Регуляторы напряжения вибрационного типа и бесконтактные регуляторы

Автоматический регулятор напряжения вибрационного типа работает по отклонению напряжения. Принцип работы регулятора напряжения вибрационного типа основан на включении в цепь обмотки возбуждения генератора дополнительного резистора при повышении напряжения на выводах генератора (рис. 1).

Регулятор состоит из электромагнита Y, якоря с подвижным контактом S, неподвижного контакта и добавочного резистора R1, включенного в цепь обмотки возбуждения LG генератора.

При нормальном напряжении контакты замкнуты, и обмотка возбуждения генератора получает питание от якоря, минуя резистор. Как только напряжение на выводах генератора увеличится, электромагнит Y, преодолевая сопротивление пружины П, притянет якорь и разомкнет контакт. В результате ток в обмотку возбуждения будет поступать через дополнительный резистор, и напряжение на выводах генератора уменьшится.

Автоматические системы регулирования напряжения генераторов с корректором напряжения

Во время работы напряжение синхронных генераторов зависит от тока нагрузки, коэффициента мощности, частоты вращения и сопротивления обмоток всех элементов системы возбуждения. Изменение сопротивления обмоток во время работы системы возбуждения зависит от температуры нагрева. Если фазовые компаундирующие устройства автоматически регулируют напряжение по воздействию тока нагрузки и коэффициента мощности, то для учета остальных факторов, влияющих на напряжение генератора, дополнительно применяются корректоры напряжения.

Автоматический бесконтактный регулятор напряжения УБК-М поддерживает постоянное напряжение синхронных генераторов в эксплуатационных режимах судовой электростанции.

Он предназначен для судовых синхронных генераторов с машинными возбудителями, работает по принципу быстродействующего управляемого фазового компаундирования с корректором напряжения.

Принцип действия трансформатора фазового компаундирования и корректоров напряжения

Конструктивные особенности, а также непрерывное усовершенствование синхронных генераторов с самовозбуждением привели к многообразию регуляторов. 

Однако принципиально все регуляторы обеспечивают выполнение одних и тех же задач, а именно:

1. автоматическое регулирование напряжения генератора;
2. передачу от обмоток статора через обмотки О1, О2, О3 и выпрямитель В_n (рис. 1) в обмотку ротора энергии, необходимой для питания обмотки возбуждения ротора;
3. самовозбуждение генератора.

Так как функции регуляторов напряжения расширены, то они стали называться системами самовозбуждения и автоматического регулирования тока возбуждения генераторов.

На рис. 1 представлена в общем виде одна из возможных систем самовозбуждения и автоматического регулирования напряжения судового синхронного генератора.

Причины отклонения напряжения генераторов и требования к его стабилизации

Совершенно очевидно, что для нормальной работы судовых потребителей электроэнергии необходимо обеспечить неизменность напряжения работающих генераторов СЭС, т. е. обеспечить стабильность его на шинах ГРЩ. Но в силу ряда причин напряжение генератора имеет тенденцию к изменению.

Рассмотрим более подробно причины, влияющие на изменение напряжения синхронного генератора переменного тока. Источником э. д. с. синхронного генератора является его трехфазная обмотка, неподвижно лежащая на статоре. Во время работы она через шины ГРЩ соединена с потребителями электроэнергии, причем это соединение параллельное. Для упрощенной схемы СЭС, представленной на рис. 1, величину тока одной фазы генератора можно выразить суммой токов одноименных фаз всех включенных на шины потребителей:

Чем больше потребителей включено на шины ГРЩ, тем больше ток статорной обмотки генератора:

Ток I_г статорной обмотки создает магнитный поток статора (реакция статора), который уменьшает магнитный поток вращающегося ротора.

Обслуживание автоматических угольных регуляторов напряжения и уход за ними

Как правило, при наличии автоматического угольного регулятора напряжения все операции по пуску в ход, перераспределению нагрузок и остановке генераторов должны производиться при включенном автоматическом регуляторе. Его отключение и переход на ручное регулирование допускаются только в случае необходимости производства каких-либо работ с автоматическим регулятором.

При необходимости изменения величины напряжения генератора уставка автоматического угольного регулятора изменяется путем воздействия на установочное сопротивление в цепи питания выпрямителя регулятора.

Уход за регулятором сводится к его тщательному осмотру через каждые 1000 час работы.

При осмотре необходимо проверить целость угольных шайб. Замена шайб производится при разжатых угольных столбах (якорь — в нижнем положении) и предварительно извлеченном изолирующем стержне. После замены шайб необходимо измерить сопротивление угольного реостата регулятора (при максимальном нажатии) с тем, чтобы убедиться, что сопротивление реостата соответствует паспортным данным регулятора, указываемым для холодного реостата. Кроме того, следует убедиться, что угольные столбы регулятора имеют приблизительно одинаковую высоту.

Автоматические регуляторы напряжения генераторов

Одним из наиболее важных условий, обеспечивающих правильную работу электрических установок, является постоянство напряжения питающих генераторов.

В установках постоянного тока достаточная степень постоянства напряжения обеспечивается компаундными генераторами. В установках переменного тока для сохранения постоянства напряжения приходится прибегать к автоматическим регуляторам напряжения.

При сохранении постоянства скорости вращения генератора (для сохранения постоянства частоты) регулировка напряжения возможна только за счет изменения магнитного потока, т. е. тока возбуждения. На сегодняшний день наименее распространенным автоматическим регулятором напряжения является угольный. Основная часть угольного регулятора — столбик угольных шайб, включенный в обмотку возбуждения возбудителя генератора.

Автоматическая система возбуждения HIREX- 80С для бесщеточных генераторов с самовозбуждением

В автоматических регуляторах напряжения (АРН) ранее использовались тиристоры, регулирующие напряжение генераторов, но с появлением силовых, более надежных транзисторов стало возможным их применения в АРН.

Данная система обладает рядом преимуществ: бесщеточное возбуждение и транзисторы, дающие возможность получить широкий диапазон регулировочных характеристик напряжения, восстановление напряжения до номинальной величины, параллельную работу генераторов, возвращение в номинальный режим после к.з.

Основная компаундирующая цепь возбуждения содержит составляющую напряжения, обеспечивающую ток возбуждения на холостом ходу и составляющую тока, компенсирующую падение напряжения при изменении тока нагрузки. Результирующая выходов обоих каналов, после выпрямления, подается на возбудитель переменного тока. В дополнение к этим основным цепям добавляется цепь транзисторного ключа очень чувствительная к изменению выходного напряжения генератора и поддерживавает его номинальное значение, при изменении нагрузки и других условиях, например, при синхронизации и т.п.

Бесщеточный генератор (Fuji Electric Co., Ltd)

В настоящее время на судах используются генераторы переменного тока в качестве источников электроэнергии с широким применением полупроводниковых выпрямителей. Обычно генераторы, устанавливаемые на судах, работают при неблагоприятных условиях, таких как: испарение топлива, высокие влажность и температура, вибрация и т. п. При обслуживании щеточного аппарата с кольцами наблюдается выкрашивание угольных щеток, постоянный их износ, угольная пыль и нарушение рабочей поверхности колец. Бесщеточные генераторы не имеют перечисленных недостатков и обладают следующими преимуществами:

- отсутствие обслуживания щеток и колец;
- автоматический регулятор напряжения (АРН) легко регулируется и очень компактен;
- генератор работает в условиях килевой, бортовой качки, при различных кренах судна, вибрации, парах масла, топлива, дыма, высокой влажности и наличии в воздухе морской соли. 

Исследование регулятора нагрузки ГД судов с ВРШ

Исследование регулятора нагрузки ГД судов с ВРШ

Содержание:

• Исследование нагрузки главных двигателей судов типа "Белоруссия"
• Принцип действия АРН
• Прохождение сигналов в АРН
• Настройка АРН
• Проверка функционирования АРН
• Электросхема АРН