Συνδυάζοντας ηλεκτρικές μηχανές, αυτόματο έλεγχο διέγερσης

Συνδυασμένα ηλεκτρικά αυτοκίνητα — σύστημα διέγερσης ηλεκτρικών μηχανών, στο οποίο η ροή διέγερσης αλλάζει αυτόματα με το φορτίο των μηχανών (ή, γενικά, το φορτίο του ηλεκτρικού κυκλώματος που συνδέεται με την ηλεκτρική μηχανή).

Ο συνδυασμός μηχανών συνεχούς ρεύματος γίνεται με την υπέρθεση στους πόλους τους, μαζί με μια παράλληλη περιέλιξη συνδεδεμένη παράλληλα με το κύκλωμα οπλισμού, μια περιέλιξη σειράς. Μια τέτοια μηχανή ονομάζεται σύνθετη ή μικτή μηχανή διέγερσης.

Εφαρμόζεται ανάμιξη μηχανών AC για σύγχρονες μηχανές — γεννήτριες, αντισταθμιστές, κινητήρες — και γενικά θεωρείται ως σύστημα (ή μέρος ενός πολύπλοκου συστήματος) για τον αυτόματο έλεγχο της διέγερσης μιας σύγχρονης μηχανής.

Σύστημα διέγερσης — ένα σύνολο κόμβων και συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για να λαμβάνουν και να ελέγχουν το ρεύμα διέγερσης των σύγχρονων μηχανών.Το συνεχές ρεύμα που ρέει μέσω της περιέλιξης διέγερσης της μηχανής σχηματίζει ένα περιστρεφόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο δημιουργεί ένα emf στους ακροδέκτες της περιέλιξης του στάτορα.

Το σύστημα διέγερσης, ως ένα από τα πιο κρίσιμα στοιχεία της σύγχρονης μηχανής, έχει σημαντικό αντίκτυπο στην αξιοπιστία της λειτουργίας των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και των καταναλωτών, στη σταθερότητα της παράλληλης λειτουργίας των σύγχρονων μηχανών. στο ηλεκτρικό σύστημα.

Το σύστημα διέγερσης των σύγχρονων μηχανών περιλαμβάνει:

• ένα συναρπαστικό πηνίο που βρίσκεται είτε στις υποδοχές του ρότορα είτε στους πόλους του με τη μορφή πηνίων. Τα άκρα του αφαιρούνται με δακτυλίους ολίσθησης στους οποίους εφαρμόζεται σταθερή τάση από τον διεγέρτη.
• διεγέρτης - τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος και βοηθητικός εξοπλισμός σε αυτό.
• αυτόματος ελεγκτής πεδίου που μεταβάλλει το ρεύμα πεδίου της σύγχρονης μηχανής σύμφωνα με τον επιλεγμένο νόμο ρύθμισης πεδίου.

Ο αυτόματος έλεγχος διέγερσης (ARV) πραγματοποιείται πιο αποτελεσματικά και με τη βοήθεια απλούστερου και πιο αξιόπιστου εξοπλισμού, εάν χρησιμοποιείται ανάμειξη στο σύστημα ARV, καθώς μειώνει σημαντικά τις αποκλίσεις τάσης όταν αλλάζει το φορτίο, αυξάνει τη σταθερότητα της σύγχρονης μηχανής ( και, επομένως, τα συστήματα ισχύος γενικά), διευκολύνει την εκκίνηση κινητήρων συγκρίσιμων σε ισχύ με γεννήτριες. Το τελευταίο είναι πολύ σημαντικό για αυτόνομους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής μικρής και μεσαίας ισχύος.

Η μέγιστη μεταδιδόμενη ισχύς μέσω της γραμμής ισχύος υπό συνθήκες στατικής και δυναμικής σταθερότητας καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τις παραμέτρους του συστήματος διέγερσης.Η στατική σταθερότητα εξαρτάται από την ευαισθησία του συστήματος διέγερσης στην αλλαγή τρόπου λειτουργίας, η οποία σχετίζεται με τον τύπο και τη ρύθμιση του ARV και τις σταθερές χρόνου των στοιχείων του συστήματος διέγερσης (ARV, διεγέρτης και πηνίο διέγερσης).

Ηλεκτρονικοί ρυθμιστές τάσης με ευέλικτη ανάδραση και συνδυαστικές συσκευές ανόρθωσης τάσης προσαρμόζουν την διέγερση ανάλογα με την απόκλιση της παραμέτρου λειτουργίας - τάση ή ρεύμα.

Αυτά τα ARV χρησιμοποιούνται ευρέως σε σύγχρονες μηχανές. Οι ισχυροί ελεγκτές ρυθμίζουν όχι μόνο την απόκλιση, αλλά και τον ρυθμό και την επιτάχυνση της αλλαγής σε μία ή δύο παραμέτρους λειτουργίας (ρεύμα, τάση, συχνότητα, γωνία μετατόπισης μεταξύ της τάσης σε κάποιο σημείο του συστήματος και του EMF μιας σύγχρονης μηχανής).

Πολλές επιλογές για σχήματα συνδυασμού σύγχρονων μηχανών χωρίζονται σε:

• Δημιουργία, άμεσα ή έμμεσα, ανάλογα με το αν η έξοδος του κυκλώματος του συστήματος διέγερσης συνδέεται απευθείας με το κύκλωμα διέγερσης μιας σύγχρονης μηχανής ή μέσω ενός ενισχυτή (όταν αυτό το κύκλωμα περιλαμβάνεται στο κύκλωμα διέγερσης του διεγέρτη ή του υποδιεγέρτη) . Θεωρούνται ως ενισχυτές ηλεκτρικών μηχανών.

• Σύνθεση κατά ρεύμα, τάση ή γωνία μιας σύγχρονης μηχανής κ.λπ. — ανάλογα με το ποιες παράμετροι λειτουργίας που σχετίζονται με την αλλαγή του φορτίου ενεργούν στην είσοδο του κυκλώματος (ιδιαίτερα, υπάρχουν κυκλώματα του συστήματος διέγερσης για το μέσο ρεύμα μιας ομάδας σύγχρονης μηχανής, για γραμμές ρεύματος).

• μονοφασικό, διφασικό ή τριφασικό - ανάλογα με το αν το σύστημα διέγερσης ανταποκρίνεται σε αλλαγές στις παραμέτρους λειτουργίας σε μία ή περισσότερες φάσεις του κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος.

• φάση ή μη - ανάλογα με το αν το σύστημα διέγερσης είναι ευαίσθητο στη φάση, δηλαδή, ανταποκρίνεται σε μια αλλαγή στη γωνία φάσης μεταξύ των διανυσμάτων ρεύματος και της τάσης του κυκλώματος εναλλασσόμενου ρεύματος.

• γραμμικό ή μη γραμμικό — ανάλογα με το αν αλλάζει ο συντελεστής αναλογικότητας μεταξύ της απόκλισης του διορθωμένου ρεύματος στην έξοδο του κυκλώματος και της απόκλισης της παραμέτρου λειτουργίας στην είσοδο του κυκλώματος, καθιστώντας τον σταθερό εντός των καθορισμένων ορίων του τρόπου λειτουργίας ;

• ελεγχόμενη ή μη — ανάλογα με το αν ο παραπάνω συντελεστής αλλάζει αυτόματα με ειδική (διορθωτική) ενέργεια ελέγχου.

Ο συνδυασμός σύγχρονων μηχανών χρησιμοποιείται ευρέως λόγω της υψηλής αξίας του αυτόματου ελέγχου διέγερσης, που είναι ένα από τα κύρια μέσα αύξησης της σταθερότητας της παράλληλης λειτουργίας των σύγχρονων μηχανών.

Για σύγχρονες μηχανές με χαμηλή ισχύ (μέχρι 1-2 MW), χρησιμοποιείται ευρέως η άμεση ανάμιξη φάσης (ελεγχόμενη και μη ελεγχόμενη) με την πλήρη αντικατάσταση του διεγέρτη μηχανής με ανορθωτές. αυτοδιέγερση μιας σύγχρονης μηχανής.

Η ελεγχόμενη ανάμειξη εκτελείται για εγκαταστάσεις όπου απαιτείται η διατήρηση σταθερής τάσης μηχανής με ακρίβεια μεγαλύτερη από ± 3-5%. Η διαχείριση πραγματοποιείται από το λεγόμενο ρυθμιστής τάσης.

Για σύγχρονες μηχανές χαμηλής ισχύος με διεγέρτες μηχανών, παράγονται αυτόματοι ρυθμιστές διέγερσης σύμφωνα με το σχέδιο φάσης που ελέγχεται από έναν διορθωτή τάσης.

Στη γενική θεωρία του αυτόματου ελέγχου, ο συνδυασμός ηλεκτρικών μηχανών αναφέρεται σε συστήματα ελέγχου για τη δράση διαταραχής του φορτίου, τα οποία μπορούν να συνδυαστούν με έλεγχο για την απόκλιση της σταθεροποιημένης παραμέτρου (συνδυασμένα συστήματα).