Łączenie maszyn elektrycznych, automatyczna kontrola wzbudzenia

Kombinowane samochody elektryczne — system wzbudzania maszyn elektrycznych, w którym strumień wzbudzenia automatycznie zmienia się wraz z obciążeniem maszyn (lub ogólnie obciążeniem obwodu elektrycznego podłączonego do maszyny elektrycznej).

Łączenie maszyn prądu stałego odbywa się poprzez nałożenie na ich bieguny, wraz z uzwojeniem równoległym połączonym równolegle z obwodem twornika, uzwojenia szeregowego. Taka maszyna nazywana jest maszyną ze wzbudzeniem złożonym lub mieszanym.

Stosowane jest mieszanie maszynowe AC do maszyn synchronicznych — generatory, kompensatory, silniki — i jest ogólnie uważany za system (lub część złożonego systemu) do automatycznego sterowania wzbudzeniem maszyny synchronicznej.

Układ wzbudzenia — zespół węzłów i urządzeń przeznaczonych do odbioru i sterowania prądem wzbudzenia maszyn synchronicznych.Prąd stały przepływający przez uzwojenie wzbudzenia maszyny tworzy wirujące pole elektromagnetyczne, które wytwarza siłę elektromotoryczną na zaciskach uzwojenia stojana.

Układ wzbudzenia, jako jeden z najbardziej krytycznych elementów maszyny synchronicznej, ma istotny wpływ na niezawodność pracy elektrowni i odbiorców, na stabilność pracy równoległej maszyn synchronicznych. w układzie elektrycznym.

Układ wzbudzenia maszyn synchronicznych obejmuje:

• cewka wzbudzająca umieszczona albo w szczelinach wirnika, albo na jego biegunach w postaci cewek. Jego końce są usuwane przez pierścienie ślizgowe, do których przykładane jest stałe napięcie ze wzbudnicy;
• wzbudnica - zasilacz prądu stałego i wyposażenie pomocnicze do niego;
• automatyczny kontroler pola, który zmienia prąd pola maszyny synchronicznej zgodnie z wybranym prawem regulacji pola.

Automatyczne sterowanie wzbudzeniem (ARV) odbywa się wydajniej i przy pomocy prostszego i bardziej niezawodnego sprzętu, jeśli w systemie ARV stosuje się mieszanie, ponieważ znacznie zmniejsza odchylenia napięcia przy zmianie obciążenia, zwiększa stabilność maszyny synchronicznej ( a zatem ogólnie systemy zasilania), ułatwia uruchamianie silników porównywalnych pod względem mocy z generatorami. To ostatnie jest bardzo ważne dla autonomicznych elektrowni małej i średniej mocy.

Maksymalna moc przenoszona przez linię elektroenergetyczną w warunkach stabilności statycznej i dynamicznej jest w dużej mierze zdeterminowana parametrami układu wzbudzenia.Stabilność statyczna zależy od wrażliwości układu wzbudzenia na zmianę trybu, co jest związane z rodzajem i nastawą ARV oraz stałymi czasowymi elementów układu wzbudzenia (ARV, wzbudnik i cewka wzbudzenia).

Elektroniczne regulatory napięcia z elastycznym sprzężeniem zwrotnym i prostowanymi napięciowo urządzeniami kombinowanymi dostosowują wzbudzenie proporcjonalnie do odchylenia parametru roboczego - napięcia lub prądu.

Te ARV są najczęściej stosowane w maszynach synchronicznych. Silne regulatory regulują nie tylko odchylenie, ale także szybkość i przyspieszenie zmian jednego lub dwóch parametrów pracy (prąd, napięcie, częstotliwość, kąt przesunięcia między napięciem w pewnym punkcie układu a EMF maszyny synchronicznej).

Liczne opcje schematów łączenia maszyn synchronicznych są podzielone na:

• Uzupełniające, bezpośrednio lub pośrednio, w zależności od tego, czy wyjście obwodu układu wzbudzenia jest podłączone bezpośrednio do obwodu wzbudzenia maszyny synchronicznej, czy przez wzmacniacz (gdy ten obwód jest włączony do obwodu wzbudzenia wzbudnicy lub podwzbudnicy) . Są one postrzegane jako wzmacniacze maszyn elektrycznych;

• Skład według prądu, napięcia lub kąta maszyny synchronicznej itp. — w zależności od tego, jakie parametry pracy związane ze zmianą obciążenia działają na wejściu obwodu (w szczególności istnieją obwody układu wzbudzenia dla prądu średniego grupy maszyny synchronicznej, dla linii prądowych);

• jedno-, dwu- lub trójfazowe - w zależności od tego, czy układ wzbudzenia reaguje na zmiany parametrów pracy w jednej lub kilku fazach obwodu prądu przemiennego;

• fazowy lub bezfazowy - w zależności od tego, czy układ wzbudzenia jest wrażliwy na fazę, to znaczy reaguje na zmianę kąta fazowego między wektorami prądu a napięciem obwodu prądu przemiennego;

• liniowy lub nieliniowy — w zależności od tego, czy współczynnik proporcjonalności między odchyłką prądu wyprostowanego na wyjściu obwodu a odchyłką parametru trybu na wejściu obwodu, czyniąc go stałym w określonych granicach zmiany trybu ;

• kontrolowany lub niekontrolowany — w zależności od tego, czy powyższy współczynnik jest automatycznie zmieniany przez specjalne działanie kontrolne (korygujące).

Łączenie maszyn synchronicznych jest szeroko stosowane ze względu na dużą wartość automatycznej regulacji wzbudzenia, która jest jednym z głównych sposobów zwiększania stabilności pracy równoległej maszyn synchronicznych.

W przypadku maszyn synchronicznych o małej mocy (do 1-2 MW) szeroko stosowane jest bezpośrednie mieszanie faz (sterowane i niesterowane) z całkowitą wymianą wzbudnicy maszyny na prostowniki. samowzbudzenie maszyny synchronicznej.

Mieszanie kontrolowane wykonuje się dla instalacji, w których konieczne jest utrzymanie stałego napięcia maszyny z dokładnością lepszą niż ± 3-5%. Zarządzanie odbywa się przez tzw Regulator napięcia.

W przypadku maszyn synchronicznych małej mocy ze wzbudnikami maszyny produkowane są automatyczne regulatory wzbudzenia zgodnie ze schematem fazowania kontrolowanym przez korektor napięcia.

W ogólnej teorii sterowania automatycznego kombinacja maszyn elektrycznych odnosi się do układów sterowania zakłócającym działaniem obciążenia, które można łączyć ze sterowaniem odchylenia stabilizowanego parametru (układy łączone).