0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство автомобилей

Устройство автомобилей

Генераторная установка предназначена для обеспечения питанием потребителей, входящих в систему электрооборудования автомобиля, и зарядки аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Выходные параметры генератора должны быть таковы, чтобы в любых режимах движения автомобиля и работы двигателя не происходил прогрессивный разряд аккумуляторной батареи или ее перезаряд, а питание потребителей осуществлялось напряжением и током требуемой величины.
Кроме того, напряжение в бортовой сети автомобиля, питаемой генераторной установкой, должно быть стабильно в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузок.

ЭДС индукции в соответствии с законом Фарадея, зависит от скорости перемещения проводника в магнитном поле и величины магнитного потока:

где с — постоянный коэффициент, зависящий от конструкции генератора;
ω — угловая скорость ротора (якоря) генератора:
Ф — магнитный поток возбуждения.

Поэтому напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от частоты вращения его ротора и интенсивности магнитного потока, создаваемого обмоткой возбуждения. В свою очередь мощность магнитного потока зависит от величины тока возбуждения, который изменяется пропорционально частоте вращения ротора, поскольку ротор выполнен в виде вращающегося электромагнита.
Кроме того, ток, поступающий в обмотку возбуждения, зависит от величины нагрузки, отдаваемой в данный момент потребителям бортовой сети автомобиля. Чем больше частота вращения ротора и ток возбуждения, тем большее напряжение вырабатывает генератор, чем больше ток нагрузки, тем меньше генерируемое напряжение.

Пульсация напряжения на выходе из генератора недопустима, поскольку это может привести к выходу из строя потребителей бортовой электрической сети, а также перезаряду или недозаряду аккумулятора. Поэтому использование на автомобилях в качестве источника электроэнергии генераторных установок обусловило использование специальных устройств, поддерживающих генерируемое напряжение в приемлемом для работы потребителей диапазоне. Такие устройства называются реле-регуляторы напряжения.
Функцией регулятора напряжения является стабилизация вырабатываемого генератором напряжения при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки в бортовой электросети.

назначение, устройство и работа регулятора напряжения

Наиболее просто контролировать величину вырабатываемого генератором напряжения изменением величины тока в обмотке возбуждения, регулируя тем самым мощность создаваемого обмоткой магнитного поля. Можно было бы использовать в качестве ротора постоянный магнит, но управлять магнитным полем такого магнита сложно, поэтому в генераторных установках современных автомобилей применяются роторы с электромагнитами в виде обмотки возбуждения.

На автомобилях для регулирования напряжения генератора применяются регуляторы напряжения дискретного типа, в основу работы которых положен принцип действия различного рода реле. По мере развития электротехники и электроники, регуляторы генерируемого напряжения претерпели существенную эволюцию, от простых электромеханических реле, называемых вибрационными регуляторами напряжения, до бесконтактных интегральных регуляторов, в которых полностью отсутствуют подвижные механические элементы.

Вибрационный регулятор напряжения

схема работы вибрационного регулятора напряжения

Рассмотрим работу регулятора на примере простейшего вибрационного (электромагнитного) регулятора напряжения.
Вибрационный регулятор напряжения (рис. 1) имеет добавочный резистор Rо, который включается последовательно в обмотку возбуждения ОВ. Величина сопротивления резистора рассчитана так, чтобы обеспечить необходимое напряжение генератора при максимальной частоте вращения. Обмотка регулятора ОР, намотанная на сердечнике 4, включена на полное напряжение генератора.

При неработающем генераторе пружина 1 оттягивает якорь 2 вверх, удерживая контакты 3 в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОВ через контакты 3 и якорь 2 подключена к генератору, минуя резистор Rо.

С увеличением частоты вращения ток возбуждения работающего генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока в обмотке регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленного значения, силы магнитного притяжения якоря 2 к сердечнику 4 недостаточно для преодоления силы натяжения пружины 1 и контакты 3 регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При достижении напряжения генератора значения размыкания Uр сила магнитноо притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора напряжения размыкаются. При этом в цепь обмотки возбуждения включится добавочный резистор, и ток возбуждения, достигший к моменту срабатывания реле значения Iр, начнет падать.
Уменьшение тока возбуждения влечет за собой уменьшение напряжения генератора, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в обмотке ОР. Когда напряжение уменьшится до значения замыкания Uз, сила натяжения пружины преодолеет силу магнитного притяжения якоря к сердечнику, контакты вновь замкнутся, и ток возбуждения увеличится. При работающем двигателе и генераторе этот процесс периодически повторяется с большой частотой.
В результате происходит пульсация напряжения генератора и тока возбуждения. Среднее значение напряжения Uср определяет напряжение генератора. Очевидно, что это напряжение зависит от силы натяжения пружины реле, поэтому изменяя натяжение пружины можно регулировать напряжение генератора.

В конструкцию вибрационных регуляторов (рис. 1, а) входит ряд дополнительных узлов и элементов, назначение которых — обеспечить повышение частоты колебания якоря с целью уменьшения пульсации напряжения (ускоряющие обмотки или резисторы), уменьшение влияния температуры на величину регулируемого напряжения (добавочные резисторы из тугоплавких металлов, биметаллические пластины, магнитные шунты), стабилизацию напряжения (выравнивающие обмотки).

Читайте так же:
Пластиковые окна wintech регулировка

регулятор напряжения автомобиля ВАЗ

Недостатком вибрационных регуляторов напряжения является наличие подвижных элементов, вибрирующих контактов, которые подвержены износу, и пружины, характеристики которой в процессе эксплуатации меняются.
Особенно сильно эти недостатки проявились в генераторах переменного тока, у которых ток возбуждения почти в два раза больше, чем в генераторах постоянного тока. Использование раздельных ветвей питания обмотки возбуждения и двухступенчатых регуляторов напряжения с двумя парами контактов не решали проблему полностью и приводили к усложнению конструкции регулятора, поэтому дальнейшее совершенствование шло, прежде всего, по пути широкого использования полупроводниковых приборов.
Сначала появились контактно-транзисторные конструкции, а затем и бесконтактные.

Контактно-транзисторные регуляторы напряжения являются переходной конструкцией от механических регуляторов к полупроводниковым. При этом транзистор выполнял функцию элемента, прерывающего ток в обмотку возбуждения, а электромеханическое реле с контактами управляло работой транзистора. В таких регуляторах напряжения сохранялись электромагнитные реле с подвижными контактами, однако, благодаря использованию транзистора ток, протекающий через эти контакты, удалось значительно уменьшить, увеличив тем самым срок службы контактов и надежность работы регулятора.

В полупроводниковых регуляторах ток возбуждения регулируется с помощью транзистора, эмиттерно-коллекторная цепь которого включена последовательно в обмотку возбуждения.
Транзистор работает аналогично контактам вибрационного регулятора. При повышении напряжения генератора выше заданного уровня транзистор запирает цепь обмотки возбуждения, а при снижении уровня регулируемого напряжения транзистор переключается в открытое состояние.

Электронные регуляторы изменяют ток возбуждения путем включения и отключения обмотки возбуждения от питающей сети (дополнительных диодов).
С увеличением частоты вращения ротора напряжение генератора повышается. Когда оно начинает превышать уровень 13,5…14,2 В, выходной транзистор в регуляторе напряжения запирается, и ток через обмотку возбуждения прерывается.
Напряжение генератора падает, транзистор в регуляторе отпирается и снова пропускает ток через обмотку возбуждения.

Чем выше частота вращения ротора генератора, тем больше время запертого состояния транзистора в регуляторе, следовательно, тем сильнее снижается напряжение генератора.
Этот процесс запирания и отпирания регулятора происходит с высокой частотой. Поэтому колебания напряжения на выходе генератора незначительны, и практически можно считать его постоянным, поддерживаемым на уровне 13,5…14,2 В.

Конструктивно регуляторы напряжения могут выполняться в виде отдельного прибора, устанавливаемого раздельно с генератором, или интегральными (интегрированными), устанавливаемыми в корпусе генератора. Интегральные регуляторы напряжения обычно объединяются с щеточным узлом генератора.

Ниже приведены принципиальные схемы подключения и работы полупроводниковых регуляторов напряжения различных типов и конструкций.

Как можно регулировать напряжение на выходе генератора

Напряжение генератора сильно зависит от оборотов двигателя

Напряжение в сети автомобиля должно быть постоянным по величине.

Генератор приводится ремнем от двигателя и, соответственно, обороты генератора все время меняются. Если не регулировать напряжение, то оно будет сильно меняться — увеличиваться при разгоне автомобиля и уменьшаться при сбросе газа и снижения скорости. Свет будет, то слишком яркий, то слишком тусклым, обороты электромоторов будут меняться, Аккумулятор быстро разрушится от избыточного напряжения, электроника станет работать непредсказуемо.

Регулирование напряжения – это поддержание напряжения на постоянном уровне 14,2 – 13,8 Вольта, при изменениях оборотов и нагрузки генератора. Генератор стремится поднять напряжение, а регулятор напряжения ограничивает его на заданном уровне.

Посмотрим графики, которые показывают как меняется скорость нарастания и убывания напряжения на разных оборотах при включении и выключении тока возбуждения

Для возбуждения генератора необходимо раскрутить ротор и включить ток возбуждения. Ток возбуждения создает магнитное поле ротора, которое генерирует в обмотке генератора Электродвижущую силу. На выходе генератора появляется напряжение. Напряжение не может появиться скачком, потому что в генераторе происходят переходные процессы, замедляющие нарастания и спады напряжения. Чем быстрее крутится ротор, тем быстрее нарастает напряжение и достигает большей величины. При размыкании цепи возбуждения, напряжение генератора снижается, чем больше обороты генератора, тем медленнее спадает напряжение.

Проводим три опыта: Генератор крутится со скоростью 800 об. в мин, 3000 об. в мин., 5000 об. в мин.

На графике показано нарастание напряжения при включении тока возбуждении и спада напряжения, при выключении тока возбуждения. Чем выше обороты, тем быстрее нарастает напряжение достигает большей величины.

Нарастание напряжения на разных оборотах

Расчетные параметры генератора, должны быть такими, чтобы уже на малых оборотах холостого хода, напряжение оказалось выше регулируемого значения — 14,2 Вольта, только в этом случае, регулятор сможет ограничить напряжение на заданном уровне. Генератор должен гарантировано обеспечить работу электрооборудования на холостом ходу двигателя 800 об. в мин., напряжение должно быть 16- 17 Вольт. На высоких оборотах (3000, 5000) предельное напряжение на выходе генератора получается значительно выше, регулируемого уровня — в два – три раза.

Читайте так же:
Что значит удалить и синхронизировать в айтюнс

Регулирование напряжение – это поддержание напряжения на постоянном уровне 14,2 – 13,8 Вольта, при сильных изменениях оборотов и нагрузки генератора. Для выполнения этой функции, в конструкции генератора предусмотрен регулятор напряжения. Генератор стремится поднять напряжение, а регулятор напряжения ограничивает его на заданном уровне.

Задержка нарастания и плавный спад напряжения используются для регулирования напряжения. Между разными уровнями нарастающего и спадающего напряжения, есть определенный временной промежуток, который позволяет разнести по времени включение и выключение тока возбуждения.

Изменение напряжения при включении тока возбуждения

Как только нарастающее напряжение превысит регулируемый уровень, регулятор отключает обмотку возбуждения, и начинается спад напряжения. Как только на спаде, напряжение станет ниже регулируемого уровня, регулятор снова включает ток возбуждения, напряжение снова начинает расти. Так происходит пилообразный рост и спад напряжения. Моменты включения и выключения тока возбуждения выбираются так, чтобы среднее значения этого пилообразного напряжения, получилось 14,2 Вольта.

Пила напряжения при регулировании

Дополнительные особенности регулирования напряжения.

Постоянство напряжение дополнительно поддерживается тем, что с увеличение оборотов напряжение генератора (в пределах регулирования) быстрее нарастает и медленнее убывает. (см графики) Это помогает скомпенсировать увеличение ЭДС генератора.

Тот факт, что при увеличении нагрузки ток возбуждения спадает быстрее, приводит к относительному росту среднего значения тока возбуждения и, значит, компенсирует снижение напряжения генератора при увеличении нагрузки.

Эти две туманные фразы можно попытаться понять, если разобраться, как меняется среднее значение тока возбуждения при нарастании и убывании оборотов

Зависимость среднего значения тока возбуждения от скорости нарастания и убывания напряжения генератора

На малых оборотах напряжение медленно нарастает и быстро спадает, на средних быстрее вырастает и медленнее спадает, на высоких оборотах быстро вырастает и заметно медленнее спадает. Это видно на верхних графиках.

Более длительное разомкнутое состояние означает, что среднее значение тока в цепи возбуждения снижается, это важно для поддержания постоянного уровня напряжения. При увеличении скорости вращения ротора увеличивается скорость изменения магнитного потока и, значит, повышается ЭДС генератора, но, так как, величина тока возбуждения снижается, происходит снижение ЭДС, то есть, происходят два встречных процесса – один повышает ЭДС, другой понижает, в среднем, значение ЭДС остается на прежнем уровне.

Уменьшение тока возбуждения с ростом оборотов

Похожие процессы происходят при увеличении нагрузки, когда генератор вынужден отдавать большой ток. Как для любого источника, в этом случае увеличивается падение напряжения внутри источника, уменьшается скорость нарастания напряжение и его верхнее значение, и ускоряется спад напряжения. В этом случае увеличивается среднее значение тока возбуждения. То есть, регулятор, для того чтобы удержать выходное напряжение, при увеличении нагрузки, увеличивает ток возбуждения.

Частота, с которой происходит включение – выключение тока возбуждения определяется качеством и чувствительностью схемы регулятора. Увеличение частоты приводит к повышению энергозатрат и дополнительному нагреву схемы, а значит потребует увеличения размеров.

В современных ШИМ регуляторах напряжения, частота переключения выбирается задающим генератором.

§88. Режимы работы синхронного генератора и его характеристики

Фв — магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
Регулирование напряжения и частоты. Из формулы (88) следует, что регулировать э. д. с. (напряжение генератора) можно двумя способами: изменением частоты вращения п или изменением магнитного потока возбуждения Фв. Для изменения потока возбуждения в цепь обмотки возбуждения включают регулировочный реостат (см. рис. 284) или автоматически действующий регулятор напряжения, которые позволяют изменить ток возбуждения, поступающий в эту обмотку, а следовательно, и создаваемый ею поток. Регуляторы напряжения широко применяют для регулирования возбуждения генераторов, работающих при переменной частоте вращения, т. е. генераторов, приводимых во вращение от дизеля (на тепловозах) или от колесной пары (на пассажирских вагонах). При изменении частоты вращения п и нагрузки машины они автоматически изменяют ток возбуждения Iв, т. е. поток Фв, так, чтобы напряжение генератора было стабильным или изменялось по заданному закону.

Регулирование частоты f1, как следует из формулы (86), осуществляется изменением частоты вращения ротора.

Работа машины при нагрузке. При увеличении нагрузки синхронного генератора напряжение его изменяется. Это изменение происходит по двум причинам. При протекании тока нагрузки по обмотке якоря создается так же, как и в асинхронной машине, вращающееся магнитное поле, т. е. свой магнитный поток якоря Фя. Поток якоря Фя и поток возбуждения Фв вращаются с одинаковой частотой и создают, следовательно, некоторый результирующий поток Фрез = Фяв. В результате э. д. с. машины Е = сЕФрезn, т. е. будет отличаться от э. д. с. Е при холостом ходе.

Воздействие потока якоря на результирующий поток синхронной машины называется реакцией якоря. Так как под действием реакции якоря изменяется результирующий поток в машине, то и напряжение генератора будет зависеть от тока, проходящего по обмотке якоря, и его сдвига фаз относительно напряжения. Когда ток в обмотке якоря совпадает по фазе с э. д. с. холостого хода Е (рис. 288,а), поток Фя действует по поперечной оси машины q — q; он размагничивает одну половину каждого полюса и под-магничивает другую. Результирующий поток Фрез в этом случае из-за насыщения магнитной цепи машины несколько уменьшается по сравнению с Фв.

Читайте так же:
Масляный насос ямз 240 устройство и описание регулировка

В случае когда ток в обмотке якоря отстает от Е на 90° (рис. 288, б), поток якоря Фя действует по продольной оси машины против Фв, т. е. уменьшает результирующий поток (размагничивает машину); если ток в обмотке якоря опережает Е на 90° (рис. 288, в), поток Фя совпадает по направлению с Фв, т. е. увеличивает поток Фрез (подмагничивает машину). Если ток якоря отстает или опережает э. д. с. Е на угол, меньший 90°, то это можно рассматривать как сочетание рассмотренных случаев. В общем случае если ток якоря отстает от напряжения, то реакция якоря действует размагничивающим образом. Она уменьшает результирующий поток и напряжение генератора. Когда ток опережает напряжение, то реакция якоря увеличивает результирующий поток и напряжение генератора.

Второй причиной изменения напряжения генератора при его нагрузке являются внутренние падения напряжения в обмотке

alt=»Рис. 288. Реакция якоря синхронной машины при различном характере нагрузки» width=»300″ height=»98″ />Рис. 288. Реакция якоря синхронной машины при различном характере нагрузки

якоря — активное и реактивное. Эти падения напряжения возникают в синхронной машине по тем же причинам, что и в асинхронном двигателе и трансформаторе.

Внешние характеристики синхронного генератора (рис. 289) представляют собой зависимости изменения напряжения генератора U от тока нагрузки Iя при постоянных значениях т, Iв и cos?. Коэффициент мощности cos?, при котором работает генератор, определяется характером его нагрузки (соотношением между активным и реактивным сопротивлениями потребителей). При активной нагрузке напряжение генератора с ростом тока нагрузки уменьшается по кривой 2, а при активно-индуктивной — по кривой 1; чем больше угол сдвига фаз ? между током Iя и напряжением U, тем сильнее размагничивающее действие реакции якоря и тем ниже идет кривая напряжения. При активно-емкостной нагрузке, когда ток Iя опережает по фазе напряжение U, реакция якоря подмагничивает машину и напряжение U может даже возрастать по сравнению с U = E при холостом ходе (кривая 3).

В синхронных генераторах из-за значительной реакции якоря изменение напряжения во много раз больше, чем в трансформаторах. Обычно генераторы работают при cos? = 0,85-0,9 при отстающем токе, при этом ?U= 35-25% от Uном. При столь большом изменении напряжения для нормальной работы подключенных к генератору потребителей требуется применять специальные устройства для стабилизации его выходного напряжения, например быстродействующие регуляторы возбуждения.

Отдаваемая генератором мощность при одних и тех же значениях тока зависит от коэффициента мощности cos?, при котором работает генератор, т. е. от характера его нагрузки. Однако проводники генератора рассчитываются на определенный ток, а его изоляция и магнитная система — на определенное напряжение и магнитный поток независимо от cos ср нагрузки. По этой причине номинальной мощностью генератора считается его полная мощность S в киловольт-амперах (кВ*А), на которую рассчитана машина по условиям нагревания и длительной безаварийной работы. Регулировать активную мощность синхронного генератора при работе его на какую-либо нагрузку можно путем изменения сопротивления нагрузки или напряжения машины.

При передаче энергии от вала ротора синхронного генератора в обмотку статора в различных элементах машины возникают потери мощности (рис. 290). Потери имеют место в обмотках статора и ротора — электрические потери ?Рэл, в стали их сердечников — магнитные потери ?Рм и в трущихся элементах (подшипники, вентиляторы и пр.) — механические потери ?Рмх. К. п. д. синхронных машин находится в пределах от 0,85 до 0,95, т. е. имеет примерно те же значения, как и у асинхронных машин.

Короткое замыкание. При коротком замыкании синхронного генератора ток короткого замыкания Iк ограничивается внутренним сопротивлением обмотки якоря, которое имеет в основном индуктивный характер. Поэтому ток Iк отстает от напряжения

Рис. 289. Внешние характеристики синхронного генератора при различной нагрузке

Рис. 289. Внешние характеристики синхронного генератора при различной нагрузке

Рис. 290. Энергетическая диаграмма синхронного генератора

Рис. 290. Энергетическая диаграмма синхронного генератора

на угол, близкий к 90°, и реакция якоря сильно размагничивает машину и резко уменьшает поток Фрез и э. д. с. генератора Е. В результате установившийся ток короткого замыкания в синхронных машинах сравнительно невелик (в некоторых машинах он меньше номинального), но из этого нельзя делать вывод, что короткое замыкание не опасно для генератора.

Читайте так же:
Как регулировать пластиковые окна инструкция

При внезапном коротком замыкании и уменьшении результирующего потока машины Фрез в обмотках возбуждения и демпферной индуцируются э. д. с. и возникают токи, которые согласно правилу Ленца препятствуют изменению потока Фрез. Поэтому этот поток и э. д. с. генератора уменьшаются сравнительно медленно, хотя машина уже замкнута накоротко. В результате ток в обмотке якоря в начальный момент короткого замыкания резко возрастает, а затем постепенно уменьшается. Наибольший ток Iк в начальный момент короткого замыкания называется ударным; он может превышать амплитуду номинального тока якоря в 10—15 раз.

Для ограничения ударного тока в цепь обмотки якоря иногда вводят дополнительную индуктивность (реактор).

Система самовозбуждения и саморегулирования судовых синхронных генераторов фирмы «Томас Б. Триге» серии AG. Ее работа, характерные неисправности и наладка

Особенность этой системы заключается в том, что ток нагрузки генератора непосредственно не влияет на значение тока возбуждения, т. е. в ней отсутствует компаундирование.

По способу возбуждения генератор аналогичен генератору параллельного возбуждения. Управление возбуждением осуществляется изменением сопротивления в цепи тока возбуждения дросселем с подмагничиванием, управляемым автоматическим регулятором (корректором) напряжения, реагирующим на отклонение напряжения генератора от номинального.

Корректор напряжения обеспечивает стабилизацию напряжения на заданном уровне в установившемся режиме с точностью ±1%. Хотя система не имеет компаундирующего звена, динамические свойства ее удовлетворительны. Недостатком системы является опасность значительного перенапряжения генератора при возникновении обрывов в цепи регулятора возбуждения или других неисправностей.

Принципиальная схема системы и ее элементы (рис. 21.19)

Обозначения, назначение и расположение элементов системы приведены в табл. 21.8.

Элементы системы самовозбуждения и саморегулирования

Работа системы

Для обеспечения начального самовозбуждения генератора за счет остаточного напряжения (около 5 В) в системе применено пусковое уст¬ройство, состоящее из токоограничивающих резисторов R8, включенных звездой на часть витков первичной трехфазной обмотки силового трансформатора Tf1 и контактора СЗ. Необходимость специального пускового устройства вызвана нелинейными характеристиками падения напряжения на щетках и в выпрямителе. После пуска генератора остаточное напряжение через часть первичной обмотки трансформатора Tf1 и контакты контактора СЗ подается на токоограничивающие резисторы R8. Появление тока в первичной обмотке трансформатора Tf1 при уменьшенном числе ее витков вызовет увеличение напряжения на его вторичной обмотке. Это напряжение, действуя через выпрямитель Е1, обеспечивает появление и дальнейшее нарастание тока возбуждения генератора. Когда в процессе начального самовозбуждения напряжение генератора достигнет значения, равного одной трети номинального, пусковой контактор срабатывает и размыкает свои замыкающие контакты, отключая пусковое устройство. До номинального значения напряжения, которое устанавливается реостатом R5, генератор возбуждается уже без токоограничивающих резисторов R8. Когда частота вращения генератора в период остановки падает, контакты контактора СЗ замыкаются. Генератор подготовлен к следующему пуску.

Напряжение генератора регулируется с помощью магнитного усилителя (управляемого трехфазного реактора) Tdl и корректора напряжения, который состоит из измерительного органа, устройства эталонного напряжения и однофазного магнитного усилителя Td2. В цепь измерительного органа входят трансформатор Tf4, выпрямитель Е4, резисторы R3-R6, R1О и обмотка управления 21-22 магнитного усилителя Td2, ток в которой зависит от напряжения на шинах генератора. Стабилизирующее устройство представляет собой ферромагнитный стабилизатор напряжения, состоящий из ненасыщенного дросселя D1, насыщенного дросселя D2, дросселя D3 для частотной коррекции, дросселя фильтра D4 и выпрямителя Е4.

Принципиальная схема самовозбуждения генераторов фирмы «Томас Б. Триге» серии AG.

Значение эталонного напряжения, подаваемого на обмотку управления 31-32 магнитного усилителя Td2, практически постоянно при колебаниях напряжения и частоты тока генератора.

Магнитный усилитель Td2 трехстержневого типа. Рабочие обмотки 01-02 и 11-12 размещены на наружных стержнях, обмотки управления 21-22 и 31-32- на среднем стержне.

Рабочие обмотки магнитного усилителя Td2 включены через выпрямитель Е2 по однополупериодной схеме и благодаря их встречной намотке создают магнитные поля, направленные также встречно. Это обеспечивает внутреннюю положительную обратную связь усилителя по току выхода.

При номинальном напряжении генератора н. с. эталонной обмотки управления 31-32 магнитного усилителя Td2 уравновешена н. с. измерительной обмотки управления его 21-22.

В зависимости от направления результирующий магнитный поток обмоток 21-22 и 31-32 вызывает намагничивающее и размагничивающее действие магнитного потока рабочих обмоток; при этом измерительная обмотка управления 21-22 и эталонная обмотка управления 31-32 намотаны так, что магнитный поток первой действует согласно магнитному потоку рабочих обмоток, а магнитный поток второй — противоположно.

Трехфазный магнитный усилитель Td1 — шестистержневого типа. На каждом стержне расположено по одной обмотке двойной звезды рабочих обмоток. Обмотка управления 71-72, питаемая магнитным усилителем Td2, и обмотка вне-шней положительной обратной связи 61-62 по току ротора размещены на шести стержнях. Намагничивающая сила обмотки управления 71-72 действует встречно н. с. обмотки обратной связи 61-62.

Читайте так же:
Регулировка температуры гвс и отопления

Внешняя положительная обратная связь по току ротора введена для обеспечения форсировки возбуждения в динамических режимах работы генератора, а также для уменьшения мощности обмотки управления, получающей питание от магнитного усилителя Td2.

Для обеспечения устойчивой работы системы введена отрицательная обратная связь по напряжению ротора, которая через резистор R1 и стабилизирующий трансформатор с воздушным зазором Tf3 при увеличении напряжения на обмотке ротора дает сигнал через измерительную цепь на уменьшение возбуждения, предотвращая увеличение напряжения генератора.

Процесс регулирования системы происходит так. При сбросе нагрузки увеличение напряжения генератора вызывает увеличение н. с. измерительной обмотки управления 21-22 магнитного усилителя Td2 (н. с. эталонной обмотки управления 21-32 практически остается неизменной). Результирующая н. с. обмоток управления 21-22 и 31-32 действует согласно с н. с. рабочих обмоток, поскольку преобладает н. с. измерительной обмотки управления. Поток магнитного усилителя возрастает, сопротивление рабочих обмоток уменьшается, а ток выхода магнитного усилителя Td2 увеличивается.

Увеличение тока в обмотке управления 71-72 магнитного усилителя Td1 вызывает размагничивание дросселя, увеличение сопротивления рабочих обмоток, уменьшение тока в первичной обмотке трансформатора Tf1 и уменьшение тока возбуждения до значения, соответствующего заданному.

При набросе нагрузки уменьшение напряжения вызывает обратный процесс.

Таким образом, напряжение генератора саморегулируется при достижении равновесия между постоянным числом витков эталонной и числом витков измерительной обмоток управления.

Равномерное распределение реактивной нагрузки между параллельно работающими генераторами осуществляется компенсатором реактивной мощности, состоящим из трансформатора тока Tf4 и резистора R6. Если один из генераторов получит избыток возбуждения и начнет вырабатывать больший, чем следует, реактивный ток, то ток от уравнительной связи создаст дополнительное напряжение на резисторе R6 и увеличит напряжение в измерительной цепи вторичного напряжения трансформатора Tf4. Регулирующий трансформатор будет действовать так же, как и при повышенном напряжении генератора, и возбуждение снизится до нужного значения.

Параллельная работа генераторов с самовозбуждением и генераторов с машинным возбудителем и быстродействующим регулятором напряжения не рекомен-дуется, поскольку генератор с самовозбуждением вследствие его быстродействия может принять на себя большую часть нагрузки, в результате чего возможна потеря устойчивости системы.

Проверка работы системы и ее неисправности.

После проверки правильности внешних соединений проверяют работу системы путем замеров частоты тока и напряжения на холостом ходу и под нагрузкой. Полученные результаты сравнивают с фирменными данными.

При чрезмерном повышении напряжения проверку проводят следующим образом. На контактной сборке выводов системы отсоединяют перемычки от контактов u, v, w на зажимы r, s, t, а затем на зажимы r, s, t подают напряжение от другого источника тока (генератора). Чтобы избежать перегрузки выпрямителей, установочный резистор перед подачей питания ставят на низший предел напряжения, а затем переводят вверх до достижения 30 В при замере напряжения между зажимами b3-b1. После этого прилагаемое напряжение изменяют в пределах ±5% (путем изменения напряжения источника тока) и измеряют напряжение между зажимами b3-b1.

Если напряжение, замеренное между зажимами bЗ-b1, изменится в соответствии с указанным в табл. 21.9, то можно считать, что регулятор напряжения исправен. Если изменений не обнаружено, необходимо измерить токи регулятора на выходе выпрямителей в разрыве следующих контактов на сборке выводов регулятора: ток выпрямителя Е2-b3; ток выпрямителя E3-d5; ток выпрямителя Е4-с5. Значения токов от ЕЗ и от Е4 приведены в табл. 21.9, значения тока от Е2 приведены в формуляре в таблице испытаний установленного генератора.

Значения напряжений между зажимами b3-b1 при наладке.

Причиной больших отклонений измеренных токов от значений, указанных в табл. 21.9 и формуляре (небольшие отклонения возможны), могут быть неисправность выпрямителя или обрыв соединений.

При наладке параллельной работы на распределение реактивных токов и степень устойчивости можно влиять изменением сопротивления резистора R6, которое можно регулировать после открытия контрольного ящика. Вращение по часовой стрелке обеспечивает лучшую устойчивость. Однако степень устойчивости не должна быть слишком высокой, потому что при этом возможны большие расхождения в настройке регуляторов напряжения отдельных параллельно работающих генераторов. Если при этом отключить один из генераторов, то возникает опасность значительного изменения напряжения остальных генераторов и необходимо вновь производить регулировку. Хотя детали аппаратуры возбуждения и регулирования напряжения требуют только периодических осмотров и чисток, вредные внешние воздействия или дефекты генератора могут привести к неудовлетворительной работе системы.

Перечень возможных неисправностей системы, их причины и способы устранения приведены в табл. 21.10.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector