Kombination elektrischer Maschinen, automatische Erregungssteuerung

Kombi-Elektroautos – ein System zur Erregung elektrischer Maschinen, bei dem sich der Erregerfluss automatisch mit der Last der Maschinen (oder allgemein der Last des an die elektrische Maschine angeschlossenen Stromkreises) ändert.

Die Kombination von Gleichstrommaschinen erfolgt durch Überlagerung ihrer Pole zusammen mit einer Parallelwicklung, die parallel zum Ankerkreis geschaltet ist, einer Reihenwicklung. Eine solche Maschine wird als Verbund- oder Mischerregungsmaschine bezeichnet.

Es wird AC-Maschinenmischen angewendet für Synchronmaschinen – Generatoren, Kompensatoren, Motoren – und wird allgemein als System (oder Teil eines komplexen Systems) zur automatischen Steuerung der Erregung einer Synchronmaschine angesehen.

Erregungssystem – eine Reihe von Knoten und Geräten zur Aufnahme und Steuerung des Erregerstroms von Synchronmaschinen.Der durch die Erregerwicklung der Maschine fließende Gleichstrom bildet ein rotierendes elektromagnetisches Feld, das an den Anschlüssen der Statorwicklung eine EMK erzeugt.

Das Erregersystem als eines der kritischsten Elemente der Synchronmaschine hat erheblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Betriebs von Kraftwerken und Verbrauchern sowie auf die Stabilität des Parallelbetriebs von Synchronmaschinen. im elektrischen System.

Das Erregungssystem von Synchronmaschinen umfasst:

• eine Erregerspule, die entweder in den Schlitzen des Rotors oder in seinen Polen in Form von Spulen angeordnet ist. Seine Enden werden durch Schleifringe entfernt, an die vom Erreger eine konstante Spannung angelegt wird;
• Erreger – Gleichstromversorgung und Zusatzausrüstung;
• automatischer Feldregler, der den Feldstrom der Synchronmaschine entsprechend dem gewählten Feldregelgesetz variiert.

Die automatische Erregungssteuerung (ARV) wird effizienter und mit Hilfe einfacherer und zuverlässigerer Geräte durchgeführt, wenn im ARV-System eine Mischung verwendet wird, da sie Spannungsabweichungen bei Laständerungen erheblich reduziert und die Stabilität der Synchronmaschine erhöht ( und damit Energiesystemen im Allgemeinen) erleichtert das Starten von Motoren, deren Leistung mit denen von Generatoren vergleichbar ist. Letzteres ist für autonome Kraftwerke kleiner und mittlerer Leistung sehr wichtig.

Die maximal über die Stromleitung unter den Bedingungen statischer und dynamischer Stabilität übertragene Leistung wird maßgeblich von den Parametern des Erregersystems bestimmt.Die statische Stabilität hängt von der Empfindlichkeit des Anregungssystems gegenüber Modusänderungen ab, die mit der Art und Einstellung des ARV und den Zeitkonstanten der Elemente des Anregungssystems (ARV, Erreger und Erregerspule) zusammenhängt.

Elektronische Spannungsregler mit flexibler Rückkopplung und spannungsgleichgerichtete Kombigeräte passen die Erregung proportional zur Abweichung des Betriebsparameters Spannung oder Strom an.

Diese ARVs werden am häufigsten bei Synchronmaschinen eingesetzt. Starke Regler regeln nicht nur die Abweichung, sondern auch die Geschwindigkeit und Beschleunigung der Änderung eines oder zweier Betriebsparameter (Strom, Spannung, Frequenz, Verschiebungswinkel zwischen der Spannung an einem Punkt im System und der EMK einer Synchronmaschine).

Zahlreiche Möglichkeiten für Schemata zur Kombination von Synchronmaschinen sind unterteilt in:

• Direkt oder indirekt zusammengesetzt, je nachdem, ob der Ausgang des Erregersystemkreises direkt mit dem Erregerkreis einer Synchronmaschine oder über einen Verstärker verbunden ist (wenn dieser Kreis im Erregerkreis des Erregers oder Untererregers enthalten ist). . Sie gelten als Verstärker elektrischer Maschinen;

• Zusammensetzung nach Strom, Spannung oder Winkel einer Synchronmaschine usw. - abhängig davon, welche Betriebsparameter im Zusammenhang mit einer Laständerung am Eingang der Schaltung wirken (insbesondere gibt es Schaltungen des Erregersystems für den mittleren Strom einer Gruppe einer Synchronmaschine, für Stromleitungen);

• ein-, zwei- oder dreiphasig – je nachdem, ob das Erregersystem auf Änderungen der Betriebsparameter in einer oder mehreren Phasen des Wechselstromkreises reagiert;

• Phase oder Nichtphase – je nachdem, ob das Erregersystem phasenempfindlich ist, also auf eine Änderung des Phasenwinkels zwischen den Stromvektoren und der Spannung des Wechselstromkreises reagiert;

• linear oder nichtlinear – abhängig davon, ob der Proportionalitätsfaktor zwischen der Abweichung des gleichgerichteten Stroms am Ausgang des Schaltkreises und der Abweichung des Modusparameters am Eingang des Schaltkreises so groß ist, dass er innerhalb der angegebenen Grenzen des Moduswechsels konstant bleibt ;

• kontrolliert oder unkontrolliert – abhängig davon, ob der oben genannte Koeffizient durch eine spezielle Kontroll-(Korrektur-)Aktion automatisch geändert wird.

Die Kombination von Synchronmaschinen wird häufig verwendet, da die automatische Erregungssteuerung einen hohen Stellenwert hat und eines der wichtigsten Mittel zur Erhöhung der Stabilität des Parallelbetriebs von Synchronmaschinen ist.

Bei Synchronmaschinen mit geringer Leistung (bis zu 1-2 MW) ist die direkte Phasenmischung (gesteuert und ungesteuert) mit vollständigem Ersatz der Maschinenerreger durch Gleichrichter weit verbreitet. Selbsterregung einer Synchronmaschine.

Das kontrollierte Mischen wird für Anlagen durchgeführt, bei denen eine konstante Maschinenspannung mit einer Genauigkeit von besser als ± 3-5 % aufrechterhalten werden muss. Die Verwaltung erfolgt durch das sogenannte Spannungsregler.

Für Synchronmaschinen mit geringer Leistung und Maschinenerreger werden automatische Erregerregler nach dem Phasenschema hergestellt, das von einem Spannungskorrektor gesteuert wird.

In der allgemeinen Theorie der automatischen Steuerung bezieht sich die Kombination elektrischer Maschinen auf Steuerungssysteme für die Störeinwirkung der Last, die mit einer Steuerung für die Abweichung des stabilisierten Parameters kombiniert werden können (kombinierte Systeme).