Автоматическая регулировка напряжения генератора

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), напряжения и реактивной мощности

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), напряжения и реактивной мощности

Автоматическое регулирование возбуждения производится на синхронных машинах к которым относятся генераторы, двигателя обладающие высоким значением мощности и для синхронных компенсирующих устройств, используются для машин постоянного тока и в устройствах где может быть выполнено регулировка напряжения непосредственно на токосъемных кольцах обмотки возбуждения.

Главное предназначение АРВ заключается в поддержке неизменной величины напряжения в электросети на заданном уровне и для равномерного распределения реактивной мощности среди конденсаторных и тиристорно-конденсаторных батарей, являющихся источниками реактивной мощности. Для демпфирования колебаний по всем параметрам при переходе от аварийного режима к нормальному режиму работы электросети

При выполнении действия АРВ изменению подвергаются ток возбуждения машины, величина магнитного потока и ЭДС непосредственно в якорных обмотках.

Регулирование возбуждения в синхронных генераторах проводится с целью сохранения постоянного и устойчивого значения напряжения в сетях напряжения и для обеспечения параллельной работы устройств.

Машины постоянного тока регулируются для создания постоянного, устойчивой величины частоты вращения рабочей части оборудования, при влиянии на значение тока возбуждения оборудования.

АРВ различается по признаку действия:

  1. Пропорциональное действие — зависит от изменения значения величины тока возбуждения относительно изменению напряжения на контактах оборудования от предусмотренного параметра.
  2. Сильное действие, оборудование с таким регулированием применяется в случаях присутствия резкопеременых мощностей после чего появляется высокое колебание значения напряжения. В результате АРВ сильного действия происходит регулирование по производным всех параметров как-то: сила тока, напряжение, частота и так. далее. АРВ сильного действия способствует передаче больших мощностей по высоковольтным линиям на большие расстояния.

Пункт автоматического регулирования напряжения (ПАРН)

Устройство ПАРН рекомендуется применять в условиях сложной эксплуатации высоковольтных электрических линий 6 – 10 кВ трехфазной сети умеренного и сурового климата в котором господствуют: сильный ветер и гололед с интенсивным оледенением проводов, а также при высокой снеговой нагрузке до 250 кгс/м 2 .

Высокая протяженность воздушных линий электропередач, отражающаяся на качественных показателях электрической энергии и интенсивное присоединение новых электроприемников требует повышения пропускной способности воздушных линий, для решения этой проблемы используется пункт автоматического регулирования напряжения, работающий с применением вольтодобавочных трансформаторов.

Рис №1. Равномерное распределение нагрузок по всей протяженности воздушной линии электропередач: а. при присоединении дополнительных потребителей, б. при подключении ПАРН

Рис №1. Равномерное распределение нагрузок по всей протяженности воздушной линии электропередач: а. при присоединении дополнительных потребителей, б. при подключении ПАРН

Использование ПАРМ способствует улучшению показателей качества электрической энергии,а также избавление от несимметрии напряжения в сети.

Для использования в холодных северных районах в конструкции предусмотрено наличие устройства контропирующего температурный режим, который осуществляет блокировку переключения ступеней при значении температуры, при которой происходит «замерзание», загустение трансформаторного масла.

Для холодных районов ПАРН поставляется в блок-боксе с защитным утеплителем.

Блок автоматического регулирования напряжения (БАРН)

Устройство используется для регулировки высоковольтного напряжения 6 – 10 кВ в трехфазных электрических сетях с любым видом заземляющей нейтрали и может применяться для любых типов распределительных устройств подстанций, в том числе для установки в местах критического падения напряжения.

БАРН способствует повышению пропускной способности как новых, так и уже существующих воздушных линий. Наличие такого оборудования благоприятно сказывается на передаче электроэнергии на большие расстояния и устраняет асимметрию напряжения в электросетях.

Рис №2. Вольтодобавочный автрансформатор используемый в комплектации БАРН, оборудованный 32-ступенчатой регулировкой напряжения

Рис №2. Вольтодобавочный автрансформатор используемый в комплектации БАРН, оборудованный 32-ступенчатой регулировкой напряжения

Принцип работы БАРН происходит за счет геометрического сложения напряжений обмоток. Изменение параметров напряжения происходит при изменении полярности последовательной обмотки, при повышении напряжения полярность меняется, при понижении полярность последовательной и основной обмоток совпадает. Регулировка осуществляется электроникой в шкафу управления, которая подает команду электроприводу, перемещающему переключатель в заданное положение.

