Καταρχάς, πρέπει να περιορίσουμε το εύρος της συζήτησης για να αποφύγουμε την υπερβολική ανακρίβεια. Η γεννήτρια που συζητείται εδώ αναφέρεται σε μια σύγχρονη γεννήτρια AC τριφασικού ρεύματος χωρίς ψήκτρες, η οποία στο εξής θα αναφέρεται μόνο ως «γεννήτρια».
Αυτός ο τύπος γεννήτριας αποτελείται από τουλάχιστον τρία κύρια μέρη, τα οποία θα αναφερθούν στην ακόλουθη συζήτηση:
Κύρια γεννήτρια, χωρισμένη σε κύριο στάτορα και κύριο ρότορα. Ο κύριος ρότορας παρέχει ένα μαγνητικό πεδίο και ο κύριος στάτορας παράγει ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία του φορτίου. Διεγέρτης, χωρισμένος σε στάτορα διεγέρτη και ρότορα. Ο στάτορας διεγέρτη παρέχει ένα μαγνητικό πεδίο, ο ρότορας παράγει ηλεκτρική ενέργεια και μετά από διόρθωση από έναν περιστρεφόμενο συλλέκτη, παρέχει ισχύ στον κύριο ρότορα. Ο αυτόματος ρυθμιστής τάσης (AVR) ανιχνεύει την τάση εξόδου της κύριας γεννήτριας, ελέγχει το ρεύμα του πηνίου στάτορα διεγέρτη και επιτυγχάνει τον στόχο της σταθεροποίησης της τάσης εξόδου του κύριου στάτορα.
Περιγραφή εργασιών σταθεροποίησης τάσης AVR
Ο λειτουργικός στόχος του AVR είναι η διατήρηση μιας σταθερής τάσης εξόδου γεννήτριας, κοινώς γνωστής ως «σταθεροποιητής τάσης».
Η λειτουργία του είναι να αυξάνει το ρεύμα στάτη του διεγέρτη όταν η τάση εξόδου της γεννήτριας είναι χαμηλότερη από την καθορισμένη τιμή, η οποία ισοδυναμεί με την αύξηση του ρεύματος διέγερσης του κύριου ρότορα, προκαλώντας την άνοδο της τάσης της κύριας γεννήτριας στην καθορισμένη τιμή. Αντίθετα, μειώστε το ρεύμα διέγερσης και αφήστε την τάση να μειωθεί. Εάν η τάση εξόδου της γεννήτριας είναι ίση με την καθορισμένη τιμή, το AVR διατηρεί την υπάρχουσα έξοδο χωρίς ρύθμιση.
Επιπλέον, σύμφωνα με τη σχέση φάσης μεταξύ ρεύματος και τάσης, τα φορτία AC μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες:
Φορτίο αντίστασης, όπου το ρεύμα είναι σε φάση με την τάση που εφαρμόζεται σε αυτό. Επαγωγικό φορτίο, όπου η φάση του ρεύματος υστερεί σε σχέση με την τάση. Χωρητικό φορτίο, όπου η φάση του ρεύματος είναι μπροστά από την τάση. Μια σύγκριση των τριών χαρακτηριστικών του φορτίου μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τα χωρητικά φορτία.
Για ωμικά φορτία, όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα διέγερσης που απαιτείται για τον κύριο ρότορα (προκειμένου να σταθεροποιηθεί η τάση εξόδου της γεννήτριας).
Στην επόμενη συζήτηση, θα χρησιμοποιήσουμε το ρεύμα διέγερσης που απαιτείται για τα ωμικά φορτία ως πρότυπο αναφοράς, πράγμα που σημαίνει ότι τα μεγαλύτερα αναφέρονται ως μεγαλύτερα. Το ονομάζουμε μικρότερο από αυτό.
Όταν το φορτίο της γεννήτριας είναι επαγωγικό, ο κύριος ρότορας θα απαιτήσει μεγαλύτερο ρεύμα διέγερσης προκειμένου η γεννήτρια να διατηρήσει σταθερή τάση εξόδου.
Χωρητικό φορτίο
Όταν η γεννήτρια αντιμετωπίζει ένα χωρητικό φορτίο, το ρεύμα διέγερσης που απαιτείται από τον κύριο ρότορα είναι μικρότερο, πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα διέγερσης πρέπει να μειωθεί προκειμένου να σταθεροποιηθεί η τάση εξόδου της γεννήτριας.
Γιατί συνέβη αυτό;
Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι το ρεύμα στο χωρητικό φορτίο είναι μπροστά από την τάση και αυτά τα προπορευόμενα ρεύματα (που ρέουν μέσω του κύριου στάτορα) θα δημιουργήσουν επαγόμενο ρεύμα στον κύριο ρότορα, το οποίο τυχαίνει να υπερτίθεται θετικά με το ρεύμα διέγερσης, ενισχύοντας το μαγνητικό πεδίο του κύριου ρότορα. Επομένως, το ρεύμα από τον διεγέρτη πρέπει να μειωθεί προκειμένου να διατηρηθεί μια σταθερή τάση εξόδου της γεννήτριας.
Όσο μεγαλύτερο είναι το χωρητικό φορτίο, τόσο μικρότερη είναι η έξοδος του διεγέρτη. Όταν το χωρητικό φορτίο αυξάνεται σε κάποιο βαθμό, η έξοδος του διεγέρτη πρέπει να μειωθεί στο μηδέν. Η έξοδος του διεγέρτη είναι μηδέν, που είναι το όριο της γεννήτριας. Σε αυτό το σημείο, η τάση εξόδου της γεννήτριας δεν θα είναι αυτοσταθερή και αυτός ο τύπος τροφοδοσίας δεν πληροί τις προϋποθέσεις. Αυτός ο περιορισμός είναι επίσης γνωστός ως «περιορισμός διέγερσης».
Η γεννήτρια μπορεί να δεχτεί μόνο περιορισμένη χωρητικότητα φορτίου. (Φυσικά, για μια συγκεκριμένη γεννήτρια, υπάρχουν επίσης περιορισμοί στο μέγεθος των ωμικών ή επαγωγικών φορτίων.)
Εάν ένα έργο αντιμετωπίζει προβλήματα από χωρητικά φορτία, είναι δυνατό να επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε πηγές ενέργειας IT με μικρότερη χωρητικότητα ανά κιλοβάτ ή να χρησιμοποιήσετε επαγωγείς για αντιστάθμιση. Μην αφήνετε το σετ γεννήτριας να λειτουργεί κοντά στην περιοχή «κάτω από το όριο διέγερσης».
Ώρα δημοσίευσης: 07 Σεπτεμβρίου 2023
