Возбуждение генератора переменного тока: виды, схемы, достоинства и недостатки

Содержание

виды, схемы, достоинства и недостатки

Все турбогенераторы, гидрогенераторы, дизель-генераторы, синхронные компенсаторы и двигатели, изготавливаемые в настоящее время, оснащаются современными полупроводниковыми системами возбуждения – рис.5.2 – 5.7. В этих системах используется принцип выпрямления трехфазного переменного тока повышенной или промышленной частоты возбудителей или напряжения возбуждаемой машины.

Электромашинные системы возбуждения (рис.5.1), выпускавшиеся заводами более 30 лет назад и находящиеся до сих пор в эксплуатации, могут быть заменены на современные полупроводниковые статические системы с любым набором заданных функций.

Системы возбуждения обеспечивают следующие режимы работы синхронных машин:

  1. начальное возбуждение;
  2.  холостой ход;
  3. включение в сеть методом точной синхронизации или самосинхронизации;
  4. работу в энергосистеме с допустимыми нагрузками и перегрузками;
  5. форсировку возбуждения по напряжению и по току с заданной кратностью;
  6. разгрузку по реактивной мощности и развозбуждение при нарушениях в энергосистемах;
  7. гашение поля генератора в аварийных режимах и при нормальной остановке;
  8. электрическое торможение агрегата.

Рис.5.1. Система независимого возбуждения с возбудителем постоянного тока.
КК – контактные кольца, Rсс и КСС – сопротивление и контактор самосинхронизации, РВ – резервный возбудитель, АГП – автомат гашения поля, АГПВ – автомат гашения поля возбудителя, Rр – регулировочный реостат, Rд и Rгасв – резисторы добавочный и гасительный в цепи ОВВ, ДОВВ – добавочная обмотка возбуждения возбудителя.

Для оснащения турбо- и гидрогенераторов выпускается три типа систем возбуждения:
• системы тиристорные независимые (СТН) – рис.5.2;
• системы тиристорные самовозбуждения (СТС) – рис.5.3;
• системы бесщеточные диодные (СБД) – рис.5.4


Системы тиристорного независимого возбуждения (СТН)

Системы тиристорные независимые (СТН) предназначены для питания обмотки возбуждения крупных турбо- и гидрогенераторов выпрямленным регулируемым током, применяемые при выработке электроэнергии на ГЭС и других генерирующих станциях – рис.

5.2.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

В отличие от систем самовозбуждения (СТС), в СТН тиристорные выпрямители главного генератора получают питание от независимого источника напряжения переменного тока промышленной частоты – от вспомогательного синхронного генератора, вращающемся на одном валу с главным генератором

 

Рис.5.2. Система тиристорная независимая (СТН) с возбудителем переменного тока и двумя группами тиристоров, в сочетании со схемой резервного возбуждения от двухмашинного агрегата асинхронный двигатель-возбудитель постоянного тока. В – возбудитель (вспомогательный генератор) переменного тока, ОВВ обмотка возбуждения возбудителя, ВРГ, ВФГ – тиристорные вентили рабочей и форсировочной групп, ВВВ – тиристорные вентили выпрямителя возбудителя, СУВРГ, СУВФГ, СУВВВ – системы управления вентилями соответствующих групп, ВТВ – выпрямительный трансформатор возбудителя, ТСНВ – трансформатор СН тиристорных выпрямителей.

Вспомогательный генератор переменного тока возбуждения построен по схеме самовозбуждения. СТН обладает важным преимуществом – её параметры не зависят от процессов, протекающих в энергосистеме.

Васильев Дмитрий Петрович

Профессор электротехники СПбГПУ

Благодаря наличию вспомогательного генератора, сохраняется независимость возбуждения от длительности и удаленности КЗ и других возмущений в энергосистеме, и высокая скорость нарастания напряжения возбуждения: не более 25 мс до достижения максимального значения при уменьшении напряжения прямой последовательности в точке регулирования на 5%.

В системе СТН обеспечивается быстрое снятие возбуждения за счет изменения полярности напряжения возбуждения: время развозбуждения от максимального положительного до отрицательного минимального напряжения возбуждения не превышает 100 мс.


Рис.5.3. Система тиристорного самовозбуждения (СТС) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и двумя группами тиристоров.

ТСНР, ТСНФ – трансформаторы СН тиристорных выпрямителей рабочей и форсировочной групп.

В системе СТН выпрямленное номинальное напряжение может составлять 700 В, а выпрямленный номинальный ток – до 5500А. Кратности форсировки по напряжению и току составляют не менее двух единиц, а длительность форсировки – от 20 до 50 с. Точность поддержания напряжения генератора – не хуже ±0,5% и до ±1%. Система охлаждения тиристорного выпрямителя в системах СТН и СТС может быть принудительно воздушной, естественной воздушной или водяной.

Система тиристорного самовозбуждения (СТС)

Система тиристорного самовозбуждения (СТС) предназначена для питания обмоток возбуждения турбо и гидрогенераторов выпрямленным регулируемым током – рис.5.3.
Питание тиристорного выпрямителя осуществляется через трансформатор, подключенный к генераторному токопроводу. Для запуска генератора предусмотрена цепь начального возбуждения, которая автоматически формирует кратковременный импульс напряжения на обмотке ротора до появления ЭДС обмотки статора генератора.

Импульс напряжения достаточен для поддержания устойчивой работы тиристорного преобразователя в цепи самовозбуждения. Питание цепей начального возбуждения осуществляется как от источника переменного тока, так и от станционной аккумуляторной батареи.

В системе СТС выпрямленное номинальное напряжение составляет до 500 В, а выпрямленный номинальный ток – не более 4000 А, т.е. эти значения несколько ниже, чем в системах СТН.

Благодаря высокому быстродействию управляемого выпрямителя и предельным уровням напряжения и тока возбуждения в сочетании с эффективными законами управления система СТС обеспечивает высокое качество регулирования и большие запасоустойчивости энергосистем. По этим показателям система СТС соответствует значениям системы СТН.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

В системе СТН интенсивное гашение поля генераторов в нормальных условиях эксплуатации достигается за счет перевода тиристорного преобразователя в инверторный режим изменением полярности напряжения возбуждения – время развозбуждения не превышает 100 мс.

Экстренное снятие возбуждения в аварийных режимах обеспечивается автоматом гашения поля – электрическим аппаратом специальной конструкции, который при срабатывании производит оптимальное гашение поля генератора (АГП).

Рис.5.4. Система бесщеточная диодная (СБД) независимого возбуждения: а – с подвозбудителем (ПВ), б – без подвозбудителя, с питанием обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ) от выпрямительного трансформатора (ВТ). ДВ – вращающиеся диодные вентили.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Действие АГП заключается в уменьшении времени гашения поля при соблюдении предельно допустимой по условиям электрической прочности изоляции величины напряжения на обмотке возбуждения. Защита ротора от перенапряжений выполняется на основе быстродействующих тиристорных разрядников.

Учитывая высокую надежность тиристорных выпрямителей и улучшение их параметров по токам и напряжениям, в схемах возбуждения могут применяться вместо двух групп вентилей (ВРГ, ВФГ) одну группу с необходимой кратностью форсировки – рис.

5.5.

Система тиристорного самовозбуждения резервная (СТСР)

В схемах рис.5.1, 5.2, 5.3 благодаря наличию контактных колец на роторе можно использовать систему резервного возбуждения. В прежних системах использовался двухмашинный агрегат из асинхронного двигателя, соединенного с генератором постоянного тока. Асинхронный двигатель получал питание от шин собственных нужд и был общим для нескольких генераторов.

В современной системе тиристорного самовозбуждения резервной (СТСР) использован принцип тиристорного выпрямления от разделительного трансформатора, также присоединенного к системе собственных нужд станции.

Назначение этих систем – питание обмотки ротора синхронной машины в случаях, когда основная система вследствие неисправности или технического обслуживания выведена из работы. На электростанциях устанавливают одну резервную систему на группу генераторов. На многих станциях продолжают использовать двухмашинные агрегаты, питаемые от шин собственных нужд. Более совершенной является статическая система СТСР, представляющая собой мощный регулируемый источник постоянного тока. Система оснащена всеми необходимыми средствами защиты, управления и коммутации.

Системы бесщеточные диодные (СБД)

Системы бесщеточные диодные (СБД) предназначены для питания обмотки возбуждения турбогенераторов выпрямленным регулируемым током – рис.5.4а,б.
Бесщеточный возбудитель представляет собой синхронный генератор обращенного исполнения, якорь которого с обмоткой переменного тока и диодным выпрямителем жестко соединен с ротором возбужденного турбогенератора. Обмотка возбуждения возбудителя расположена на его статоре.

Главное достоинство бесщеточных возбудителей состоит в отсутствии контактных колец и щеточного контакта в цепи обмотки ротора турбогенератора и в сокращении длины машины.