Рис №3. Электрическая схема БАРН

Рис №3. Электрическая схема БАРН

Автоматическое регулирование возбуждения генератора

АРВ осуществляется для изменения напряжения и тока в роторе,с целью сохранить напряжение в статоре на заданном уровне. При этом регулирование может осуществляться быстро, сверх номинального значения, такое действие называется форсировкой возбуждения.

Те значения параметров тока и напряжения, которые являются наибольшими в возбудителе называются потолком возбуждения. Отношения напряжения или тока в роторе при форсировке к номинальным значениям определяются как кратность форсировки возбудителя.

Автоматическое регулирование возбуждения выполняет следующие функции:

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ)

Согласно Правилам технической эксплуатации все генераторы независимо от их мощности и напряжения должны иметь устройство форсировки возбуждения, а генераторы мощностью 3 МВт и выше должны быть также оснащены автоматическими регуляторами возбуждения (АРВ).

Схема релейной форсировки возбуждения генератора

Рис.1. Схема релейной форсировки возбуждения генератора

Простейшим автоматическим устройством, предназначенным для быстрого увеличения возбуждения генератора в аварийном режиме, является релейная форсировка возбуждения (реле KV и контактор КМ на рис.1). Принцип действия форсировки состоит в том, что при значительном снижении напряжения на зажимах генератора (обычно ниже 85% номинального) реле минимального напряжения К V замыкает свои контакты и приводит в действие контактор форсировки КМ, который, срабатывая, закорачивает сопротивление шунтового реостата в цепи возбудителя RR. В результате ток возбуждения возбудителя быстро возрастает до максимального значения и возбуждение генератора достигает предельного значения.

Схема APB генератора пропорционального действия

Рис.2. Схема APB генератора пропорционального действия

Широко распространенными APB являются устройства компаундирования в сочетании с корректором напряжения (рис.2).

Термин «компаундирование» обозначает автоматическое регулирование тока возбуждения машины в зависимости от тока статора. В нормальном режиме в случае увеличения тока статора (при активно-индуктивной нагрузке) напряжение генератора уменьшается, но устройство компаундирования автоматически увеличивает ток возбуждения возбудителя, а следовательно, и ток ротора генератора, благодаря чему напряжение на зажимах статора генератора восстанавливается.

Устройство компаундирования успешно работает и в аварийных режимах работы генератора, когда напряжение генератора снижается, а ток в обмотке статора значительно возрастает.

В схему компаундирования входят трансформаторы тока ТА, вторичные обмотки которых включены на промежуточный трансформатор Т, а также выпрямитель VD1, который выпрямляет ток компаундирования перед подачей его в обмотку возбуждения возбудителя LGE. Ток компаундирования IK без учета коррекции пропорционален IГ.

Компаундирование в чистом виде не может обеспечить достаточно точное поддержание напряжения генератора. Поэтому одновременно с регулированием возбуждения по току статора генератора применяется еще регулирование по напряжению статора. Для введения регулирующего импульса по напряжению трансформатор Т (универсальный трансформатор с подмагничиванием) оснащается еще обмотками 2 и 4 (рис.2,а).

Ток в обмотке 2 пропорционален UГ. Фаза тока IН подобрана так, что ток IН совпадает по фазе с реактивной слагающей тока генератора. Поэтому при чисто активной нагрузке МДС обмоток 1 и 2 взаимно сдвинуты на 90°, а при чисто реактивной нагрузке генератора они совпадают по фазе.

Вследствие этого ток компаундирования при неизменных величинах IГ и UГ получается тем больше, чем ниже cosφ или выше реактивная нагрузка генератора, — это так называемое фазовое компаундирование, которое обеспечивает более точное поддержание напряжения, так как ток компаундирования зависит не только от абсолютного значения тока генератора, но и от cosφ.

Через обмотку 4 подмагничивания Т производится окончательная коррекция тока компаундирования относительно заданного значения UГ при помощи корректора напряжения.

В общем случае в состав корректора напряжения входят измерительные элементы И1 и И2, включаемые в цепь трансформатора напряжения TV через установочный автотрансформатор Т1.

Принцип действия измерительного органа корректора поясняется рис.2,б. Выпрямленный ток I1 на выходе измерительного элемента И1 прямо пропорционален входному напряжению. Поэтому этот элемент называется линейным.

