Вте 320 руководство по эксплуатации

ИНСТРУКЦИЯ

По эксплуатации тиристорных возбудителей

типа ТЕ8-320/I50Т-5Т4

Все расчёты приведены для СТД-2000кВА

Iн возбуждения 306А

Iн двиг. 133А
1 Технические данные.

1.1 Основные параметры возбудителя мощность………………………48,0 кВт

Номинальный выпрямительный ток…………………………………….320А.

Номинальное выпрямительное напряжение……………………………150В.

Максимальное выпрямительное напряжение…………………………260В.

КПД при номинальной нагрузке………………………………………..93,8%

Коэффициент мощности…………………………………………………0,47

Схема выпрямления.…………………………………………………….мостовая

Величина пускового сопротивления……………………………………1,2 Ом

1.2 Технические данные силового трансформатора типа ТС3В-100/0,5

Мощность…………………………………………………………………104квт

Первичное напряжение………………………………………………….380В

Вторичное напряжение………………………………………………….230В

Напряжение короткого замыкания………………………………………5%

Группа соединения……………………………………………………….

Напряжение питания цепей защиты…………………………………….220В

Режим работы………………………………………………………продолжительный

В возбудителе предусмотрены автоматический, ручной и аварийный режим управления током возбуждения.
1.3 При работе в режиме ручного управления возбудитель обеспечивает:

— пуск синхронного двигателя с автоматической подачей возбуждения в функции тока статора:

— плавную регулировку возбуждения от 0,5 до 1,4 номинального с возможностью подстройки пределов регулирования:

— ограничение тока возбуждения по максимуму 1,80 номинального значения:

— форсировку по напряжению 1,80 номинального значения при номинальном напряжении сети, питающей возбудитель.
Форсировка возбуждения срабатывания при падении напряжения сети статора на 15-20% от номинального значения:

— форсированное гашения поля ротора при отключении двигателя, перерывах питания двигателя и наличия дополнительного сигнала на гашения поля:

— защиту ротора от длительной перегрузки по току.

1.4 При работе в режиме автоматического управления возбудитель, кроме режимов, перечисленных в п.1.3., обеспечивает стабилизацию тока возбуждения и автоматическое регулирование тока возбуждения при понижении напряжения питания электродвигателя для поддержания напряжения сети.

1.5 При работе в режиме аварийного управления возбудитель обеспечивает только плавную регулировку тока возбуждения от 0 до 1,4 номинального значения с возможностью подстройки граничных пределов.

1.6 Возбудитель имеет следующие защиты:

— от внутренних коротких замыканий:

— от внешних коротких замыканий со стороны постоянного тока:

— от перегрева пускового сопротивления и длительного асинхронного хода двигателя.

2. Подготовка к работе.
2.1 После установки и монтажа, а также после ремонта и длительного перерыва работы, возбудитель требует предварительной подготовки перед включением.
Необходимо произвести следующие операции:

-Убедиться в отсутствии посторонних предметов в шкафу и в трансформаторе:

— проверить целостность заземления:

— продуть шкаф, трансформатор и пусковое сопротивление сухим сжатым воздухом под давлением не выше 2атм.:

— проверить надежность затяжки крепежных и контактных болтов:

— вынуть блоки ЗСУ и проверить мегомметром сопротивление изоляции монтажа относительно корпуса.

Сопротивление изоляции должно быть не менее 5 МОм.

2.2. Перед включением возбудителя после монтажа или после ремонта производится настройка. На заводе-изготовителе все установки режимов, зависящие от тока нагрузки, выставлены на ток 320А. Поэтому во время настройки производится корректировка установок схемы управления в соответствии с номиналь­ным током возбуждения синхронного двигателя.

Настройка производится в режиме опробования.

Для включения возбудителя в режиме опробования необходимо подать на возбудитель оперативное напряжение 220В. постоянного тока. 100В от измерительного трансформатора НОМ-10 кВ и 380В переменного тока. Установить ключ разрешения

ВI в положение «отключено», включить автоматы В246 деблокировать защиту кнопкой «КН1» и нажать кнопку опробования «КН2».

    1. Настройка диапазона регулирования тока возбуждения в аварийном режиме.

Установить переключатель рода работы В5 в положение «аварийной». Установить резистор R13 в крайнее левое положение.

Включить возбудитель в режиме опробования. Проверить в контрольных гнездах блока «Г» величины напряжения:

Гн1 /Г/ — Гн3 /Г/ -28± В

Гн2 /Г/ — Гн3 /Г/ -12±1,5 В.

Гн4 /Г/ — Гн3 /Г/ +5,6±0,6 В.

Проверить в контрольных гнездах 1Гн2………6Гн2 и 1Гн1……..6Гн1 /блок В/ по отношению Гн3 /блок Г/ осциллографом наличие, импульсов и пилообразного напряжения.

Резистором R14 /блок Г/ установить ток возбуждения, равный нулю, при этом лампы 1Л1……..6Л1 должны погаснуть.

Установить резистор R13 в крайнее правое положение и резистором R17 /блок/Г/ установить ток возбуждения 1,4 /428А/.

    1. Настройка диапазона регулирования тока возбуждения в ручном режиме управления.

Установить переключатель В5 в положение «ручное».

Установить резистор R14 в крайнее левое положение.

Включить возбудитель в режиме опробования и резистором R15 / блок Г/ установить ток возбуждения, равный 0,4±0,5 /150А/.

Резисторами R3 /блок В/ настроить симметрию формы выпрямленного напряжения по осциллографу, или по вольтметру одинаково напряжение в контрольных гнездах.

Установить резисторы R14 в крайнее правое положение и резистором R16 /блок Г/ установить ток возбуждения 1,4 /428А/ допускается и большая величина по условию эксплуатации. После настройки диапазона регулирования тока возбуждения в ручном режиме управления проверить диапазон регулирования тока возбуждения в аварийном режиме, См.п.2.3.
2.5 Для настройки датчика тока ротора установить ключ В5 в положение «аварийное».
Включить возбудитель в режиме опробования. Резистором R13 установить номинальный ток возбуждения /306А/ и резистором R13 /блок Г/ установить в контрольных гнездах Гн5 /блок Б/ Гн3 /блок Г/ напряжение 16±0,5В.
2.6 Проверка настройки схемы форсировки производится следующим образом:

— подключить источник регулируемого переменного напряжения 0-150В /ЛАТР/ на клеммы Кл 1/11, Кл. 1/12 — установить 100В;

— установить ключ В5 в положение «ручное»:

— включить возбудитель в режиме опробования и установить резистором R14 номинальный ток возбуждения:

— отключить автомат В2, при этом ток возбуждения должен возрасти.

