Электромашинная система возбуждения с управляемыми статическими выпрямителями

Системы возбуждения синхронных машин

Системы возбуждения должны обеспечивать надежное питание об-мотки ротора синхронной машины во всех режимах, в том числе и при авариях; устойчивое регулирование тока возбуждения при изменении нагрузки в пределах номинальной; достаточное быстродействие и фор-сировку возбуждения.

Системы возбуждения называются зависимыми, если они питаются от главной или дополнительной обмотки якоря возбуждаемого генера-тора.

Если система возбуждения питается от других источников, напри-мер от шин собственных нужд электростанции, от возбудителя или вспо-могательного генератора, она является независимой. Для независимых систем существует два варианта. В первом варианте ротор возбудителя или вспомогательного генератора находится на одном валу с ротором синхронного генератора или сопрягается с ним редуктором скорости. Во втором – ротор возбудителя или вспомогательного генератора приво-дится во вращение синхронным или асинхронным двигателем, спе-циально установленным для этой цели.

Большое распространение получили вентильные системы возбуж-дения с кремниевыми диодами или тиристорами. Они применяются для СД и генераторов небольшой мощности, крупных турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов. Рассмотрим распрост-раненные варианты таких систем.

Рассмотрим два варианта независимой вентильной системы возбуж-дения синхронной машины (рис.10.3). Они различаются типом возбу-дителя, на рис.10.3,а показан асинхронный возбудитель АВ; на рис. 10.3, б – синхронный возбудитель СВ. ОВ синхронной машины подклю-чается к вращающемуся полупроводниковому выпрямителю ППВ. Напряжение к ППВ подводится от АВ или СВ. В схемах используется автоматический регулятор возбуждения АРВ, являющийся по существу ОС по напряжению.

Асинхронные возбудители работают в режиме асинхронного гене-ратора, имеют небольшие размеры и массу при высоком быстродействии регулирования. Недостатком АВ является потребность в большой мощности управления, достигающей 50...80% номинальной мощности возбудителя.

Синхронные возбудители имеют в 10...15 раз большие постоянные времени, чем у АВ. Это является их недостатком. Но у СВ существенно меньшей является мощность управления, определяемая потерями в обмотке возбуждения СВ. Чтобы повысить быстродействие, СВ могут выполняться без демпферных обмоток. Это приводит к увеличению ин-дуктивного фазного сопротивления коммутации, определяемого значе-нием переходного индуктивного сопротивления СВ, и к ухудшению ре-жима коммутации вращающегося ППВ.

Одним из эффективных способов улучшения показателей синх-ронных машин со статическими системами возбуждения является сни-жение напряжения на обмотке возбуждения ОВ при соответствующем росте тока. Понижение напряжения на ОВ облегчает условия охлажде-ния машины благодаря уменьшению числа витков и увеличению сечения проводников ОВ, увеличивает полезное сечение ОВ на 60...80 % за счет уменьшения объема изоляции.

Рис.10.3 Варианты независимой вентильной системы возбуждения синхронной машины

Однако для получения токов возбуждения в тысячи ампер при зна-чительно меньших значениях токов, допускаемых тиристорами, прихо-дится применять параллельное соединение тиристоровв ППВ, что вызы-вает определенные трудности с равномерным распределением токов между тиристорами параллельных ветвей. Это объясняется неоди-наковыми параметрами тиристоров, что приводит к перегрузке по току тиристоров, имеющих более крутые ветви прямой вольт- амперной характеристики.

Дата добавления: 2014-11-29