение низкоскоростного индукторного генератора: Латвийский физико-технический журнал, 2012, № 4 , стр. [6] А. Гупта, Д. К. Джайн, С. Дахия, Некоторые исследования последних достижений в системах преобразования энергии ветра, 2012 IACSIT Coimbatore Conferences, vol.28, pp, [7] A. Cimpoeru, Векторное управление PMSG без энкодера для приложений ветряных турбин, Университет Ольборга, Институт энергетических технологий, [8] Г. Залескис, И. Ранкис, Конденсаторно-активированная система самовозбуждения синхронного генератора: Электроника и электротехника, Каунас, KTU, Nr. 7, 2012, стр. [9] Г. Занескис, И. Ранис, Sinhronā ģeneratora pašierosināsanas sistēma, Latvijas Patents uz izgudrojumu Nr. LV 14496, [10] Т. Вильди, Электрические машины, приводы и системы питания: Prentice Hall, NJ, 2002, 886 p.[11] Й. Дирба, К. Кетнерс, Н. Левинс, В. Пугачов, Transporta elektriskās mašīnas: Rīga, Jumava, 2002, 344 с. [12] Цзе-Фун Чан, Вэйминь Ван, Лой Лей Лай, Самовозбужденный синхронный генератор с последовательным подключением для распределенной генерации: Общее собрание Общества энергетики и энергетики, 2010 г., стр. [13] Х. Авад, М. Вади, Э. Хамди, Синхронный генератор с самовозбуждением для малых гидроэлектростанций: 9-я конференция WSEAS по схемам, системам, коммуникациям и компьютерам, мультиконференция, 2005 г., стр. [14] Г. Залескис, И. Ранкис, Система самовозбуждения синхронного генератора с понижающим преобразователем: Труды 54-я Международная научная конференция по энергетике и электротехнике, Рига, РТУ, 14-16 октября 2013 г., стр.1-4 (представлен). [15] Г. Занескис, И. Ранис, Sinhronā ģeneratora pašierosināsanas sistēma ar pazeminošo līdzstrāvas pārveidotāju, патентное письмо pieteikums Nr. P-13-94, Genadijs Zaleskis, M. sc. ing., докт. студент. В 2011 году окончил Рижский технический университет со степенью магистра электротехники. От работал лаборантом в Институте промышленной электроники и электротехники Рижского технического университета. В 2011 году поступает в докторантуру РТУ. С 2011 года работает на кафедре промышленной электроники и электрических технологий Рижского технического университета в качестве научного сотрудника.Его основные направления исследований — электротехника и промышленная автоматизация. Рижский технический университет, Институт промышленной электроники и электротехники Адрес: Рижский технический университет, факультет энергетики и электротехники, Латвия, Рига LV-1010, Кронвалда 1. Телефон, Иварс Ранкис, профессор, Hab. Dr. sc. ing. В 1960 году окончил Рижский политехнический институт по специальности инженер-электромеханик. Защитил первую степень доктора наук. (кандидат технических наук) Защитил вторую степень Хаб.Dr. sc. ing. в 1992 году в Рижском техническом университете. С работал инженером на Рижском электромашиностроительном предприятии. С 1966 года поступил в докторантуру, а с 1970 года — преподавателем различных предметов электротехники в Рижском техническом университете. Научные интересы связаны с силовой электроникой и промышленной автоматизацией. Сейчас профессор кафедры промышленной электроники и электрических технологий Рижского технического университета. Рижский технический университет, Институт промышленной электроники и электротехники Адрес: Рижский технический университет, факультет энергетики и электротехники, Латвия, Рига LV-1010, Кронвалда 1.Телефон: Marcis Prieditis M. sc. ing. В 2013 году окончил Рижский технический университет со степенью магистра интеллектуальных робототехнических систем. С 2011 года является членом исследовательской группы, которая занимается повышением эффективности промышленной робототехники. С 2013 года работает на кафедре промышленной электроники и электротехники Рижского технического университета лаборантом. Рижский технический университет, Институт промышленной электроники и электротехники Рижский технический университет, факультет энергетики и электротехники, Латвия, Рига LV-1010, Кронвалда 1.Телефон: 37

Система возбуждения генератора

ЧТО ТАКОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ?

