Система регулирования тока возбуждения синхронного двигателя

Синхронный двигатель за счет регулирования тока возбуждения обладает значительно большими возможностями по оптимизации, как своего режима работы, так и режимов работы компрессора и питающей сети.

По отношению к самому двигателю регулированием тока возбуждения обеспечивается:

· устойчивая работа при различного характера возмущающих воздействиях;

· систематической пульсации момента сопротивления, случайных кратковременных посадках напряжения, вызванных, например, включением в сеть мощных асинхронных или синхронных двигателей, а также при аварийных посадках, набросах нагрузки, изменениях параметров цепей возбуждения;

· режим нулевого угла j, при котором из сети не потребляется реактивная энергия.

Для синхронных электродвигателей между током статора Is, током возбуждения Iв и активной мощностью Р существует зависимость, показанная на рисунке3.1.

Рисунок 3.1- Зависимость между током статора Is, током возбуждения Iв и активной мощностью Р.

Как видно из зависимости для каждого значения активной мощности существует точка (А) в которой величина тока статора минимальна. В этой же точке значение реактивной мощности равно нулю.

Рассмотрим случай изменения (увеличения) мощности. При увеличении мощности произойдет переход из точки А в точку В. Из зависимости видно, что в точке В значение Is не является оптимальным, следовательно появляется некоторая величина реактивной мощности (Q). Для того, чтобы попасть в точку С необходимо увеличить ток возбуждения на величину «а». Таким образом, изменяя ток возбуждения можно поддерживать значение Q=0 и оптимальное значение Is, что исключит перерасход электроэнергии.

Предлагается для осуществления данной задачи внедрить контролер со встроенными регуляторами мощности фирмы «Siemens».

Для систем автоматического регулирования возбуждения синхронных электроприводов разработана система регулирования, функциональная схема которой приведена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Функциональная схема системы регулирования возбуждения синхронного двигателя.

ТП – тиристорный преобразователь; ДТВ – датчик тока возбуждения; ОВ- обмотка возбуждения; СИФУ – система импульсно-фазового управления; РТВ – регулятор тока возбуждения; ДТ – датчик тока; ДН – датчик напряжения; РМ – регулятор мощности.

Сигналы с датчика тока (ДТ) и датчика напряжения (ДН) поступают в программируемый логический контролер «Siemens». Выходной величиной контролера и входной для регулятора мощности (РМ) является значение величины реактивной мощности Q. В регуляторе значение сравнивается с установленным на задатчике (Q=0). В случаи отклонения от задания вырабатывается сигнал, поступающий на регулятор тока возбуждения (РТВ), который является для данного регулятора заданием. Фактическим значением является сигнал с датчика тока возбуждения (ДТВ). Если есть рассогласование регулятор через систему импульсно-фазового управления (СИФУ) воздействует на тиристорный преобразователь, изменяющий ток в обмотке возбуждения.