Абрамян Евгений Павлович

Доцент кафедры электротехники СПбГПУ

Это позволяет обеспечить возбуждение сверхмощных машин, токи возбуждения которых превышают 5500А, свойственных системе СТН – рис. 5.2. Выпрямленное номинальное напряжение составляет до 600В, а выпрямленный номинальный ток до 7800А. Система охлаждения вращающегося диодного выпрямителя – естественная воздушная.

Регулирование возбуждения генератора осуществляется путем управления током обмотки возбуждения обращенного возбудителя. Типовой комплект системы включает в себя автомат гашения поля, тиристорный разрядник и два преобразовательно-регулирующих канала (AVR-1, AVR-2) автоматических регуляторов возбуждения основного и резервного каналов соответственно. Один из каналов (AVR-1) находится в активном режиме, другой (AVR-2) – в горячем резерве. В частном случае основной канал регулирования получает питание от выпрямительного трансформатора, подключенного к генераторному токопроводу, а резервный – через выпрямительный трансформатор от шин собственных нужд электростанции.

Рис.5.5. Система бесщеточная диодная (СБД) с тиристорным возбуждением (ТВ-1, ТВ-2) обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ). СГ – синхронный генератор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ДСВ – диодный синхронный возбудитель; ДВ – вращающийся диодный выпрямитель; В – обращенный синхронный возбудитель и его обмотка возбуждения ОВВ; ТВ-1, ТВ-2 – тиристорные выпрямители первого и второго канала для питания ОВВ; ВТ-1, ВТ-2 – выпрямительные трансформаторы первого и второго каналов; АРВ-1, АРВ-2 – автоматические регуляторы возбуждения первого и второго каналов; Р1, Р2, Р3, Р4 – разъединители; ТТ1, ТТ2, ТН1, ТН2 – измерительные трансформаторы тока и напряжения первого и второго каналов; ТА11, ТА12 – датчики тока возбуждения возбудителя; АГП – автомат гашения поля; ТР – тиристорный разрядник.

Рис.5.6. Система бесщеточная диодная (СБД) возбуждения дизель-генератора. СГ – синхронный дизель-генератор; ОВГ – обмотка возбуждения; ДВ – диодный выпрямитель; Т – тиристор; АРВ – автоматический регулятор возбуждения; ИТТ, ИТН – измерительные трансформаторы тока и напряжения; ТСТ с МШ – трехобмоточный суммирующий трансформатор с магнитным шунтом.

Бесщеточная диодная система возбуждения (СБД) обладает меньшим быстродействием по сравнению с тиристорными системами (СТС и СТН). Так, время нарастания напряжения возбуждения до максимального значения при уменьшении напряжения прямой последовательности в точке регулирования на 5% от номинального составляет величину не более 50мс, тогда как в тиристорных системах – не более 25 мс.

В схеме на рис.5.4а питание обмотки возбуждения диодного возбудителя осуществляется от магнитоэлектрического подвозбудителя с постоянными магнитами, а в схеме на рис.5.4б – от выпрямительного трансформатора, подключенного у генераторному токопроводу возбужденной машины. В обоих случаях для питания обмотки возбуждения (ОВВ) обращенного возбудителя (В) используется тиристорный выпрямитель, управляемый системой АРВ.

Рис.5.7. Система бесщеточная диодная (СБД) возбуждения дизель-генератора. СГ – синхронный генератор; ОВГ – обмотка возбуждения генератора; ДСВ – диодный синхронный возбудитель; ДВ – вращающийся диодный выпрямитель; В – обращенный синхронный возбудитель; ОВВ – обмотка возбуждения возбудителя; ПВ – магнитоэлектрический подвозбудитель с постоянными магнитами; АРВ – автоматический регулятор возбуждения; ТВ – тиристорный выпрямитель для питания ОВВ.

Как один из современных вариантов схемы рис.5.4б с выпрямительным трансформатором (ВТ) на рис.5.5 представлена бесщеточная диодная система (СБД) с тиристорным питанием по двум каналам (от сети СН через ВТ-2 и от токопровода генератора через ВТ-1) обмотки возбуждения возбудителя (ОВВ).

Системы возбуждения для дизель-генераторов

АО «Электросила” является производителем дизель-генераторов мощностью от 200 до 6300 кВт с широким спектром напряжений и частот вращения. Для дизель-генераторов изготавливаются два типа систем возбуждения: паундированием, реализованная на базе трехобмоточного суммирующего трансформатора с магнитным шунтом и управляемого тиристорно-диодного преобразователя представлена на рис.5.6. Силовая часть выполнена в виде блока с принудительным охлаждением и размещена на корпусе генератора. Малогабаритный регулятор напряжения устанавливается в щите управления энергоблоком.

Система бесщеточная с диодным синхронным возбудителем (СБД), магнитоэлектрическим подвозбудителем с постоянными магнитами и статическим тиристорным регулятором возбуждения представлена на рис.5.7.

Вращающаяся часть оборудования системы (дизель-генератор, диодный синхронный возбудитель и магнитоэлектрический подвозбудитель) за счетсовмещения конструкции изготавливается в виде компактного блока, установленного на валу генератора.

Регулятор возбуждения размещен в отдельном шкафу. Основные характеристики систем возбуждения дизель-генераторов представлены в таблице 5. 1.

Таблица 5.1. Основные характеристики систем возбуждения дизель-генераторов. Системы возбуждения дизель-генераторов характеризуются полной автономностью – начальное возбуждение обеспечивается исключительно за счет внутренних источников.

Автоматы гашения поля (АГП)

Автоматы гашения поля предназначены для коммутации цепей обмоток возбуждения турбо- и гидрогенераторов, имеющих контактные кольца на роторе, а также для гашения поля этих машин.

Оптимальные условия для интенсивного снижения тока ротора до нулевого значения обеспечиваются при разряде обмотки возбуждения на нелинейный резистор, сопротивление которого изменяется обратно пропорционально величине тока.

Благодаря специальной конструкции кольцевой дугогасительной решетки автомата гашения поля, горящая в ней дуга обладает вольтамперной характеристикой нелинейного резистора, обеспечивающей минимальное время гашения поля и безопасный уровень напряжения на кольцах ротора. Основные характеристики АГП производства АО «Электросила” представлены в табл.5.2.

Устройство, принцип действия и конструкция синхронного генератора, режимы работы

Синхронным генератором (СГ) называют устройство, выполняющее функцию трансформации механической энергии в электрическую. Принцип работы и устройство синхронного генератора достаточно просты и надежны. Такое энергетическое оборудование востребовано для использования в мобильных авторемонтных мастерских, для ремонта и обслуживания станков-качалок, спецмашин нефтегазовой отрасли, на ГЭС, ТЭС, АЭС, в транспортных системах.

Основные конструктивные элементы

Основные части синхронного генератора: неподвижная — статор, вращающаяся — ротор, представляющая собой электромагнит, и две основные обмотки.
  1. Одна обмотка статора («обмотка возбуждения») запитывается от источника постоянного тока, функцию которого выполняет электронный регулятор напряжения. Регулятор используется в генераторах с самовозбуждением. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение осуществляется с использованием остаточного магнетизма магнитопровода СГ. При этом энергия переменного тока поступает от обмотки статора СГ. Комплекс из понижающего трансформатора и полупроводникового выпрямителя-преобразователя трансформирует ее в энергию постоянного тока.
  2. Ток, протекающий в обмотке возбуждения статора, наводит ЭДС на обмотке возбуждения якоря генератора. Статор возбудителя, как конструкционный элемент может отсутствовать, и тогда его функции выполняют постоянные магниты.
  3. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, называется обмоткой возбуждения якоря, или якорем возбудителя.
  4. Переменное напряжение, возникающее на обмотке якоря возбудителя, выпрямляется в блоке вращающихся диодов, которые так же называются словосочетанием «диодный мост», и превращает силовую обмотку ротора во вращающийся электромагнит, который наводит ЭДС в силовой обмотке статора СГ.
  5. Силовые обмотки и обмотки возбуждения монтируются в пазы якоря и ротора.
  6. Генераторы по типу выходного напряжения делятся на одно-, или трехфазные. Основное распространение в промышленности имеют трехфазные синхронные генераторы, а в быту — однофазные.

В конструкцию статора входит корпус, внутри которого расположен сердечник, или пакет, собираемый из листов электротехнической стали особой формы. На качество электрического тока влияют такие факторы как: цельность листов в пакете (бывают цельными или составными), качество и материал обмотки. Для обмотки применяется медный эмаль-провод, а в дешевых устройствах возможна замена меди на алюминий.

Роторы изготавливаются явнополюсными или неявнополюсными.

  • Явнополюсные роторы предназначены для синхронных генераторов, работающих с двигателями внутреннего сгорания с низкой частотой вращения — 1500 и 3000 об/мин.
  • Неявнополюсные роторы востребованы в высокоскоростных (более 3000 об/мин) механизмах переменного электрического тока высокой мощности. Обычно их размещают на одном валу с паровыми турбинами. Такие СГ называют «турбогенераторы».

Определение скорости вращения

Понятие «синхронный» означает, что число оборотов находится в прямой математической зависимости от частоты тока. Эта зависимость определяется по формуле n = 60*f/p, где:

  • n — скорость вращения, об/мин;
  • f — частота, в бытовой электрической сети она равна 50 Гц;
  • p — количество пар полюсов.