— установить резистором R29 /блок Б/ ток возбуждения равный 1,4±1,8 /550А/

— включить автомат В2 , при этом ток возбуждения должен установиться около номинального значения;

— снизить регулируемое напряжение до 85В, при этом должна срабатывать форсировка и ток возбуждения должен возрасти до 1,8 /550А/. Напряжение срабатывания схемы форсировки регулируется резистором R14 /блок Б/.

-плавно повышая регулируемое напряжение, определить напряжение отключения форсировки. Напряжение отключения форсировки должно быть 90-96В.

    1. Настройка схемы защиты ротора от перегрузки.

Для настройки схемы установить движки резисторов R30,R33 /блок Б/ вправо: R30-вправо, R33- влево.

— включить возбудитель в режиме опробования:

— установить резистором R14 ток возбуждения равный 1,05+1,1 /330А/:

— при нажатой кнопке Кн1 /блок Б/ медленно поворачивать движок резистора R33 /блок Б/ до момента срабатывания реле Р3 /блок Б/

Момент срабатывания реле Р3 /блок В/ фиксируется по исчезновению напряжения в контрольных гнездах Гн5,Гн6 /блок Б/:

— при нажатой кнопке Кн1 /блок Б/ установить резистором R14 номинальный ток возбуждения, при этом реле Р3 /блок Б/ должно возвратиться в исходное положение и в контрольных гнездах Гн5, Гн6 /блок Б/ должно появиться напряжение.

— при правильно настроенной схеме ограничения реле РЗ /блок Б/ должно срабатывать при токе возбуждения 1,05+1,1 отключиться при номинальном токе возбуждения:

— при нажатом кнопке Кн1 /блок Б/ выключится автомат S2 , при этом ток возбуждения должен возрасти и сработать Р5 /блок Б/

— установить резистором R30 /блок Б/ ток ограничения равный 1,1-1,2 /367А/.

Проверка величины выдержки времени схемы ограничения. Производиться после настройки токов срабатывания и ограничения.

— установить резистором R14 0,8 номинальный ток возбуждения.

— по истечении 10мин. произвести форсировку /отключением автомата В2/.Ток возбуждения при этом возрастает до 1,8 /550А/ и через 40-60с. после начала форсировки, в результате работы схемы ограничения ток спадёт до 1,1-1,2 /367А/.Время регулир.сопрот. R11 /блок Б/ R11=2×4,7 МОм.

2.8 Проверка схемы защиты от асинхронного хода производится следующим образом:

— замкнуть контакты реле Р9 через время 50-60с. Установленное переключателем В /блок Б/, реле Р6 и Р7 /блок Б/ срабатывают и включаются реле защиты Р1.

Отключается масляный выключатель, если он включен, и загорается лампа Л4 «Асинхронный ход».

Проверку схемы можно производить, не нажимая кнопку опробовании, поскольку питание схемы защиты производиться от измери­тельного трансформатора НОМ-10.

2.9. Для на настройки схемы подачи возбуждения при пуске двигателя установить на шкале токового реле Р7 уставку равную:

/2+2,5/ Iндв./Ктр=/2+2,5/133/40=/6,65+8,3/

где Iст.н.-номинальный ток статора

Ктр — коэф.трансформации трансформатора тока IрТI.

    1. Проверка настройки инвентарного режима производится при помощи осциллографа подключенного на выходные клеммы преобра­зователя.

Настройка сводится к установке максимального угла регулирования инвентарного режима необходимого для интенсивного гашения поля.

В режиме опробования установить Р14 номинальный ток возбуждения.

Отпустить кнопку опробования при этом в течение короткого времени форма напряжения изменит полярность. Повторить эту операцию несколько раз, подстраивая угол инвертирования резисто­ром R31 /блок Б/ до момента появления синусоидальной формы напряжения.

Установить максимальный угол инвертирования резистором R31/блок Б/ на границе появления синусоидальной формы напряжения. При этом ток ротора должен резко спадать до нуля.

Проверить настройку инвентарного режима в режиме форсировки, для этого необходимо при нажатии кнопки опробования Кн2 выключить автомат В2,при этом возбуждения возрастает до форсировочного значения /550А/

Отпустить кнопку опробования Кн2, при этом в течение короткого времени форма напряжения изменит полярность и должна по­явиться синусоидальная форма напряжения и ток ротора спадет до нуля.

При необходимости подстроить резистором R31/блок Б/ угол инвертирования. При отсутствии осциллографа инверторный режим настраивают по резкому спаданию тока возбуждения.

    1. Настройка схемы защиты от коротких замыканий.

Установить переключатель рода работ В5 в положение «ручное». Включить возбудитель в режиме опробования и установить резистором R14 номинальным ток возбуждения.

Подключить к контрольным гнездам Гн4, Гн5 /блок Б/ вольтметр для определения напряжения срабатывания схемы защиты.

Плавно увеличивая напряжение резистором R7 /блок Б/ в контрольных гнездах Гн4, Гн5/блок Б/ добиваемся срабатывания схемы защиты от коротких замыканий, при этом срабатывает выход­ное реле защиты Р1 и зажигается сигнальная лампа Л3.

В момент срабатывания защиты определяем по вольтметру величину

напряжения срабатывания схемы защиты /2,5+3,5 В/. Делим эту величину напряжения на кратность установки схемы защиты /3+4/ и устанавливаем эту величину установки напряжения резистором R7 /блок Б/

при номинальном токе возбуждения по напряжению в контрольных гнездах Гн4,Гн5 /блок Б/. уст 1,0 в.

    1. Проверка схемы защиты от замыкания обмотки возбуждения на землю.

Соединить контактное кольцо обмотки ротора ее специальной щеткой установленной на валу двигателя.

Включить возбудитель в режиме опробования, при этом сработают реле Р10 и Р11.

Реле времени Р11 через 9 сек. своими контактами включит выходное реле Р12 которое отключит масляные выключатели.

    1. Настройка автоматического регулятора возбуждения /АРВ./

Автоматически регулятор возбуждения настраивается на стабилизацию

тока возбуждения при изменении питания возбудителя и прогреве ротора двигателя, а также на поддержке напряжения сети.

Проверить наличие перемычки 3-7 на панели переключения /А-2 блока А/ и снять все другие перемычки. Вариант А-8.

Движки резисторов R5, R7, R13, R50, R51 /блок А/ установить вправо до упора

Движки резисторов R23, R25, R26 /блок А/ установить влево до упора.

Движки резисторов R41, R42 /блок А/ установить на 1/3 влево.

Подключить источник регулируемого переменного напряжения 0-150В /ЛАТР/ на клеммы Кл 1/11, Кл 1/12 и установить 100В.

Переключатель рода работы В5 поставить в положение «аварийное» и включить возбудитель в режиме опробования.

Установить номинальный ток возбуждения резистором R13.

Установить резистором R4 /блок А/ в контрольных гнездах Гн1 /блок А/, Гн3/блок Г/ по осциллографу пилообразное напряжение с амплитудой пилы 6-8В.

Резистором R44 /блок А/ установить ограничение пилы так, чтобы при изменении регулируемого переменного напряжения от 100 до 95В амплитуда пилообразного напряжения в гнездах Гн1 /блок А/, и Гн3 /блок Г/ не изменилась.

Проверить наличие импульсов блокинг-генератора в контрольных гнездах Гн3/блок Г/ и Гн8 /блок А/ осциллографов и отрегу­лировать резистором R7 /блок А/ его появление и резистором R13 минимальную ширину импульсов.

Установить резистором R48 /блок А/ в контрольных гнездах Гн10 /блок А/, Гн3 /блок Г/ напряжение 5-6В. /3-6В/.

Резистором R49 /блок А/ установить в контрольных гнездах Гн14 /блок А/, Гн3 /блок Г/, напряжение 4-5В.

Включить выключатель В4 /блока А/ и переключатель тока В5 установить в положение «автомат».

Резистор R49 /блок А/ установить номинальный ток возбуждения. Изменяя регулируемое напряжение от 100 до 85В. Ток возбуждения должен изменятся до форсировочного значения /510-550 А/

В случае слабого изменения тока возбуждения, уменьшить обратную связь резистором R43 /блок А/, или уменьшить амплитуду пилы резистором R4 /блок А/ до 5-6В.

Резистором R49 /блок А/ установить минимальный ток возбуждения, а резистором R50 /блок А/ установить ток ограничения .

Для настройки схемы ограничения тока ротора регулятора , установить резистор R26 /блок А/ вправо до упора.

Включить выключатель В5 /блок А/, резистором R49 /блок А/ установить номинальный ток возбуждения. Выключить автомат В2, при этом ток возбуждения должен возрасти до форсировочного значения, а потом спасть.

Установить резистором R26 /блок А/ ток возбуждения, равный току ограничения 270А.

Для проверки величины времени срабатывания схемы ограничения необходимо:

— включить В2, В4, В5 /блок А/.

— включить возбудитель в режиме опробования с установленным переключателем рода работ В5 в положение «автомат»

— установить резистором R49 /блок А/ номинальный ток возбуждения и по истечению 10 мин. отключить автомат В2 возбуждение при этом возрастает до форсировочного значения и через 20-30с. в результате действия схемы ограничения спадает до 1,1+1,2 /367А/. Если больше или меньше подрегулировать резистором R26 /блок А/. При включении В2 ток падает до 150А, а через 5-10 с. ток восстановится до номинального.

3. Порядок работ:
3.1 Для пуска синхронного двигателя с регулированием возбуждения в режиме «автоматическое» или «ручное»
— установить переключатель рода работы В5 в соответствующие режиму положение

— включить автоматические выключатели В2, В4, В6,

— нажать кнопку деблокировки Кн1 и в режиме опробования установить ток возбуждения резистором R14 в режиме «ручное» или резистором R49 /блок А/ в режиме «автоматическое», требуемый по режиму работы синхронной машины.

Для дистанционного управления возбудителем, выключатели В2, В4, В6, должны быть включены, а проверка уставки тока возбуждения в режиме опробования производится периодически раз в месяц.

— установить ключ разрешения В1 в положение «включено»

— подать напряжение на статор синхронного двигателя, при этом загорается лампа.
3.2 Для перехода в режим «автоматическое» или «ручное» регулирование на «аварийное», необходимо:
— поставить резистор R13 в среднее положение «аварийное»

— точно установить резистором R13 требуемый ток возбуждения.
3.3 Пуск синхронного двигателя с аварийным регулированием возбуждения:
-установить переключатель рода работы В5 в положение «аварийное»

-установить движок резисторов R13 в крайне левое положение

— включить автоматы В2, В4, В6, и нажать кнопку деблокировки Кн1

— подать напряжение на статор синхронного двигателя

— после выхода синхронного двигателя на подсинхронную скорость (момент выхода определяется по спаданию тока статора до 1,5-2,0 номинального), повернуть ручку резистора R13 вправо и установить требуемый по режиму ток возбуждения.
4. Техническое обслуживание.
4.1 Чтобы обеспечить исправное состояние возбудителя, безаварийную работу и постоянную готовность к включению, систематически следить за его работой, периодически наблюдать за показанием приборов и сигнальных ламп.
Превышение номинальных параметров, за исключением оговоренных перегрузок, не допускается. В течении первого года эксплуатации проводить осмотры через три месяца, а в дальнейшем через шесть месяцев.

    1. При осмотре следует:
  1. Очистить от пыли и грязи все элементы возбудителя.
  2. Проверить состояние зажимов силовых шин, обращая особое внимание на состояние переходов «кабель-наконечник».
  3. Замерить во время работы возбудителя напряжение в контрольных гнездах блоков ЗСУ.
  4. Проверить состояние изоляции цепи возбуждения с помощью вольтметра У1 и переключателя В3.
    1. При осмотре замеченные неисправности, в случае замены вышедших из строя и величины напряжения в контрольных гнездах фиксировать в эксплуатационном журнале.

При срабатывании защиты от внутренних и внешних коротких замыканий тщательно осмотреть возбудитель в отключенном состоянии. Особое внимание обратить на элементы преобразователя и проверить тиристоры.

Для проверки тиристоров отсоединить катод и анод тиристора от схемы и проверить тестером сопротивление цепи катод-анод, изменяя полярность приложенного напряжения, (сопротивление исправного тиристора превышает 100Ком, сопротивление не исправного тиристора, как правило, снизится до нуля или нескольких Ом), неисправные тиристоры заменить.
5. Указание мер безопасности:
5.1 При работе необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:
— запрещается работа возбудителя без заземления,

— запрещается включать возбудитель, если сопротивление изоляции ниже 1Мом,

— при работе возбудителя, дверь шкафа должна быть закрыта,

— при ремонте, связанном с возможностью прикосновения к элементам возбудителя, находящимся под напряжением, возбудитель должен быть отключен от питающей сети и от измерительных трансформаторов.

НАСТРОЙКА

регулятора по стабилизации коэффициента мощности (cos f=1)

Подключить источник регулируемого тока от 0 до 5А на клеммы Кл 1/8, Кл 1/15 к трансформатору тока Тр 7 и установить ток, равный

Iн/Ктр=133/40=3,325 А.

где – коэффициент трансформации трансформатора тока.

Переключатель рода работы В5 поставить в положение «аварийное» и включить возбудитель в режим опробования. Установить номинальный ток возбуждения резистором R13. Подключить вольтметр к контрольным гнездам Гн6 /блок Г/, Гн3 /блок Г/ и установить резистором R8 /расположенного на задней стороне релейной панели/ напряжение 3,5-5В. переменного тока. Проверить наличие импульсов блокинг-генератор в контрольных гнездах Гн8 /блок А/, Гн3 /блок Г/ осциллографом при отключенном автомате В2. Включить автомат В2 снизить ток источника регулируемого тока до нуля. Резистор R7 установить влево до упора, а затем медленно поворачивая вправо, добиться устойчивого появления импульсов блокинг-генератора /контролировать появление импульсов блокинг-генератора по осциллографу, подключенного к контрольным гнездам Гн8 /блок А/, Гн3 /блок Г/ включить возбудитель в режим опробования, при этом переключатель рода работ В5 поставить в положение «автомат».

Резистором R49 установить номинальный ток возбуждения и проверить устойчивую работу возбудителя по приборам /напряжение и ток/ возбуждение не должно качаться. Пустить двигатель в ручном режиме управления током возбуждения, нагрузить его максимальной нагрузкой по технологическому режиму. Резистор R14 отрегулировать током возбуждения номинальный ток статора, что соответствует =1. Проверить расположение импульса блокинг-генератор на пилообразном напряжении, для этого необходимо подключить один из входов двух-лучевого осциллографа к контрольным гнездам Гн1 /блок А/, Гн3 /блок Г/, а другой вход к контрольному гнезду Гн8 /блок А/. Импульс блокинг-генератора должен находиться приблизительно на расстоянии 1/3 части пилообразного напряжения от амплитуды. Если расположение его не соответствует, то необходимо поменять местами фазы, подходящие к автомату В2 от НОМ — 10 кВ. /100В/, или найти соответствующую фазу.

Переключатель рода работ В5 поставить в положение «автомат» и установить резистором R49 /блок А/ ток возбуждения соответствующей минимальному току статора. Изменить нагрузку, регулятор возбуждения должен поддерживать ток статора, т.е. cos f=1.

Инженер электролаборатории /С.П.Захаров/
15.05.2003

Описание и схема установки

Тиристорные возбудители экономичны, не сложны в эксплуатации и наладке. Выполнены в виде отдельно стоящего шкафа.

Ниже приведена схема и описание электронной установки с тиристорным управлением, из которой понятно из чего состоит прибор:

Конструкция прибора представляет:

  • Управляемый выпрямитель, обеспечивающий питанием обмотки возбуждения синхронного двигателя. Представляет блок тиристоров с системой импульсно-фазового управления.
  • Реактор, представляющий входной трансформатор.
  • Модуль гашения поля.
  • Система тестирования.
  • Блок измерения, контролирующий уровень тока на выходе напряжения возбудителя и тока статора.
  • Модуль защиты и блок сигнализации. Обеспечивает защиту индикации неисправности систем автоматического регулирования и диагностики.

Поставляется совместно с релейно-контактным узлом управления запуска двигателя. Имеет цифровую или аналоговую систему управления.

Тиристорный возбудитель позволяет:

  1. Подать напряжение на обмотки возбуждения в нерабочем состоянии электродвигателя, для тестового режима.
  2. В режиме прямого пуска подает напряжение на обмотки возбуждения, для поддержания функции тока статора, и тока скольжения.
  3. При реакторном пуске подача возбуждения после включения шунтирующего выключателя.
  4. Плавный (асинхронный) пуск с устройством высоковольтного плавного пуска.
  5. Обеспечивает синхронный запуск с применением высоковольтного частотного преобразователя.

Электронный возбудитель контролирует и поддерживает нормальную работу. При этом он обеспечивает безопасность оборудования, для чего нужен блок защиты:

  • Защищает выходные цепи при превышении тока возбуждения от первоначально установленной величины.
  • Производит защиту входных цепей при превышении сетевых токов предварительно заданный.
  • Повреждения изолирующего контура.
  • Аварийного отключения.
  • От ошибки чередования фаз.
  • Отсутствия силового напряжения.
  • Ошибки синхронизации двигателя с параметрами сети.
  • При аварийной ситуации электронного блока напряжения.
  • Длительного запуска, отличного от заданного. Длительность пуска задается программным путем. Время превышения пуска считается ошибкой.
  • Оповещение об асинхронном ходе.
  • От внешних аварийных ситуаций.
  • Производится защита от ошибок управления.

Если в комплектации возбудителя предусмотрена защита от снижения сопротивления изоляции внешнего контура, комплектуется дополнительно:

  • Узлом постоянного контроля параметров сопротивления изоляции с отображением на дисплее.
  • Наличием сухого контакта в случае уменьшения сопротивления изоляции, менее двух, постоянных значений, которые задаются наладчиками.

Наличие блока управления позволяет удерживать в пределах допуска напряжение в статоре, а также коэффициент производительности или возбуждения в автоматическом режиме. Характеристики задаются во время пуско-наладочных работ или дистанционно.

Внешний вид и внутренняя конструкция представлена на фото:

Тиристорные возбудители – сфера использования и характерные особенности

Возбудители тиристорные предназначены для питания обмотки и управления током возбуждения при прямом и реакторном пуске, синхронной работе и аварийных режимах промышленных электродвигателей.

На данный момент на заводах Российской Федерации эксплуатируется большое количество турбогенераторов, производительность которых варьируется от 2,5 до 12 МВт. Значительная часть приборов находится в эксплуатации с восьмидесятых годов прошлого столетия. Подавляющее количество турбогенераторов обладает электромашинными возбудителями постоянного тока, которые приводятся в движение от вала генератора. Ключевыми свойствами, которыми обладают электромашинные возбудители, являются их значительная инерционность и малая скорость нарастания напряжения возбуждения. Этот факт позволяет сотрудникам тепловых электростанций, в целях обеспечения устойчивой работы и исключения остановки генератора, снижать производительность генератора на 85-90 процентов.

