Първо, трябва да ограничим обхвата на дискусията, за да избегнем прекаленото ѝ разкриване. Генераторът, обсъждан тук, се отнася до безчетков, трифазен синхронен генератор с променлив ток, наричан по-долу само „генератор“.
Този тип генератор се състои от поне три основни части, които ще бъдат споменати в следващото обсъждане:
Главен генератор, разделен на главен статор и главен ротор; Главният ротор осигурява магнитно поле, а главният статор генерира електричество за захранване на товара; Възбудител, разделен на статор на възбудителя и ротор; Статорът на възбудителя осигурява магнитно поле, роторът генерира електричество и след коригиране от въртящ се комутатор, той захранва главния ротор; Автоматичен регулатор на напрежението (AVR) открива изходното напрежение на главния генератор, контролира тока на статорната бобина на възбудителя и постига целта за стабилизиране на изходното напрежение на главния статор.
Описание на работата на AVR за стабилизиране на напрежението
Оперативната цел на AVR е да поддържа стабилно изходно напрежение на генератора, известно като „стабилизатор на напрежението“.
Неговото действие е да увеличи статорния ток на възбудителя, когато изходното напрежение на генератора е по-ниско от зададената стойност, което е еквивалентно на увеличаване на възбуждащия ток на главния ротор, което води до повишаване на напрежението на главния генератор до зададената стойност; напротив, намалява възбуждащия ток и позволява на напрежението да намалее; ако изходното напрежение на генератора е равно на зададената стойност, AVR поддържа съществуващия изход без регулиране.
Освен това, според фазовата връзка между тока и напрежението, променливотоковите товари могат да бъдат класифицирани в три категории:
Резистивен товар, при който токът е във фаза с приложеното към него напрежение; Индуктивен товар, фазата на тока изостава от напрежението; Капацитивен товар, фазата на тока изпреварва напрежението. Сравнението на трите характеристики на товара ни помага да разберем по-добре капацитивните товари.
При резистивни товари, колкото по-голям е товарът, толкова по-голям е необходимият възбуждащ ток за главния ротор (за да се стабилизира изходното напрежение на генератора).
В последващото обсъждане ще използваме тока на възбуждане, необходим за резистивни товари, като референтен стандарт, което означава, че по-големите се наричат по-големи; ние го наричаме по-малък от него.
Когато натоварването на генератора е индуктивно, главният ротор ще изисква по-голям възбуждащ ток, за да може генераторът да поддържа стабилно изходно напрежение.
Капацитивен товар
Когато генераторът се сблъска с капацитивен товар, токът на възбуждане, необходим за главния ротор, е по-малък, което означава, че токът на възбуждане трябва да бъде намален, за да се стабилизира изходното напрежение на генератора.
Защо се случи това?
Все пак трябва да помним, че токът върху капацитивния товар е пред напрежението и тези водещи токове (протичащи през главния статор) ще генерират индуциран ток върху главния ротор, който се наслагва положително на възбуждащия ток, усилвайки магнитното поле на главния ротор. Така че токът от възбудителя трябва да бъде намален, за да се поддържа стабилно изходно напрежение на генератора.
Колкото по-голям е капацитивният товар, толкова по-малък е изходът на възбудителя. Когато капацитивният товар се увеличи до определена степен, изходът на възбудителя трябва да се намали до нула. Изходът на възбудителя е нула, което е границата на генератора. В този момент изходното напрежение на генератора няма да е самостабилно и този тип захранване не е квалифицирано. Това ограничение е известно още като „ограничение на възбуждането“.
Генераторът може да приема само ограничен товароносимост; (Разбира се, за определен генератор има и ограничения за размера на резистивните или индуктивните товари.)
Ако даден проект е затруднен от капацитивни товари, е възможно да се изберат IT източници на захранване с по-малък капацитет на киловат или да се използват индуктори за компенсация. Не позволявайте на генераторния агрегат да работи близо до зоната на „граница на недовъзбуждане“.
Време на публикуване: 07 септември 2023 г.
