Süsteemitekstiivitus

Väldundusüsteem

Määratlus

Väldundusüsteem on sünkroonse masina oluline komponent, mille ülesanne on pakkuda nõutavat väldundusvoolu roorivipindadele. Lihtsalt öeldes on see mõeldud magneetvoo loomiseks, viies elektrivoolu väldunduskatte kaudu. Ideaalse väldundusüsteemi määravad omadused hõlmavad usaldusväärsust kõigis töörežiimides, lihtsat juhtimismehhanismi, lihtsat hooldust, stabiilsust ja kiiret ajutist reaktsiooni.

Sünkroonse masinale nõutava väldunduse suurus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas laodest, lao võimsusest, masina pöörlemiskiirusest. Suuremad laovoolud, aeglad pöörlemiskiirus ja takistav võimsuse tegur nõuavad süsteemis suuremat väldundust.

Väldundusseadmes on tavaliselt igal alternatoril oma väldundusseade, mis toimib generaatorina. Keskitatud väldundusüsteemis kasutatakse kahte või rohkem väldundusseadmeid, et tarnida energia bus-lipule. Kuigi see keskne lähenemine on kuluefektiivne, võib süsteemi viga avalduda negatiivselt elektrijaama töötavaid alternatoreid mõjutades.

Väldundusüsteemide tüübid

Väldundusüsteeme saab peamiselt kategooriseerida mitmeks tüübiks, millest järgmised kolm on kõige olulisemad: DC-väldundusüsteem, AC-väldundusüsteem ja staatiline väldundusüsteem. Lisaks on olemas alamtüübid, nagu rooriv väldundusüsteem ja penselita väldundusüsteem, mida lähemalt selgitatakse allpool.

DC-väldundusüsteem

DC-väldundusüsteem koosneb kahest väldundusseadmest: peast väldundusseadmest ja juhitavast väldundusseadmest. Automaatne spikkelregulaator (AVR) mängib selles süsteemis olulist rolli, reguleerides väldundusseadmete väljundit. See reguleerimine on mõeldud alternatori väljundspikkluse täpseks kontrollimiseks. AVR-le saadud sisend kohaliku voolutransformaatori kaudu tagab, et alternatori vool piirataks vigasituatsioonides.

Kui väldunduskatkeseade on avatud asendis, on väldunduskatte kohal ühendatud väldunduskatte vastandaja. Väldunduskatte väga induktiivne iseloom teeb selle vastandaja oluliseks, et varustada säilitatud energiat, kaitsta süsteemi komponente mahajäänud pingete poolt tekkinud võimalikest kahjustustest.

DC-väldundusüsteem (Jätk)

Nii peamehe kui ka juhitava väldundusseadme võivad toimuda kahte moodi: kas otse sinkroonse masina peamise telje või sõltumatult välimotoriga. Otsejuhitavad väldundusseadmed on sageli eelistatud valik. Sellel on põhjus, et need säilitavad ühiku operatsioonisüsteemi terviklikkust, tagades, et väldundusprotsess ei oleks mõjutatud välinelevast.

Peamehe väldundusseade pinge on tavaliselt umbes 400 volti ja tema võime on umbes 0,5% alternatori võimet. Turbi-alternatorites on aga väldundusseadmetega seotud probleemid suhteliselt levinud. Nende masinate kõrge pöörlemiskiirus aitab suurendada kulumist, muutes väldundusseadmed tõenäolisemaks katkemiseks. Selle lahendamiseks installitakse eraldi moottoriga väldundusseadmed varuvõtjakuna, et võtta üle puhul, kui esmane väldundusseade väljub tööst.

AC-väldundusüsteem

AC-väldundusüsteem sisaldab alternatorit ja tiivistite silikoonbrigaadi, mida on otse ühendatud peamise alternatori teljega. Selles süsteemis saab peamehe väldundusseade töötada kahte režiimi: enesekindlas, kus see genereerib enda magneetvälja, et luua elektrivoolu väljundit, või eraldises, mis sõltub välimisest energialt, et käivitada väldundusprotsess. AC-väldundusüsteem jaguneb kaheks selgelt määratud kategooriaks, mida lähemalt uuritakse allpool.

Pöördlev tiivistite väldundusüsteem

Kui näha järgmise joonise, siis pöördlev tiivistite väldundusüsteemis on selgelt määratud pöördlev osa, mida tähistab katkener. See süsteem koosneb AC-väldundusseadme, paigutatud väldunduskatte ja pöördlevast armatuurist. AC-väldundusseadme väljund kohandatakse täispääsilise tiivistite brigaadi kaudu. See muutunud otsesisu väljund edastatakse peamise alternatori väldunduskatele, võimaldades luua magneetvälja, mis on vajalik alternatori tööks.

