Primul sistem de excitație este dezvoltat în 1971 de Kinte Industrial Co. Ltd. Unele dintre sistemele de excitație și furnizorii de excitatori sunt suprafețele acustice, Spincore Technologies, Mitsubishi Electric Power Products, DirectMed Parts, Basler Electric Co. etc. furnizați surse de curent continuu sau curent continuu către mașinile sincrone. Excitatoare de curent continuu, excitatoare de curent alternativ, circuite de detectare sau procesare a semnalului, electronice amplificatoare , redresoarele și circuitele de feedback de stabilizare a sistemului de excitație sunt elementele de bază ale diferitelor sisteme de excitație. În acest articol, sunt explicate diferitele tipuri de sisteme de excitație, elemente, avantaje și dezavantaje.
Ce este un sistem de excitație?
Definiție: Sistemul care furnizează curent continuu înfășurării sincrone a mașinii pentru a efectua funcții de protecție și control ale sistemului de alimentare. Acest sistem este format din excitator, PSS (stabilizator sistem de alimentare), AVR (Regulator automat de tensiune), unitate de procesare și elemente de măsurare. Curentul furnizat de acest sistem este curentul de excitație. Aceste valori de intrare ale sistemului sunt obținute prin utilizarea elementelor de măsurare, deoarece înfășurarea de câmp a excitatorului generatorului este sursa de energie electrică și circuitul regulatorului de tensiune autonom controlează curentul excitatorului, stabilizatorul PSS este utilizat pentru a produce semnale suplimentare în bucla de control.
Tipuri de sistem de excitație
Clasificarea sistemului de excitație este prezentată în figura de mai jos.
tipuri de excitație
Sistem de excitație DC
Sistemul de curent continuu (curent continuu) este format din două tipuri de excitatori care sunt excitatorul principal și excitatorul pilot. Ieșirea excitatorului este reglată de regulatorul automat de tensiune pentru a controla alternator tensiunea terminalului de ieșire. Peste înfășurarea câmpului, rezistorul de descărcare de câmp este conectat atunci când întrerupătorul de câmp este deschis. Acești doi excitatori în sistemul de curent continuu pot fi acționați fie de motor, fie de arborele principal. Tensiunea principală a excitatorului este de aproximativ 400 V. Figura sistemului DC este prezentată mai jos.
dc-excitație
Avantaje
Avantajele sistemului DC sunt
- Mai sigur
- Dimensiune compactă
Dezavantaje
Dezavantajele sistemului DC sunt
- Marime mare
- Reglarea tensiunii a fost complexă
- Răspuns foarte lent
Sistem de excitație AC
Sistemul AC (curent alternativ) constă dintr-o punte redresoare tiristor și alternator care sunt conectate direct la arborele principal. Principalul excitator dintr-un sistem de curent alternativ este fie excitat separat, fie autoexcitat. Acest sistem este clasificat în două tipuri: sistem rotor sau sistem tiristor rotativ. Clasificarea sistemului de curent alternativ este prezentată în figura de mai jos.
clasificarea-ac-excitației
Sistemul tiristor rotativ
Figura tiristorului rotativ sau a sistemului rotor este prezentată mai jos. Porțiunea rotativă a acestuia constă din câmpul alternatorului redresor , un circuit redresor, sursă de alimentare și un excitator de curent alternativ sau excitator de curent alternativ. Semnalul de declanșare controlat este generat de sursa de alimentare și de controlul redresorului.
de tip tiristor rotativ
Avantaje
Avantajele sistemului de tiristor rotativ sunt
- Raspuns rapid
- Simplu
- Cost scăzut
Dezavantaje
Principalul dezavantaj este că rata de răspuns a tiristorului este foarte mică
Sistem fără perii
Statorul și rotorul sunt componentele principale ale sistemului alternatorului fără perii. Corpul statorului este format din statorul principal și un stator excitator în mod similar ansamblul rotorului constă din rotorul principal și rotorul excitator împreună cu un ansamblu redresor de punte montat pe o placă care este atașată la rotor.
Statorul excitator are magnetism rezidual atunci când rotorul începe să rotească ieșirea AC (curent alternativ) este generată în bobinele rotorului excitator și această ieșire este trecută printr-un redresor de punte. Ieșirea trecută printr-un redresor de punte este convertită în DC (curent continuu) și dată rotorului principal. Rotorul principal în mișcare generează curent alternativ în bobinele staționare ale rotorului principal.
Excitatorul joacă un rol cheie în controlul ieșirii alternatorului. Curentul de magnetizare DC furnizat rotorului, care este câmpul alternatorului principal, prin urmare, dacă mărim sau micșorăm cantitatea de curent către bobinele de câmp excitator staționare, ieșirea alternatorului principal poate fi variată. Sistemul fără perii este prezentat în figura de mai jos.
fără perii
Pentru generatorul sincron, sistemul fără perii furnizează curent de câmp fără a utiliza inelul de alunecare și periile de carbon. Sistemul excitator fără perii cuplat cu un arbore rotor cu 16 PMG (excitator cu magnet permanent) și un excitator principal trifazat cu un redresor cu diodă de siliciu. Excitatorul cu magnet permanent produce 400 Hz, 220 V c.a.
Arborele rotorului principal al alternatorului cuplat la circuitul excitator fără perii fără perii, fără inele de alunecare și prin cabluri ale rotorului. Ieșirea principală a excitatorului este conectată la puntea SCR în arborele închis, în timp ce excitatorul cu magnet permanent și excitatorul principal sunt conectate la arborele solid.
Avantaje
Avantajele sistemului fără perii sunt
- Fiabilitatea este excelentă
- Flexibilitatea de funcționare este bună
- Răspunsurile sistemului sunt bune
- Nu există niciun contact în mișcare în sistemul fără perii, astfel încât întreținerea este redusă
Dezavantaje
Dezavantajele sistemului fără perii sunt
- Răspunsul este lent
- Nu există o dez-excitație rapidă
Sistem static
Acest sistem constă din transformatoare redresoare, etapă de ieșire SCR, echipament de pornire de excitație și descărcare pe teren, precum și circuite de reglare și control operațional. În acest sistem, nu există nici o piesă rotativă, deci nu există pierderi prin vânt și nu există pierderi de rotație. În acest sistem, ieșirea trifazată a alternatorului principal este transferată la transformatorul de coborâre, iar sistemul este mai ieftin la un alternator mic sub 500 MVA. Sistemul static este prezentat în figura de mai jos.
sistem-excitație-static
Avantaje
Avantajele sistemului static sunt
- Fiabilitatea este bună
- Flexibilitatea de operare este foarte bună
- Răspunsurile sistemului sunt excelente
- De dimensiuni mici
- Pierderi reduse
- Simplu
- Performanta ridicata
Dezavantaje
Principalele dezavantaje ale sistemului static sunt, necesită un inel de alunecare și o perie
Elemente și semnale ale sistemului de excitație
Diagrama bloc generală pentru sistemul de control al mașinii sincrone este prezentată în figura de mai jos. Figura este formată din cinci blocuri, acestea sunt blocuri de elemente de comandă, bloc excitator, traductor de tensiune terminal și compensator de sarcină, mașină sincronă și sistem de alimentare, stabilizator de sistem de alimentare și control suplimentar de excitație discontinuu.
diagrama bloc a sistemului de control al mașinii sincrone
Unde este EFD sincron tensiunea de câmp a mașinii sau tensiunea de ieșire a excitatorului, curentul de câmp sincron al mașinii IFD sau este curentul de ieșire al excitatorului, IT este fazorul curentului terminalului mașinii sincronizate, VC este ieșirea transductorului de tensiune terminală, VOEL este ieșirea limitatorului de supraexcitație, VR este ieșirea regulatorului de tensiune , VS este ieșirea stabilizatorului sistemului de alimentare, VSI este intrarea stabilizatorului sistemului de alimentare, VREF este tensiunea de referință a regulatorului de tensiune și VUEL este ieșirea limitatorului sub excitație.
Întrebări frecvente
1). Care este tensiunea de excitație?
Este o cantitate de tensiune necesară pentru a excita bobina de câmp și tensiunea variază în funcție de comanda redresorului. Tensiunea alternativă și tensiunea directă sunt cele două tipuri de tensiune de excitație.
2). De ce DC este folosit pentru excitație?
Curentul electric este produs numai atunci când firul se rotește într-un câmp magnetic constant obținut doar de tensiune de curent continuu (DC), astfel încât tensiunea de curent continuu este aplicată unei bobine pentru a obține câmpul magnetic constant.
3). De ce generatoarele au nevoie de excitație?
Excitația este necesară pentru ca generatorul să creeze un câmp magnetic și să furnizeze un câmp magnetic rotativ constant sau fix sau staționar.
4). Ce se întâmplă atunci când generatorii pierd excitația?
Curentul rotorului scade atunci când excitația de pierdere a generatorului și cu constanta de timp de câmp, tensiunea de câmp se descompune, de asemenea.
5). De ce avem nevoie de un sistem de excitație pentru alternatoare?
Acest sistem este necesar pentru ca un alternator să controleze tensiunea și puterea reactivă a alternatorului sau generatorului sincron.
În acest articol, diferite tipuri de sisteme de excitație , avantajele și dezavantajele sistemului sunt discutate. Iată o întrebare pentru dvs. care este excitatorul pilot în sistemul de excitație DC?
