Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

АВТОМАТИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ С КОМПАУНДИРОВАНИЕМ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КОРРЕКТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ




Виды АРВ с УК и ЭМК

При совместном использовании УК и ЭМК могут быть осуществлены две принципиально отличные систе­мы и соответственно два вида АРВ:

1) АРВ с компаундированием полным током, которое осуществляется путем суммирования токов от трансфор­маторов тока и тока от трансформатора напряжения после их отдельного выпрямления; !

2) АРВ с фазовым компаундированием, которое осу­ществляется путем суммирования токов от трансформа­торов тока и трансформатора напряжения на стороне переменного тока до их выпрямления.

 

Автоматическое регулирование возбуждения

с компаундированием полным током типа ЭПА-305

Принципиальная схема АРВ с компаундированием возбуждения полным током приведена на рис. 5.14. Ре­гулятор состоит из трех устройств: УК, ЭМК и УБФ (по­следнее на схеме не показано). Измерительный орган ЭМК состоит из насыщающегося трансформатора ТМ, выпрямителей VS1 и VS2 и реостата RRL

Последовательно с первичной обмоткой трансформа-[тора ТМ, которая выполняет функции нелинейного эле­мента, включен через выпрямитель VS2 реостат RR1, а к вторичной обмотке этого трансформатора, которая выполняет функции линейного элемента, подключены через выпрямитель VS1 управляющая обмотка УО маг­нитного усилителя МУ и реостаты RR1 и RR2.

Ток h, проходящий по вторичной обмотке трансфор­матора ТМ, находится в линейной зависимости от напря­жения генератора и является током линейного элемента lap, характеристика которого приведена на рис. 5.11.

Ток 1\ в первичной обмотке трансформатора ТМ ра­вен сумме вторичного тока и тока намагничивания тран­сформатора.

При напряжении, когда сердечник ТМ еще не насы­щен, ток 1\ имеет линейную зависимость от напряжения генератора. Параметры элементов подобраны так, что­бы при этом ток /i был меньше тока h. С увеличе­нием напряжения происходит насыщение сердечника трансформатора ТМ, что сопровождается резким рос­том тока намагничивания, а следовательно, и тока 1и при этом линейность зависимости тока h от напряжения на­рушается и при определенном значении этого напряже­ния Us ток /i, являющийся током нелинейного элемента, сначала становится равным, а затем и больше тока /л,8-

Силовой орган ЭМК связан с измерительным орга­ном с помощью однофазного управляемого магнитного усилителя МУ, на сердечнике которого расположены две силовые обмотки СО, управляющая обмотка УО, об­мотка стабилизации СТО и обмотка положительной об­ратной связи ПОС.

Выпрямители VS3 в цепи силовых обмоток, вклю­ченных с разной полярностью, обеспечивают дополни­тельное подмагничивание сердечника магнитного усили­теля выпрямленным током, проходящим по силовым об­моткам. Магнитный усилитель, в котором силовые об­мотки используются для дополнительного подмагничивания сердечника, называется магнитным усилите­лем с внутренней положительной обрат­ной связью.

Магнитный усилитель работает на первичную обмот­ку ПО выходного трансформатора ТК, к вторичной об­мотке ВО которого подключен силовой выпрямитель VS4, Трансформатор ТК предназначен для согласова­ния параметров обмотки возбуждения возбудителя LE2, на которую работает ЭМК, с параметрами последнего, а также для улучшения характеристик ЭМК.

Ток в управляющей обмотке УО определяется раз­ностью напряжения линейного элемента £/л,э и напря­жения, создаваемого током нелинейного элемента 1ялна сопротивлении реостата RR1.

Когда £/г=£/б (рис. 5.11), разность напряжений рав­на нулю. При этом через обмотки СО магнитного уси­лителя МУ проходит определенный ток. При отклонении напряжения генератора от U<s в сторону понижения уменьшаются напряжение £/л,э и ток /нл,э- Но посколь­ку ток /нл,9 изменяется по нелинейному закону, напря­жение, создаваемое этим током на сопротивлении рео­стата RRt, уменьшается в большей степени, чем напря­жение £/л,а. В результате возрастает разность этих напряжений и, как следствие, увеличивается ток в об/ мотке УО магнитного усилителя. Последнее в свою оче­редь приводит к уменьшению индуктивного сопротивле­ния силовых обмоток СО и увеличению тока, который проходит через них в первичную обмотку ПО выходного трансформатора ТК, и к увеличению выходного тока ЭМК, который поступает в дополнительную обмотку воз­буждения возбудителя LE2. Таким образом, при пони­жении напряжения генератора ЭМК действует в сторону увеличения возбуждения.

При повышении напряжения генератора выше Ue разность напряжения ил,в и напряжения на сопротивле­нии реостата RR1 также может увеличиться, но это не приведет к увеличению тока ЭМК. Поскольку напряже­ние на сопротивлении реостата RR1 становится больше напряжения Un<9, то выпрямитель линейного элемента VS1 закрывается, что приводит к снижению тока ЭМК до минимального значения, так как по управляющей об­мотке УО будет проходить только обратный ток выпря­мителя VS1, имеющий небольшое значение.

Для снижения тока ЭМК при повышении напряже­ния генератора используется также компенсирующая обмотка КО трансформатора ТК, включенная через на­сыщающий дроссель L встречно с первичной обмоткой ПО этого трансформатора. Нормально через КО прохо­дит небольшой ток. При повышении напряжения гене­ратора дроссель насыщается и ток компенсирующей обмотки возрастает, препятствуя увеличению выходного тока ЭМК.

Положительная обратная связь, осуществляемая с помощью обмотки ПОС на магнитном усилителе МУ, по­вышает его коэффициент усиления и, следовательно, эффективность действия ЭМК. Для стабилизации про­цесса регулирования возбуждения в регуляторе приме­нена гибкая отрицательная обратная связь, осуществля­емая с помощью трансформатора TST и обмотки СТО на магнитном усилителе МУ. В нормальном установив­шемся состоянии, когда напряжение ротора имеет неиз­менное значение, оно на вторичную обмотку трансфор­матора TST не трансформируется, и в обмотке СТО тока нет. i

При изменении напряжения ротора в процессе регу­лирования возбуждения на вторичной обмотке трансфор­матора TST появляется напряжение и, следовательно, ток в обмотке СТО. Эта обмотка включается так, чтобы создаваемый ею магнитный поток противодействовал из­менению магнитного потока, создаваемого обмоткой УО. Таким образом, при изменении напряжения ротора тран­сформатор TST ослабляет4 действие измерительного органа ЭМК, чем замедляет процесс регулирования и де­лает его более устойчивым.

Разделительный трансформатор TD и реостат RR3 служат для создания статизма, т. е. зависимости уровня поддерживаемого ЭМК напряжения от тока генератора.

Таким образом, при использовании ЭМК совместно с УК в рассматриваемом регуляторе основное и быстрое регулирование и форсировку возбуждения при близких КЗ обеспечивает УК, а ЭМК корректирует работу УК, обеспечивает более точное поддержание заданного уров­ня напряжения на шинах генератора и .форсировку воз­буждения при удаленных КЗ, когда ток генератора из­меняется недостаточно для работы УК.

Автоматическое регулирование возбуждения с фазовым компаундированием

В АРВ с фазовым компаундированием токи от транс­форматоров тока и напряжения суммируютcя до выпрям­ления и в обмотку возбуждения возбудителя подается ток, выпрямленный общим выпрямителем. Выпрямленный ток в этом случае пропорционален току генератора, напряжению на его шинах и фазовому углу между то­ком и напряжением.

Принцип действия фазового компаундирования рас­смотрен на упрощенной схеме (рис. 5.15). Основным элементом устройства является специальный трансфор­матор с подмагничиванием сердечника ТПМ. На сер­дечнике этого трансформатора расположены две пер­вичные обмотки тока шт и напряжения wB, вторичная обмотка wK и обмотка подмагничивания wa.

Магнитный поток обмотки wT пропорционален току генератора, а обмотки адн — напряжению на шинах ге­нератора. Поэтому ток во вторичной обмотке wK про­порционален сумме этих составляющих. Этот ток вы­прямляется выпрямителем VS и поступает в обмотку возбуждения возбудителя.

Устройство фазового компаундирования обеспечива­ет большую точность поддержания напряжения генера­тора. Однако из-за насыщения стали магнитной системы генератора и возбудителя напряжение генератора не ос­тается постоянным и требует дополнительной корректи­ровки. Коррекция напряжения производится путем подмагничивания трансформатора ТПМ от специального электромагнитного корректора напряжения небольшой мощности ЭМК, который подключен к обмотке подмаг­ничивания wn трансформатора ТПМ.

Полная . принципиальная схема быстродействующего регулятора напряжения с управляемым фазовым компаундированием возбуждения приведена на рис. 5.16. Си­ловой орган регулятора состоит из универсального транс­форматора с подмагничиванием ТПМ, автотрансформа­тора TL, дросселя L и выпрямителя VS4. Трансформатор ТПМ имеет четыре обмотки: две первичные питаю-

щие тока Т и напряжения Я, обмотку подмагничивания П, к которой подключен выход магнитного усилителя МУ, и вторичную обмотку С.

Обмотка Т трансформатора ТПМ питается от транс­форматоров тока ТА генератора, которые соединяются либо на разность токов двух фаз, либо на сумму токов двух фаз и разность третьей фазы. Обмотка Я питается от трансформатора напряжения TV. В результате в сер­дечнике трансформатора ТПМ замыкается магнитный поток, равный сумме магнитных потоков, создаваемых первичными обмотками.

Напряжение на обмотку Я трансформатора ТПМ подается через повышающий автотрансформатор TL и балластное сопротивление в виде дросселя L. Дроссель имеет большое сопротивление, значительно превышаю­щее сопротивление обмотки Я трансформатора ТПМ. Благодаря этому ток в обмотке И почти не зависит от ее сопротивления, которое может изменяться при подмагничивании сердечника трансформатора, и определя­ется только напряжением Ur.

Линейная зависимость тока в обмотке Я от напряже­ния генератора особенно необходима при его работе на холостом ходу и при малых нагрузках порядка 10— 15 % номинальной, когда ток генератора отсутствует или недостаточен и все регулирование возбуждения обеспечивается только за счет тока в обмотке л, т.е. от напряжения генератора.

Ток в обмотке Я с последовательно включенным дросселем отстает от приложенного напряжения пример­но на угол 60* что должно учитываться при подборе сочетания фаз токов и напряжений.

Автотрансформатор TL повышает напряжение на дросселе и обмотке Я, что дает возможность увеличить сопротивление дросселя для обеспечения линейной за­висимости тока в его цепи от напряжения. При более высоком напряжении уменьшается необходимая емкость конденсатора С1, который включается для компенсации индуктивного сопротивления обмотки Я и снижения на­грузки на трансформатор напряжения. Измерительный орган регулятора выполнен с помощью трехфазного на­сыщающегося трансформатора ТМ.

Последовательно с первичной обмоткой этого транс­форматора, которая используется как нелинейный эле­мент, включена через выпрямитель VS2 обмотка управления Я магнитного усилителя МУ. К вторичной обмот­ке трансформатора ТМ, которая используется как линейный элемент, подключена через выпрямитель VS1 обмотка управления Л магнитного усилителя МУ. 06-мотки Я и Л включены так, что токи нелинейного и ли­нейного элементов, проходящие в них, создают маг­нитные потоки, направленные встречно. В остальном принцип работы измерительного органа аналогичен рас­смотренному на рис. 5.14. Характеристика измеритель­ного органа имеет вид, приведенный на рис. 5.11, где /л,э соответствует /2, а /Нл,э—h-

Магнитный усилитель регулятора МУ имеет на сво­ем сердечнике' две силовые обмотки СО с выпрямите­лями VS3 и пять обмоток управления. К основным об­моткам управления Л и Я подключены выходы линейно­го и нелинейного элементов измерительного органа. Об­мотка ВОС, включенная последовательно с обмоткой подмагничивания П трансформатора ТПМ, является об­моткой внутренней обратной связи. Обмотка ВОС вклю­чена согласно с обмоткой Я и встречно с обмоткой Л и Предназначена для усиления управляющего воздействия измерительного органа на трансформатор фазового ком­паундирования.

При повышении напряжения генератора ток нели­нейного элемента становится больше тока линейного эле­мента (см. рис. 5.16). Поэтому результирующая МДС обмоток управления Л и Я совпадает с МДС обмотки ВОС, что приводит к резкому возрастанию тока магнит­ного усилителя, поступающего в обмотку подмагничива­ния П трансформатора ТПМ. При увеличении подмаг­ничивания трансформатора ТПМ ток от регулятора, поступающий в обмотку возбуждения возбудителя, уменьшается, что приводит к снижению напряжения ге­нератора. Наоборот, при понижении напряжения гене­ратора ниже напряжения U^ ток линейного элемента пре­вышает ток нелинейного элемента. В этом случае резуль­тирующая МДС обмоток управления Л и Я действует против МДС обмотки ВОС, что приводит к резкому уменьшению тока магнитного усилителя и соответствен­но к увеличению тока регулятора.

Характеристика магнитного усилителя, показываю­щая зависимость тока магнитного усилителя от напря­жения на входе регулятора, приведена на рис. 5.17.

Обмотка ПОС является обмоткой положительной обратной связи, повышающей коэффициент усиления маг­нитного усилителя. Обмотка ТС, включенная через вы­прямитель VS5 последовательно с токовой обмоткой Т трансформатора. ТПМ, предназначена для введения в характеристику регулятора статизма, т. е. зависимости уровня поддерживаемого напряжения от тока генерато­ра, что необходимо для обеспечения заданного распреде­ления реактивной .мощности между параллельно рабо-

тающими генераторами. Регулирующий реостат RR2 предназначен для подбора характеристики измеритель­ного органа при наладке регулятора. Установочный ав­тотрансформатор TS имеет то же назначение, что и у ре­гулятора, рассмотренного выше.

Характеристики регулятора, показывающие зависи­мость тока регулятора от напряжения генератора, при­ведены на рис. 5.18. Нижняя характеристика соответст­вует холостому ходу, две средние — половинной нагрузке генератора и двум значениям cos ф, две верхние — пол­ной нагрузке генератора и также двум значениям cos ф. При этом меньшим значениям cos ф при одной и той же нагрузке генератора соответствуют более высокие ха­рактеристики.

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 2033. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.031 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7