Automatisk spændingsregulator

Automatisk spændingsregulator

Den automatisk spændingsregulator (AVR) er en vigtig enhed, der er designet til at regulere spændingsniveauer. Den tager fluktuerende spændinger og konverterer dem til en stabil, konstant spænding. Spændingsfluktueringer opstår hovedsageligt på grund af variationer i belastningen på forsyningsystemet. Sådanne spændingsvariationer kan være skadelige for udstyret i strømsystemet, potentielt forårsage fejl eller endda permanent skade.

For at kontrollere disse spændingsvariationer kan spændingskontroludstyr installeres på flere nøglesteder i strømsystemet, såsom nær transformatorer, generatorer og forsyninger. I virkeligheden anvendes spændingsregulatører ofte på mere end ét punkt i strømsystemet for effektivt at håndtere spændingsfluktueringer.

Spændingskontrol i DC- og AC-systemer

• DC-forsyningsystem: I et DC-forsyningsystem kan overkompenserende generatorer bruges til at kontrollere spændingen, når det gælder forsyninger af lige længde. For forsyninger af forskellige længder anvendes imidlertid en forsyningsoptager for at opretholde en konstant spænding ved slutningen af hver forsyning.

• AC-system: I et AC-system kan spændingskontrol opnås gennem forskellige metoder. Dette inkluderer brugen af optage-transformatorer, induktionsregulatører og shunt-kondensatorer, blandt andet. Hver metode har sine egne fordele og vælges baseret på de specifikke krav i strømsystemet.

Arbejdsgren for spændingsregulatoren

Spændingsregulatoren fungerer ud fra princippet om fejlregistrering. Først opnås den udgående spænding fra en AC-generator via en potentialtransformator. Denne spænding rektificeres og filtreres, før den sammenlignes med en referencespænding. Forskellen mellem den faktiske spænding og referencespændingen kaldes fejlspændingen. Denne fejlspænding forstærkes af en forstærker og leveres derefter enten til hovedopmagnetisereren eller pilotopmagnetisereren. Ved at justere opmagnetiseringen baseret på denne forstærkede fejlspænding, kontrollerer og stabiliserer spændingsregulatoren effektivt den udgående spænding fra generatoren, hvilket sikrer en konsekvent og pålidelig strømforsyning.

Derfor regulerer de forstærkede fejl signaler opmagnetiseringen af hoved- eller pilotopmagnetisereren gennem en nedsætnings- eller forhøjelsesmekanisme. Dette kontrollerer spændingsfluktueringerne. Ved at kontrollere outputtet fra opmagnetisereren, reguleres terminalspændingen af hovedalternatoren effektivt.

Anvendelser af den automatiske spændingsregulator

Den automatiske spændingsregulator (AVR) udfører flere vigtige funktioner:

• Spændingskontrol og stabilitetsforbedring: Den opretholder spændingen i strømsystemet inden for acceptable grænser og gør det muligt for maskinen at fungere tættere på den stabile tilstand. Dette sikrer en pålidelig strømforsyning og forhindrer spændingsrelaterede ustabiliteter i systemet.

• Reaktiv belastningsdeling: Når flere alternatorer kører parallelt, spiller AVR en central rolle i at fordele den reaktive belastning mellem dem. Dette hjælper med at optimere ydeevnen af de parallelle alternatorer og opretholde det samlede effektfaktor i systemet.

• Overkommer overspændinger: AVR er effektiv i at reducere overspændinger, der opstår som følge af pludselig lastafkobling i systemet. Ved hurtigt at justere opmagnetiseringen, forhindrer den overdrejede spændingsstigninger, der kunne skade elektrisk udstyr.

• Fejl-tids opmagnetiseringsjustering: Under fejltilstande øger AVR opmagnetiseringen af systemet. Dette sikrer, at maksimal synkroniseringskraft er tilgængelig under fejlrensning, hvilket letter en mere jævn genoprettelse af systemet.

• Lastfølgende opmagnetiseringskontrol: Når der pludselig er en ændring i lasten på alternatoren, justerer AVR opmagnetiseringsystemet. Det sikrer, at alternatoren fortsætter med at levere samme spænding under de nye lastbetingelser. AVR opnår dette ved at operere på opmagnetiseringsfeltet, modificere opmagnetiseringsoutputspændingen og feltstrømmen. Under alvorlige spændingsfluktueringer kan dog standard-AVR ikke reagere hurtigt nok.

Hurtigvirksomme spændingsregulatører

For at opnå en hurtigere respons anvendes hurtigvirksomme spændingsregulatører baseret på princippet om at "overskride målet". I dette princip, når lasten stiger, stiger også opmagnetiseringen af systemet. Men inden spændingen når det niveau, der svarer til den øgede opmagnetisering, forudser regulatoren og reducerer opmagnetiseringen til det passende niveau. Denne mekanisme med overskridelse og korrektion tillader en hurtigere og mere præcis justering af spændingen, hvilket forbedrer systemets ydeevne under dynamiske lastændringer.