10.09.15

Система самовозбуждения и автоматического регулирования тока возбуждения генераторов с применением полупроводниковой техники

Большинство генераторов работает с регуляторами, выполненными по принципу амплитудно-фазового компаундирования, которое осуществляется с помощью трансформатора. Такие трансформаторы имеют значительные массу и габарит, что объясняется наличием токовых обмоток, по которым протекает главный ток генератора, а также большим сечением сердечника трансформатора. Наличие этих недостатков заставило искать другие системы регулирования напряжения генераторов, которые имели бы меньшие массу и время срабатывания.

Примером такой системы является регулятор типа TUR фирмы EFA (Польша). Этот регулятор (рис. 1) не имеет трансформатора фазового компаундирования, и регулирование напряжения осуществляется корректором по параметру напряжения генератора.

Основными устройствами регулятора являются:
  • выпрямитель обмотки возбуждения, выполненный на управляемых тиристорах ТУ1, ТУ2 и диодах Д6, Д7. Выпрямительный мост получает питание от фазы А через дроссель Др5 и нулевого провода;
  • устройства, обеспечивающие самовозбуждение генератора (реле Р1, дроссель Др4, диод Д8);
  • измерительный элемент (трансформатор Тр4, выпрямитель Вп2, настроечные резисторы R10, R11, мост на стабилитронах Ст1, Ст2 и резисторах R3, R4, дроссель Др2);
  • система импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорами ТУ1, ТУ2 (в систему входят транзисторы Tl, Т2, трансформаторы Тр3, диоды Д1, Д2, ДЗ, резисторы R7, R8, защитные стабилитроны Ст3);
  • трансформатор Тр2 питания системы импульсно-фазового управления;
  • блок распределения реактивной нагрузки при параллельной работе генераторов (трансформатор тока ТрТ, трансформатор Тр1, резисторы Rк, Rl, R2, выпрямитель Вп1, дроссель Др1).
Измерительный элемент получает питание от трехфазного трансформатора Тр4, имеющего две вторичные обмотки, одна из которых соединена в «звезду», другая — в «треугольник».

Напряжения этих обмоток выпрямляют, а затем суммируют. Благодаря такому соединению и подключению дросселя Др2 обеспечивается достаточная фильтрация входного напряжения измерительного элемента.

Система автоматического регулирования напряжения типа TUR
Рис. 1. Система автоматического регулирования напряжения типа TUR

Измерительное устройство представляет собой чувствительную мостовую схему, в одну пару плеч которой включены стабилитроны Ст1, Ст2, в другую — резисторы R3, R4. Эта схема обеспечивает большую чувствительность к малейшим колебаниям напряжения в сети.

Обмотки О1, О2 трансформатора Тр2 подают питание на транзисторы Tl, Т2. Стабилитроны Ст4, Ст5 обеспечивают стабильность этого питания. Цепь питания транзисторов Т1 и Т2: средняя точка трансформатора — R9—ДЗ—эмиттер—коллектор—первичная обмотка Тр3—диод Д4—обмотка О1.

Транзисторы работают в режиме блокинг-генератора, своевременно индуктируя во вторичную обмотку Тр3 импульсы, которые открывают тиристоры ТУ1, ТУ2. Работа блокинг-генераторов на тиристоры ТУ1, ТУ2 возможна при подаче положительного потенциала на эмиттер-базу транзисторов от измерительного элемента по цепи: плюс в точке 2—Д3, эмиттер транзистора Т1— база транзистора Т1—резисторы R6, R5, R2—минус в точке 1 измерительного моста. Такую же цепь можно проследить для транзистора Т2.

Вторым сигналом управления является напряжение сравнения, подаваемое на транзисторы обмоткой О3 трансформатора Тр2.

Если напряжение генератора повысится (например, вследствие отключения части потребителей), то импульсы управления, поступающие от трансформаторов Тр3 на тиристоры ТУ1, ТУ2, поступают несколько позже, тиристоры открываются с опозданием и выпрямленное напряжение уменьшается, снижается ток возбуждения.

При понижении напряжения генератора, наоборот, импульсы управления должны раньше открывать тиристоры ТУ1, ТУ2, обеспечивая увеличение выпрямленного напряжения и тока iв. Смешение импульсов, вырабатываемых блокинг-генератором, осуществляется взаимодействием напряжений, подаваемых с обмотки О3 трансформатора Тр2 и измерительного элемента, причем возмущающим фактором является колебание напряжения в точках 1, 2.

При параллельной работе генераторов регуляторы соединяются точками а, b и в работу включается контур распределения реактивной нагрузки, который выполнен по типовой схеме (так же, как у регулятора генератора МСС). Обеспечивается геометрическое сложение напряжения Uвc вторичной обмотки трансформатора Tp1 с падением напряжения на резисторе Rк, зависящим от характера нагрузки (см. векторную диаграмму на рис. 3).

В случае неравномерного распределения реактивной мощности напряжения на резисторах R1, работающих параллельно с генераторами, будут разными. Это вызывает появление уравнительного тока в цепи резисторов Rl, R2 одного и второго генераторов, соединенных точками а, b. Изменяется падение напряжения на резисторе R2, который включен в цепь выхода измерительного элемента. Следовательно, напряжение контура будет введено в цепь управления для изменения тока возбуждения и выравнивания распределения реактивной мощности.

Для обеспечения начального самовозбуждения генератора в схеме начального возбуждения используются те же тиристоры и диоды (ТУ1, ТУ2, Д6, Д7). Остаточное напряжение генератора (не менее 6 В) при достижении номинальной частоты вращения прикладывается к выпрямителю, в котором у тиристоров ТУ1, ТУ2 управляющие электроды соединены с анодом посредством контактов реле P1 диодов Д8 и токоограничивающих дросселей Др4. Благодаря этому тиристоры работают как обычные диоды. Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока ток возбуждения не достигнет тока срабатывания реле Р1, после чего функцию регулирования принимает на себя СИФУ.

В случае замыкания контактов реле при возбужденном генераторе по причине какой-либо неисправности дроссели Др4 ограничивают ток управляющего электрода до допустимого значения при положительном знаке на аноде тиристора; диоды Д8 запирают уп-равляющие электроды при отрицательном напряжении.

Параметры кремниевых стабилитронов Ст1, Ст2 подобраны так, что схема обеспечивает стабильность напряжения генератора при колебаниях температуры.

Диоды Д1 запирают импульсы блокинг-генератора во время отрицательной полуволны на тиристорах ТУ1, ТУ2; стабилитроны СтЗ выполняют защитные функции.

Схема возбуждения с регулятором типа TUR обеспечивает точность регулирования напряжения 1,7% при изменении тока нагрузки от нуля до номинального значения, cos ф — от 0,6 до 1 и частоты— от 47,5 до 52,5 Гц. Неравномерность распределения реактивной нагрузки не превышает 3%.

Масса регулятора TUR в среднем составляет 40—50 кг, что примерно в 10 раз меньше, чем у систем с ТрФК. Кроме того, благодаря отсутствию ТрФК и конденсаторов, схема обладает достаточной безынерционностью.

К недостаткам регуляторов без ТрФК можно отнести сложность схемы и большое число элементов, что увеличивает число отказов, хотя регулятор типа TUR отличается простотой схемы.

⇓ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ⇓


⇒ВНИМАНИЕ⇐
  • Материал на блоге⇒ Весь материал предоставляется исключительно в ознакомительных целях! При распространении материала используйте пожалуйста ссылку на наш блог!
  • Ошибки⇒ Если вы обнаружили ошибки в статье, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье. Мы будем очень признательны!
  • Файлообменники⇒ Если Вам не удалось скачать материал по причине нерабочих ссылок или отсутствующих файлов на файлообменниках, то сообщите нам через контакты или в комментариях к статье.
  • Правообладателям⇒ Администрация блога отрицательно относится к нарушению авторских прав на www.electroengineer.ru. Поэтому, если Вы являетесь правообладателем исключительных прав на любой материал, предоставленный на ресурсе, то сообщите нам через контакты и мы моментально примем все действия для удаления Вашего материала.


⇓ОБСУДИТЬ СТАТЬЮ⇓
 

Сисадмин мнил себя богом сети, электрик грубо развеял этот миф. Научись развеивать мифы! © Electrical Engineer's blog [2010-2016].