ЭТО РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, НЕОБХОДИМАЯ ДЛЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ЕГО РАБОТЫ.

ЭТО КОНСТРУКЦИЯ, ПО которой РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ ПОДАЕТСЯ НА ГЕНЕРАТОР, КОГДА ОН ПОДКЛЮЧЕН К СЕТИ.

ОТВЕТ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

НАДЕЖНОСТЬ СТАБИЛЬНОСТЬ БЫСТРЫЙ ОТВЕТ

ОТВЕТ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

СООТНОШЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕ ПОТОЛОЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРЕХОДНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ

НАПРЯЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

НАПРЯЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

ОТКЛ. НАПРЯЖЕНИЕ, ОБЩЕЕ РАСЧЕТНОЕ ДЛЯ.5S И ДОСТИГАЕТ 2x МАКСИМАЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ / НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Фактическое нарастание напряжения

CD

напряжение

A

B

O

время

.5 S

.5 S

. ЭТО МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, ПРИЛОЖЕННОЕ ЧЕРЕЗ ПОЛЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА ОЧЕНЬ КОРОТКОЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ (ПРИБЛ. 10 С) И ОБЩЕЕ НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ В ОБЛАСТИ НАПРЯЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ 1,5–2 РАЗ.

РЕАГИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

УСТОЙЧИВОЕ СОСТОЯНИЕ УСТОЙЧИВОСТЬ СПОСОБНОСТЬ МАШИНЫ ПРОИЗВОДИТЬ СИЛУ, РАВНУЮЩУЮ СИНХРОНИЗМУ, ЧТОБЫ СОХРАНИТЬ СИНХРОНИЗМ.МОЩНОСТЬ 90

УГОЛ НАГРУЗКИ

ОТВЕТ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПЕРЕХОДНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬP ВЛАДЕЦ

УГОЛ НАГРУЗКИ

ТИПЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ

СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА СИСТЕМА

ВОЗБУЖДЕНИЕ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСИТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА И РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

ПИТАНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ БЕЗОПАСНО ОТ СТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПИТАНИЕ НА ОТДЕЛЬНУЮ МАШИНУ ЧЕРЕЗ РЕОСТАТ.РЕОСТАТ ПОДКЛЮЧЕН ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО С ПОЛЕВОЙ ОБМОТКОЙ МАШИНЫ. НАПРЯЖЕНИЕ НА КОНТАКТЕ РЕГУЛИРУЕТСЯ С ПОМОЩЬЮ ЭТОГО РЕОСТАТА. ПОДХОДИТ ДЛЯ МАШИНЫ НИЗКОЙ МОЩНОСТИ.

СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ПИЛОТНЫЙ ЭКСИТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПРИВОДОМ ОТ ВАЛА, С ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОЛЕМ И СТАЦИОНАРНОЙ АРМАТУРОЙ. ВЫХОД ИЗ ПИЛОТНОГО ЭКСЦИТОРА ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ НА ОБМОТКУ ГЛАВНОГО ЭКСЦИТОРА ЧЕРЕЗ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ВЫХОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВНОГО ЭКСИТОРА подается на стационарные диоды, а выпрямленный постоянный ток подается в поле генератора через контактные кольца.

БЕСЩЕТОЧНАЯ СИСТЕМА

ДИОДНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ УСТАНОВЛЕНЫ НА ВАЛ ГЕНЕРАТОРА. ВЫХОД ВЫПРЯМИТЕЛЯ НАПРЯМУЮ ПЕРЕДАЕТСЯ В ПОЛЕ ГЕНЕРАТОРА. ЭТО ИЗБЕГАЕТ УСТАНОВКИ КОЛЬЦЕВ И УГЛЕРОДНОЙ ЩЕТКИ.

СТАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПИТАНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТКЛЮЧАЕТСЯ ОТ КЛЕММ ГЕНЕРАТОРА. ПЕРЕДАЧА ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ. ИСПРАВЛЯЕТСЯ ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЫМ ТИРИСТОРНЫМ МОСТОМ. ПОДАВАЙТЕСЬ К КЛЕММАМ ГЕНЕРАТОРА ПОДСОЕДИНИТЕЛЬНЫМ КОЛЬЦОМ И УГЛЕРОДНОЙ ЩЕТКОЙ В СБОРЕ. ПОЛЕВЫЙ ВХОД ГЕНЕРАТОРА УПРАВЛЯЕТ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ ГЕНЕРАТОРА.

Регулятор Источник питания Ограничитель тока ротора

X-mer prot> 1 X-mer prot> 1 Импульсный контроль

Трансформатор выпрямителя 15,75 кв / 575

575/380 575/380

Ограничитель тока статора Фильтр Ограничитель угла поворота ротора Фильтр

THYRISTOR Питание вентилятора Gate ckt Импульсный усилитель Импульсный конечный каскад

Автоматический канал Автоматический регулятор напряжения Auto / Man M Управление сетью

PT CTSlip стабилизатор

Источник постоянного тока Мигает поле

Ручное управление сетью каналов Импульсный усилитель

M Comparator 9000 & Follow up o / v protAC source

GField breaker

СИСТЕМА СТАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ: БЛОК-ДИАГРАММА

ЧАСТИ СИСТЕМЫ СТАТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР SCR ВЫХОДНАЯ СТУПЕНЬ ВОЗБУЖДЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ЗАПУСКОМ И УПРАВЛЕНИЕ РАЗРЯДОМ ПОЛЯ.

ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

ЭТО ЛИТЬЕ ИЗ СМОЛЫ СУХОГО ТИПА X-MER С ЕСТЕСТВЕННЫМ / ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ. 15.75 / 0.580 кВ, ТРАНСФОРМАТОР ДИН5. ПЕРВИЧНЫЙ ВЫХОД ПОДКЛЮЧЕН К ВЫХОДУ ГЕНЕРАТОРА. ВТОРИЧНЫЙ ПИТАНИЕ НА 3-ФАЗНУЮ ШИНУ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 580 В, ПОДАЮЩУЮ НА МОСТЫ SCR ЧЕРЕЗ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ.

ВЫХОДНАЯ СТУПЕНЬ SCR

СОСТОИТ ИЗ ПОДХОДЯЩЕГО КОЛИЧЕСТВА МОСТОВ, ПОДКЛЮЧЕННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНО. КАЖДЫЙ МОСТ СОСТОИТ ИЗ ШЕСТИ ТИРИСТОРОВ, РАБОТАЮЩИХ В КАЧЕСТВЕ ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЫХ ШЕСТИ ИМПУЛЬСОВ. ТЕКУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ КАЖДОГО МОСТА ЗАВИСИТ ОТ РЕЙТИНГА ОТДЕЛЬНОГО ТИРИСТОРА.ИЗМЕНЯЯ УГОЛ ОБОГРЕВА, ПОЛУЧАЕТСЯ ПЕРЕМЕННАЯ МОЩНОСТЬ.

ВЫХОДНАЯ СТУПЕНЬ SCR

КАЖДЫЙ МОСТ УПРАВЛЯЕТСЯ ОДНОЙ КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ СТУПЕНЬЮ И ОХЛАЖДАЕТСЯ ВЕНТИЛЯТОРОМ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ МОСТА N-1 ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ. ОТКАЗ ДВУХ МОСТОВ ОГРАНИЧИВАЕТ ТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ. ОТКАЗ ТРЕХ МОСТОВ ОБЕСПЕЧИВАЕТ ОТКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА.

ЦЕПЬ ОТКЛЮЧЕНИЯ

ЭТО ОТКЛЮЧАЕТ ПИТАНИЕ ОТ КЛЕММ ГЕНЕРАТОРА И ПОДАЕТ ПИТАНИЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА КОЛЬЦА ПРОКЛАДКИ ЧЕРЕЗ ПОЛЕВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ. ДЛЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ТРЕБУЕТСЯ ОТДЕЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, ПОСКОЛЬКУ ЗАПАСНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА СЛИШКОМ НИЗКО.ЭТОТ ИСТОЧНИК ОТКЛЮЧАЕТСЯ АВТОМАТИЧЕСКИ, КОГДА ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА ДОСТИГАЕТ 70% НОМИНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПРЕДОТВРАЩАЕТ ТЕРМИЧЕСКУЮ ПЕРЕГРУЗКУ РОТОРА, УМЕНЬШАЯ ВЫХОДНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ И ЭТО НАПРЯЖЕНИЕ ПОЛЯ.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ УГЛА НАГРУЗКИ

УВЕЛИЧИВАЕТ ПОЛЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ЭТО ОСТАНАВЛИВАЕТ ГЕНЕРАТОР ОТ ВЫПАДЕНИЯ СТУПЕНИ.

ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА СТАТОРА

ЭТО УМЕНЬШАЕТ ТОК ВОЗБУЖДЕНИЯ, КОГДА ТОК СТАТОРА ПРЕВЫШАЕТ БЕЗОПАСНО ДОПУСТИМЫЙ ПРЕДЕЛ ИНДУКТИВНОГО НАПРАВЛЕНИЯ.

МОНИТОР ИМПУЛЬСА

ПОДКЛЮЧЕН К ШИНАМ. ПРИ ОБНАРУЖЕНИИ НЕИСПРАВНЫХ ИМПУЛЬСОВ ИЛИ ОТКАЗА ИМПУЛЬСА, КАНАЛ ПЕРЕХОДИТ НА ДРУГОЙ РЕЗЕРВНЫЙ КАНАЛ.

ЭТАП СРАВНЕНИЯ ИМПУЛЬСА

СРАВНИТЕЛЬНО ПОЛОЖЕНИЕ ИМПУЛЬСА ОБОИХ КАНАЛОВ. СОГЛАСОВАНИЕ ВЛИЯЕТСЯ С ПОСЛЕДУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ.

ПРЕДУСМОТРЕННЫЕ ЗАЩИТЫ

РЕЛЕ КОНДИЦИОНЕРА С ИНСТ. ПОЕЗДКА. O / C РЕЛЕ С ЗАДЕРЖКОЙ ОТКЛЮЧЕНИЯ. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАЩИТА. ЗАЩИТА РОТОРА E / F

ЗАПУСК ВОЗБУЖДЕНИЯ

ПОЛЕВЫЕ МИГАЮЩИЕ ТРЕБУЕТСЯ ДЛЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО НАРАБОТКИ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА.ДЛЯ НАДЕЖНОСТИ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ОБЕИХ ПОЛЕВЫХ ИСТОЧНИКОВ ИСТОЧНИКА И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

ПОЛЕВОЕ РАЗРЯДНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ ГЕНЕРАТОРА НЕОБХОДИМО РАЗРЯДИТЬ ЕГО СОХРАНЕННУЮ ЭНЕРГИЮ. ЭТО ДЕЛАЕТСЯ ЧЕРЕЗ НЕЛИНЕЙНУЮ СОПРОТИВЛЕНИЕ РАЗРЯДА.

ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

НАСТОЯЩАЯ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ МИКРОПРОЦЕССОРА НЕ ТОЛЬКО СООТВЕТСТВУЕТ ФУНКЦИИ РЕГУЛИРОВКИ НАПРЯЖЕНИЯ, НО ТАКЖЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТ УЛУЧШЕННЫЙ МОНИТОРИНГ ВНУТРЕННЕГО КОНДИЦИОНЕРА И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ОПЦИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ.

РАБОТА DVR

DVR ПЕРИОДИЧЕСКИ РАСЧЕТ КОНТРОЛЬНОГО СИГНАЛА ИЗ ИЗМЕРЕНИЯ И ОПОРНЫХ ЗНАЧЕНИЙ. РАСЧЕТ ПОВТОРЯЕТСЯ С ОЧЕНЬ КОРОТКИМИ ИНТЕРВАЛАМИ (= 3,3 мс), В результате чего, по всей видимости, происходит постоянное постоянство.

ФУНКЦИИ DVR

КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ОГРАНИЧЕНИЕ ТЕКУЩЕГО ОГРАНИЧЕНИЯ НАГРУЗКИ ОГРАНИЧЕНИЕ УГЛА НАГРУЗКИ ФОРМИРОВАНИЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА ГЕНЕРАТОРА ФОРМИРОВАНИЕ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА.