Напряжения генераторов

Относительное изменение напряжения генератора

Выполнив обмотку С, — С2 с соответствующим числом витков wc, можно получить при номинальном токе то же напряжение U, что и при холостом ходе (характеристика / на 9.20). Как видно, с увеличением тока / напряжение U достигает наибольшего значения, после чего снижается. Последнее объясняется увеличением стецени насыщения ферромагнитных материалов магнитной цепи. Последовательная обмотка при соответствующем выборе числа витков дает возможность получить весьма небольшое изменение напряжения генератора.

Одной из особенностей и главнейших достоинств генератора независимого возбуждения является возможность с помощью обмотки возбуждения изменять в широких пределах значение напряжения генератора, а также его полярность. Указанная возможность используется, например, в применяемой в различных областях техники системе генератор -т. двигатель, которая позволяет с помощью генератора осуществлять изменение частоты вращения двигатела в- широком -диапазоне* а также направление его вращения (см. § 9.19).

Под действием поля якоря результирующее поле генератора при изменении его нагрузки будет также изменяться, что оказывает влияние в конечном итоге на значение напряжения генератора. Воздействие поля якоря на результирующее поле машины называется реакцией якоря.

Схема включения синхронного генератора приведена на 11.4. Трехфазная обмотка якоря генератора ОЯ подключается к приемникам электрической энергии, которые в зависимости от их номинального напряжения и напряжения генератора могут быть соединены как звездой, так и треугольником. Под сопротивлениями z,,, г„ и х„ на 11.4 следует понимать эквивалентные сопротивления группы приемников, получающих питание от генератора.

Построение векторной диаграммы можно начать с вектора ЭДС Е_о ( 11.5, а). Зная, что к генератору подключена, например, активно-индуктивная нагрузка, под углом v/ к вектору ЭДС _Е0 откладываем вектор тока_/. Под углом ф к вектору тока J следует провести линию ОА, на которой в дальнейшем будет расположен вектор напряжения генератора (/ . Так как ток_/ должен отставать по фазе на 90 от индуктивного падения напряжения ]1х„ то из конца вектора ЭДС Е0 следует опустить перпендикуляр БВ на вектор тока. Точка Г определит конец и начало векторов напряжения U_ и падения напряжения jl_xc. В соответствии с (11.6) сумма векторов напряжения С/ и падения напряжения Дхс должна быть равна вектору ЭДС Е 0.

Относительное изменение напряжения генератора, %, оценивают по формуле

Изменение напряжения генератора постоянного тока 359

Для повышения производительности и точности измерений применяются могты с встроенной микропроцессорной системой ( 12.23), в которых реализованы автоматическое измерение и регистрация параметров г, L, С. Нажатием соответствующих клавиш на панели управления задаются вид измеряемого параметра, значение частоты напряжения генератора и форма представления результата. Микропроцессор по команде с панели управления включает генератор и считывает программу из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), определяющую последовательность операций. Переменное напряжение разбаланса моста преобразуется в постоянное напряжение, а затем с помощью АЦП - в числовой эквивалент. По значению числового эквивалента микропроцессор регулирует цепь моста до состояния равнове-

Применение ферромагнитного якоря и полюсных наконечников позволяет получать равномерное распределение индукции В в воздушном зазоре 5 машины ( 13.10) и таким образом уменьшать пульсацию напряжения генератора. Если витки 1 и 2 генератора постоянного тока ( 13.9, а) расположить в пазах якоря, вращающегося в магнитном поле главных полюсов с полюсными наконечниками, то напряжение генератора ( 13.9, в) меньше пульсирует, чем при вращении этих витков в однородном магнитном поле ( 13.9, б) .

При независимом возбуждении цепь возбуждения и цепь якоря генератора электрически разделены ( 13.22), благодаря чему ток возбуждения не зависит от напряжения генератора, а следовательно, от нагрузки. Это дает возможность регулировать магнитный поток, а вместе с ним и напряжение генератора в очень широких пределах. Для такой регулировки в цепь возбуждения вводится регулировочный реостат г . Схема включения и конструкция реостата должны предупреждать возможность внезапного прерывания тока возбуждения, например при отключении источника питания /;'в, так как обмотка возбуждения обладает значительной индуктивностью, вследствие чего размыкание ее цени может сопровождаться возникновением большой ЭДС само-

ков при включении генераторов на параллельную работу, должны быть выполнены следующие требования: порядок чередования фаз генераторов должен быть одним и тем же; генераторы должны иметь одинаковые (или близкие по значениям) частоты и напряжения, напряжения генераторов в момент включения должны совпадать (или почти совпадать) по фазе.

называется номинальным падением напряжения генератора. Номинальное падение напряжения генераторов независимого возбуждения находится в пределах 5-10$. В атом случае внешняя -характеристика называется жесткой, Она обеспечивает достаточную устойчивость регулирования напряжения ренератора, Если А&{н 7/0*$ , то внешняя

Схема регулирования напряжения генераторов типа ЕС показана на 12.1. У этих генераторов отсутствует возбудитель, а напряжение на зажимах статора генератора СГ появляется вследствие самовозбуждения. Принцип самовозбуждения состоит в том, что магнитный поток остаточного магнетизма сердечника ротора, на котором расположена обмотка возбуждения ОВ, индуктирует в дополнительной статорной обмотке ОД генератора переменное напряжение, выпрямляемое механическим выпрямителем ВМ.

12.1. Схема регулирования напряжения генераторов типа ЕС с механическим выпрямителем

5.5. Оценка качества регулирования напряжения генераторов

Еще в 1959 году академиком В.С.Кулебакиным [1] исследованы высококачественные инвариантные системы регулирования по возмущению и отклонению. Это направление исследования характеризуется радикальным улучшением системы регулирования за счет замены электромашинного возбудителя компаундирующим трансформатором. Таким схемам регулирования напряжения генераторов уделяется большое внимание во многих отраслях промышленности. Быстродействие регулирования напряжения резко увеличивается, повышается надежность работы, упрощается обслуживание.

5.5. Оценка качества регулирования напряжения генераторов с системой гармонического компаундирования

Вопросы регулирования напряжения генераторов с системами гармонического компаундирования представляют интерес в связи с тем, что при соответствующих условиях они обеспечивают автоматическое регулирование напряжения генератора, работающего без регулятора напряжения, при изменении величины нагрузки от нуля до номинальной и коэффициента мощности нагрузки от нуля (индуктивный) до единицы с точностью (+6) +• (-9)% и снижение массы и габаритов генератора и системы регулирования. Повышение точности может быть обеспечено введением корректора напряжения, т.е. применением комбинированной системы.

7.5.2. Включение и отключение нагрузок. Основным назначением устройства для возбуждения и регулирования напряжения генераторов является обеспечение постоянного напряжения в сети при наличии возмущающего воздействия.

а — с автоматическим регулятором напряжения генераторов; б — без автоматического

регулятора напряжения генераторов; / — нормальный режим; // — неустановившийся