Combinant màquines elèctriques, control automàtic d'excitació

Cotxes elèctrics combinats: un sistema d'excitació de màquines elèctriques, en què el flux d'excitació canvia automàticament amb la càrrega de les màquines (o, en general, la càrrega del circuit elèctric connectat a la màquina elèctrica).

La combinació de màquines de corrent continu es fa superposant als seus pols, juntament amb un bobinat paral·lel connectat en paral·lel amb el circuit de l'induït, un bobinat en sèrie. Aquesta màquina s'anomena màquina d'excitació composta o mixta.

S'aplica la barreja de màquina de CA per a màquines síncrones: generadors, compensadors, motors — i es considera generalment com un sistema (o part d'un sistema complex) per controlar automàticament l'excitació d'una màquina síncrona.

Sistema d'excitació: conjunt de nodes i dispositius dissenyats per rebre i controlar el corrent d'excitació de màquines síncrones.El corrent continu que flueix a través del bobinatge d'excitació de la màquina forma un camp electromagnètic giratori, que crea una fem als terminals del bobinat de l'estator.

El sistema d'excitació, com un dels elements més crítics de la màquina síncrona, té un impacte significatiu en la fiabilitat del funcionament de les centrals elèctriques i dels consumidors, en l'estabilitat del funcionament paral·lel de les màquines síncrones. en el sistema elèctric.

El sistema d'excitació de les màquines síncrones inclou:

• una bobina excitant situada o bé a les ranures del rotor o als seus pols en forma de bobines. Els seus extrems s'eliminen mitjançant anells lliscants als quals s'aplica una tensió constant des de l'excitador;
• excitador: font d'alimentació de CC i equips auxiliars;
• controlador de camp automàtic que varia el corrent de camp de la màquina síncrona d'acord amb la llei de regulació de camp seleccionada.

El control automàtic d'excitació (ARV) es realitza de manera més eficient i amb l'ajuda d'equips més senzills i fiables, si s'utilitza la barreja en el sistema ARV, ja que redueix significativament les desviacions de tensió quan la càrrega canvia, augmenta l'estabilitat de la màquina síncrona ( i, per tant, sistemes de potència en general), facilita l'arrencada de motors comparables en potència als generadors. Aquest últim és molt important per a les centrals autònomes de petita i mitjana potència.

La potència màxima transmesa a través de la línia elèctrica en condicions d'estabilitat estàtica i dinàmica està determinada en gran mesura pels paràmetres del sistema d'excitació.L'estabilitat estàtica depèn de la sensibilitat del sistema d'excitació al canvi de mode, que està relacionada amb el tipus i la configuració de l'ARV i les constants de temps dels elements del sistema d'excitació (ARV, excitador i bobina d'excitació).

Els reguladors electrònics de tensió amb retroalimentació flexible i dispositius combinats rectificats per tensió ajusten l'excitació en proporció a la desviació del paràmetre de funcionament: tensió o corrent.

Aquests ARV s'utilitzen més àmpliament en màquines síncrones. Els controladors forts no només regulen la desviació, sinó també la velocitat i l'acceleració del canvi en un o dos paràmetres de funcionament (corrent, tensió, freqüència, angle de desplaçament entre la tensió en algun punt del sistema i la FEM d'una màquina síncrona).

Nombroses opcions d'esquemes per combinar màquines síncrones es divideixen en:

• Composició, directament o indirectament, depenent de si la sortida del circuit del sistema d'excitació està connectada directament al circuit d'excitació d'una màquina síncrona o a través d'un amplificador (quan aquest circuit està inclòs en el circuit d'excitació de l'excitador o subexcitador) . Es veuen com amplificadors de màquines elèctriques;

• Composició per corrent, tensió o angle d'una màquina síncrona, etc. — depenent de quins paràmetres de funcionament associats a un canvi de càrrega actuen a l'entrada del circuit (en particular, hi ha circuits del sistema d'excitació per al corrent mitjà d'un grup d'una màquina síncrona, per a línies de corrent);

• monofàsica, bifàsica o trifàsica, segons si el sistema d'excitació respon als canvis en els paràmetres de funcionament en una o més fases del circuit de corrent altern;

• fase o no fase - depenent de si el sistema d'excitació és sensible a la fase, és a dir, respon a un canvi en l'angle de fase entre els vectors actuals i la tensió del circuit de corrent altern;

• lineal o no lineal: depenent de si el factor de proporcionalitat entre la desviació del corrent rectificat a la sortida del circuit i la desviació del paràmetre de mode a l'entrada del circuit, fent-lo constant dins dels límits especificats del canvi de mode ;

• controlat o no controlat: depenent de si el coeficient anterior es canvia automàticament mitjançant una acció de control especial (correctiva).

La combinació de màquines síncrones s'utilitza àmpliament a causa de l'alt valor del control automàtic d'excitació, que és un dels principals mitjans per augmentar l'estabilitat del funcionament paral·lel de les màquines síncrones.

Per a màquines síncrones de baixa potència (fins a 1-2 MW), s'utilitza àmpliament la mescla de fase directa (controlada i no controlada) amb la substitució completa de l'excitador de la màquina per rectificadors. autoexcitació d'una màquina síncrona.

La mescla controlada es realitza per a instal·lacions on és necessari mantenir una tensió constant de la màquina amb una precisió millor de ± 3-5%. La gestió la porta a terme l'anomenat regulador de voltatge.

Per a màquines síncrones de baixa potència amb excitadores de màquines, els reguladors d'excitació automàtics es produeixen segons l'esquema de fase controlat per un corrector de tensió.

En la teoria general del control automàtic, la combinació de màquines elèctriques es refereix a sistemes de control de l'acció pertorbadora de la càrrega, que es poden combinar amb el control de la desviació del paràmetre estabilitzat (sistemes combinats).