Pöördlevas tiivistite väldundusüsteemis on alternatori väldunduskatte ka energiatarbijaks lisatud tiivistite brigaad. Väldundusseade suudab määrata oma pinget, kasutades jääkmagneetvoolu. Energiaallikas koos tiivistite juhtimismeetodiga genereerib täpselt kontrollitud signaalid. Automaatse režiimi korral alternatori pingesignaal keskmistatakse ja seejärel otse võrreldakse operaator poolt määratud pingeregulatsiooniväärtusega. Käsitöörežiimi korral võrreldakse alternatori väldundusvoolu eraldiseisva, käsitöölis reguleeritud pingereferentsiga.

Penselita väldundusüsteem

Penselita väldundusüsteem on näidatud järgmisel joonisel, kus pöördlevad komponendid on selgelt määratud katkeneriga. See keerukas süsteem koosneb alternatorist, tiivistitega, peamehe väldundusseadmest ja jäädavmagneetgenaraatorist. Nii peamehe kui ka juhitava väldundusseadme pöördlevad komponendid on ühendatud masina peamise teljega. Peamehe väldundusseade omab paigutatud väldunduskattekate ja pöördlevat armatuuri. Pöördleva armatuuri väljund on otse ühendatud, silikoonitiivistite kaudu, peamise alternatori väldunduskatele, tagades sile ja penselita elektrivoolu edastamise väldundusotsuses.

Juhitav väldundusseade on telje poolt pöördatav jäädavmagneetgenaraator. See omab pöördlevaid jäädavmagneete, mis on paigutatud teljele, ja kolmekordset paigutatud armatuuri. See armatuur tarbitab energiat peamehe väldunduskatele silikoonitiivistite kaudu, lõpuks panustades peamise alternatori väldundamisse. Lisaks, teises konfiguratsioonis, kus juhitav väldundusseade on ikka telje poolt pöördatav jäädavmagneetgenaraator, kasutatakse kolmekordset täispääsilist fazikontrollitud tiivistite brigaadi, et tarbida peamehe väldundusseadmele.

Penselita väldundusüsteem pakub mitmeid märkimisväärseid eeliseid. Penselite, kommutorite ja kontaktide eemaldamisega vähendab see oluliselt hoolduse nõudmist. See omab ka väga lühikest aegkonstanti, reageerides vähem kui 0,1 sekundi jooksul. See lühike aegkonstant parandab süsteemi väikesignaalide dünaamilisi omadusi, lubades sellele reageerida kiiremini ja täpsemalt väikeste elektriliste häiretele. Lisaks lihtsustab see täiendavate võrkude stabiliseerimissignaalide integreerimist, mis on olulised võrgu stabiilsuse säilitamiseks.

Staatiline väldundusüsteem

Staatilises väldundusüsteemis pannakse energia päritolu otse alternatorist. See saavutatakse kolmekordselt ylindrikult/delta-ühendatud madalpanekustransformatori kaudu. Selle transformatori primääring on ühendatud alternatori bussiga, samas kui sekundaarring täidab mitmeid funktsioone. See tarbib energiat tiivistitele, mis muudavad vahelduvvoolu otsesivooluks väldundusotsuses. Lisaks pannakse energia tarbimiseks võrgukontrollitsimeed ja muud seotud elektrilised seadmed, tagades väldundus- ja juhtimissüsteemi sileda toimimise.

Staatiline väldundusüsteem omab imelikult lühikest vastusaja, võimaldades sellele kiiresti reageerida elektrotingimuste muutustele. See kiire reageerimisvõime annab väljapaistva dünaamilise käitumise, lubades süsteemil säilitada stabiilset toimimist isegi muutuvatel laodetal ja erinevatel elektrilistel nõudmistel.

Üks selle süsteemi olulisemaid eeliseid seisneb selle suutlikkuses oluliselt vähendada töötoimingute kulusid. Eemaldades traditsioonilised väldundusseadmed, vähendab see tuuletappi kaotusi - energia, mis kuluks liiguvate osade ja ümbritseva õhu vahelise haaretuse tõttu. Lisaks ilma regulaarseid väldundusseadme kattede hooldustööd, vähenevad hoolduskulud oluliselt. Need kulude vähendamise omadused muudavad staatilise väldundusüsteemi majanduslikult atraktiivseks paljude rakenduste jaoks.