První budicí systém byl vyvinut v roce 1971 společností Kinte Industrial Co. Ltd. Některé z budících systémů a dodavatelů budičů jsou akustické povrchy, Spincore Technologies, Mitsubishi Electric Power Products, DirectMed Parts, Basler Electric Co. atd. Tento systém se používá k poskytovat stejnosměrné napájení nebo stejnosměrný proud synchronním strojům. Stejnosměrné budiče, střídavé budiče, obvody pro snímání nebo zpracování signálu, elektronické zesilovače Usměrňovače a zpětnovazební obvody stabilizace budicího systému jsou základními prvky různých budících systémů. V tomto článku jsou vysvětleny různé typy excitačních systémů, prvky, výhody a nevýhody.
Co je to budicí systém?
Definice: Systém, který poskytuje stejnosměrné napětí na vinutí synchronního stroje k provádění ochranných a řídicích funkcí energetického systému. Tento systém se skládá z budiče, PSS (stabilizátor napájecího systému), AVR (automatický regulátor napětí), procesní jednotky a měřicích prvků. Proud poskytovaný tímto systémem je budicí proud. Tyto vstupní hodnoty systému se získávají pomocí měřicích prvků, protože polní vinutí budiče generátoru je zdrojem elektrické energie a obvod autonomního regulátoru napětí provádí řízení proudu budiče, stabilizátor PSS se používá k výrobě dalších signálů v řídicí smyčce.
Typy budicího systému
Klasifikace budicího systému je uvedena na následujícím obrázku.
typy buzení
DC budicí systém
Systém DC (stejnosměrný proud) se skládá ze dvou typů budičů, které jsou hlavním budičem a pilotním budičem. Výstup budiče je nastaven automatickým regulátorem napětí pro ovládání alternátor výstupní napětí svorky. Přes vinutí pole je rezistor vybíjení připojen, když je přerušovač pole otevřený. Tyto dva budiče v systému stejnosměrného proudu mohou být poháněny buď motorem nebo hlavním hřídelem. Jmenovité napětí hlavního budiče je přibližně 400 V. Obrázek stejnosměrného systému je uveden níže.
stejnosměrné buzení
Výhody
Výhody stejnosměrného systému jsou
- Spolehlivější
- Kompaktní velikost
Nevýhody
Nevýhody stejnosměrného systému jsou
- Velká velikost
- Regulace napětí byla složitá
- Velmi pomalá odezva
AC budicí systém
Systém střídavého proudu (AC) se skládá z tyristorového usměrňovacího můstku a alternátoru, které jsou připojeny přímo k hlavní hřídeli. Hlavní budič v systému se střídavým proudem je buď oddělen buzen, nebo buzen samostatně. Tento systém se dělí na dva typy, a to rotorový systém nebo rotační tyristorový systém. Klasifikace systému střídavého proudu je uvedena na následujícím obrázku.
klasifikace excitace střídavého proudu
Rotující tyristorový systém
Obrázek rotujícího tyristoru nebo rotoru je uveden níže. Rotující část se skládá z pole alternátoru usměrňovač , obvod usměrňovače, napájecí zdroj a budič střídavého proudu nebo budič střídavého proudu. Řízený spouštěcí signál je generován napájením a řízením usměrňovače.
rotační tyristorový typ
Výhody
Výhody rotačního tyristorového systému jsou
- Rychlá odpověď
- Jednoduchý
- Nízké náklady
Nevýhody
Hlavní nevýhodou je velmi nízká míra odezvy tyristoru
Střídavý systém
Stator a rotor jsou hlavní součásti střídavého systému střídavého proudu. Tělo statoru sestává z hlavního statoru a budicího statoru, podobně jako sestava rotoru sestává z hlavního rotoru a budicího rotoru spolu se sestavou můstkového usměrňovače namontovanou na desce, která je připojena k rotoru.
Stator budiče má zbytkový magnetismus, když rotor začne otáčet Výstup střídavého proudu (střídavý proud) je generován v cívkách rotoru budiče a tento výstup je veden přes můstkový usměrňovač. Výstup procházející můstkovým usměrňovačem je převeden na stejnosměrný proud (stejnosměrný proud) a předán hlavnímu rotoru. Pohyblivý hlavní rotor generuje střídavý proud ve stacionárních cívkách hlavního rotoru.
Budič hraje klíčovou roli při řízení výkonu alternátoru. Stejnosměrný magnetizační proud dodávaný do rotoru, což je pole hlavního alternátoru, takže pokud zvýšíme nebo snížíme množství proudu do stacionárních cívek pole budiče, může se měnit výkon hlavního alternátoru. Bezkartáčový systém je zobrazen na následujícím obrázku.
bezkartáčový typ
Pro synchronní generátor poskytuje střídavý systém polní proud bez použití sběracího kroužku a uhlíkových kartáčů. Střídavý budicí systém spojený s hřídelí rotoru s 16 PMG (Permanent Magnet Exciter) a třífázovým hlavním budičem se silikonovým diodovým usměrňovačem. Budič s permanentním magnetem produkuje napájení 400 Hz, 220 V AC.
Hřídel hlavního rotoru alternátoru je připojena k obvodu střídavého budiče bez kartáčů, bez sběracích kroužků a přes vedení rotoru. Hlavní výstup budiče je připojen k můstku SCR v posvátné hřídeli, zatímco budič s permanentním magnetem a hlavní budič jsou připojeny k plné hřídeli.
Výhody
Výhody střídavého systému jsou
- Spolehlivost je vynikající
- Flexibilita provozu je dobrá
- Odezvy systému jsou dobré
- V bezkartáčovém systému není žádný pohyblivý kontakt, takže údržba je nízká
Nevýhody
Nevýhody střídavého systému jsou
- Odezva je pomalá
- Neexistuje žádné rychlé odbuzení
Statický systém
Tento systém se skládá z usměrňovacích transformátorů, výstupního stupně SCR, spouštěcího buzení a zařízení pro vybíjení pole a regulačních a provozních řídicích obvodů. V tomto systému není žádná rotující část, takže nedochází k žádným ztrátám působením větru ani k žádným rotačním ztrátám. V tomto systému se třífázový výstup hlavního alternátoru přenáší na sestupný transformátor a systém je levnější v malém alternátoru pod 500 MVA. Statický systém je zobrazen na následujícím obrázku.
statický budicí systém
Výhody
Výhody statického systému jsou
- Spolehlivost je dobrá
- Flexibilita provozu je velmi dobrá
- Odezvy systému jsou vynikající
- Malá velikost
- Nízká ztráta
- Jednoduchý
- Vysoký výkon
Nevýhody
Hlavní nevýhody statického systému jsou, že vyžaduje sběrací kroužek a kartáč
Prvky a signály budicího systému
Obecné blokové schéma pro řídicí systém synchronního stroje je uvedeno na následujícím obrázku. Obrázek sestává z pěti bloků, kterými jsou blok ovládacích prvků, blok budiče, převodník koncového napětí a kompenzátor zátěže, synchronní stroj a energetický systém a stabilizátor energetického systému a doplňkové diskontinuální řízení buzení.
blokový diagram systému řízení synchronního stroje
Kde je EFD synchronní Napětí pole stroje nebo výstupní napětí budiče, IFD synchronní proud pole stroje nebo je výstupní proud budiče, IT je fázový proud terminálu synchronního stroje, VC je výstup převodníku terminálového napětí, VOEL je výstup omezovače přebuzení, VR je výstup regulátoru napětí , VS je výstup stabilizátoru napájecího systému, VSI je vstup stabilizátoru napájecího systému, VREF je referenční napětí regulátoru napětí a VUEL je výstup omezovače podpětí.
Časté dotazy
1). Jaké je budicí napětí?
Jedná se o množství napětí potřebné k buzení cívky pole a napětí se mění podle řízení usměrňovače. Střídavé napětí a přímé napětí jsou dva typy budicího napětí.
2). Proč se pro buzení používá DC?
Elektrický proud je produkován pouze tehdy, když se vodič otáčí v konstantním magnetickém poli získaném pouze napětím stejnosměrného proudu (DC), takže stejnosměrné napětí je přivedeno na cívku, aby se získalo konstantní magnetické pole.
3). Proč generátory potřebují buzení?
Buzení je potřebné, aby generátor vytvořil magnetické pole a poskytl konstantní nebo pevné nebo stacionární rotující magnetické pole.
4). Co se stane, když generátory ztratí buzení?
Proud rotoru klesá, když dojde ke ztrátě buzení generátoru, a o časovou konstantu pole také klesá napětí pole.
5). Proč potřebujeme budicí systém pro alternátory?
Tento systém je potřebný, aby alternátor ovládal napětí a jalový výkon synchronního alternátoru nebo generátoru.
V tomto článku různé typy budicích systémů jsou diskutovány výhody a nevýhody systému. Zde je otázka, jaký je pilotní budič v systému buzení stejnosměrným proudem?
