Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Раздел 2. Электрооборудование и автоматизированные системы управления.Стр 1 из 6Следующая ⇒
Раздел 2. Электрооборудование и автоматизированные системы управления. Тема 21. Автоматические регуляторы напряжения и частоты. Лекция№31. Автоматические регуляторы напряжения. Автоматические регуляторы частоты. Угольный регулятор. Принципиальные схемы и их чтение.
Учебный вопрос: 1. Автоматические регуляторы напряжения. 2. Автоматические регуляторы частоты. 3. Угольный регулятор. 4. Принципиальные схемы и их чтение.
Системы АРН, действующие по отклонению В АРН под отклонением (регулируемой величины) понимают отклонение напряжения по отношению к номинальному. В таких системах исключен ТК, а АРН работает как корректор напряжения КН (рис. 3.5, а). Принцип действия системы состоит в том, что корректор КН измеряет истинное значение напряжения СГ, и в случае его отклонения вырабатывается управляющий сигнал, который через регулирующий элемент (например, управляемый выпрямитель UZ) изменяет в нужную сторону (корректирует) ток возбуждения СГ.
Рис. 3.5. Система возбуждения и автоматического регулирования напряжения с управлением по отклонению: а - с корректором напряжения; б - комбинированная. Кроме того, через КН д о п о л н и т е л ь н о осуществляется коррекция напряжения СГ по температуре и частоте. Также в КН включается узел (контур) для автоматического распределения реактивных нагрузок при параллельной работе СГ. Системы, действующие по отклонению напряжения, не имеют в своем составе ТК, что делает их более компактными. Такие системы имеют лучшее быстродействие, чем системы с ТК. Комбинированные СВАРН В схемах этих систем имеются ТК и КН (рис. 3.5, б). С помощью ТК регулирование выполняется с недостаточной точностью, обычно ± 3,5 – 4%, а применение КН повышает точность регулирования до ±1,5 - 2%. Поэтому в целом комбинированные СВАРН обладают высокой точностью стабилизации напряжения СГ. Принцип действия комбинированной системы состоит в том, что ток с выхода КН поступает на обмотку управления w , расположенную на магнитопроводе ТК. Как правило, при отключенном КН напряжение генератора увеличено (примерно на 10 % номинального). Ток обмотки w размагничивает трансформатор компаундирования, уменьшая результирующий магнитный поток. В случае применения управляемого выпрямителя UZ корректор напряжения может воздействовать непосредственно на его систему управления.
Схемы КНи их элементная база отличаются большим разнообразием: они выполняются на базе магнитных усилителей или с применением полупроводниковых устройств. Вне зависимости от типа СВАРН, основную часть схемы СВАРН дополняют устройствами, предназначенными для повышения устойчивости параллельной работы и компенсации влияния на напряжение СГ колебаний частоты вращения ПД и нагрева СГ. К таким устройствам относятся: 1. реактивные компенсаторы или компенсаторы реактивной мощности; 2. контуры частотной коррекции; 3. контуры температурной компенсации. Основные характеристики АРЧ Основное требование к ПД генераторных агрегатов любого типа - сохранение частоты вращения вала ПД, что необходимо для стабилизации частоты тока генераторов. Поэтому ГА снабжают АРЧ, для которых регулирующим воздействием является изменение подачи топлива (пара), а регулирующим органом - топливная рейка у дизелей и паровпускной клапан у турбин. К основным характеристикам АРЧ относятся регуляторные и скоростные. Классификация АРЧ В настоящее время принята следующая классификация АРЧ (таблица 3.1.). Применение разных типов АРЧ Применение того или иного вида АРЧ зависит от условий работы ГА (одиночная, параллельная работа) и от требований, предъявляемых к точности регулирования частоты вращения ГА. Например, АРЧ, обеспечивающие работу приводных двигателей ГА по астатическим характеристикам, применяют только при одиночной работе ГА и называют астатическими. Такие регуляторы называют также интегральными, или регуляторами И-типа. У них отклонение частоты вращения влияет только на скорость перемещения рейки ТНВД. АРЧ, предназначенные для обеспечения параллельной работы ГА, должны работать только по статическим характеристикам. Для статической характеристики δ> 0, т. е. частота вращения ПД уменьшается с увеличением нагрузки генератора (см. рис. 2.1, характеристика 2).. Такие регуляторы называют статическими а также пропорциональны
ми или регуляторами П-типа. У них отклонение частоты вращения влияет только на вели-чину перемещения рейки топливных насосов Регуляторы, обеспечивающие работу ПД по астатической и статической характеристикам, называют универсально-статическими. Такие регуляторы называют также пропорционально-интегральными или регуляторами ПИ-типа. У них отклонение частоты вращения влияет как на величину, так и на скорость перемещения рейки топливных насосов. В зависимости от изменяемых величин различают АРЧ одно- и двухимпульсные. Одноимпульсные АРЧ изменяют подачу топлива при изменении частоты и потому снабжаются центробежными (частоты вращения вала) или электрическими (частоты тока) датчиками. Двухимпульсные АРЧ дополнительно снабжены датчиком активного тока, поэтому у них подача топлива зависит как от частоты вращения (тока), так и от активной нагрузки. Точность стабилизации частоты вращения у них лучше, чем у одноимпульсных, но при этом усложняется схема управления АРЧ. В зависимости от наличия усиления различают АРЧ прямого и непрямого действия. В АРЧ прямого действия датчик частоты вращения воздействует на регулирующий орган непосредственно, а в АРЧ непрямого действия - через усилитель (сервомотор). АРЧ прямого действия применяются для ГА небольшой мощности. На большинстве современных судов применяются двухимпульсные ГА. Более подробная классификация АРЧ приведена в таблице 3.1. Угольный регулятор. 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. Работа регулятора основана на том, что в столбике угольных шайб, подвергающихся давлению,электрическое сопротивление изменяется в зависимости от силы сжатия. Чем больше сила сжатия угольного столбика, тем меньше его сопротивление; с уменьшением силы сжатия сопротивление столбика возрастает. Устройство угольного регулятора напряжения показано на рисунке 1. Основными частями регулятора являются электромагнит 3,катушка которого присоединена к цепи переменного тока генератора непосредственно или через селеновый выпрямитель, и угольный реостат 2, включаемый в цепь питания обмотки возбуждения возбудителя последовательно с шунтовым реестром. Рис. 1 Угольный регулятор напряжения Угольный реостат состоит из отдельных угольных столбов, сопротивление которых меняется под влиянием действующего на них давления. Чем больше давление, которым отдельные столбы прижимаются друг к другу, тем меньше сопротивление угольного реостата в целом. Балансная пружина 9 стремится все время к сжатию угольных столбов. Электромагнит 3 с сердечником 7 втягивает поворотный якорь 4; при помощи тяги 5 он противодействует натяжению пружины и расслабляет давление угольных столбов. Благодаря этому Угольный реостат состоит из отдельных угольных столбов, сопротивление которых меняется под влиянием действующего на них давления. Чем больше давление, которым отдельные столбы прижимаются друг к другу, тем меньше сопротивление угольного реостата в целом. Балансная пружина 9 стремится все время к сжатию угольных столбов. Электромагнит 3 с сердечником 7 втягивает поворотный якорь 4; при помощи тяги 5 он противодействует натяжению пружины и расслабляет давление угольных столбов. Благодаря этому устанавливается такое сопротивление электромагнита, какое необходимо для нормальной работы системы возбуждения генератора и поддержания нормального напряжения на его зажимах. При повышении напряжения генератора, вызванном, например, уменьшением нагрузки, сила электромагнита возрастает, якорь втягивается, давление пружины на угольные столбы уменьшается. Из-за этого сопротивление угольного реостата возрастает и вместе с тем уменьшается ток, питающий обмотку возбуждения возбудителя. Напряжение на зажимах генератора восстанавливается до первоначальной величины. При понижении напряжения, вызванном, например, пуском короткозамкнутого электродвигателя или коротким замыканием в сети, втягивающая сила электромагнита уменьшается. Под воздействием пружины угольные столбы сжимаются, сопротивление при этом уменьшается, в обмотку возбуждения возбудителя заходит большой ток. Благодаря этому напряжение на зажимах генератора восстанавливается.
работе генераторов трехфазного тока показана на рисунке 225. Благодаря вспомогательному устройству типа ВС-242 угольный регулятор может обеспечить статизм характеристики регулирования напряжения до 6%. как видно из таблицы9 регуляторы типов РУН-101-141 изготовляют с измерительным элементом, рассчитанным на напряжение 115 или 230 в. Это значит, что при параллельной работе, когда в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 225, измерительный орган регулятора должен питаться от линейного напряжения, следует применять понижающие трансформаторы напряжения 380/100—115 в. При одиночной работе генератора 380/220 угольный регулятор может питаться от фазного напряжения (фаза нуль) Средне-регулируемое напряжение, которое поддерживается регуляторами типа РУН на зажимах генератора, можно изменить в зависимости от настройки вспомогательного устройства ВС-240 (или ВС-244) в пределах 95—■ 105% от номинального напряжения. Точность регулирования при изменении нагрузки генератора в установившемся режиме гарантируется заводом-изготовителем в пределах ±2,5%. На рисунках 226 и 227 приведены габаритные установочные эскизы регуляторов напряжения» для переднего и заднего присоединения проводов. Размеры к указанным рисункам даны в таблице 95 Угольный регулятор напряжения можно выбрать исходя из номинальных параметров генератора и возбудителя при холостом ходе и номинальной нагрузке. Его проверяют по допустимой мощности и пределам изменения сопротивлений Угольный регулятор напряжения можно выбрать исходя из номинальных параметров генератора и возбудителя при холостом ходе и номинальной нагрузке. Его проверяют по допустимой мощности и пределам изменения сопротивлений угольных столбов в зависимости от степени сжатия в крайних положениях Для генераторов, находящихся в эксплуатации, все необходимые параметры могут быть определены путем непосредственных замеров Обозначим через: UBxx — напряжение на щетках возбудителя при холостом ходе генератора и номинальной скорости вращения (в В); UBн— то же при полной нагрузке генератора iвхх — ток в цепи возбуждения возбудителя при холостом ходе генератора и номинальной скорости вращения (в а); i ввн — то же при полной нагрузке генератора (в а); r ввхол — сопротивление обмотки возбуждения возбудителя в холодном состоянии (в ом); к ввгор — то же в горячем состоянии (в ом); UBн— то же при полной нагрузке генератора iвхх — ток в цепи возбуждения возбудителя при холостом ходе генератора и номинальной скорости вращения (в а); i ввн — то же при полной нагрузке генератора (в а); r ввхол — сопротивление обмотки возбуждения возбудителя в холодном состоянии (в ом); к ввгор — то же в горячем состоянии (в ом); r ш — сопротивление шунтового реостата в цепи возбуждения возбудителя (в ом); R уг макс— сопротивление угольных столбов при холостом ходе генератора (в разжатом состоянии) (в ом); R уг мин— то же при номинальной нагрузке генератора (в сжатом состоянии) (в ом). При режиме холостого хода, исходя из схемы на рисунке 228, имеем в цепи возбуждения возбудителя три последовательно соединенных сопротивления:Rш, Rуг и RБВ. При режиме номинальной нагрузки схема подобна приведенной на рисунке 228, но вместо ГуRмакс будем иметь гуRмини вместо сопротивления обмотки возбуждения возбудителя в холодном состоянии Rввхол Угольный регулятор.
Рис. 1. Принципиальная схема включения угольного автоматического регулятора напряжения
На рис. 1 изображена принципиальная схема включения угольного автоматического регулятора напряжения. В состав схемы входят: угольный реостат 1, электромагнит с двумя обмотками 2 и 3 и пружина 5, создающая усилие, противодействующее электромагниту. Обмотка 2 электромагнита включена на напряжение генератора Г между фазами А и С через выпрямитель 6. Обмотка 3 электромагнита включена на вторичную обмотку трансформатора 4, первичная обмотка которого питается от возбудителя генератора В. При нормальном напряжении генератора втягивающая сила электромагнита уравновешивается силой натяжения пружины. С повышением напряжения генератора сила электромагнита преодолевает натяжение пружины, якорь притягивается к сердечнику электромагнита, и поворачиваясь вокруг своей неподвижной оси, через вертикальный стержень передает растягивающее усилие на угольный столбик. Сила натяжения на угольные шайбы уменьшается, сопротивление столбика возрастает, напряжение возбудителя уменьшается, в связи с чем уменьшается и напряжение генератора Г. С уменьшением напряжения генератора Г втягивающая сила электромагнита уменьшается, под действием натяжения пружины якорь поворачивается и увеличивается сжатие угольного реостата. Сопротивление реостата уменьшается, ток возбуждения увеличивается и напряжение генератора возрастает. Если бы на электромагните была только обмотка 2, описанный процесс регулирования никогда бы не прекращался и напряжение генератора, изменившись один раз под действием какой-либо внешней причины, в дальнейшем колебалось бы под влиянием работы регулятора вокруг своего номинального значения. Назначение обмотки 3 — сделать эти колебания затухающими и прекратить их после нескольких циклов с уменьшающейся амплитудой. Магнитный поток обмотки 3 направлен навстречу потоку обмотки 2 и ослабляет действие обмотки 2 по мере подхода напряжения к номинальному значению, чем способствует быстрейшему прекращению колебаний напряжения. Сопротивление 1C в цепи питания выпрямителя 6 служит для изменения пределов регулирования. Обычно его выбирают так, чтобы регулятор поддерживал напряжение в пределах от 95 до 105% номинального. Назначение сопротивления 2С, питаемого от трансформатора тока ТТ, включенного в третью фазу, — создавать на своих зажимах падение напряжения. Падение напряжения на зажимах сопротивления 2С, складываясь геометрически с напряжением между фазами А и С, изменяет выходное напряжение выпрямителя в зависимости от реактивной нагрузки генератора. Это обусловливает постоянное распределение реактивной нагрузки между генераторами при их параллельной работе. При работе одиночного генератора это устройство (так называемый компенсатор реактивной мощности) следует исключать из схемы регулятора, так как его наличие вызывает увеличение провала напряжения при пуске мощных асинхронных двигателей. Изменяя величину сопротивления 3С, можно усилить или ослабить действие обмотки 3, т. е. в конечном итоге изменить время, в течение которого генератор достигает номинального напряжения. Угольные регуляторы имеют ряд недостатков. Одним из наиболее существенных является малый срок службы угольных реостатов. В процессе эксплуатации угольные шайбы, из которых набирается реостат, «стареют», происходит их усадка и износ. Вследствие неравномерности этого явления равенство электрических сопротивлений отдельных угольных столбов нарушается, ток в столбах, имеющих минимальное сопротивление, увеличивается выше допустимого. При этом отдельные шайбы перегреваются, становятся хрупкими и при переменном сжатии их или вследствие вибрации и тряски судна дают трещины или рассыпаются. Иногда часть столба, работающего с перегрузкой, полностью выгорает. Кроме того, угольным регуляторам свойственна небольшая скорость действия из-за наличия подвижных частей, имеющих определенную инерцию. Более совершенным методом регулирования напряжения синхронных генераторов является компаундирование возбуждения.
Рис. 2. Принципиальная схема компаундирования возбудителя синхронного генератора
На рис. 2 изображена принципиальная схема компаундирования возбудителя синхронного генератора. Возбудитель В генератора Г, кроме основной обмотки возбуждения ООВ, имеет дополнительную ДОВ. Дополнительная обмотка возбуждения питается током, пропорциональным току нагрузки генератора, получаемому от трансформатора тока ТТ через разделительный трансформатор напряжения РТ и выпрямитель В. С увеличением тока нагрузки напряжение генератора Г падает. Одновременно увеличивается ток возбуждения в обмотке ДОВ возбудителя, его напряжение возрастает, ток возбуждения генератора Г усиливается и напряжение генератора поднимается. Схема компаундирования регулируется таким образом, чтобы напряжение генератора сохранялось постоянным при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной. Однако напряжениесинхронных генераторов, кроме тока нагрузки, зависит также и от коэффициента мощности последней. Чтобы избежать влияние изменяющегося коэффициента мощности, в схему компаундирования вводят электромагнитный корректор.
Раздел 2. Электрооборудование и автоматизированные системы управления.
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 273; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.184.149 (0.073 с.) |