Najprej moramo omejiti obseg razprave, da se izognemo preveliki nenatančnosti. Generator, o katerem razpravljamo tukaj, se nanaša na brezkrtačni, trifazni sinhronski generator izmeničnega toka, v nadaljevanju le »generator«.
Ta tip generatorja je sestavljen iz vsaj treh glavnih delov, ki bodo omenjeni v naslednji razpravi:
Glavni generator, razdeljen na glavni stator in glavni rotor; glavni rotor zagotavlja magnetno polje, glavni stator pa ustvarja električno energijo za napajanje obremenitve; vzbujevalnik, razdeljen na vzbujevalnik, stator in rotor; vzbujevalnik, stator zagotavlja magnetno polje, rotor ustvarja električno energijo in po usmerjanju z vrtljivim komutatorjem napaja glavni rotor; avtomatski regulator napetosti (AVR) zazna izhodno napetost glavnega generatorja, krmili tok tuljave statorja vzbujevalnika in doseže cilj stabilizacije izhodne napetosti glavnega statorja.
Opis delovanja stabilizacije napetosti AVR
Operativni cilj AVR je vzdrževanje stabilne izhodne napetosti generatorja, splošno znane kot "stabilizator napetosti".
Njegovo delovanje je povečanje statorskega toka vzbujevalnika, ko je izhodna napetost generatorja nižja od nastavljene vrednosti, kar je enakovredno povečanju vzbujevalnega toka glavnega rotorja, zaradi česar se napetost glavnega generatorja dvigne na nastavljeno vrednost; nasprotno, zmanjšanje vzbujevalnega toka in zmanjšanje napetosti; če je izhodna napetost generatorja enaka nastavljeni vrednosti, AVR vzdržuje obstoječi izhod brez prilagajanja.
Poleg tega lahko glede na fazni odnos med tokom in napetostjo izmenične obremenitve razdelimo v tri kategorije:
Uporna obremenitev, kjer je tok v fazi z napetostjo, ki je nanjo priključena; induktivna obremenitev, kjer faza toka zaostaja za napetostjo; kapacitivna obremenitev, kjer je faza toka pred napetostjo. Primerjava treh karakteristik obremenitve nam pomaga bolje razumeti kapacitivne obremenitve.
Pri uporovnih obremenitvah velja, da večja kot je obremenitev, večji je vzbujevalni tok, potreben za glavni rotor (za stabilizacijo izhodne napetosti generatorja).
V nadaljnji razpravi bomo kot referenčni standard uporabili vzbujevalni tok, potreben za uporovne obremenitve, kar pomeni, da večje obremenitve imenujemo večje; manjše od njega pa imenujemo ...
Ko je obremenitev generatorja induktivna, bo glavni rotor potreboval večji vzbujevalni tok, da bo generator vzdrževal stabilno izhodno napetost.
Kapacitivna obremenitev
Ko generator naleti na kapacitivno obremenitev, je vzbujevalni tok, ki ga zahteva glavni rotor, manjši, kar pomeni, da je treba vzbujevalni tok zmanjšati, da se stabilizira izhodna napetost generatorja.
Zakaj se je to zgodilo?
Še vedno ne smemo pozabiti, da tok na kapacitivni obremenitvi predhodi napetosti in da ti vodilni tokovi (ki tečejo skozi glavni stator) ustvarjajo inducirani tok na glavnem rotorju, ki se pozitivno prekriva z vzbujevalnim tokom in krepi magnetno polje glavnega rotorja. Zato je treba tok iz vzbujevalnika zmanjšati, da se ohrani stabilna izhodna napetost generatorja.
Večja kot je kapacitivna obremenitev, manjši je izhod vzbujevalnika. Ko se kapacitivna obremenitev poveča do določene mere, se mora izhod vzbujevalnika zmanjšati na nič. Izhod vzbujevalnika je nič, kar je omejitev generatorja. Na tej točki izhodna napetost generatorja ni samostabilna in ta vrsta napajanja ni ustrezna. Ta omejitev je znana tudi kot "omejitev pod vzbujanjem".
Generator lahko sprejme le omejeno nosilnost; (Seveda za določen generator obstajajo tudi omejitve glede velikosti uporovnih ali induktivnih bremen.)
Če ima projekt težave s kapacitivnimi obremenitvami, se je mogoče odločiti za uporabo IT virov napajanja z manjšo kapacitivnostjo na kilovat ali za kompenzacijo uporabiti induktorje. Ne dovolite, da generatorski agregat deluje blizu območja "podvzbujanja".
Čas objave: 7. september 2023
