Po prvé, musíme obmedziť rozsah diskusie, aby sme sa vyhli jej prílišnej nepresnosti. Generátor, o ktorom sa tu hovorí, sa vzťahuje na bezkefkový, trojfázový synchrónny generátor striedavého prúdu, ďalej len „generátor“.
Tento typ generátora sa skladá z najmenej troch hlavných častí, ktoré budú spomenuté v nasledujúcej diskusii:
Hlavný generátor, rozdelený na hlavný stator a hlavný rotor; Hlavný rotor poskytuje magnetické pole a hlavný stator generuje elektrinu na napájanie záťaže; Budič, rozdelený na budič, stator a rotor; Budič, stator poskytuje magnetické pole, rotor generuje elektrinu a po usmernení rotačným komutátorom dodáva energiu hlavnému rotoru; Automatický regulátor napätia (AVR) detekuje výstupné napätie hlavného generátora, riadi prúd cievky statora budiča a dosahuje cieľ stabilizácie výstupného napätia hlavného statora.
Popis práce stabilizácie napätia AVR
Prevádzkovým cieľom AVR je udržiavať stabilné výstupné napätie generátora, bežne známe ako „stabilizátor napätia“.
Jeho činnosť spočíva vo zvýšení statorového prúdu budiča, keď je výstupné napätie generátora nižšie ako nastavená hodnota, čo je ekvivalentné zvýšeniu budiaceho prúdu hlavného rotora, čo spôsobí zvýšenie napätia hlavného generátora na nastavenú hodnotu; naopak, zníži budící prúd a umožní pokles napätia; ak je výstupné napätie generátora rovnaké ako nastavená hodnota, AVR si udrží existujúci výstup bez úpravy.
Okrem toho, podľa fázového vzťahu medzi prúdom a napätím, možno striedavé záťaže rozdeliť do troch kategórií:
Odporová záťaž, kde je prúd vo fáze s privedeným napätím; Induktívna záťaž, kde fáza prúdu zaostáva za napätím; Kapacitná záťaž, kde fáza prúdu predbieha napätie. Porovnanie troch charakteristík záťaže nám pomáha lepšie pochopiť kapacitné záťaže.
Pri odporových záťažiach platí, že čím väčšia je záťaž, tým väčší je budiaci prúd potrebný pre hlavný rotor (aby sa stabilizovalo výstupné napätie generátora).
V nasledujúcej diskusii budeme ako referenčný štandard používať budiaci prúd potrebný pre odporové záťaže, čo znamená, že väčšie sa označujú ako väčšie; menšie ako je táto.
Keď je zaťaženie generátora indukčné, hlavný rotor bude potrebovať väčší budiaci prúd, aby generátor udržal stabilné výstupné napätie.
Kapacitná záťaž
Keď generátor narazí na kapacitnú záťaž, budiaci prúd potrebný pre hlavný rotor je menší, čo znamená, že budiaci prúd sa musí znížiť, aby sa stabilizovalo výstupné napätie generátora.
Prečo sa to stalo?
Mali by sme si stále uvedomiť, že prúd na kapacitnej záťaži predbieha napätie a tieto predbiehajúce prúdy (tečúce cez hlavný stator) generujú indukovaný prúd na hlavnom rotore, ktorý sa pozitívne prekrýva s budiacim prúdom, čím sa zosilňuje magnetické pole hlavného rotora. Preto sa prúd z budiča musí znížiť, aby sa udržalo stabilné výstupné napätie generátora.
Čím väčšia je kapacitná záťaž, tým menší je výstup budiča. Keď sa kapacitná záťaž zvýši do určitej miery, výstup budiča sa musí znížiť na nulu. Výstup budiča je nulový, čo je limit generátora. V tomto bode výstupné napätie generátora nie je samostabilné a tento typ napájania nie je kvalifikovaný. Toto obmedzenie sa tiež nazýva „obmedzenie podbudenia“.
Generátor môže akceptovať iba obmedzenú zaťažiteľnosť; (Samozrejme, pre daný generátor existujú aj obmedzenia týkajúce sa veľkosti odporovej alebo indukčnej záťaže.)
Ak je projekt zaťažený kapacitnými záťažami, je možné zvoliť použitie IT zdrojov napájania s menšou kapacitou na kilowatt alebo použiť induktory na kompenzáciu. Nenechajte generátorový agregát pracovať v blízkosti oblasti „limitu podbudenia“.
Čas uverejnenia: 7. septembra 2023