Выпрямленный ток I2 на выходе элемента И2, который называется нелинейным, имеет нелинейную зависимость от входного напряжения (рис.2,б). Оба тока I1 и I2 поступают в усилитель У, который реагирует на их разность и усиливает ее. Ток выхода корректора поступает в данном случае в обмотку 4 подмагничивания Т.

Из рис.2,б видно, что при снижении напряжения на входе измерительных элементов менее U1 под действием разности токов (I1-I2) ток выхода корректора увеличивается. Корректор поддерживает то напряжение генератора, которое соответствует напряжению U1 на входе измерительных элементов. С помощью автотрансформатора T1 можно изменять настройку корректора.

Читайте также  Бензиновый генератор makita g4800lx

Рассмотренная схема АРВ относится к группе регуляторов пропорционального действия, реагирующих на отклонение тока статора и напряжения статора генератора.

Разработаны и находятся в эксплуатации регуляторы сильного действия, реагирующие на скорости изменения параметров регулирования, а также на их ускорение. Устройство АРВ сильного действия в сочетании с быстродействующими системами возбуждения, имеющими высокие скорости изменения напряжения возбуждения и большие значения потолочного напряжения возбудителя, обеспечивает значительное повышение устойчивости параллельной работы генератора. С целью повышения эффективности в закон регулирования вводятся также составляющие Δf и f’.

Структурная схема АРВ сильного действия

Рис.3. Структурная схема АРВ сильного действия

Структурная схема АРВ сильного действия приведена на рис.3. Автоматическое регулирование возбуждения состоит из двух основных звеньев: измерительного звена и усилителя-сумматора.

В измерительное звено входят блоки измерения напряжения (БИН) и частоты (БИЧ). Блок БИН содержит предвключенный элемент БКТ, в котором происходит автоматическая коррекция измеряемого напряжения в зависимости от реактивной составляющей тока генератора. После БКТ сигнал поступает на измерительные элементы ΔU (отклонение напряжения) и U’ (производная напряжения), выход которых пропорционален указанным величинам. Блок БИЧ имеет измерительные элементы, выход которых пропорционален Δf и f’.

Усилитель-сумматор представляет собой двухкаскадный магнитный усилитель, выходной сигнал которого направляется на управление рабочей и форсировочной группами тиристоров быстродействующей системы возбуждения (исполнительный элемент).

Для улучшения характеристик АРВ (повышения быстродействия и др.) в схему регулятора обычно вводят обратные связи ОС.

Регуляторы напряжения

Непрерывность работы автономной электрической станции во многом зависит от корректной регулировки напряжения. Для этого используют регуляторы напряжения генератора. Эти устройства созданы для автоматической коррекции нагрузки синхронных генераторов разной мощности. Они способны уберечь приборы станции от внезапных поломок и увеличить коэффициент полезного действия энергооборудования.

Типы регуляторов напряжения

Для разных видов устройств требуются различные типы регуляторов напряжения. При выборе нужно учитывать также число фаз, мощность и условия эксплуатации.

У нас вы сможете приобрести автоматические регуляторы напряжения AVR для генераторов:

LEROY SOMER;

Marathon Electric;

Marelli Motori;

Basler Electric;

Velga Vilnius;

BOKUK Electric IND;

Caterpillar;

Также нашей компанией предлагаются корректоры напряжения для генераторов серии ГС, БГ, ГСФ, ГСМ, МСС, ЕСС и регуляторы напряжения TR4, TR6, TR9 любых модификаций. Если вы не уверены в выборе, наши специалисты посоветуют оптимальный вариант AVR с учетом особенностей основного устройства.

Принцип работы подобных устройств

Регуляторы напряжения генератора стабилизируют электрический ток, защищая приборы, подключенные к электростанции, от скачков из-за перегрузки двигателя внутреннего сгорания.

Устройство регулятора напряжения может несколько различаться, но общие принципы можно уловить в самом простом варианте исполнения. Здесь прибор подключается к трем обмоткам:

специальной на статоре;

обмотке ротора через щетки.

Устройство преобразует переменный ток, формируя постоянное напряжение нужного значения. Оно подается через щетки на обмотку возбуждения ротора.

Если число оборотов двигателя отклоняется от нужной величины, напряжение на специальной обмотке пропорционально изменяется. Это позволяет стабилизировать функционирование генератора и повлиять на величину выходного напряжения.

Правила настройки AVR

Стабильность работы автономной электростанции, в том числе и в аварийных ситуациях, напрямую зависит от того, насколько точно настроен AVR. Он мгновенно отключит генератор при возникновении неполадки и сформирует параллельное подключение энергооборудования и центральных электрических магистралей.

Независимо от бренда устройства необходимо придерживаться общих правил настройки и использования AVR:

Прибор может удерживать отклонение выходного электротока в диапазоне +/-2,5 процентов в штатном рабочем режиме и +/-3,5 процентов – в аварийных ситуациях.

Во время переходных процессов напряжение не может выходить за рамки 85–120 процентов от номинального.

При перегрузках AVR должен вернуть выходной электроток к номинальной величине за полторы секунды.

Недопустимо резкое понижение напряжения при изменении нагрузки генератора.

Если нет напряжения в розетке генератора, либо оно сильно отличается от номинального, вероятно, возникла поломка блока AVR. Причины возникновения неисправности:

механические и тепловые повреждения;

нарушение целостности прибора и попадание влаги внутрь;

неверное включение либо отключение нагрузки;

перегрузка генератора выше номинальной мощности;

подсоединение двигателей с высокими пусковыми токами или дополнительных устройств при отсутствии запаса мощности;

неверное подключение однофазной нагрузки к трехфазному генератору;

нарушение эксплуатационных правил.

Чаще всего требуется замена блока AVR, которую обязаны осуществлять профессионалы. Если после замены проблемы с напряжением остались, нужно проверить непрерывность электросхемы либо обмотки статора и ротора.

Где купить и отремонтировать прибор?

Наша компания предлагает не только широкий выбор блоков AVR для различных типов генераторов проверенных марок. Мы предоставляем услуги по монтажу и пусконаладочным работам, ремонту и диагностике ДГУ, гарантийное и послегарантийное обслуживание, а также доставку приобретенного устройства по РФ. При этом цена на все регуляторы напряжения и другие устройства вполне бюджетна.

В полный пакет технической документации включена технологическая характеристика прибора и инструкция по эксплуатации на русском языке. Наши квалифицированные специалисты помогут подобрать оптимальный вариант и проконсультируют по условиям установки и эксплуатации как до, так и после приобретения оборудования.

При заказе более одной единицы AVR импортного производства — ДОСТАВКА БЕСПЛАТНАЯ!

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Автоматическое регулирование — напряжение — генератор

Автоматическое регулирование напряжения генераторов выполняется устройством компаундирования с электромагнитным корректором. Предусмотрена также фор-сировка возбуждения, выполненная с помощью двух реле минимального напряжения. В целях упрощения максимальная и дифференциальная защиты приняты двухфазными. Все перечисленные защиты действуют через промежуточное реле на отключение выключателя и включение АГП.  [1]

Для автоматического регулирования напряжения генератора применяется схема фазового моста, плечом с переменным сопротивлением которого является дроссель с током подмагничива-ния, зависящим от напряжения генератора. При изменении напряжения на генераторе изменяется фаза напряжения фазового моста. Напряжение с фазового моста подается на управляющие сетки рабочей группы вентилей. Благодаря изменению его фазы относительно напряжения на анодах соответствующим образом изменяется ток возбуждения генератора, восстанавливая заданную величину напряжения на нем.  [2]

Система автоматического регулирования напряжения генератора при установившемся тепловом режиме электроагрегата обеспечивает поддержание установившегося выходного напряжения с точностью 2 % от среднерегулируемого значения. В переходных режимах при внезапном включении или отключении нагрузки мгновенное отклонение напряжения не превышает 10 % установленного значения.  [3]

При автоматическом регулировании напряжения генераторов ( АРН) напряжение генератора поддерживается на заданной величине путем автоматического регулирования тока возбуждения. Регулирование осуществляют при помощи устройства, реагирующего на отклонения контролируемого напряжения от заданной величины.  [4]

Пример схемы автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока показан на рис. 1.3. С делителя напряжения ДН снимается напряжение kuT, пропорциональное регулируемому напряжению цг. Оно сравнивается с напряжением иа эталонной батареи. Двигатель приводит в движение регулирующий орган — реостат, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора ОВГ.  [5]

Современные схемы автоматического регулирования напряжения генераторов трехфазного переменного тока , включающие в себя магнитные усилители, обеспечивают колебания напряжения на зажимах генератора, не превышающие 4 — 5 % номинальной величины напряжения как при мгновенном ( резком) изменении нагрузки от нуля до 100 % номинальной мощности генератора ( в сторону увеличения и в сторону уменьшения), так и при пуске коротко-замкнутого электродвигателя мощностью 75 % от номинальной мощности генератора.  [6]

Таким образом, автоматическое регулирование напряжения генераторов электростанций повышает качество и надежность электр ос набжения.  [7]

При помощи реле-регулятора осуществляется автоматическое регулирование напряжения генератора путем изменения тока возбуждения, а вследствие этого и магнитного потока полюсов.  [8]

На рис. 25 показана схема автоматического регулирования напряжения генератора путем воздействия на обмотки возбуждения генератора. Заданное значение напряжения генератора здесь устанавливается путем изменения положения траверзы плоского контроллера, изменяющего одновременно сопротивление в цепи обмотки возбуждения генератора и ток, протекающий через задающую обмотку S, электромашинного усилителя. По обмотке В2 усилителя протекает ток.  [9]

Читайте также  Антигравитационный генератор собрать своими руками

На рис. 209 представлена система автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока . Измерительным элементом служит мостиковая схема с нелинейным сопротивлением в качестве одного из плеч.  [10]

Каким уравнением будет описываться система автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока , приведенная на рис. 1 — 32, при отсутствии гибкой обратной связи.  [11]

Было произведено сравнение работы двух схем автоматического регулирования напряжения генератора : схемы, изображенной на фиг.  [12]

Грубая стабилизация обычно осуществляется непосредственно системами автоматического регулирования напряжения бортовых генераторов ( угольные, а также контактные вибрационные регуляторы и пр. Точная стабилизация напряжений питания для задающих элементов осуществляется специальными стабилизаторами небольшой мощности, которые и будут рассмотрены подробнее.  [13]

Какой вид будет иметь уравнение системы автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока с угольным регулятором ( рис. 1 — 36), если стабилизирующий трансформатор отсутствует и регулятор имеет астатическую настройку.  [14]

Выражение (4.49) представляет собой операторное уравнение системы автоматического регулирования напряжения генератора с нулевыми начальными условиями, разрешенное относительно регулируемой величины.  [15]

Автоматическая регулировка напряжения генератора

Для нормальной работы потребителей электрической энергии необходимо, чтобы значение частоты тока и напряжения соответствовали номинальным или, точнее, не выходили за допустимые пределы. Снижение частоты тока ведет к изменению частоты вращения электродвигателей, увеличению потребления мощности, а поэтому к их перегреву. Кроме того, на многих производствах изменение частоты вращения рабочей машины может самым пагубным образом сказаться на качестве выпускаемой продукции. Частоту тока на электрических станциях автоматически поддерживают на постоянном уровне при помощи регуляторов частоты вращения первичных двигателей.

Отклонение значения напряжения от номинального также приводит к нарушению нормального режима работы приемников энергии у потребителей. Известно, что вращающий момент электродвигателя пропорционален квадрату напряжения. Чтобы двигатель при снижении напряжения продолжал нести нагрузку, должно увеличиться скольжение, то есть уменьшиться частота вращения двигателя. Но при ее падении увеличивается потребляемый электродвигателем ток, что вызывает перегрев электродвигателя. Поэтому на электрических станциях наряду с устройствами регулирования частоты тока предусматривают устройства для регулирования напряжения.

В соответствии с ГОСТом в нормальном режиме работы допускаются отклонения значений частоты тока от номинального в пределах + 0,1 Гц. Временная работа энергосистемы возможна с отклонением частоты ±0,2 Гц. Для изолированно работающих станций мощностью до 100 и до 50 кВт допустимые отклонения частоты тока составляют соответственно +3 и +5 Гц.

Отклонения напряжения на зажимах приборов рабочего освещения, установленных в производственных помещениях и общественных зданиях, где требуется значительное зрительное напряжение, а также в прожекторных установках наружного освещения допускаются в пределах от —2,5 до +5% номинального. На зажимах электродвигателей и пускозащитной аппаратуры допускается отклонение напряжения в диапазоне от —5 до +10% номинального, а на зажимах остальных приемников—на ±5% номинального

В малоответственных сельскохозяйственных установках допустимые отклонения напряжения составляют от +7,5 до —7,5%.

Все рассмотренные выше схемы генераторов предполагают ручное регулирование напряжения, которое не может обеспечить надлежащего и своевременного контроля за изменением нагрузки. Современные синхронные генераторы оборудованы автоматическими устройствами, которые не только регулируют напряжение на зажимах генераторов, но и при необходимости увеличивают возбуждение до максимального значения в момент снижения напряжения (например, при аварийных режимах). Такие устройства называютавтоматическими регуляторами возбуждения (АРВ).

На маломощных сельскохозяйственных станциях устройства АРВ облегчают запуск короткозамкнутых электродвигателей. Они способствуют более быстрому восстановлению напряжения после отключения поврежденных участков электроустановки. Благодаря этому электрические двигатели, которые в момент аварии и понижения напряжения несколько притормозились, восстанавливают номинальную частоту вращения без нарушения технологического процесса — остановки рабочей машины.

Устройства автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов по принципу действия могут быть подразделены на три группы: 1) автоматические регуляторы напряжения; 2) устройства быстродействующей релейной форсировки возбуждения и 3) устройства компаундирования.

Нагрузка на генератор, определяемая числом и мощностью потребителей электроэнергии, постоянно изменяется. Увеличение нагрузки на генератор вызывает уменьшение частоты вращения первичного двигателя, а следовательно, и частоты тока. Наоборот, сброс нагрузки приводит к резкому возрастанию частоты вращения первичного двигателя и, значит, к увеличению частоты тока, в сети.

Для поддержания частоты тока на заданном уровне на электрических анциях устанавливают автоматические регуляторы частоты вращения первичных двигателей. Основным элементом аких устройств служит центробежный маятник, который воспринимает изменение частоты вращения первичного двигателя и через дополнительные устройства воздействует на орган, регулирующий частоту вращения. Регуляторы частоты вращения могут быть прямогоили косвенного действия.

ris_10.9

Рисунок 10.9 иллюстрирует принцип работы регулятора прямого действия. При изменении частоты вращения (например, уменьшении) центробежный маятник М изменит свою первоначальную амплитуду (радиус) отклонения (показано

пунктиром) и через рычаг Р воздействует на задвижку 3, регулирующую поступление горючей смеси в цилиндры двигателя. Если нужно изменить нагрузку двигателя при постоянной частоте вращения, регулируют натяжение пружины П.

Регуляторы прямого действия применяют на двигателях малой мощности. Для поворота регулирующих клапанов паровых турбин или лопаток направляющего механизма гидротурбин энергии маятника недостаточно. В этом случае применяют регуляторы косвенного действия. Центробежный маятник воздействует на промежуточный механизм привода регулирующего органа первичного двигателя (серводвигатель).

Для автоматического регулирования напряжения на генераторах сельских электрических станций применяют обычно регуляторы напряжения реостатного, вибрационного и комбинированного типов. Изготавливают также электронные регуляторы.

Среди регуляторов напряжения угольный регулятор — один из самых простых и дешевых, однако область его применения ограничена станциями малых мощностей. Это регулятор прямого действия, так как он воздействует непосредственно на возбуждение возбудителя.

Такой регулятор (рис. 10.10, а) состоит из угольного реостата 4, полупроводникового выпрямителя 1, электромагнита 6 с рычагом 2 и пружиной 5. Угольные столбики реостата набраны из отдельных угольных шайб. Сопротивление этих столбиков зависит от степени сжатия шайб. Чем больше давление на столбики, тем меньше сопротивление реостата (и наоборот). Давление на угольные столбики создается тягой 3 и пружиной 5. Если электромагнит 6 включен, то якорь рычага 2 притягивается к сердечнику электромагнита, пружина 5 натягивается, а тяга 3, поднимаясь, уменьшает степень сжатия угольных шайб. Таким образом, и повышении напряжения в сети возрастает сила притяжения якоря, следовательно, уменьшается степень сжатия шайб в угольном реостате, возрастает его сопротивление и снижается ток в цепи возбуждения возбудителя В. Значение напряжения на зажимах генератора Г уменьшается до номинального.

ris_10.10

Если нагрузка на генератор возрастает, напряжение его несколько спадает, сила притяжения электромагнита уменьшается, пружина 5 увеличивает сжатие угольных шайб в столбиках реостата и сопротивление реостата уменьшается. Поэтому усиливается ток возбуждения возбудителя и напряжение на зажимах генератора возрастает до номинального. Угольный реостат типа РУН рассчитан на номинальные напряжения 115 и 230 В.

При параллельной работе генераторов для повышения устойчивости работы агрегатов в схеме включения угольного реостата возбуждения предусматривается специальное устройство (компенсатор реактивной мощности), предупреждающее возрастание реактивной нагрузки при изменении возбуждения. Этой цели служит трансформатор тока ТТ, включенный в фазу В. Вектор напряжения в этой фазе UB сдвинут на угол 90° по отношению к вектору напряжения UAc между фазами А и С (рис. 10.10, б). При cosφ =0, то есть если ток будет сдвинут по отношению к напряжению на 90°, во вторичной цепи трансформатора тока ТТ появится ток IB, совпадающий по направлению с напряжением UAc, питающим селеновый выпрямитель, и угольный реостат возбуждения воспримет это увеличение реактивной мощности как повышение напряжения. Реостат сработает на снижение возбуждения, а следовательно, и уменьшение реактивной мощности.

Читайте также  Тойота краун замена генератора

Стабилизирующий трансформатор СТ предназначен для сглаживания толчков тока и напряжения в момент регулирования напряжения. Этот трансформатор выполняет роль демпфирующего устройства в период регулирования возбуждения.

Кроме угольного реостата типа РУН, применяются реостатные регуляторы с проволочным резистором, имеющим отпайки от отдельных секций. Электромагнит регулятора в зависимости от значения напряжения на зажимах генератора вызывает замыкание или размыкание контактов, которые шунтируют отдельные секции реостата, включенного в обмотку возбуждения возбудителя. Этот реостат рассчитан на ток до 2 А и состоит из десяти секций (ступеней) сопротивлением 3 Ом каждая. Такой регулятор применим для отдельно работающих генераторов мощностью до 60 кВ•А. Использовать их при параллельной работе не рекомендуется, поскольку отсутствует устройство для выравнивания реактивных мощностей. При колебаниях нагрузки от нуля до номинальной напряжение генератора поддерживается на уровне ± 2.5%.

Вибрационные регуляторы напряжения типа АВРН предназначены для генератора мощностью До 60 кВ • А. Точность их регулирования ± 5% при изменении нагрузки от нуля до номинальной и колебаниях частоты тока в пределах ±20%. Комбинированные регуляторы напряжения сочетают в себе особенности регуляторов двух, первых типов.

Дополнительный регулятор для автомобильного генератора

Заряд аккумулятора в автомобиле от штатного генератора, особенно в зимнее время года, может вызывать некоторые затруднения. Из-за погрешности работы встроенного регулятора напряжения ток, подаваемый на обмотку возбуждения генератора, бывает недостаточным для поддержания выходного напряжения на уровне 14,2…14,7В, даже без подключения потребителей. Подключение нагрузки, а именно: лампы ближнего света и разного рода обогреватели, только усугубляет ситуацию. Постоянный недозаряд грозит образованием сульфата свинца на пластинах аккумулятора, что снижает его ёмкость, и, в конечном итоге, не только не позволит завести двигатель, но и выведет аккумулятор из строя. Например, производитель «Akom» в своей инструкции указывает: «Для эффективной и полной зарядки АКБ, изготовленных по технологии Ca/Cа, зарядное устройство должно обеспечивать зарядное напряжение 16,0 В». Для бортовой сети это напряжение великовато, но для заряда зимой во время поездок хватит и 14,5…14,8В. Очень популярным решением для этой проблемы в сети интернет является последовательное включение диода в разрыв питания регулятора напряжения автомобильного генератора. Суть доработки в следующем. Встроенный регулятор генератора отслеживает напряжение питания бортсети автомобиля. Добавление диода вычитает из его питающего напряжения 0,5…0,7В в зависимости от его типа и тока нагрузки. Регулятор будет стремиться компенсировать это падение напряжения, поскольку питающее напряжение в сети уменьшилось, ток в обмотке возбуждения генератора будет увеличен до значения, которое позволит добавить именно это значение падения напряжения, что приведёт к росту напряжения бортсети. Способ простой и эффективный. Но есть недостаток – из-за конкретного типа диода, тока нагрузки и температуры окружающей среды падение напряжения может существенно отличаться от необходимого. Предлагаемая конструкция поможет внести предсказуемость в работу автомобильного генератора путём добавления регулируемой вольтдобавки — соединения предлагаемого устройства между питанием штатного встроенного автомобильного генератора и питанием бортсети автомобиля.

Схема достаточно проста:

Основа схемы – ОУ DA2. Он сравнивает опорное напряжение, поступающее с элементов C1, R1…R3, DA1, с напряжением, снимаемым со стока транзистора VT1. Уменьшение падения напряжения сток-исток VT1 относительно опорного напряжения приводит к его закрытию, что стабилизирует вычитающее напряжение регулятора генератора на уровне, устанавливаемом резистором R3. Элементы R4, R5, C2 предотвращают самовозбуждение схемы, ОУ DA2 без них на ёмкостную нагрузку, которой является затвор VT1, нормально работать не будет. Конденсаторы C1, C3…C5 фильтруют помехи в цепи питания. Диодный мост VD1 – аварийный. В случае нештатной работы регулятора он не позволит превысить падение напряжения в питающей цепи регулятора напряжения более 1,4В. Резистор R6 необходим для первичной настройки падения напряжения между выводами сток-исток транзистора VT1 без подключения к генератору.

Фото собранного устройства:

Элементы C1, C4, C5, DA1, R3 приклеены на плату. Это поможет им пережить вибрацию во время движения автомобиля. Сторона пайки компонентов печатной платы для защиты от влаги покрыта акриловым лаком:

Сама плата устанавливается на радиатор:

Вообще-то, хватит радиатора и поскромнее, достаточно алюминиевой пластины толщиной 5мм, но это у кого что найдётся. Внешние компоненты также частично покрыты акриловым лаком. Всё в сборе размещается в подходящем по размеру корпусе:

В нём же установлен выключатель регулятора для работы в тёплое время года:

В этом случае он замыкает входную и выходную цепь (сток – исток транзистора VT1), исключая влияние устройства на работу генератора.

Собранный из исправных элементов регулятор в дополнительных настройках не нуждается. Добавка необходимой величины напряжения бортсети автомобиля осуществляется подстройкой резистора R3. Контроль этой величины осуществляется с помощью вольтметра между входной и выходной цепи регулятора (сток – исток транзистора VT1).

О замене элементов. ОУ DA2 подойдёт любой, допускающий работу при входных напряжениях, равных питающему, в даташите при этом указывается – «common-Mode Input Voltage Range Includes VCC+». Из наименее экзотических подойдут ОУ LF355/6/7. Тут необходимо добавить, что использование цанговой панельки для ОУ – мера вынужденная. То, что продавалось под маркировкой TL071CN действительности не соответствовало – они не работали от входных напряжений, равных питающему. Приходилось подбирать. Если с оригинальными ОУ проблем нет, лучше запаивать микросхему в плату напрямую. Транзистор VT1 можно заменить на IRF5210N или аналогичные. Однако не следует забывать, что сопротивление сток – исток применяемого транзистора ограничивает минимальное падение напряжения на регуляторе, а следовательно, минимальную вольтдобавку бортсети. Иными словами, транзисторы с большим сопротивлением сток – исток будут работать как обычные сопротивления даже при подаче открывающего напряжения 15В на затвор – исток. Диодный мост VD1 подойдёт любой, подходящий для удобного монтажа на радиатор под «винт». В общем-то, именно это и послужило причиной выбора именно диодного моста.

Можно было бы использовать 2 последовательно соединённых диода, но их сложнее крепить к радиатору. Стоит ещё заметить, что если вольтдобавка не превышает 0,6В, можно ограничиться только одним защитным диодом. В случае с использованием диодного моста можно соединить на плате перемычкой выводы «

» с «+» или «-». Задача DA1 – поддержание стабильного опорного напряжения вне зависимости от температуры окружающей среды. Источник опорного напряжения DA1 можно заменить низковольтным стабилитроном или стабистором. При этом, возможно, придётся изменить номиналы сопротивлений R2, R3 для плавной настройки. В крайнем случае, вместо DA1 можно применить 3 последовательно соединённых диода 1N4148, — работать это будет, но погрешность составит +-6,3 мВ на изменение одного градуса Цельсия. Если настраивать падение напряжения регулятора «на морозе» (резистором R3), это может оказаться приемлемым за счёт относительно небольших колебаний температуры.

Для упрощения установки в капот автомобиля имеет смысл предусмотреть клеммы подключения:

И самое главное. Для данной доработки генератора необходимо, чтобы питание встроенного регулятора автомобильного (или тракторного) генератора имело отдельное питание. Например, от замка зажигания. В этом случае подключение не вызовет никаких затруднений. В отличие от конструкционных решений, где питание встроенного регулятора осуществляется от внутренних цепей генератора. В этом случае без частичной разборки корпуса не обойтись…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: