Лекция 9. Машинные генераторы. Принцип действия и конструкция

Машинные генераторы. Принцип действия и конструкция. Внешние характеристики. Схемы силовых шкафов и шкафов управления, блокировки и защиты. Автоматические регуляторы возбуждения электромашинных генераторов. Автоматический регулятор сопротивления нагрузки. Назначение, принцип действия и схема регулятора

Принципиальная электрическая схема АУ режимом индукционной тигельной печи (рис. 1.2-12)

Предназначена для управления режимом индукционной тигельной печи средней частоты.

Основные элементы схемы.

И — индуктор, выполненный по автотрансформаторной схеме с отпайками. Предназначен для создания магнитного потока в печи.

Г и ОВГ — генератор и обмотка возбуждения генератора машинного преобразователя средней частоты.

ТРВ — тиристорный регулятор возбуждения генератора.

БПИ — блок переключения индуктора, для обеспечения двухпозиционного регулирования нагрузки печи.

РКМ — регулятор коэффициента мощности, для поддержания cos cp в заданных пределах.

БК — блок конденсаторов.

ТТ и ТН — трансформаторы тока и напряжения измерительные.

ТРВ предназначен для управления возбуждением генератора. Включает: выпрямительную часть регулятора — тиристорный преобразователь (ТП), блок импульсно-фазового управления тиристорами (БИФУ), блок питания (БП) и выпрямители (ВП1, ВП2).

ТП собран по простейшей полууправляемой однофазной мостовой схеме с двумя тиристорами (Т1 и Т2) и двумя диодами (Д1 и Д2). Нулевой диод (ДЗ) предназначен для защиты ОВГ от перенапряжений.

БИФУ выполнен на базе стандартного магнитного усилителя типа ТУМА. Он имеет обмотку задающую (03), в которую подается сигнал задания с потенциометра (^_ад), и обмотку отрицательных обратных связей

(ООС) по напряжению (U_T) и току (/_г) генератора.

Сигналы ООС поступают от ТН и ТТ через выпрямители ВШ и ВП2, включенные параллельно.

Сопротивление резистора на входе ВП2 (R0 выбирается так, чтобы при

напряжения на выходах выпрямителей были равны, т.е.

Uвых(ВП1) ⁼⁼ Uвых(ВП2)

БПИ обеспечивает переключение числа витков индуктора с помощью контакторов К1 и К2, по сигналам, вырабатываемым при больших изменениях нагрузки.

РКМ контролирует фазовый сдвиг между напряжением и током генератора и поддерживает заданное значение коэффициента мощности установки (cosφ яз 1) с точностью ±3 %. Это достигается автоматически путем ступенчатого (N ступеней) переключения конденсаторов (С,— C_N) в БК при помощи контакторов (КМ, — КМ).

Автоматическое регулирование.

Закон регулирования определяется выражением

где Р_Г — мощность, получаемая с генератора на нагрев, кВт; I — ток генератора, А; U_r —напряжение генератора, В; cosφ —коэффициент мощности.

Исходным параметром регулирования является эквивалентное сопротивление (R,) контура индуктор—конденсаторы.

Изменение нагрузки (Д,) происходит за счет изменения емкости в контуре и изменения объема металла садки (в тигельных печах).

Управляющие сигналы возникают вследствие сравнения R_Э и R_НОМ. R_НОМ — номинальное активное сопротивление нагрузки генератора, при котором он отдает максимальную мощность, ограниченную U_ЗАД и I_ЗАД

(внешняя характеристика генератора).

Возможны следующие варианты.

В этом случае по каналу напряжения с помощью тока в обмотке возбуждения генератора (ОВГ) поддерживается U_гзад с точностью ±2%, а U_вых>U_{вьк(ВП2)}.

. По каналу тока поддерживается I_гзад с точностью ±2 %, а

Uвых(ВП2) >Uвых(ВП1)'

Таким образом, при незначительных отклонениях нагрузки автоматически поддерживаются заданные параметры генератора.

При значительных отклонениях нагрузки в блок БПИ подаются сигналы, пропорциональные напряжению и току генератора, т.е. вводится фактическая величина R₃ и сравнивается с R_НОМ.

В начале плавки R₃ > R_H0U, включен К,, в работе индуктор полный. По мере расплавления R₃ постепенно уменьшается.

Когда R₃ < R_HOM на заранее заданную величину, контактор К, отключается, а К₂ включается. К генератору будет присоединена отпайка индуктора.

Когда Л, > Л„_ом на заранее заданную величину, контактор К₂ отключится, а К, включится, в работе снова полный индуктор.

Таким образом блок БПИ осуществляет двухпозиционное регулирование нагрузки.

На базе такого регулятора можно построить и САР теплового режима индукционных нагревательных установок.

Принципиальная электрическая схема ИНУ промышленной частоты (рис. 1.2-13)

Предназначена для питания, регулирования и контроля процесса в ИНУ до 3000 кВт мощностью, получающей питание от цеховой сети.

Основные элементы схемы:

И — индуктор,

Тр. ВД — трансформатор вольтодобавочный предназначен для регули­рования мощности индуктора по сигналам САР. С помощью контакторов (КЛ), находящихся в САР в первичной обмотке (w\) Тр. ВД возможны переключения.

C,-C_w —батарея конденсаторов для регулирования коэффициента мощности (cosφ).

ТТ, ТН — измерительные трансформаторы тока и напряжения.

W, V, А, ф — КИП, для измерения мощности, напряжения, тока, угла

сдвига по фазе между векторами напряжения и тока. ВА1, ВА2 — выключатели автоматические, для защиты цепей от токов КЗ. Регулирование мощности ИНУ осуществляется в соответствии с законом Р_и = IJJ_K coscp.

В САР вводятся параметры регулирования С_и (от ТН) и /_и (от ТТ), а коэффициент мощности можно изменить за счет емкости конденсаторной батареи. Напряжение на индукторе (1/_и) регулируется Тр. ВД через вторичную

обмотку (м>2), включенную последовательно в контур И.

За счет переключений в первичной обмотке (w{) напряжение во вторичной (и>₂) обмотке Тр. ВД может изменяться как по величине так и по направлению.

Напряжение Тр. ВД суммируется или вычитается из напряжения сети.

Для отключения цепей индуктора при ремонте и наладке предназначен контактор КЛ5 (на схеме представлен контактами).

Принципиальная электрическая схема индукционной закалочной установки (ИЗУ) средней частоты (рис. 1.2-14)

Предназначена для управления, контроля и защиты ИЗУ. Основные элементы схемы.

Г и ОВГ — генератор и обмотка возбуждения генератора. Привод от дизель-генератора, напряжение — 380 В, частота 2,5 или 8 кГц.

Дата добавления: 2014-01-07