Принцип работы СГ

Принцип действия машины в режиме синхронного генератора:

  1. При пропускании через обмотку возбуждения постоянного тока образуется стабильное во времени магнитное поле с чередующейся полярностью.
  2. При вращении магнитного поля относительно проводников обмотки якоря возбуждаются переменные ЭДС.
  3. Переменные ЭДС суммируются, образуя ЭДС фаз. Трехфазная система образуется тремя одинаковыми обмотками, размещаемыми на якоре под электрическим углом друг к другу, равным 120°.

В случаях, если централизованное электроснабжение имеет недостаточную мощность или отсутствует, как, например, на удаленных стройплощадках, нефтегазодобывающих объектах, морских и воздушных судах, СГ в составе с двигателем внутреннего сгорания функционируют в автономном режиме. При необходимости создания мощных источников питания синхронные двигатели включают на параллельную работу. Такой способ включения позволяет более полно использовать мощность каждой машины и при необходимости выводить отдельные СГ в ремонт без прекращения эффективного электроснабжения потребителей.

Второй режим работы синхронной машины — выполнение функций электродвигателя. Обычно СГ востребован в качестве двигателя в высокомощных установках более 50 кВт. Для работы в режиме электродвигателя обмотку статора подключают к электросети, а обмотку ротора — к источнику постоянного тока. Вращающий момент возникает при взаимодействии вращающегося магнитного поля СГ с постоянным током обмотки возбуждения.

Какие существуют системы возбуждения силовых генераторов переменного тока (альтернаторов)? Каковы области их применения?

Какие существуют системы возбуждения силовых генераторов переменного тока (альтернаторов)? Каковы области их применения?

Основные способы питания автоматического регулятора напряжения (AVR) в современных генераторах переменного тока:

  • SHUNT, при котором регулятор питается от силовых (выходных) обмоток генератора. Наиболее простой и дешевый способ обеспечить питание автоматического регулятора напряжения (AVR). Питание для AVR, так же, как и измеряемое напряжение, берется с силовых обмоток генератора, что обуславливает значительное влияние токов нагрузки на величину выходного напряжения. Начальное возбуждение генератора (при запуске) осуществляется за счет остаточной (с прошлых запусков) намагниченности цепей возбуждения. Идеально подходит для питания не создающих токовых перегрузок и нелинейных токов электроустановок.
  • AREP для генераторов Leroy Somer и MAUX для Mecc Alte, где для питания AVR предусмотрена специальная обмотка (обмотки). Компромиссный между SHUNT и PMG способ обеспечить питание AVR: питание осуществляется от одной или двух специально заложенных в статор специальных обмоток; измерительные цепи AVR контролируют силовые обмотки. Такое решение обеспечивает выходные характеристики силового генератора либо идентичные (две обмотки AREP, MAUX), либо близкие (одна обмотка) к PMG. Начальное возбуждение генератора осуществляется за счет остаточной (с прошлых запусков) намагниченности цепей возбуждения (стоит отметить, что компания Leroy Somer для гарантированного начального возбуждения системы AREP предлагает для части модельного ряда специальную опцию PMI). Опция AREP, MAUX может быть заказана только при покупке генератора, не может быть переставлена на другой генератор и ремонтируется вместе с обмотками статора. Хорошо подходит для обеспечения питания требовательных по величине «просадки» напряжения электроустановок с невысокими требованиями к ремонтопригодности силового генератора.
  • PMG, представляющий собой небольшой генератор переменного тока, расположенный на валу с основным. Оптимальный способ обеспечения высоких перегрузочных характеристик силового генератора. Для питания AVR на вал генератора (со свободного торца) монтируется небольшой специализированный генератор на постоянных магнитах; к силовым обмоткам подключены только измерительные цепи. Такое решение позволяет обеспечить наилучшие из возможных электрические характеристики силового генератора при обеспечении высокой ремонтопригодности и гибкости применения. Опция PMG может устанавливаться на генератор в том числе и как его модернизация на месте установки; может переставляться на другой совместимый генератор (например, при использовании в арендном парке). Отлично подходит для всех электроустановок и типов применения. PMG служит только для питания регулятора напряжения. При использовании этой системы генератор возбуждается встроенными постоянными магнитами, откуда и название (Permanent Magnet Generator).

Параметры генераторов с системой возбуждения SHUNT удовлетворяют большинству применений с преимущественно активной нагрузкой. Системы AREP, MAUX и PMG обеспечивают лучшие электрические характеристики выходного напряжения и рекомендуются производителями для питания нагрузок нелинейного характера (например, источники бесперебойного питания, устройства плавного пуска и регуляторы оборотов мощных электродвигателей). Необходимо также добавить, что система возбуждения PMG полностью исключает проблемы с размагничиванием силовых генераторов (характерные, например, для долгих простоев).

Возврат к списку

Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

  • Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
  • Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

  • Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

  • Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
  • Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
  • Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
  • Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

  • Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
  • Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
  • В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

  • Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
  • Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

  • Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

  • При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
  • Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
  • Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

  • Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
  • Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

  • Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
  • Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
  • Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
  • Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

  • Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
  • Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
  • В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
  • Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

  • Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

  1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
  2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
  3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
  4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
  5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
  6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
  7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

  • Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.
  1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
  2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

  1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
  2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
  3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
  4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

DATAKOM AVR-20 Регулятор напряжения генератора переменного тока DATAKOM

DATAKOM AVR-20 Регулятор напряжения генератора переменного тока

AVR-20 – электронный регулятор, управляющий цепями возбуждения генератора переменного тока для обеспечения стабилизации выходного напряжения генератора. Регулятор выполнен на основе шасси открытого исполнения, залитого компаундом, и предназначен для монтажа в клеммной коробке  генератора переменного тока. AVR-20 измеряет напряжение между одной из фаз генератора и нейтралью и подает напряжение постоянного тока  необходимой величины на обмотку возбуждения для обеспечения заданного выходного напряжения генератора.

 

Данный модуль совместим со всеми типами бесщеточных генераторов переменного тока и оснащен потенциометром регулятора стабильности. AVR-20 сконструирован на основе электронной безрелейной схемы и способен произвести возбуждение генератора при наличии остаточного напряжения на фазе от 5 В. Устройство не имеет в своем составе движущихся частей, что дает возможность его использования в условиях сильной вибрации. AVR-20 имеет встроенную защиту от понижения частоты генерируемого напряжения, снижая выходное напряжение генератора при перегрузке двигателя или его отключении. Таким образом, двигатель защищен от повышенного усилия на валу при появлении высоких пусковых токов в процессе запуска мощного электрооборудования. Также, двигатель может быть остановлен под нагрузкой без повреждений. Простота подключения устройства дает возможность быстрого монтажа или замены.

 

Краткая инструкция по настройке:

 

1. Поверните потенциометра Стабилизации до конца по часовой стрелке.

2. Запустите генератор без нагрузки

3. Медленно крутите потенциометр Стабилизации против часовой стрелки до момента когда напряжение генератора перестанет быть стабильным и начнет колебаться.

4. Поверните потенциометра немного по часовой стрелке для того чтобы вернуться в зону стабильности, но не сильно уходя от границы начала зоны нестабильности. Это и будет оптимальной точкой настройки для данного генератора.

 

 

Технические характеристики:

 

  • Фазность: для однофазных и трехфазных генераторов.
  • Диапазон регулировки напряжения: 195-265В мин.
  • Частота: 50/60Гц.
  • Диапазон регулировки защиты по частоте:40-50Hz
  • Выходное напряжение: 0-115 Вольт DC при 230В
  • Выходной ток: 20A постоянный,
  • Остаточное напряжение для запуска: 5 В мин.
  • Регулировка: +/- 2% номин.
  • Выходная мощность: Полуволновой теристор.
  • Внутреннее соединение: 5A (Быстродействующий предохранитель)
  • Темп. эксплуатации.: -10C (14F) до 60 C (140F).
  • Темп. харения: -20C (-4F) до 80 C (176F).
  • Макс. влажность: 95% без конденсата.
  • Габариты: 125x68x35мм (Д х Ш х В)
  • Фиксирующие центры: 115mm, 2xM6
  • Вес: 280грамм.

Техническая спецификация AVR-20: скачать

HydroMuseum – Возбуждение генератора

Возбуждение генератора

Возбуждение генератора. Система возбуждения генератора (электромагнитное возбуждение) создаёт МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии. На генераторах первого поколения для питания обмотки возбуждения применялись специальные генераторы постоянного тока (возбудители), обмотка возбуждения которых получала питание постоянным током от другого генератора (подвозбудителя). Ротор главного генератора и якоря возбудителя и подвозбудителя располагаются на одном валу и вращаются синхронно. Ток возбуждения подаётся в обмотку возбуждения главного генератора через графитовые щётки и контактные кольца ротора.

Для регулирования тока возбуждения в прежних конструкциях применялись регулировочные реостаты, которые включаются в цепи возбуждения возбудителя и подвозбудителя.

В последних конструкциях генераторов, в особенности на мощных и сверхмощных, применялись системы независимого возбуждения с достаточно мощными вспомогательными генераторами переменного тока и выпрямителями, а также системы самовозбуждения.

В качестве выпрямителей использовались ртутные выпрямители (ионная система возбуждения), а в последнее время получили всеобщее распространение тиристорные системы возбуждения — безинерционные системы, которые экономичнее и надёжнее, а по сравнению с ионными имеют и бесспорное экологическое преимущество.


Рис. 1 Структурные схемы самовозбуждения синхронных генераторов: а) ─ система самовозбуждения; б) ─ схема автоматической системы самовозбуждения. 1 ─ генератор; 2 ─ обмотка возбуждения; 3 ─ тиристорный преобразователь; 4 ─ выпрямительный трансформатор; 5 ─ автоматический регулятор возбуждения; 6 ─ трансформатор напряжения; 7 ─ трансформатор тока; 8 ─ устройства релейной защиты.

На рис. 1 а) изображена схема самовозбуждения, в которой энергия для возбуждения отбирается от обмотки статора генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный тиристорный преобразователь (3) преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма полюсов генератора.

На рис. 1. б) изображена схема автоматической системы самовозбуждения генератора (1) с выпрямительным трансформатором (4) и тиристорным преобразователем (3), через которые ток статора генератора после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения. На вход автоматического регулятора возбуждения (АРБ, 5) поступают сигналы напряжения генератора от измерительного трансформатора напряжения (6) и тока нагрузки генератора от измерительного трансформатора тока (7). Схема содержит устройства защиты (8), которые обеспечивают защиту обмотки возбуждения (2) и тиристорного преобразователя от перенапряжения и токовой перегрузки.

Автоматическое регулирование возбуждения заключается в автоматическом изменении силы тока возбуждения генератора с целью обеспечения требующегося ему значения ЭДС при нормальном и аварийном режимах в электрической сети.

Регулятор АРБ характеризуется быстродействием, Т.е. способностью резко и существенно увеличивать ток и напряжение возбуждения; этот процесс называется форсировкой возбуждения.

Например, у АРБ генераторов Саяно-Шушенской ГЭС время нарастания напряжения возбуждения от номинального до максимального значения составляет не более 0,04 с. Кратность форсировки возбуждения составляет: по напряжению 3, по току 2.

Кратностью форсировки называется отношение наибольшего установившегося значения напряжения (тока) возбуждения к номинальному напряжению (току) возбуждения.

Как происходит возбуждение генератора? - Авто-ремонт

Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле. Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. … Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения».

Для чего нужно возбуждения генератора?

Возбуждение генератора. Система возбуждения генератора (электромагнитное возбуждение) создаёт МДС, которая наводит в магнитной системе машины магнитное поле, обеспечивающее процесс образования электроэнергии.

Как возбудить генератор?

Как только ротор подмагнитился, генератор начинает вырабатывать напряжение и появляется ток в обмотках, этот ток идет через дополнительные диоды в обмотку возбуждения и намагничивание ротора возрастает, так генератор, практически сразу, возбуждается, получив первоначальный толчок маленьким током через лампочку.

Какое напряжение необходимо для возбуждения генератора?

Напряжение возбуждения должно быть около половины напряжения аккумулятора, т. е. около 7В — норма.

Что возбуждает Обмотка возбуждения?

Ток, протекающий в обмотке возбуждения основных полюсов, создает магнитный поток. … Обмотка возбуждения генератора постоянного тока с независимым возбуждением получает питание от независимого источника — сети постоянного тока, специального возбудителя, преобразователя и др. (рис. 1, а).

Для чего служит обмотка возбуждения генератора переменного тока?

Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора.

Для чего нужен генератор переменного тока?

Генера́тор переме́нного то́ка («альтерна́тор») — электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

Как понять что генератор выходит из строя?

Неисправности генератора проявляются по-разному, однако в большинстве случаев они не приходят внезапно; у водителя есть время, чтобы заметить грядущую поломку и минимизировать неприятности.

  • Сложности при пуске мотора …
  • Тусклый или мерцающий свет фар …
  • Горит пиктограмма на приборной панели …
  • Свистит приводной ремень

4.07.2017

Сколько служит генератор на авто?

В среднем ресурс стартеров и генераторов составляет около 120 тыс. км или 4-5 лет эксплуатации. Относительно небольшой срок службы этих узлов обусловлен тем, что они работают в очень тяжелых условиях. Так, например, генератор работает при частоте вращения 10-14 тыс.

Какое напряжение выдает автогенератор?

Напоминаем, что для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора напряжение, выдаваемое генератором, должно быть от 13,5 до 14 вольт.

Какое напряжение должно быть на щетках генератора?

Считаются нормальными показания мультиметра в пределах от 13,5 до 14,5 Вольт. Если мультиметр показывает значение меньше 12,8 Вольт, процесс заряда, либо не идет вообще, либо ток заряда крайне мал. Генератор работает в нештатном режиме. При напряжении больше 14,8 Вольт идет перезаряд аккумуляторной батареи.

Как проверить идет ли зарядка с генератора на аккумулятор?

Есть так называемые «шоферские» способы, позволяющие проверить, заряжает ли генератор аккумулятор:

  1. Снятие клеммы с АКБ – при неисправности генератора двигатель тут же заглохнет (подходит только для систем с механическим зажиганием).
  2. Замыкание плюсовой клеммы кратковременно на массу – проверка на искру.

16.03.2019

Сколько вольт идет на возбуждение генератора ваз 2110?

Схема подключения генератора ВАЗ-2110

На автомобилях ВАЗ-2110, 2111 и 2112 устанавливался генератор 94.3701 с максимальным отдаваемым током 80 Ампер и напряжением = 13,2–14,7 Вольт.

Для чего используется обмотка возбуждения?

Одна обмотка статора («обмотка возбуждения») запитывается от источника постоянного тока, функцию которого выполняет электронный регулятор напряжения. Регулятор используется в генераторах с самовозбуждением. … Ток, протекающий в обмотке возбуждения статора, наводит ЭДС на обмотке возбуждения якоря генератора.

Что такое ток возбуждения?

При этом способе возбуждения магнитный поток создается током, протекающим по обмотке возбуждения. … В зависимости от способа питания обмотки возбуждения генераторы постоянного тока могут быть с независимым возбуждением и с самовозбуждением.

Для чего нужна обмотка возбуждения двигателя?

Скорость вращения двигателя с независимым возбуждением, как и у двигателя с параллельным возбуждением зависит от тока якоря и основного магнитного потока. Основной магнитный поток создается обмоткой ротора. … Если обмотка возбуждения включена последовательно с якорной, то такое возбуждение называется последовательным.

Что такое система возбуждения генератора переменного тока? Почему это имеет значение? Как это влияет на стабильность напряжения? - Welland Power

Что такое система возбуждения на генераторе переменного тока?

Система возбуждения на генераторе переменного тока относится к способу первоначального создания напряжения генератора при вращении и управления во время использования. Система возбуждения отвечает за подачу тока возбуждения к несущему ротору. Требования к системе возбуждения включают надежность во всех условиях эксплуатации, простоту управления, легкость обслуживания, стабильность и быструю реакцию на переходные процессы.

Стандартные бесщеточные самовозбуждающиеся машины бывают трех основных типов. Шунтирующий или самовозбуждающийся, вспомогательная обмотка и постоянный магнит (PMG). Вы также можете увидеть генераторы с трансформаторным управлением. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, то есть предпочтительный вариант зависит от требований приложений и бюджета.

Какие основные компоненты системы возбуждения?

Компоненты системы самовозбуждения:

  1. Автоматический регулятор напряжения (АРН)
  2. Статор возбудителя
  3. Ротор возбудителя
  4. Диоды
  5. Главный ротор

Генератор переменного тока с дополнительной обмоткой дополнительно имеет вспомогательную обмотку, встроенную в главный статор.Машина с возбуждением от ГПМ имеет ротор ГПМ и статор ГПМ, установленные на неприводной стороне.

Почему система возбуждения имеет значение?

Без системы возбуждения генератор переменного тока не смог бы наращивать свое напряжение, когда он начинает вращаться, а также не смог бы регулировать свое напряжение до предварительно установленного номинального уровня при работе на своей номинальной скорости.

Итак, без системы возбуждения генератор переменного тока был бы бесполезен для своей цели.

Как это влияет на стабильность напряжения?

Три основных типа шунтирующих или самовозбуждающихся, со вспомогательной обмоткой и постоянным магнитом (PMG) используют автоматический регулятор напряжения (AVR) для поддержания напряжения на заданном уровне.АРН регулирует свое выходное напряжение вверх и вниз, которое подается на статор возбудителя. Это, в свою очередь, приводит в действие ротор возбудителя. Затем главный статор запитывается через выпрямительные диоды.

