Combinarea mașinilor electrice, control automat al excitației

Mașini electrice combinate — un sistem de excitare a mașinilor electrice, în care fluxul de excitație se modifică automat cu sarcina mașinilor (sau, în general, sarcina circuitului electric conectat la mașina electrică).

Combinarea mașinilor de curent continuu se face prin suprapunerea pe polii acestora, împreună cu o înfășurare paralelă conectată în paralel cu circuitul de armătură, a unei înfășurări în serie. O astfel de mașină se numește o mașină de excitație compusă sau mixtă.

Se aplică amestecarea la mașină de curent alternativ pentru mașini sincrone — generatoare, compensatoare, motoare — și este în general privit ca un sistem (sau parte a unui sistem complex) pentru controlul automat al excitației unei mașini sincrone.

Sistem de excitare — un set de noduri și dispozitive concepute pentru a recepționa și controla curentul de excitație al mașinilor sincrone.Curentul continuu care curge prin înfășurarea de excitație a mașinii formează un câmp electromagnetic rotativ, care creează o fem la bornele înfășurării statorului.

Sistemul de excitație, ca unul dintre cele mai critice elemente ale mașinii sincrone, are un impact semnificativ asupra fiabilității funcționării centralelor electrice și a consumatorilor, asupra stabilității funcționării în paralel a mașinilor sincrone. în sistemul electric.

Sistemul de excitare al mașinilor sincrone include:

• o bobină de excitare situată fie în fantele rotorului, fie în polii acestuia sub formă de bobine. Capetele sale sunt îndepărtate de inele colectoare cărora li se aplică o tensiune constantă de la excitator;
• excitator - sursă de alimentare DC și echipamente auxiliare la acesta;
• controler de câmp automat care variază curentul de câmp al mașinii sincrone în conformitate cu legea de reglementare a câmpului selectat.

Controlul automat al excitației (ARV) este efectuat mai eficient și cu ajutorul unor echipamente mai simple și mai fiabile, dacă amestecarea este utilizată în sistemul ARV, deoarece reduce semnificativ abaterile de tensiune atunci când sarcina se schimbă, crește stabilitatea mașinii sincrone ( și, prin urmare, sistemele de alimentare în general), facilitează pornirea motoarelor comparabile ca putere cu generatoarele. Acesta din urmă este foarte important pentru centralele autonome de putere mică și medie.

Puterea maximă transmisă prin linia de alimentare în condiții de stabilitate statică și dinamică este determinată în mare măsură de parametrii sistemului de excitație.Stabilitatea statică depinde de sensibilitatea sistemului de excitație la schimbarea modului, care este legată de tipul și setarea ARV și de constantele de timp ale elementelor sistemului de excitație (ARV, excitator și bobină de excitație).

Regulatoarele electronice de tensiune cu reacție flexibilă și dispozitive combinate redresate la tensiune reglează excitația proporțional cu abaterea parametrului de funcționare - tensiune sau curent.

Aceste ARV sunt cele mai utilizate pe mașinile sincrone. Controlerele puternice reglează nu numai abaterea, ci și viteza și accelerația schimbării în unul sau doi parametri de funcționare (curent, tensiune, frecvență, unghi de deplasare între tensiunea la un anumit punct al sistemului și EMF-ul unei mașini sincrone).

Numeroase opțiuni pentru schemele de combinare a mașinilor sincrone sunt împărțite în:

• Realizarea, direct sau indirect, în funcție de faptul că ieșirea circuitului sistemului de excitație este conectată direct la circuitul de excitare al unei mașini sincrone sau printr-un amplificator (când acest circuit este inclus în circuitul de excitare al excitatorului sau al subexcitatorului) . Sunt priviți ca amplificatoare ale mașinilor electrice;

• Compoziția după curent, tensiune sau unghi a unei mașini sincrone etc. — în funcție de ce parametri de funcționare asociați cu o modificare a sarcinii acționează la intrarea circuitului (în special, există circuite ale sistemului de excitare pentru curentul mediu al unui grup de mașini sincrone, pentru linii de curent);

• monofazat, bifazat sau trifazat - în funcție de faptul dacă sistemul de excitație răspunde la modificările parametrilor de funcționare într-una sau mai multe faze ale circuitului de curent alternativ;

• fază sau nefază - în funcție de faptul dacă sistemul de excitație este sensibil la fază, adică răspunde la o modificare a unghiului de fază între vectorii de curent și tensiunea circuitului de curent alternativ;

• liniar sau neliniar - în funcție de faptul că factorul de proporționalitate dintre abaterea curentului redresat la ieșirea circuitului și abaterea parametrului de mod la intrarea circuitului, făcându-l constant în limitele specificate ale schimbării de mod ;

• controlat sau necontrolat — în funcție de dacă coeficientul de mai sus este modificat automat printr-o acțiune de control (corectivă) specială.

Combinarea mașinilor sincrone este utilizată pe scară largă datorită valorii ridicate a controlului automat al excitației, care este unul dintre principalele mijloace de creștere a stabilității funcționării în paralel a mașinilor sincrone.

Pentru mașinile sincrone cu putere redusă (până la 1-2 MW), este utilizat pe scară largă amestecarea directă de fază (controlată și necontrolată) cu înlocuirea completă a excitatorului mașinii cu redresoare. autoexcitarea unei mașini sincrone.

Amestecarea controlată se realizează pentru instalațiile în care este necesară menținerea unei tensiuni constante a mașinii cu o precizie mai bună de ± 3-5%. Managementul este realizat de așa-numitul regulator de voltaj.

Pentru mașinile sincrone de putere redusă cu excitatoare de mașină, regulatoarele automate de excitație sunt produse conform schemei de fazare controlată de un corector de tensiune.

În teoria generală a controlului automat, combinația de mașini electrice se referă la sisteme de control pentru acțiunea perturbatoare a sarcinii, care pot fi combinate cu controlul pentru abaterea parametrului stabilizat (sisteme combinate).