Combinatie van elektrische machines, automatische excitatiecontrole

Gecombineerde elektrische auto's - een systeem van excitatie van elektrische machines, waarbij de excitatieflux automatisch verandert met de belasting van de machines (of, in het algemeen, de belasting van het elektrische circuit dat op de elektrische machine is aangesloten).

Het combineren van DC-machines wordt gedaan door op hun polen, samen met een parallelle wikkeling parallel verbonden met het ankercircuit, een seriewikkeling te plaatsen. Zo'n machine wordt een samengestelde of gemengde excitatiemachine genoemd.

AC-machinemenging wordt toegepast voor synchrone machines — generatoren, compensatoren, motoren - en wordt algemeen beschouwd als een systeem (of onderdeel van een complex systeem) voor het automatisch regelen van de excitatie van een synchrone machine.

Excitatiesysteem - een reeks knooppunten en apparaten die zijn ontworpen om de excitatiestroom van synchrone machines te ontvangen en te regelen.De gelijkstroom die door de bekrachtigingswikkeling van de machine stroomt, vormt een roterend elektromagnetisch veld, dat een emf creëert aan de uiteinden van de statorwikkeling.

Het excitatiesysteem, als een van de meest kritische elementen van de synchrone machine, heeft een aanzienlijke invloed op de betrouwbaarheid van de werking van energiecentrales en consumenten, op de stabiliteit van de parallelle werking van synchrone machines. in het elektrische systeem.

Het excitatiesysteem van synchrone machines omvat:

• een opwindende spoel die zich bevindt in de sleuven van de rotor of in de polen ervan in de vorm van spoelen. De uiteinden worden verwijderd door sleepringen waarop een constante spanning wordt aangelegd vanaf de exciter;
• exciter - DC-voeding en hulpapparatuur;
• automatische veldcontroller die de veldstroom van de synchrone machine varieert in overeenstemming met de geselecteerde veldregelwet.

Automatische excitatiecontrole (ARV) wordt efficiënter uitgevoerd en met behulp van eenvoudigere en betrouwbaardere apparatuur, als mengen wordt gebruikt in het ARV-systeem, omdat het de spanningsafwijkingen bij belastingsveranderingen aanzienlijk vermindert, de stabiliteit van de synchrone machine verhoogt ( en dus energiesystemen in het algemeen), maakt het gemakkelijker om motoren te starten die qua vermogen vergelijkbaar zijn met die van generatoren. Dit laatste is erg belangrijk voor autonome energiecentrales van klein en middelgroot vermogen.

Het maximale uitgezonden vermogen door de hoogspanningslijn onder de omstandigheden van statische en dynamische stabiliteit wordt grotendeels bepaald door de parameters van het excitatiesysteem.Statische stabiliteit hangt af van de gevoeligheid van het excitatiesysteem voor modusverandering, die verband houdt met het type en de instelling van de ARV en de tijdconstanten van de excitatiesysteemelementen (ARV, exciter en excitatiespoel).

Elektronische spanningsregelaars met flexibele feedback en spanningsgelijkgerichte combinatieapparaten passen de excitatie aan in verhouding tot de afwijking van de bedrijfsparameter - spanning of stroom.

Deze ARV's worden het meest gebruikt op synchrone machines. Sterke controllers regelen niet alleen de afwijking, maar ook de snelheid en versnelling van verandering in een of twee bedrijfsparameters (stroom, spanning, frequentie, verplaatsingshoek tussen de spanning op een bepaald punt in het systeem en de EMF van een synchrone machine).

Talrijke opties voor schema's voor het combineren van synchrone machines zijn onderverdeeld in:

• Opmaken, direct of indirect, afhankelijk van of de uitgang van het excitatiesysteemcircuit rechtstreeks is aangesloten op het excitatiecircuit van een synchrone machine of via een versterker (wanneer dit circuit is opgenomen in het excitatiecircuit van de exciter of sub-exciter) . Ze worden gezien als versterkers van elektrische machines;

• Samenstelling door stroom, spanning of hoek van een synchrone machine, enz. — afhankelijk van welke bedrijfsparameters geassocieerd met een verandering in belasting werken aan de ingang van het circuit (in het bijzonder zijn er circuits van het excitatiesysteem voor de gemiddelde stroom van een groep van een synchrone machine, voor stroomlijnen);

• enkel-, twee- of driefasig - afhankelijk van of het excitatiesysteem reageert op veranderingen in bedrijfsparameters in een of meer fasen van het wisselstroomcircuit;

• fase of niet-fase - afhankelijk van of het excitatiesysteem fasegevoelig is, dat wil zeggen reagerend op een verandering in de fasehoek tussen de stroomvectoren en de spanning van het wisselstroomcircuit;

• lineair of niet-lineair - afhankelijk van of de evenredigheidsfactor tussen de afwijking van de gelijkgerichte stroom aan de uitgang van het circuit en de afwijking van de modusparameter aan de ingang van het circuit, waardoor deze constant blijft binnen de gespecificeerde limieten van de modusverandering ;

• gecontroleerd of ongecontroleerd — afhankelijk van het feit of de bovenstaande coëfficiënt automatisch wordt gewijzigd door een speciale controle (corrigerende) actie.

Het combineren van synchrone machines wordt veel gebruikt vanwege de hoge waarde van automatische excitatieregeling, wat een van de belangrijkste middelen is om de stabiliteit van parallelle werking van synchrone machines te vergroten.

Voor synchrone machines met een laag vermogen (tot 1-2 MW) wordt veel gebruik gemaakt van directe fasemenging (gecontroleerd en ongecontroleerd) met de volledige vervanging van de machine-exciter door gelijkrichters. zelfexcitatie van een synchrone machine.

Gecontroleerd mengen wordt uitgevoerd voor installaties waar het noodzakelijk is om een ​​constante machinespanning te handhaven met een nauwkeurigheid beter dan ± 3-5%. Het beheer wordt uitgevoerd door de zgn spanningsregelaar.

Voor synchrone machines met laag vermogen met machineopwekkers worden automatische excitatieregelaars geproduceerd volgens het faseschema dat wordt bestuurd door een spanningscorrector.

In de algemene theorie van automatische regeling verwijst de combinatie van elektrische machines naar regelsystemen voor de storende werking van de belasting, die kunnen worden gecombineerd met regeling voor de afwijking van de gestabiliseerde parameter (gecombineerde systemen).