Что такое система возбуждения? Определение и типы системы возбуждения

Определение: Система, которая используется для подачи необходимого тока возбуждения в обмотку ротора синхронной машины, такой тип системы называется системой возбуждения. Другими словами, система возбуждения определяется как система, которая используется для создания магнитного потока путем пропускания тока в обмотке возбуждения.Основное требование к системе возбуждения - надежность при любых условиях эксплуатации, простота управления, легкость обслуживания, стабильность и быстрая переходная характеристика.

Требуемая величина возбуждения зависит от тока нагрузки, коэффициента мощности нагрузки и скорости машины. Чем больше возбуждения требуется в системе, когда ток нагрузки велик, скорость меньше, а коэффициент мощности системы становится запаздывающим.

Система возбуждения - это единый блок, в котором каждый генератор имеет свой возбудитель в виде генератора.Централизованная система возбуждения имеет два или более возбудителя, питающих шину. Централизованная система очень дешевая, но неисправность в системе отрицательно сказывается на генераторах переменного тока на электростанции.

Типы систем возбуждения

Системы возбуждения в основном подразделяются на три типа. Их

  1. Система возбуждения постоянного тока
  2. Система возбуждения переменного тока
    • Система возбуждения ротора
    • Бесщеточная система возбуждения
  3. Система статического возбуждения

Их типы подробно описаны ниже.

1. Система возбуждения постоянного тока

Система возбуждения постоянного тока имеет два возбудителя - основной возбудитель и пилотный возбудитель. Выход возбудителя регулируется автоматическим регулятором напряжения (АРН) для управления выходным напряжением на клеммах генератора. Вход трансформатора тока в АРН обеспечивает ограничение тока генератора переменного тока во время повреждения.

Когда выключатель возбуждения разомкнут, резистор разряда возбуждения подключается к обмотке возбуждения, чтобы рассеивать накопленную энергию в обмотке возбуждения, которая имеет высокую индуктивность.

Главный и пилотный возбудители могут приводиться в действие либо от главного вала, либо отдельно от двигателя. Возбудители с прямым приводом обычно предпочтительны, так как они сохраняют единичную систему работы и возбуждение не возбуждается внешними возмущениями.

Номинальное напряжение главного возбудителя составляет около 400 В, а его мощность составляет около 0,5% от мощности генератора переменного тока. Неполадки в возбудителях турбогенератора довольно часты из-за их высокой скорости, поэтому в качестве резервного возбудителя используются отдельные возбудители с приводом от двигателя.

2. Система возбуждения переменного тока

Система возбуждения переменного тока состоит из генератора переменного тока и тиристорного выпрямительного моста, напрямую подключенного к главному валу генератора. Главный возбудитель может быть самовозбужденным или отдельно возбужденным. Системы возбуждения переменного тока можно в общих чертах разделить на две категории, которые подробно поясняются ниже.

а. Вращающаяся тиристорная система возбуждения

Система возбуждения ротора показана на рисунке ниже. Вращающаяся часть обведена пунктирной линией.Эта система состоит из возбудителя переменного тока, стационарного поля и вращающегося якоря. Выход возбудителя выпрямляется двухполупериодной схемой тиристорного мостового выпрямителя и подается на обмотку возбуждения главного генератора.

Обмотка возбуждения генератора также запитана через другую схему выпрямителя. Напряжение возбудителя можно увеличить, используя его остаточный поток. Блок управления источником питания и выпрямителем генерирует управляемый пусковой сигнал. Сигнал напряжения генератора усредняется и сравнивается напрямую с настройкой напряжения оператором в автоматическом режиме работы.В ручном режиме работы ток возбуждения генератора сравнивается с отдельной ручной регулировкой напряжения.

г. Бесщеточная система возбуждения

Эта система показана на рисунке ниже. Вращающаяся часть обведена прямоугольником, изображенным пунктирной линией. Бесщеточная система возбуждения состоит из генератора переменного тока, выпрямителя, главного возбудителя и генератора переменного тока с постоянными магнитами. Главный и пилотный возбудители приводятся в движение главным валом. Главный возбудитель имеет стационарное поле и вращающийся якорь, напрямую подключенные через кремниевые выпрямители к полю главных генераторов переменного тока.

Пилотный возбудитель - это приводимый от вала генератор с постоянными магнитами, имеющий вращающиеся постоянные магниты, прикрепленные к валу, и трехфазный стационарный якорь, который питает поле основного возбудителя через кремниевые выпрямители в поле главного генератора переменного тока. Пилотный возбудитель представляет собой генератор постоянных магнитов с приводом от вала, имеющий вращающиеся постоянные магниты, прикрепленные к валу, и трехфазный стационарный якорь, который питает главный возбудитель через трехфазные двухполупериодные тиристорные мосты с фазовым управлением.

Система исключает использование коммутатора, коллектора и щеток, имеет короткую постоянную времени и время отклика менее 0,1 секунды. Короткая постоянная времени имеет преимущество в улучшенных динамических характеристиках слабого сигнала и облегчает применение дополнительных сигналов стабилизации энергосистемы.

3. Система статического возбуждения

В этой системе питание берется от самого генератора через трехфазный понижающий трансформатор, подключенный по схеме звезда / треугольник.Первичная обмотка трансформатора подключена к шине генератора, а их вторичная обмотка подает питание на выпрямитель, а также подает питание на схему управления сетью и другое электрическое оборудование.

Эта система имеет очень маленькое время отклика и обеспечивает отличные динамические характеристики. Эта система снизила эксплуатационные расходы за счет устранения потерь на сопротивление воздуха в возбудителе и технического обслуживания обмоток.

Детали системы возбуждения генератора

Система возбуждения генератора переменного тока - одна из важнейших тем электротехники.Напряжение постоянного тока отвечает за создание магнитного поля в генераторе переменного тока. Это постоянное напряжение может подаваться на генератор отдельно или может быть получено из переменного тока, произведенного его тщательным преобразованием. Этот механизм называется системой возбуждения. Все мы знаем, что на основе системы возбуждения генераторы переменного тока в основном бывают двух типов: (1) система с раздельным возбуждением, (2) система с самовозбуждением.

Автономная система генератора переменного тока

Основное отличие состоит в том, что система с независимым возбуждением имеет генератор постоянного магнита (PMG) для питания автоматического регулятора напряжения (AVR) и один изолирующий трансформатор для измерения напряжения для AVR, а с другой стороны, для генератора переменного тока с самовозбуждением, есть остаточный магнетизм в поле возбудителя для инициализации процесса нарастания напряжения, а после нарастания напряжения изолирующий трансформатор, который отвечает за определение напряжения для АРН, также начинает подавать питание на АРН.


Это означает, что в генераторе переменного тока с самовозбуждением изолирующий трансформатор отвечает за две вещи: (1) измерение напряжения (2) питание АРН после начального повышения напряжения из-за остаточного магнетизма.

1. Система с независимым возбуждением генератора

Работа машины с независимым возбуждением

2. Самовозбуждающаяся система генератора переменного тока.

Работа самовозбуждающейся машины

Проблема с самовозбуждающимся генератором - отсутствие остаточного магнетизма

Иногда вы можете столкнуться с одной проблемой, связанной с отсутствием повышения напряжения в самовозбуждающемся генераторе переменного тока.Причина в отсутствии остаточного магнетизма. Затем, что вам нужно сделать, снять АРН, прошить поле возбудителя, подключив батарею 12 В постоянного тока и блокирующий диод к полю возбудителя, и после этого запустить двигатель, если вы видите, что сейчас нарастает напряжение, то это подтверждает, что Поле возбудителя успешно прошито.

Теперь остановите двигатель и снимите аккумулятор и блокирующий диод, подключите АРН и снова запустите двигатель, чтобы убедиться, что генератор снова работает.

Потеря остаточного магнетизма
Преимущества систем поддержки возбуждения PMG

01. ГПМ с соответствующим регулятором может улучшить характеристики генератора в переходных процессах, поскольку он будет обеспечивать постоянное входное напряжение переменного тока на автоматический регулятор напряжения (АРН) независимо от напряжения на клеммах генератора.


02. Когда нагрузка на генератор является нелинейной из-за источников питания тиристеров (SCR), таких как системы ИБП, приводы с регулируемой скоростью и т. Д., Нагрузка может создавать удары на напряжении, достаточно серьезные, чтобы вызвать пропуски зажигания в выпрямителях мощности в шунте. возбужденного генератора АРН.Когда это произойдет, напряжение на клеммах генератора станет нестабильным.


Если генератор оснащен PMG, входная мощность АРН изолирована от этих помех, и нестабильность напряжения не возникнет.


03. PMG сконструирован с ротором с постоянными магнитами, который имеет очень сильное магнитное поле. Это устраняет необходимость в полевом мигании, которое иногда необходимо для синхронных генераторов шунтирующего типа.
04. Сильное и очень быстрое нарастание напряжения.

Дополнительная литература

Напряжение возбуждения - определение, типы и работа

Напряжение возбуждения / возбуждение или, точнее, система возбуждения генератора (переменного тока) - одна из ведущих сфер сомнений и вопросов, задаваемых в интервью. В то время как эти большие механизмы работают по закону электромагнитной индукции Фарадея. Им нужен какой-то источник энергии не только для создания магнитного поля, но и для управления им, избегая колебаний напряжения.В конце концов, управление магнитным полем будет автоматически управлять выходным напряжением генератора.

Но как они создают такое стабильное магнитное поле? Вот когда начинается возбуждение; Напряжение постоянного тока подается на обмотки возбуждения ротора от генератора постоянного тока, синхронно подключенного к тому же валу. Поток создается в обмотках возбуждения ротора от источника постоянного тока; в то время как уровень возбуждения зависит от тока нагрузки, скорости и коэффициента мощности машины.

Что такое напряжение возбуждения?

Напряжение или ток возбуждения - это количество электрической энергии (D.C) подается в обмотку возбуждения ротора генератора переменного тока для создания магнитного потока / поля. Выходное напряжение генератора переменного тока зависит от магнитного поля и, следовательно, от напряжения возбуждения. Таким образом, устанавливается устройство, называемое автоматическим регулятором напряжения, которое используется для управления конечным выходом путем регулирования напряжения возбуждения. Обычно для этой цели используется генератор постоянного тока, синхронизированный и соединенный с генератором переменного тока на том же валу.

В то время как в большинстве проектов используется обычный генератор постоянного тока, в некоторых проектах также используется D.Аккумулятор C. Генераторы переменного тока, которые подают собственное напряжение возбуждения, называются генераторами переменного тока с самовозбуждением. Единственная проблема с ними для генераторов переменного и постоянного тока заключается в том, что они слишком изолированы от внешней нагрузки в течение начального периода запуска. Для генераторов постоянного тока или возбудителя возбуждение поля создается только тогда, когда полюса обладают некоторым остаточным магнетизмом. При вращении вала генератора остаточный магнетизм создает небольшое напряжение в якоре. Это приводит к созданию еще большей напряженности поля и, следовательно, большего выходного напряжения и так далее, и так далее.

В. Почему только постоянный ток используется для возбуждения в генераторах переменного тока?

Напряжение или ток возбуждения подается на обмотки возбуждения ротора для создания статического магнитного поля. Если мы используем переменный ток вместо постоянного; мы получим колеблющееся магнитное поле. Это приведет к возникновению переменного магнитного потока в обмотках статора, что приведет к непредсказуемому и нестабильному напряжению и питанию, что может вызвать искажения и высокий риск возгорания обмоток якоря. Даже если мы каким-то образом отводим выход, это не будет чисто синусоидальное трехфазное питание.Вот почему обмотки возбуждения ротора должны выводиться постоянным током, чтобы избежать всех этих недостатков.

Типы систем возбуждения

Магнитный поток и скорость - два ключевых элемента для генерации ЭДС в генераторе переменного тока. Обмотка возбуждения ротора создает сильное магнитное поле при воздействии постоянного тока. Могут быть реализованы различные способы подачи постоянного тока на обмотки ротора; но два основных типа - статические и вращающиеся. Хотя ротационный метод может включать A.Возбудитель постоянного или переменного тока, установленный на одном валу; статический возбудитель использует тиристор для выпрямления переменного тока для создания постоянного тока. Типичная система возбуждения с генератором постоянного тока, установленным на том же валу для обеспечения напряжения возбуждения.

1) Возбуждение постоянного тока

В типичном обычном генераторе переменного тока у нас есть небольшой генератор постоянного тока, называемый главным возбудителем, который подсоединен к тому же валу, что и генератор переменного тока. Постоянный ток, создаваемый возбудителем при вращении вала, затем подается на обмотки ротора через щетки и контактные кольца.Это напряжение возбуждения затем регулируется путем изменения тока возбуждения основного возбудителя через пилотный возбудитель.

Затем используется автоматический регулятор напряжения для управления как пилотным, так и основным напряжением возбуждения в соответствии с потреблением на выходе. Таким образом, управляя напряжением возбуждения обмоток возбуждения ротора; конечное выходное напряжение генератора переменного тока можно изменять или поддерживать постоянным. В то время как для большей части конструкции первичный и главный возбудитель установлены на одном валу; но для некоторых конструкций они могут приводиться отдельно от двигателя.

2) Возбуждение переменного тока
A) Тиристор / статическое возбуждение

В методе статического возбуждения для подачи напряжения возбуждения использовалась энергия от самого генератора переменного тока. Он обеспечивает более быстрый и лучший отклик при низкой стоимости эксплуатации. Обычно они используют тиристорный выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный ток, который затем подается в ротор с помощью щеток и контактных колец. Сначала выходной сигнал генератора понижается с помощью трансформатора возбуждения, а затем выпрямляется для подачи на ротор.

Это непопулярный, но наиболее эффективный режим возбуждения, поскольку он помогает снизить эксплуатационные расходы, исключая затраты на техническое обслуживание, потери на трение и потери из-за коммутатора и обмоток. При запуске для процесса возбуждения используется отдельный источник энергии; это происходит потому, что на выходной клемме генератора нет выходного тока для выпрямления.

Как правило, отдельный блок батарей используется для обеспечения начального тока возбуждения для достижения желаемых номинальных оборотов и номинального напряжения.По достижении номинального напряжения статическое возбуждение поглощает и поддерживает возбуждение поля.

Безщеточная система возбуждения
B) Безщеточное возбуждение

Это метод возбуждения с намоткой якоря возбудителя на одном валу. В основном эта система состоит из выпрямителя, главного возбудителя и пилотного возбудителя с полями постоянного магнита (я имею в виду генератор с постоянным магнитом, создающий магнитные поля). Выход якоря подается на выпрямитель, а затем на обмотки возбуждения ротора.Такое расположение якоря и ротора на одном валу устраняет необходимость в контактных кольцах и щетках.

Отсутствие деталей и проблемы, такие как пригородный транспорт, щетки, контактные кольца и угольная пыль (проблема), значительно повышают надежность и производительность генератора. Это также помогает снизить стоимость обслуживания. В некоторых конструкциях даже предусмотрен дополнительный электронный детектор для подачи сигналов тревоги и отключения при выходе из строя диода.

Автоматический регулятор напряжения

Внезапное изменение тока нагрузки генератора может привести к изменению его выходного напряжения.Это связано с падением / провалом напряжения в обмотке генератора. Таким образом, нерегулируемая система возбуждения была бы неприемлема / неосуществима для поддержания выходной мощности при переменной нагрузке. На судовых и наземных предприятиях наблюдается регулярное колебание потребности в нагрузке; если не будет регулироваться, это дестабилизирует генераторы.

Величина и структура провала напряжения во многом зависят от нагрузки и характеристик сопротивления генератора; в то время как восстановление зависит от A.В.Р., регулятор и система возбуждения. Автоматический регулятор напряжения распознает выходное напряжение генератора и соответственно изменяет напряжение возбуждения. Автоматический регулятор напряжения (конструкция)

Строительство и работа

Хотя конструкция автоматического регулятора напряжения (A.V.R) меняется в зависимости от производителя; некоторые основные ключевые элементы, такие как трансформатор (присоединенный к блоку измерения напряжения), выпрямитель, транзистор и тиристор, остаются прежними. Блок измерения напряжения выпрямляет и понижает напряжение до низкого D.Напряжение C пропорционально напряжению на клеммах генератора.

Это выходное напряжение постоянного тока затем сравнивается с заданным / желаемым значением с помощью компаратора. Любая разница между выигрышами вызовет сигнал ошибки, который затем поступит в схему тиристора. Тиристор действует как выпрямитель и переключатель, регулирующий величину / величину напряжения или тока возбуждения. Обычно на корабле всегда есть один или два запасных A.V.R, которые можно заменить при подозрении на отказ.

Другие ключевые особенности A.V.R включает:

  • Быстрый ответ.
  • Высокий кВАр для правильного распределения тока при параллельной работе.
  • Аварийные сигналы и отключения при пониженном или повышенном напряжении
  • Быстрое нарастание напряжения возбуждения во время запуска генератора.

# ПРИМЕЧАНИЕ: Я с нетерпением жду вашего полезного комментария (даже критического) и рекомендаций по улучшению этой статьи (Что такое напряжение возбуждения и его система?).

Также читайте:
или

Почему бы не запросить собственную тему!

Статическое возбуждение генератора переменного тока: электрические машины

Пожалуйста, поделитесь и распространите слово:

Функция системы возбуждения:

Статическое возбуждение генератора переменного тока является одним из методов возбуждения.Основная функция любой системы возбуждения - подача постоянного тока на обмотку возбуждения. Функциональность расширена до большого объема для повышения производительности генератора.

В случае внезапных изменений нагрузки на генератор система возбуждения должна быстро реагировать, внося изменения в напряжение, которое пропускает ток через обмотку возбуждения. Поэтому каждой электростанции необходимо надежное возбуждение, чтобы турбогенераторы работали более эффективно.

Два типа систем возбуждения:

  1. Бесщеточные системы возбуждения с вращающимися возбудителями и автоматическим регулятором напряжения (АРН) или
  2. Системы статического возбуждения [SES], питающие ротор непосредственно от тиристорных мостов через щетки

Статическое возбуждение генератора переменного тока:

Преимущества статического возбуждения перед бесщеточным возбуждением:
  1. Бесщеточная система возбуждения занимает больше места на полу для размещения возбудителей с приводом от вала.
  2. Большинство проблем с обслуживанием и эксплуатацией вращающихся выпрямителей.
  3. Вал возбудителя и его муфта чувствительны к крутящим моментам, создаваемым системой, вызванной крутильными колебаниями вала.
  4. Статическая система возбуждения исключает отдельный возбудитель, подключенный к валу, и всю необходимую мощность возбуждения отбирают только от обмоток генератора.

Работа системы статического возбуждения:

В системе статического возбуждения вращающийся выпрямитель не используется; питание в поле ротора осуществляется через статические щетки.

В этой системе мощность переменного тока отводится от клеммы генератора, понижается и выпрямляется полностью управляемыми тиристорными мостами, а затем напрямую подается в поле основного генератора через контактные кольца, тем самым управляя выходным напряжением генератора. Выпрямитель стационарный.

Высокая скорость регулирования достигается за счет использования внутренней свободной системы управления и силовой электронной системы. Любое отклонение напряжения на клеммах генератора обнаруживается детектором ошибок и заставляет регулятор напряжения увеличивать или уменьшать угол зажигания тиристоров, тем самым управляя возбуждением поля генератора переменного тока.

Компоненты системы статического возбуждения:


Принципиальная схема системы статического возбуждения

Трансформатор возбуждения:

Трансформатор возбуждения является источником питания для статической системы возбуждения. Выходы источника напряжения и источника тока объединены в систему трансформатора возбуждения, обеспечивая трехфазный выход переменного тока.

Трансформатор возбуждения состоит из источников как напряжения, так и тока. Источником напряжения является трехфазная обмотка, расположенная в пазах обмотки статора генератора.Его напряжение пропорционально потоку в воздушном зазоре генератора и обеспечивает возбуждение обмотки возбуждения генератора без нагрузки.

Источник тока формируется с помощью нейтрали генератора обмотки статора. Этот источник обеспечивает дополнительное возбуждение поля, необходимое в условиях нагрузки. Он также обеспечивает возбуждение при сбоях в системе, когда напряжение в системе и магнитный поток в воздушном зазоре машины находятся на низком уровне.

Выпрямитель:

Мощность переменного тока от трансформатора возбуждения преобразуется в мощность постоянного тока для обеспечения возбуждения полевых обмоток генератора.Трехфазный двухполупериодный выпрямитель состоит из кремниевых диодов и кремниевых выпрямителей, установленных рядом с генератором.

Регуляторы напряжения:

Возбуждение поля генератора строго регулируется регулятором напряжения посредством управления цепями триггера на тиристорах в мостах выпрямителя.

Регулятор переменного тока выполняет основную функцию управления напряжением на клеммах генератора. Трехфазный ток и напряжения снижались с клемм генератора с использованием трехфазных трансформаторов тока и трансформаторов тока для подачи входов в регулятор напряжения.

Регулятор постоянного тока обеспечивает средство регулирования постоянного напряжения возбуждения, когда регулятор переменного тока не работает.

Коллектор:

Коллектор поля генератора и такелажный узел щеткодержателя расположены в небольшом корпусе. Управляемая выходная мощность от блока выпрямителя SCR подается на обмотку возбуждения генератора через щетки и контактные кольца, как показано на рисунке выше.

Другой тип системы возбуждения - это

Бесщеточные системы возбуждения с вращающимися возбудителями и автоматическим регулятором напряжения (АРН)

Генератор или синхронный генератор, детали, возбуждение, преимущества и различия

Раскрытие информации: мы можем зарабатывать деньги или продукты от компаний, упомянутых в этом сообщении, через партнерские ссылки на продукты или услуги, связанные с содержанием этой статьи

(последнее обновление: 29 марта 2021 г.)

Генератор:

Генераторы - это рабочая лошадка в электроэнергетике.Электропитание переменного тока будет генерироваться с заданной частотой. Его также называют синхронным генератором . Генератор Генератор - это электрический генератор , который преобразует механическую энергию, которая обеспечивается с помощью первичного двигателя , в электрическую энергию в виде переменного тока . Электроэнергия вырабатывается в генераторах Генераторы с использованием закона электромагнитной индукции Фарадея. Есть два типа для производства электроэнергии в генераторах переменного тока вращающееся магнитное поле типа 1 со стационарным якорем, тип 2 - вращающийся якорь со стационарным магнитным полем.

Почему он называется синхронным генератором?

Производимая электрическая частота - это , зафиксированная в или , синхронизированная с механической скоростью вращения поля генератора.

Якорь будет в статоре, а поле будет в роторе. Ротор будет электромагнитом и будет приводиться в движение первичным двигателем с некоторой скоростью ω м / N м .Когда он будет вращаться, мы получим немного электроэнергии. Это электричество будет иметь частоту, связанную f e с N m , очень тесно связаны друг с другом.
f = (PN м ) / 120
В синхронном генераторе N м - синхронная скорость. В синхронном генераторе ротор будет вращаться только с одной скоростью, в отличие от асинхронных двигателей. «F» - частота на выходе генератора. Это утверждение означает, что, например, если мы производим частоту 50 Гц или 60 Гц, генератор будет вращаться с определенной скоростью, которая зависит от количества полюсов.Например, если у нас есть источник питания 50 Гц, а у машины 2 полюса. Итак, как мы знаем,
f = (PN m ) / 120
50 = (2N m ) / 120
N m = 3000 об / мин. вращать поле генератора на 3000 об / мин, любая другая скорость не даст нам 50 Гц.
Теперь, например, если мы увеличим количество полюсов до 4, то получим частоту 50 Гц.
f = (PN м ) / 120
Переставляя уравнение, получаем:
N м = (120 f) / P
N м = (120 × 50) / 4
N м = 1500 об / мин
Это означает, что если мы увеличим количество полюсов, синхронная скорость уменьшится.
Внутреннее напряжение, генерируемое генератором переменного тока:
ЭДС, генерируемая в любой машине переменного тока, определяется уравнением:
E A = √2 π ∅N c f
E A = k ∅ω
Большинство генераторов переменного тока использовать вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Электроэнергия вырабатывается в генераторах переменного тока за счет электромагнитной индукции для выработки электричества в катушке, либо катушка должна вращаться относительно магнитного поля, либо магнитное поле должно вращаться относительно катушки

Основными частями генератора Генератор являются ротор, подшипник статора, контактное кольцо.

Ротор:

Ротор создает вращающееся магнитное поле с помощью неподвижных катушек якоря, а вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря. Этот вид ротора известен как явный полюс.

В случае генератора Генератор магнитное поле вращается относительно катушек. Катушки ротора и якоря являются двумя основными частями генератора переменного тока . Ротор создает вращающийся магнитный поток.Катушки якоря неподвижны, и вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря.

Система возбуждения:

Процесс усиления и создания магнитного поля генератора генератора путем подачи необходимого постоянного тока на обмотку возбуждения генератора генератора . Ротор с четырьмя полюсами обмотки ротора возбуждается источником постоянного тока от отдельного источника постоянного тока, называемого возбудителем.

Функция возбуждения:
  1. Подача постоянного тока в обмотку возбуждения для создания магнитного поля
  2. Управление реактивной мощностью и напряжением
  3. Система возбуждения выполняет защитную функцию

Типы системы возбуждения:
  1. Система возбуждения постоянного тока
  2. Система возбуждения переменного тока
  3. Система статического возбуждения

Система возбуждения постоянного тока:

Два небольших генератора постоянного тока используются в качестве возбудителей.Это самый старый из всех из-за различных проблем. Сейчас это обычно не используется для больших Генератор s.

Система возбуждения переменного тока:

Состоит из генератора переменного тока и тиристоров. Выпрямительный мост напрямую подключен к валу генератора переменного тока или приводится в действие отдельным двигателем. Далее он делится на два типа:

  • Бесщеточная система возбуждения
  • Главный возбудитель самовозбуждающийся
Бесщеточная система возбуждения:
  • Удаление щетки и контактных колец
  • Простота обслуживания
  • Быстрое время отклика

Система статического возбуждения:

В этой системе возбуждения нет вращающейся части.Он небольшой по размеру.

Работа генераторов:

Первичный двигатель вращает ротор. Это заставляет поток ротора также вращаться вместе с ним с той же скоростью. Такой вращающийся магнитный поток теперь пересекает катушки якоря, которые установлены вокруг ротора, что создает переменную электромагнитную силу на обмотке. Поскольку для полярного ротора имеется две пары полюсов NS, при повороте ротора на половину оборота наведенная ЭДС занимает один полный цикл.Итак, ясно, что частота наведенной ЭДС прямо пропорциональна количеству полюсов скорости ротора. Нетрудно установить, что частота наведенной ЭДС, частота вращения ротора и количество полюсов связаны следующей зависимостью:

f = (PN м ) / 120

Из этого соотношения ясно, что частота производимого электричества синхронизируется с механической скоростью вращения для производства трехфазного переменного тока. Еще две такие обмотки якоря размещены при разности фаз 120 градусов в обмотке статора.

Обычно один конец этих трех катушек соединен звездой, а трехфазное электричество отводится с других концов, нейтральный кабель может быть отведен от конца, соединенного звездой. Из уравнения ясно, что для выработки электричества 60 Гц четырехполюсный ротор должен работать со следующей скоростью 1000 и 800 об / мин. Центробежная сила на полюсах ротора будет создаваться при таких огромных оборотах. Столь явные полярные роторы обычно имеют от 10 до 40 полюсов, что требует более низких оборотов. Выступающие и полярные роторы используются, когда первичный двигатель вращается с относительно низкой скоростью от 120 до 400 об / мин.Сердечники полюса используются для эффективной передачи магнитного потока, и они сделаны из довольно толстой стальной пластины. Такая изолированная пластина снижает потери энергии из-за образования вихревых токов. Постоянный ток подается на ротор через пару контактных колец. Это причина, по которой вращающееся магнитное поле приближается к используемому в генераторе генератора .

Контактные кольца должны соответствовать методу вращающейся катушки с якорем для выработки электричества, но с контактными кольцами передача такого высокого напряжения непрактична.Контактные кольца используются для передачи низкого постоянного тока для возбуждения. Небольшой генератор постоянного тока будет использоваться для обеспечения этого постоянного тока, который установлен на том же первичном двигателе. В таком генераторе переменного тока с называются самовозбуждающимися, где напряжение изменяется с изменением нагрузки генератора. Желательно поддерживать напряжение на клеммах в заданном пределе. Автоматический регулятор напряжения помогает в достижении этого регулирования напряжения, которое может быть легко достигнуто путем управления током возбуждения. Если напряжение на клеммах ниже желаемого предельного значения, регулятор увеличивает ток возбуждения.Это приведет к увеличению напряжения на клеммах, если напряжение на клеммах ниже указанного предела, будет выполнено обратное.

Преимущества генераторов переменного тока:

Прежде всего необходимо иметь в виду, что якорь находится снаружи, а полюса - внутри. Полевые полюса находятся на роторе, а ротор движется с помощью первичного двигателя, то есть движутся полюса поля, за счет чего движется продукция. Обмотка якоря, находящаяся на статоре, будет вырабатывать в нем ЭДС.Имея это в виду, мы можем понять следующие моменты:

  • Изоляция, поскольку вывод, который мы получаем от обмотки якоря, легко изолировать
  • Не беспокоить и не беспокоить
  • Поскольку мы получаем выход извне, нам не нужны контактные кольца и щетки, потому что есть вероятность искрения
  • Поскольку мы используем систему возбуждения, которая обеспечивает выход постоянного тока на обмотку возбуждения, для которой нам потребуется только два контактных кольца
  • Размер станка уменьшен, так как обмотка якоря больше по размеру и тяжелее обмотки возбуждения.Так что, если мы поместим его внутрь, размер машины будет увеличиваться.
  • Высокая скорость вращения
  • Легкое охлаждение

Разница между генератором и генератором:

Есть разница между генератором и генератором Генератор , но многие люди говорят, что обе эти вещи похожи, и они оба делают одно и то же. Итак, генератор и Генератор переменного тока - это одно и то же, это вообще неверно, потому что вы знаете, что обе эти машины используются для преобразования механической энергии в электрическую, и обе потребляют одинаковое количество или одинаковую мощность, которая является механической мощностью и их основной работой. производить электричество, но в чем разница? Разница в их конструкции.Есть определенные отличия:

И генератор переменного тока s, и генераторы используются для выработки электроэнергии. Генератор s также известен как синхронный генератор. Оба выполняют одну и ту же функцию, но они совершенно разные во всех аспектах. Генератор Генератор используется для производства трехфазной энергии из механической энергии. Первое отличие в основном для генератора заключается в том, что под генератором мы подразумеваем машину, которая генерирует постоянный ток, например, генератор постоянного тока, это также может быть генератор переменного тока, который мы назвали индукционным генератором, или генератор переменного тока, который в основном представляет собой асинхронный двигатель, который работает при определенных условиях. .Там, где он вырабатывает электричество, а генератор переменного тока предназначен только для генерации переменного тока, постоянного тока нет. Вы можете понять это по тому факту, что он называется Генератор , поэтому Генератор означает генератор переменного тока.

Генератор:
  1. В генераторе Генератор энергия, которую мы получаем от первичного двигателя, должна быть преобразована в электрическую мощность переменного тока с определенным напряжением и частотой. В генераторе Генератор индуцирует только переменный ток, постоянного тока нет.
  2. В генераторе Генератор электричество вырабатывается, когда магниты вращаются в статоре или обмотке, что означает, что он имеет вращающееся поле.
  3. Генератор не может заряжать разряженную батарею, и если зарядить ее, то есть вероятность сгорания.
  4. Генератор получает питание от статора
  5. Якорь генератора Генератор неподвижен во вращающемся магнитном поле
  6. В генераторе у нас есть широкий диапазон оборотов
  7. Генератор считается более эффективным, чем генератор, потому что он сохраняет свою энергию за счет использования единственной необходимой энергии, а оставшаяся энергия сохраняется.
  8. Мощность генератора Генератор максимальна, чем у генератора. Выходная ЭДС генератора генератора является переменной
  9. Трехфазный Генератор в основном используется, потому что он имеет несколько преимуществ в распределении, производстве и передаче. он также используется в современных автомобилях.

Генератор:
  1. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, и эта электрическая энергия может быть переменного или постоянного тока.Генератор может индуцировать как переменный, так и постоянный ток.
  2. В генераторах якорь или обмотка проволоки вращаются внутри фиксированного магнитного поля для выработки электричества.
  3. Генератор можно использовать для зарядки разряженного аккумулятора
  4. Генератор получает питание от ротора
  5. Якорь генератора вращается в фиксированном магнитном поле
  6. В генераторе мы имеем узкий диапазон оборотов
  7. Генератор использует всю производимую энергию
  8. ЭДС на выходе генератора постоянная
  9. Генератор переменного тока
  10. используется для питания всего, что требует питания переменного тока, например, света, вентиляторов, больших двигателей и т. Д.в то время как генератор постоянного тока используется для тестирования в лабораториях. Он также используется в качестве источника питания двигателей постоянного тока. Он также используется для общего освещения и для зарядки аккумулятора.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Возбуждение генератора 101

Генераторы превращают механическую энергию в электрическую, перемещая электрические проводники в магнитном поле. Возбуждение создает электромагнитное поле, которое вызывает это механическое преобразование в электрическое.Рич Деннис из Emerson представил основную презентацию по управлению возбуждением на собрании группы пользователей Ovation в 2017 году.

Управление возбуждением включает регулирование синхронной машины, возбудитель, синхронную машину для энергосистемы. Регулятор является источником управления, а система возбудителя - источником энергии. Система регулятора включает в себя контроль напряжения, контроль тока, контроль коэффициента мощности, ограничители и защиту, стабилизатор системы питания, контроль мигания поля, контроль снятия возбуждения и контроль полевого выключателя.Системы возбуждения могут быть вращающимися или статическими. Вращение включает в себя бесщеточные и щеточные типы, а статическое электричество включает составные источники и потенциальные источники.

Генератор имеет первичный двигатель, такой как турбина или дизельный генератор. Система возбуждения создает в роторе электромагнитное поле. Статор имеет обмотку якоря, в которой индуцируется электрическая энергия.

Чем сильнее создаваемое магнитное поле, тем сильнее вырабатывается электрическая энергия. Сила магнитного поля регулируется путем управления током, подаваемым на ротор.Трехфазная электрическая энергия создается тремя отдельными проволочными обмотками статора.

Ток для создания электромагнитного поля - это постоянный ток (DC), который может варьироваться от 50 до 9000 ампер и более в зависимости от размера генератора. Современные системы возбуждения статичны, где постоянный ток создается путем выпрямления переменного тока с помощью трансформаторов тока насыщения (SCT) и трансформаторов силового потенциала (PPT). Для создания возбуждения требуется источник, прежде чем он сможет работать самостоятельно от генератора.

Подсистемы для системы возбуждения включают процессоры и устройства ввода-вывода, которые контролируют напряжение и ток на клеммах генератора, напряжение и ток возбуждения, напряжение и ток поля вращающегося возбудителя, управляющие переключатели, состояние выключателя и разрешения по безопасности. Выходы включают оповещение, аварийные сигналы, счетчики и полный набор данных для распределенной системы управления. Для подачи тока возбудителя на каждый конец катушки ротора требуется силовая шина.

Полевые выключатели используются для защиты как переменного, так и постоянного тока генератора.Выпрямители мощности преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Системы охлаждения поддерживают рабочие температуры, необходимые для надежной работы. Система полевого разряда требуется для отвода энергии от ротора при замедлении механического источника энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *