Combinando máquinas elétricas, controle automático de excitação

Carros elétricos combinados - um sistema de excitação de máquinas elétricas, no qual o fluxo de excitação muda automaticamente com a carga das máquinas (ou, em geral, a carga do circuito elétrico conectado à máquina elétrica).

A combinação de máquinas DC é feita sobrepondo em seus pólos, juntamente com um enrolamento paralelo conectado em paralelo com o circuito da armadura, um enrolamento em série. Tal máquina é chamada de máquina de excitação composta ou mista.

A mistura da máquina CA é aplicada para máquinas síncronas — geradores, compensadores, motores — e é geralmente considerado como um sistema (ou parte de um sistema complexo) para controlar automaticamente a excitação de uma máquina síncrona.

Sistema de excitação — um conjunto de nós e dispositivos projetados para receber e controlar a corrente de excitação de máquinas síncronas.A corrente contínua que flui através do enrolamento de excitação da máquina forma um campo eletromagnético rotativo, que cria uma fem nos terminais do enrolamento do estator.

O sistema de excitação, como um dos elementos mais críticos da máquina síncrona, tem um impacto significativo na confiabilidade da operação de usinas e consumidores, na estabilidade da operação paralela das máquinas síncronas. no sistema elétrico.

O sistema de excitação de máquinas síncronas inclui:

• uma bobina de excitação localizada nas ranhuras do rotor ou em seus pólos na forma de bobinas. Suas extremidades são removidas por anéis coletores aos quais é aplicada uma tensão constante do excitador;
• excitador - fonte de alimentação DC e equipamento auxiliar a ele;
• controlador de campo automático que varia a corrente de campo da máquina síncrona de acordo com a lei de regulação de campo selecionada.

O controle automático de excitação (ARV) é realizado de forma mais eficiente e com a ajuda de equipamentos mais simples e confiáveis, se a mistura for usada no sistema ARV, pois reduz significativamente os desvios de tensão quando a carga muda, aumenta a estabilidade da máquina síncrona ( e, portanto, sistemas de energia em geral), facilita a partida de motores comparáveis ​​em potência aos geradores. Este último é muito importante para usinas autônomas de pequena e média potência.

A potência máxima transmitida através da linha de energia nas condições de estabilidade estática e dinâmica é amplamente determinada pelos parâmetros do sistema de excitação.A estabilidade estática depende da sensibilidade do sistema de excitação à mudança de modo, que está relacionada ao tipo e configuração do ARV e às constantes de tempo dos elementos do sistema de excitação (ARV, excitador e bobina de excitação).

Reguladores eletrônicos de tensão com feedback flexível e dispositivos combinados com retificação de tensão ajustam a excitação proporcionalmente ao desvio do parâmetro operacional - tensão ou corrente.

Esses ARVs são mais amplamente usados ​​em máquinas síncronas. Controladores fortes regulam não apenas o desvio, mas também a taxa e a aceleração da mudança em um ou dois parâmetros operacionais (corrente, tensão, frequência, ângulo de deslocamento entre a tensão em algum ponto do sistema e o EMF de uma máquina síncrona).

Inúmeras opções de esquemas para combinar máquinas síncronas são divididas em:

• Compondo, direta ou indiretamente, dependendo se a saída do circuito do sistema de excitação está conectada diretamente ao circuito de excitação de uma máquina síncrona ou através de um amplificador (quando este circuito está incluído no circuito de excitação do excitador ou subexcitador) . Eles são vistos como amplificadores de máquinas elétricas;

• Composição por corrente, tensão ou ângulo de uma máquina síncrona, etc. - dependendo de quais parâmetros operacionais associados a uma mudança na carga atuam na entrada do circuito (em particular, existem circuitos do sistema de excitação para a corrente média de um grupo de uma máquina síncrona, para linhas de corrente);

• monofásico, bifásico ou trifásico - dependendo se o sistema de excitação responde a mudanças nos parâmetros operacionais em uma ou mais fases do circuito de corrente alternada;

• fase ou não fase - dependendo se o sistema de excitação é sensível à fase, ou seja, responde a uma mudança no ângulo de fase entre os vetores de corrente e a tensão do circuito de corrente alternada;

• linear ou não linear - dependendo se o fator de proporcionalidade entre o desvio da corrente retificada na saída do circuito e o desvio do parâmetro de modo na entrada do circuito, tornando-o constante dentro dos limites especificados da mudança de modo ;

• controlado ou não controlado — dependendo se o coeficiente acima é alterado automaticamente por uma ação especial de controle (corretiva).

A combinação de máquinas síncronas é amplamente utilizada devido ao alto valor do controle automático de excitação, que é um dos principais meios de aumentar a estabilidade da operação paralela de máquinas síncronas.

Para máquinas síncronas de baixa potência (até 1-2 MW), é amplamente utilizada a mistura direta de fase (controlada e não controlada) com a substituição completa da excitatriz da máquina por retificadores. autoexcitação de uma máquina síncrona.

A mistura controlada é realizada para instalações onde é necessário manter uma tensão de máquina constante com uma precisão melhor que ± 3-5%. A gestão é realizada pelos chamados regulador de voltagem.

Para máquinas síncronas de baixa potência com excitadores de máquina, os reguladores automáticos de excitação são produzidos de acordo com o esquema de faseamento controlado por um corretor de tensão.

Na teoria geral de controle automático, a combinação de máquinas elétricas refere-se a sistemas de controle para a ação de perturbação da carga, que podem ser combinados com controle para o desvio do parâmetro estabilizado (sistemas combinados).