По-перше, нам потрібно обмежити обсяг обговорення, щоб уникнути його надмірної неточності. Генератор, про який тут йдеться, стосується безщіткового трифазного синхронного генератора змінного струму, який далі називатиметься лише «генератор».
Цей тип генератора складається щонайменше з трьох основних частин, які будуть згадані в наступному обговоренні:
Головний генератор, розділений на головний статор та головний ротор; Головний ротор забезпечує магнітне поле, а головний статор генерує електроенергію для живлення навантаження; Збуджувач, розділений на статор збудника та ротор; Статор збудника забезпечує магнітне поле, ротор генерує електроенергію, і після випрямлення обертовим комутатором він подає живлення на головний ротор; Автоматичний регулятор напруги (AVR) виявляє вихідну напругу головного генератора, керує струмом обмотки статора збудника та досягає мети стабілізації вихідної напруги головного статора.
Опис роботи стабілізації напруги AVR
Операційна мета AVR полягає в підтримці стабільної вихідної напруги генератора, що зазвичай називається «стабілізатором напруги».
Його робота полягає у збільшенні струму статора збудника, коли вихідна напруга генератора нижча за встановлене значення, що еквівалентно збільшенню струму збудження головного ротора, що призводить до підвищення напруги головного генератора до встановленого значення; навпаки, зменшує струм збудження та дозволяє напрузі знизитися; якщо вихідна напруга генератора дорівнює встановленому значенню, AVR підтримує існуючий вихід без регулювання.
Крім того, відповідно до фазового співвідношення між струмом і напругою, навантаження змінного струму можна класифікувати на три категорії:
Резистивне навантаження, де струм знаходиться в фазі з прикладеною до нього напругою; індуктивне навантаження, фаза струму відстає від напруги; ємнісне навантаження, фаза струму випереджає напругу. Порівняння трьох характеристик навантаження допомагає нам краще зрозуміти ємнісні навантаження.
Для резистивних навантажень, чим більше навантаження, тим більший струм збудження потрібен для головного ротора (для стабілізації вихідної напруги генератора).
У подальшому обговоренні ми використовуватимемо струм збудження, необхідний для резистивних навантажень, як еталонний стандарт, що означає, що більші з них називаються більшими; ми називаємо його меншими за нього.
Коли навантаження генератора індуктивне, головному ротору потрібен більший струм збудження, щоб генератор підтримував стабільну вихідну напругу.
Ємнісне навантаження
Коли генератор стикається з ємнісним навантаженням, струм збудження, необхідний для головного ротора, зменшується, а це означає, що струм збудження необхідно зменшити, щоб стабілізувати вихідну напругу генератора.
Чому це сталося?
Слід пам'ятати, що струм на ємнісному навантаженні випереджає напругу, і ці випереджувальні струми (що протікають через головний статор) генеруватимуть індукований струм на головному роторі, який позитивно накладається на струм збудження, посилюючи магнітне поле головного ротора. Тому струм від збудника необхідно зменшити, щоб підтримувати стабільну вихідну напругу генератора.
Чим більше ємнісне навантаження, тим менший вихід збудника. Коли ємнісне навантаження збільшується до певної міри, вихід збудника має бути зменшений до нуля. Вихід збудника дорівнює нулю, що є межею генератора. У цьому випадку вихідна напруга генератора не буде самостабільною, і цей тип джерела живлення не кваліфікований. Це обмеження також відоме як «обмеження недостатнього збудження».
Генератор може приймати лише обмежену вантажопідйомність; (Звичайно, для певного генератора також існують обмеження щодо розміру резистивного або індуктивного навантаження.)
Якщо проект має проблеми з ємнісними навантаженнями, можна використовувати джерела живлення IT з меншою ємністю на кіловат або використовувати індуктори для компенсації. Не дозволяйте генераторній установці працювати поблизу області «граничного збудження».
Час публікації: 07 вересня 2023 р.
