Հրահանգային систем

Եկարգավորման համակարգ

Սահմանում

Եկարգավորման համակարգը էլեկտրասինխրոնաց մեքենաների կարևոր բաղադրիչ է, որը պարտադիր դաշտային հոսանքը փոխանցում է ռոտորի կոճին: Այլ կերպ ասած, այն նախատեսված է էլեկտրական հոսանքի անցումից դաշտային կոճում մագնիսական ֆլյուքս ստեղծելու համար: 이상적인 자극 시스템을 정의하는 주요 속성에는 모든 작동 상황에서 변함없는 신뢰성, 간단한 제어 메커니즘, 유지 관리 용이성, 안정성 및 빠른 일시적 응답이 포함됩니다.

Սինխրոնային մեքենայի կողմից պահանջվող եկարգավորման չափը կախված է շատ գործոններից, այնպիսիք որ բեռի հոսանքը, բեռի ազդեցության գործակիցը և մեքենայի պտույտի արագությունը: Ավելի մեծ բեռի հոսանքները, ավելի ցածր արագությունները և առաձգական ազդեցության գործակիցները պահանջում են համակարգում ավելի բարձր մակարդակի եկարգավորում:

Եկարգավորման համակարգում յուրաքանչյուր ալտերնատոր սովորաբար ունի իր եկարգավորման մուտք, որը գեներատոր է: Կենտրոնացված եկարգավորման համակարգում օգտագործվում են երկու կամ ավելի եկարգավորման մուտքեր բարի հոսանքի ապահովումը: Այս կենտրոնացված մոտեցումը կրտսեր է, բայց համակարգում առաջացած սխալը կարող է բարձրանալ էլեկտրակայան էլեկտրակայան կայանում աշխատող ալտերնատորների վրա:

Եկարգավորման համակարգի տեսակները

Եկարգավորման համակարգը կարող է գլխավորապես բաժանվել մի քանի տեսակների, որոնցից հետևյալ երեքը ամենակարևորներն են. Դիրքային եկարգավորման համակարգը, Միայն եկարգավորման համակարգը և Ստատիկ եկարգավորման համակարգը: Ավելին, կան նաև ենթատեսակներ, ինչպիսիք են Ռոտորային եկարգավորման համակարգը և Բրաշլես եկարգավորման համակարգը, որոնք հետևյալում կներկայացվեն մանրամասնորեն:

Դիրքային եկարգավորման համակարգը

Դիրքային եկարգավորման համակարգը կազմված է երկու եկարգավորման մուտքերից. գլխավոր եկարգավորման մուտք և համակարգչային եկարգավորման մուտք: Ավտոմատ լարման կոնտրոլերը (AVR) կարևոր դեր են խաղում այս համակարգում, կարգավորելով եկարգավորման մուտքերի արդյունքը: Այս կարգավորումը նպատակն է ալտերնատորի ելքի լարման ճշգրիտ կառավարումը: Ալտերնատորի հոսանքի հոսանքի ձեռք բերող լարման կոնտրոլերի մուտքը հանդիսանում է պահպանողական միջոց, որը ապահովում է, որ ալտերնատորի հոսանքը սահմանափակվի սխալի պայմաններում:

Երբ դաշտային կողմնակիցը բաց է, դաշտային լուծող դիմադրությունը կապվում է դաշտային կոճի հետ: Ուշադրություն դարձնելով դաշտային կոճի բարձր ինդուկտիվ բնույթին, այս դիմադրությունը կարևոր է պահպանված էներգիայի կողմնակիցը դատարկելու համար, այսպիսով պահպանելով համակարգի կոմպոնենտները ներկայացված լարումներից հետևաբար կապված վնասներից:

Դիրքային եկարգավորման համակարգը (շարունակություն)

cả máy chủ và máy kích thích phụ có thể được cung cấp năng lượng theo hai cách: hoặc trực tiếp bởi trục chính của máy đồng bộ hoặc độc lập bởi một động cơ bên ngoài. Máy kích thích do trục chính dẫn động thường là lựa chọn ưu tiên. Điều này là vì chúng duy trì tính toàn vẹn của hệ thống vận hành của đơn vị, đảm bảo rằng quá trình kích thích không bị ảnh hưởng bởi sự gián đoạn từ bên ngoài.

Máy kích thích chính thường có điện áp định mức khoảng 400 volt, và công suất của nó khoảng 0,5% công suất của máy phát điện xoay chiều. Tuy nhiên, trong các tua-bin máy phát, vấn đề với máy kích thích tương đối phổ biến. Tốc độ quay cao của những máy này góp phần làm tăng mài mòn, khiến máy kích thích dễ hỏng hơn. Để giải quyết điều này, các máy kích thích được dẫn động bằng động cơ riêng biệt được lắp đặt như đơn vị dự phòng, sẵn sàng thay thế trong trường hợp máy kích thích chính gặp sự cố.

Hệ thống Kích thích AC

Hệ thống kích thích AC tích hợp một máy phát điện và cầu chỉnh lưu thyristor, cả hai đều được kết nối trực tiếp với trục chính của máy phát điện chính. Máy kích thích chính trong hệ thống này có thể hoạt động theo hai chế độ: tự kích thích, nơi nó tạo ra từ trường của riêng mình để tạo ra đầu ra điện, hoặc kích thích riêng biệt, dựa vào nguồn điện bên ngoài để khởi động quá trình kích thích. Hệ thống kích thích AC có thể được chia thành hai loại riêng biệt, mỗi loại có đặc điểm riêng, sẽ được khám phá chi tiết dưới đây.

Hệ thống Kích thích Thyristor Quay

Như được minh họa trong hình vẽ đi kèm, hệ thống kích thích thyristor quay có phần quay được xác định rõ ràng, được phân cách bởi đường nét đứt. Hệ thống này bao gồm một máy kích thích AC, một từ trường tĩnh và một cánh tay quay. Đầu ra từ máy kích thích AC được chỉnh lưu thông qua mạch chỉnh lưu cầu thyristor toàn sóng. Đầu ra dòng điện một chiều đã chuyển đổi này sau đó được cung cấp cho cuộn dây từ trường của máy phát điện chính, cho phép tạo ra từ trường cần thiết cho hoạt động của máy phát điện.

Trong hệ thống kích thích thyristor quay, cuộn dây từ trường của máy phát điện cũng được cấp điện thông qua mạch chỉnh lưu bổ sung. Máy kích thích có thể thiết lập điện áp của nó bằng cách sử dụng từ thông dư. Đơn vị nguồn điện, cùng với cơ chế kiểm soát chỉnh lưu, tạo ra các tín hiệu kích hoạt được kiểm soát chính xác. Trong chế độ hoạt động tự động, tín hiệu điện áp của máy phát điện được trung bình hóa và sau đó so sánh trực tiếp với giá trị điều chỉnh điện áp do người vận hành đặt. Ngược lại, trong chế độ hoạt động thủ công, dòng điện kích thích của máy phát điện được so sánh với một tham chiếu điện áp được điều chỉnh thủ công riêng biệt.

Hệ thống Kích thích Không Cọ

Hệ thống kích thích không cọ được mô tả trong hình dưới đây, với các thành phần quay được bao quanh bởi một hình chữ nhật đường nét đứt. Hệ thống tinh vi này bao gồm một máy phát điện, một chỉnh lưu, một máy kích thích chính và một máy phát điện tua-bin nam châm vĩnh cửu. Cả máy kích thích chính và phụ đều được dẫn động bởi trục chính của máy. Máy kích thích chính có từ trường tĩnh và cánh tay quay. Đầu ra của cánh tay quay được kết nối trực tiếp, thông qua các chỉnh lưu silic, với cuộn dây từ trường của máy phát điện chính, đảm bảo việc chuyển giao điện năng cho mục đích kích thích mà không cần cọ.

Máy kích thích phụ là một máy phát điện tua-bin nam châm vĩnh cửu được dẫn động bởi trục. Nó có các nam châm vĩnh cửu quay gắn trên trục và một cánh tay ba pha tĩnh. Cánh tay này cung cấp điện cho từ trường của máy kích thích chính thông qua các chỉnh lưu silic, cuối cùng góp phần vào việc kích thích máy phát điện chính. Ngoài ra, trong một cấu hình khác, máy kích thích phụ, vẫn là một máy phát điện tua-bin nam châm vĩnh cửu, sử dụng các cầu thyristor điều khiển pha toàn sóng ba pha để cấp điện cho máy kích thích chính.

Hệ thống kích thích không cọ mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Bằng cách loại bỏ việc sử dụng các commutators, các bộ thu và các cọ, nó giảm đáng kể yêu cầu bảo trì. Nó cũng có hằng số thời gian rất ngắn, với thời gian phản hồi ít hơn 0,1 giây. Hằng số thời gian ngắn này cải thiện hiệu suất động học tín hiệu nhỏ của hệ thống, cho phép nó phản ứng nhanh chóng và chính xác hơn với các nhiễu điện nhỏ. Hơn nữa, nó đơn giản hóa việc tích hợp các tín hiệu ổn định hệ thống điện bổ sung, điều này rất quan trọng để duy trì sự ổn định của lưới điện.

Hệ thống Kích thích Tĩnh

Trong hệ thống kích thích tĩnh, nguồn điện được lấy trực tiếp từ máy phát điện. Điều này được thực hiện thông qua một biến áp hạ áp ba pha kết nối sao/delta. Cuộn dây sơ cấp của biến áp này được kết nối với thanh bus của máy phát điện, trong khi cuộn dây thứ cấp phục vụ nhiều chức năng. Nó cung cấp điện cho chỉnh lưu, chuyển dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều cho mục đích kích thích. Ngoài ra, nó cung cấp năng lượng điện cho mạch kiểm soát lưới và các thiết bị điện liên quan khác, đảm bảo hoạt động liền mạch của toàn bộ hệ thống kích thích và kiểm soát.

Hệ thống kích thích tĩnh có thời gian phản hồi rất ngắn, cho phép nó phản ứng nhanh chóng với các thay đổi về điều kiện điện. Sự phản ứng nhanh chóng này, ngược lại, mang lại hiệu suất động học xuất sắc, cho phép hệ thống duy trì hoạt động ổn định ngay cả dưới tải dao động và nhu cầu điện thay đổi.

Một trong những lợi ích chính của hệ thống này nằm ở khả năng giảm đáng kể chi phí hoạt động. Bằng cách loại bỏ các máy kích thích truyền thống, nó loại bỏ mất mát do gió - năng lượng tiêu tán do ma sát giữa các bộ phận di chuyển và không khí xung quanh. Ngoài ra, không cần bảo dưỡng định kỳ cuộn dây kích thích, chi phí bảo trì giảm đáng kể. Những tính năng tiết kiệm chi phí này làm cho hệ thống kích thích tĩnh trở thành một lựa chọn kinh tế hấp dẫn cho nhiều ứng dụng khác nhau.