Следует отметить, что возбудители постоянного тока, входящие в конструкции электромашин, при длительной и интенсивной эксплуатации подвергаются износу щеточно-коллекторного узла.

Чтобы увеличить надежность и обеспечить бесперебойность работы генератора при оптимальной электрической производительности, необходимо использовать быстродействующие тиристорные возбудители. В сравнении с электромашинными возбудителями тиристорные требуют в три раза меньше средств на содержание.

Эффективность тиристорных возбудителей на сегодняшний день оценили предприятия сахарной, химической, энергетической и других промышленных областей. Массово используются тиристоры не только в РФ, но и за ее пределами. Наибольшей популярностью пользуются приборы серии УВГ для синхронных генераторов, производительность которых составляет до 12 МВт.

Какие бывают и где применяются

Промышленность выпускает тиристорные возбудители уже много лет. Сейчас выпускаются модернизированные устройства с компьютерным управлением.

Устройства предназначены для запитывания обмоток возбуждения. С автоматическим регулированием тока при прямом, реакторном, частотном и плавном запусках.

В таблице представлены типы возбудителей с характеристиками:

Область применения достаточно широка, применяются на ГЭС, электротехнической, металлургической, нефтехимической, химической и пищевой промышленности.
Материал взят с сайта: https://samelectrik.ru/

Правила и условия эксплуатации тиристорных возбудителей

Для сохранения всех свойств тиристорных возбудителей в ходе их эксплуатации следует соблюдать ряд правил, которые продиктованы ГОСТами. Требования к окружающей среде, в которой используется возбудитель:

  • значение температуры окружающего воздуха – от 5 до 40 градусов,
  • предельное верхнее значение температуры – 45 градусов,
  • высота над уровнем моря – не более 1000 метров.

Окружающий прибор воздух не должен содержать взрывоопасных и других вредных примесей. Также воздух не должен включать в свой состав токопроводящую пыль в такой концентрации, которая снижает уровень изоляции в недопустимых нормах.

При соблюдении всех вышеперечисленных требований по эксплуатации тиристорных возбудителей приборы предоставляют возможность бесперебойного и стабильного использования на протяжении всего срока, указанного в руководстве по эксплуатации. Высокая квалификация сотрудников компании и оперативность работы службы доставки,– все это позволит значительно сократить затраты временных ресурсов. ЗАО «МГК ЭЛАРП» присутствует на рынке электротехники более двадцати лет, выступая под одним и тем же названием и постоянным регистрационным номером. За время нашей профессиональной деятельности мы наладили прочные партнерские отношения с ведущими заводами РФ. Все это позволяет нам устанавливать приемлемые конкурентоспособные цены и нести полную ответственность за качество предлагаемой продукции. Оформить заявку на приобретение тиристорных возбудителей вы можете, связавшись с представителем компании по указанным на нашем сайте контактам.

Защиты системы возбуждения

Система возбуждения обеспечивает следующие виды защит:

  • От потери возбуждения;
  • От повышения напряжения статора генератора в режиме холостого хода;
  • От снижения частоты напряжения статора генератора в режиме холостого хода;
  • От превышения предельного тока возбуждения возбудителя;
  • От неисправности канала управления тиристорным выпрямителем;
  • От коротких замыканий на выходе преобразователя;
  • От перегрузки по току возбуждения;
  • От снижения сопротивления изоляции обмотки возбуждения.

Параметры и диапазон настроек приводятся в технической документации на систему возбуждения.

Срабатывание защит отображается на дисплее, записывается в журнал событий регулятора, фиксируется на выходных реле и передаётся в схему защит в виде дискретного сигнала или по цифровому интерфейсу.

Синхронизация с сетью (опция)

По согласованию с Заказчиком возбудитель может комплектоваться устройством синхронизации с сетью, при этом обеспечивается:

  • Автоматическая синхронизация
  • Ручная точная синхронизация

Автоматическая и ручная точная синхронизация действуют как при местном, так и при дистанционном управлении. Дополнительно для обеспечения синхронного включения генератора в сеть в синхроноскоп встроено реле контроля синхронизма, выходной сигнал этого реле последовательно соединяется с сигналом на включение сетевого выключателя.

Телеуправление (опция)

Возбудитель имеет возможность телеуправления. Телеуправление – управление, осуществляемое оперативным персоналом с удалённого узла пункта управления или диспетчерским персоналом из диспетчерского центра с использованием кодированного сигнала передаваемого по каналам связи.

По средствам телеуправления система возбуждения может принимать следующие команды:

  • Увеличить уставку;
  • Уменьшить уставку;
  • Включить возбуждение;
  • Отключить возбуждение (гашение);
  • Включить регулирование по Uг (напряжению генератора);
  • Включить регулирование по Q;
  • Переключение регуляторов с основного на резервный и обратно;
  • Сброс защит;
  • Включить автономный режим;
  • Включить ручной режим регулятора;
  • Отключить ручной режим (включить автоматический режим) регулятора.

При необходимости объём команд согласуется с Заказчиком на стадии рабочего проектирования. Телеуправление может быть организовано с помощью специализированных сетевых карт по протоколам MODBUS RTU, MODBUS TCP/IP, PROFIBUS DP (интерфейсы RS485 и Ethernet) по согласованию с Заказчиком.

Система возбуждения обеспечивает все необходимые измерения и информационный обмен с АСУ ТП станционного уровня и взаимодействие с системами агрегатного уровня включая: измерение и выдачу сигналов по току и напряжению статора генератора, цепи возбуждения, а также частоты генератора на ГЩУ и на собственную лицевую панель, при этом предусмотрена связь с АСУ ТП станции и агрегатным уровнем по последовательному интерфейсу RS485 и (или) Ethernet. Тип протокола, тип интерфейса и объём необходимой информации, передаваемой в АСУ, должен оговариваться отдельно с каждым Заказчиком на стадии рабочего проектирования. 

Дискретные сигналы

Дискретные сигналы о состоянии технологического оборудования выводится в виде двоичных сигналов «0» «1». При этом в качестве сигнала «1» могут применяться напряжения переменного тока 220В, постоянного тока 220, 48, 24В. Каналы ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов гальванически развязаны между собой и относительно «земли».

Система управления возбуждением

Система управления возбуждением осуществляет автоматизированное управление устройствами системы возбуждения, обеспечивая функции контроля оборудования системы возбуждения.

Система возбуждения генератора выполнена по одноканальной или двухканальной (со 100% резервированием систем управления и тиристорных выпрямителей) схемам. Питание цепей управления резервируется от источника оперативного постоянного тока 220В и(или) от сети собственных нужд ~220B, в зависимости от исполнения.

В двухканальных системах каждый регулятор (АRV1 и АRV2) представляет собой полнофункциональную систему управления возбуждением генератора, обладает собственным набором аналоговых датчиков (с индивидуальной гальванической изоляцией), дискретных входов и выходов, аппаратами защиты. При повреждении работающего канала осуществляется автоматический, безударный переход на исправный регулятор.

Каждый канал обеспечивает автоматическое и ручное регулирование возбуждения, переключение между ручным и автоматическим режимами регулирования осуществляется безударно. Переключение режимов (Автоматический/Ручной) осуществляется с помощью ключа на лицевой панели шкафа (в режиме местного управления) или от ГЩУ (в режиме дистанционного управления). Также, включение ручного режима осуществляется автоматически — при потере измерительных цепей напряжения и одновременной неготовности резервного канала. Регулирование напряжения генератора, независимо от номера активного канала и режима регулирования, выполняется одним ключом на лицевой панели или ГЩУ.

Система управления состоит из следующих взаимосвязанных модулей: 1. Два независимых микропроцессорных регулятора возбуждения DExS (для двухканальных систем); 2. Коммуникационный модуль iCM; 3. Панель оператора DExS.OP.CM3; 4. Система резервирования питания собственных нужд.

Автоматический регулятор возбуждения DExS

Система управления представляет собой многопроцессорный блок управления возбуждением DExS, реализующий прямое цифровое управление тиристорным возбудителем. Применены быстродействующие процессоры цифровой обработки сигналов с блоком FPU (блок вычислений чисел с плавающей точкой).

Преимущества DExS:

  • Представляет собой моноблочный встраиваемый модуль, обеспечивающий полный функционал для управления возбуждением генератора. Включает полный набор входов/выходов:
  • Аналоговые входы допускают прямое измерение сигналов от базовых датчиков (ток и напряжение статора и ротора).
  • 16 дискретных входов и 16 дискретных выходов =24В.
  • СИФУ — 6 усилителей управляющих импульсов тиристоров.
  • Высокая точность вычислений регуляторов за счёт применения чисел с плавающей точкой.
  • Высокая скорость вычислений. Обработка всех аналоговых сигналов и регулятора возбуждения выполняется с постоянной частотой 10КГц.
  • Полностью отсутствуют подстроечные элементы. Все уставки хранятся в энергонезависимой памяти и многократно продублированы с функцией автоматического восстановления неисправного блока уставок из резервной копии.
  • Дополнительный съёмный ключ резервной копии уставок.
  • Усилители импульсов тиристоров с контролем проводимости вентилей.
  • Автоматическая фазировка СИФУ – корректно работает с любой фазировкой.
  • Автоматическое непрерывное измерение сопротивления изоляции ротора в диапазоне 0-2000 кОм с шагом 62 Ом.
  • Встроенный осциллограф 10.000 выборок в секунду для 32 каналов (32 любых выбранных 16-разрядных регистра) с настраиваемыми сценариями автозапуска, количеством пред- и поствыборок. Используется для ПНР и в качестве аварийного осциллографа. Аварийные осциллограммы переписываются в энергонезависимую память после остановки генератора.

Коммуникационный модуль iCM

Благодаря модулю iCM, внешним потребителям данных (АСУ ТП, КИПиА, панель оператора) два регулятора DExS (для систем с резервированием) представляются как одно устройство.

Коммуникационный модуль iCM предоставляет следующие сервисы:

  • Синхронизация уставок регуляторов DExS (уставки DExS должны быть полностью идентичны в течение всей работы возбудителя).
  • Двухсторонний обмен информацией между двумя DExS и внешними потребителями данных (панель оператора, ПЛК). Для доступа со стороны АСУ ТП, iCM оснащён:
  • Ethernet 10/100T Мбит, протокол MODBUS TCP/IP
  • RS485 протокол MODBUS RTU
  • Передача данных «от» и «в» цепи КИПиА от централизованного источника, посредством:
  • 2 входа 4-20мА
  • 2 выхода 4-20мА
  • 12 дискретных входов =24В
  • 8 дискретных выходов =24В 150мА
  • Первичное накопление данных статистики и осциллографирование на micro-SD карту объёмом до 4ГБ (8 суток непрерывной записи).

Панель оператора DExS.OP.CM3

Щитовые приборы предоставляют оперативную информацию об основных параметрах системы, при этом являются энергонезависимыми индикаторами (не требуют дополнительного источника питания). Панель оператора увеличивает информационные возможности. Панель оператора отображает детальную информацию о работе системы возбуждения и генератора, позволяет изменять уставки, просматривать архивы событий и статистику, копировать необходимую информацию на внешние накопители.

Просмотр статистики и осциллограмм из регистратора событий возможен с помощью ПО Ajuster (по интерфейсу) и панели оператора. Панель оператора предоставляет расширенный сервис по регистрации событий:

  • запись осциллограмм и статистики на SD-карту (можно извлечь для расследования инцидентов);
  • осциллограмма — это непрерывная запись 30 суток с частотой 100 записей всех параметров регулятора в секунду;
  • осциллограмму и статистику можно скопировать на USB Flash-диск или по сети на диск удалённого сервера;
  • доступ к файлам возможен через Ethernet по защищённому SSH протоколу;
  • с помощью панели оператора можно просмотреть осциллограмму любого события, в пределах произвольно заданного интервала времени «до» и «после» события.

Тиристорные преобразователи

Тиристорный преобразователь (выпрямитель) выполнен по мостовой схеме: при номинальном токе возбуждения до 400А применяются тиристорные модули, установленные на охладители с естественным воздушным охлаждением; выпрямители свыше 400А изготавливаются на таблеточных тиристорах, охлаждение которых производится комбинированным способом.

Комбинированный способ охлаждения совмещает естественное и принудительное охлаждение. Специальный модуль термоконтроля измеряет температуру тиристорных сборок в нескольких точках с помощью цифровых датчиков температуры и включает вентиляторы только при нагреве свыше заданной уставки и отключает после вентиляторы охлаждения сборок до заданной температуры.

В системах возбуждения с резервным тиристорным преобразователем каждый тиристорный выпрямитель имеет автоматический выключатель на вводе и разъединитель в цепи постоянного тока. Сигналы от выключателя и разъединителя заведены в регулятор и при отключении коммутационной аппаратуры (при срабатывании защиты или в ручную), происходит автоматический переход на резервный выпрямитель.

Гашение поля

Гашение поля генераторов до 12,5 МВт осуществляется только гасящими сопротивлениями, которые подключаются параллельно обмотке возбуждения симисторным ключом (два встречно-параллельно включённых тиристора), который управляется автономно специальной платой. Уставка включения гасящих сопротивлений выбирается DIP-переключателем установленным на плате. Перед пуском генератора и до подачи тока возбуждения цепь гашения включена принудительно с помощью реле. Данная цепь гашения встроена в шкаф системы возбуждения.

Силовой трансформатор

Питание тиристорных выпрямителей основного и резервного канала осуществляется от преобразовательного трансформатора TE, который может быть подключён к шинам генератора по схеме самовозбуждения либо питаться от источника 0,4 кВ.

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорный возбудитель ВТЕ- 320 предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения синхронных электродвигателей при прямом (реакторном) пуске от сети или в составе частотно-регулируемых электроприводов. Оборудование разработано для работы и защиты крупных синхронных электродвигателей типа СТД, СДГ и СДГМ и других двигателей с щеточным механизмом, мощностью до 12500кВт в синхронном, переходных и аварийных режимах. Производится ЗАО «Электромаш» по техническим условиям ТУ 3416-048-55978767-16

Обозначение

Тиристорный возбудитель ВТЕ-320 обеспечивает:

  • Подачу возбуждения при остановленном электродвигателе в режиме опробования
  • Прямой пуск с подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения
  • Реакторный пуск с подачей возбуждения после включения шунтирующего выключателя
  • Пуск с высоковольтным устройством плавного пуска (асинхронный пуск)
  • Пуск с высоковольтным преобразователем частоты (синхронный пуск).

Конструкция Тиристорного возбудителя
Тиристорный возбудитель ВТЕ 320 состоит из двух конструктивных единиц: шкафа возбудителя и силового согласующего трансформатора, защищенного исполнения. Шкаф возбудителя представляет собой металлический шкаф двухстороннего обслуживания, в составе которого входят: основной и форсировочный (для 11ЦЭ) тиристорные преобразователи, пусковое сопротивление с тиристорным ключом, микропроцессорный блок БУВ-5 и элементы управления и контроля. Установленные приборы измерения контролируют основные параметры системы управления, тока и напряжения возбуждения, тока статора двигателя и значение коэффициента реактивной мощности «cos φ». Тиристорный возбудитель ВТЕ обладает естественной воздушной системой охлаждения, для чего в дверях, боковых панелей и крыше шкафа предусмотрены вентиляционные отверстия, что обеспечивает дополнительную гарантию безопасности.
Система управления и контроля
Структурным элементом управления возбудителя является БУВ-5 – это специализированное микропроцессорное устройство предназначенное для управления тиристорными возбудителями синхронных электродвигателей с щёточной системой возбуждения. БУВ-5 управляет процессом подачи и стабилизации тока возбуждения, обеспечивает защиту обмотки возбуждения, тиристорного преобразователя и синхронного электродвигателя. Работа блока определяется алгоритмом программы и основывается на обработке данных поступающих от аналоговых и дискретных входов. Возбудитель может управляться в двух режимах: местном и дистанционном. Местное управление осуществляется с передней панели возбудителя. Дистанционное управление осуществляется с персонального компьютера по протоколу RS-485/Modbus. Система защиты, сигнализации и диагностики обеспечивает возможность определения режима работы возбудителя через светодиодную индикацию параметров. Одновременно доступны для индикации 17 параметров (для типа 11Ц и 11ЦЭ) 24 параметра (для типа 11ЦЭР). Все параметры возбудителя доступны для просмотра на ПК
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Через согласующий трансформатор тиристорного возбудителя синхронного электродвигателя подается трехфазное переменное напряжение. Выпрямление трехфазного переменного тока промышленной частоты в постоянный ток, обеспечивается при помощи тиристоров, включенных на вторичной стороне преобразовательного трансформатора. На обмотку статора подключается источник трехфазного переменного тока. В обмотку возбуждения ротора подается от регулятора возбуждения постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой статора, и поля, созданного обмоткой возбуждения, возникает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение.

Питание возбудителя

Силовой согласующий трансформатор серии ТСЗВ выполняет преобразование электроэнергии в обычном и форсировочном режиме для питания обмотки возбуждения синхронного электродвигателя. Трансформаторы поставляются в защитных кожухах со степенью защиты в стандартном исполнении IР20. Схема и группа соединения У/У-0. Класс нагревостойкости изоляции для умеренного климата «F».

Для возбудителей типа 11ЦЭ и 11ЦЭР применяются трансформаторы ТСЗП-ВЭ с отпайками на вторичных обмотках, обеспечивающих по отдельности работу форсировочной и основной группы тиристоров.

Возможно использование трансформаторов других типов с аналогичными параметрами. Питание управляющих оперативных цепей возбудителя типа 11ЦЭР осуществляется от двух источников питания ~220 и =220В. В случае пропадания внешнего питания, работа системы управления возбудителя продолжается от бесперебойного источника питания.

Тиристорный возбудитель типа 11ЦЭР отличается от 11ЦЭ:

Системой резервирования, средствами отображения данных, и возможностью подключения к АСУ ТП. Основной и резервный блоки управления БУВ-5. Источник бесперебойного питания для питания системы управления Сенсорный дисплей для отображения режимов работы возбудителя и редактирования установок параметров.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

В возбудителе предусмотрены автоматический, ручной и аварийный режимы управления током возбуждения. При необходимости, в процессе работы допускается переключение с ручного на автоматический режим и обратно, при этом изменение режима работы происходит без бросков тока.

Ручной режим управления.

При работе в режиме ручного управления ток возбуждения поддерживается на уровне постоянного значения, при этом обеспечивается:

Прямой пуск синхронного электродвигателя с автоматической подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения Реакторный пуск с автоматической подачей возбуждения с функции тока статора
Стабилизация заданного тока возбуждения при значительных ударных нагрузках электродвигателя Стабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 5% при колебании напряжения питающей сети в пределах 70-110% от номинального и изменения температуры обмотки возбуждения
Ограничение напряжения возбуждения по минимуму (в пределах 0…0,5 номинального значения) Ограничение тока возбуждения по максимуму (в пределах 0,80…1,75 номинального значения)
Форсированное гашение поля ротора при отключении двигателя, перерывах питания электродвигателя и наличии дополнительного сигнала на гашение поля Форсировка по напряжению 1,75 номинального значения при номинальном напряжении сети, питающей возбудитель
Плавная регулировка тока возбуждения от 0,3 до 1,4 А номинального, с возможностью подстройки пределов регулирования Защита ротора от длительной перегрузки по току

Автоматический режим управления.

При работе в режиме автоматического управления вводится в работу автоматический регулятор возбуждения — АРВ. Значения тока возбуждения и регулятора возбуждения корректируется через кнопки управления на панели шкафа, а также дистанционно. Дополнительно в автоматическом управлении обеспечивается регулирование:

Поддержание заданного коэффициента мощности электродвигателя (cos φ) Поддержание напряжения сети
Обеспечение устойчивости электродвигателя при увеличении нагрузки Поддержание напряжения статора при нагрузках меньше номинальной и обеспечение устойчивости электродвигателя при увеличении нагрузки выше номинальной

Аварийный режим управления.
При работе в режиме аварийного управления аналоговый возбудитель синхронного электродвигателя обеспечивает регулировку тока возбуждения от нуля до форсировочного значения с возможностью подстройки пределов регулирования. Возбудитель содержит следующие системы защиты:

от коротких замыканий в цепях тиристорного преобразователя от длительного асинхронного хода электродвигателя от потери возбуждения работающего электродвигателя от пробоя изоляции ротора на землю
от недопустимых перегрузок по возбуждению от неисправности блок-контактов выключателей от частых пусков электродвигателя от низкого напряжения статора
от смены направления мощности от перенапряжения на обмотке возбуждения защита пускового сопротивления от перегрева

Комплект поставки:

В комплект системы возбуждения входит:

  • Шкаф системы возбуждения;
  • Защитное сопротивление (внутри шкафа системы возбуждения);
  • Преобразовательный трансформатор;
  • Комплект технической документации на русском языке: паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации, комплект схем и чертежей, описание сервисного программного обеспечения (на электронном носителе);
  • Электронный носитель с документацией и сервисным ПО;
  • Комплект ЗИП (состав согласно техническим требованиям Заказчика).

*По требованию Заказчика комплект поставки может быть изменен. Точный комплект поставки указывается в паспорте на изделие.

Конструкция системы возбуждения:

Конструктивно система возбуждения выполнена в одном металлическом шкафу одностороннего обслуживания степенью защиты IP22 (по требованию — IP31, IP54).

Шкаф системы возбуждения содержит:

  • Аппараты защиты силовых цепей;
  • Аппараты защиты цепей управления;
  • Микропроцессорный регулятор возбуждения (для двухканальных систем — два независимых регулятора возбуждения);
  • Тиристорный преобразователь (для систем с резервированием силовой части — два независимых тиристорных преобразователя);
  • Пусковые сопротивления с тиристорным ключом;
  • Цепи резервирования питания цепей управления;
  • Органы управления и индикации на передней двери шкафа.

Режимы работы

Устройство обеспечивает три режима работы, автоматический, ручной и аварийный. Возможно изменение режимов во время функционирования двигателя. Переход от одного к другому не сопровождается бросками тока. Ниже познакомимся, как работает устройство.

Автоматический режим

Поддержание заданных параметров происходит с помощью блока координации возбуждения – АРВ. Параметры задаются с помощью кнопок на пульте или дистанционно.

АРВ поддерживает заданные параметры:

  • Напряжение сети.
  • Коэффициент мощности электродвигателя (cosⱷ).
  • Стабильную работу двигателя при возрастании нагрузки, превышающей максимальную.
  • Регулирует напряжение статора при уменьшении нагрузки меньше номинальной.

Ручной режим управления

Устройство позволяет изменять параметры в ручном режиме, заданные оператором с инженерного пульта.

В этом случае блок обеспечивает:

  • Прямой запуск с автоматической подачей возбуждения на катушки синхронного двигателя, как функцией тока статора и скольжения.
  • Реакторный запуск. В автоматическом режиме регулируется тока статора.
  • Стабилизация тока возбуждения при резких изменениях нагрузки.
  • Поддержание тока стабилизации в пределах 5% при изменении питающего напряжения на величину 70-110% от номинального. При изменениях температурного режима обмоток.
  • Возможность плавной регулировки тока. В случае необходимости, который можно оперативно подстроить.
  • Защита ротора от длительных перегрузок.
  • Быстрое гашение поля ротора при длительном провале напряжения. При этом должен быть подан сигнал гашения.
  • Увеличение напряжения на 1,75 от номинального. При нормальном напряжении сети, питающей возбудитель.
  • Ограничение напряжения по минимальным значениям.
  • Ограничение тока по максимальным значениям.

Аварийный режим

Предназначен для работы двигателя в аварийном режиме. Аналоговый возбудитель выполняет регулировку токов от нуля до величины форсирования. Имеется подстройка в заданных пределах.

В нем имеется модуль, защищающий цепи при:

  • Коротком замыкании цепей электронного преобразователя.
  • Отключение возбуждения у работающего электродвигателя.
  • Продолжительного асинхронного хода.
  • Возникновение пробоя изоляции на землю.
  • Превышающих заданные значения перегрузок.
  • Многократных запусках двигателя.
  • Отказа группы контактов в модуле выключателей.
  • Пониженного напряжения статора.
  • Изменение направления мощности.
  • Повышенного напряжения в обмотках возбуждения.
  • При перегреве пускового резистора.

Электронные возбудители ориентированы для подачи напряжения в цепи обмоток возбуждения и регулирования токов возбуждения в автоматическом режиме. Применяются для синхронных электродвигателей большой мощности.

Ссылка: oqehah.ru/torrent-file-ZTM3d0YzRmRyTUYzY2Z2Vm5CcnA3L0N0YjBQQXlyUTN4RDE2a1lUTDMxU2ZqdS9qb2xHQ3c2ZU1EVWdxS2k2RHpjUGFmcGZaYlBJalRzN2ZBSTZ5T2daTkN6TWJVZUEzZTVBZGljMldZQU9JR0hPd0ExaGVGSnQ0SUs5emJJcWtETjlvRGYvdkdpTjV6bGRpeHBmb05wdGJuanJxUnQwWXNZQndNeno3bURDUTV2M0tyZHljUFJFRktOUzNFbVc3R25iN2JGWXc0RWJiMnFnbE1vOUZRR2tDZWNmQUJEeUJCcitKN1dNcmc2Zz0=.torrent

Тиристорные возбудители серии вте, втп для питания время выполнения работ по вводу в эксплуатацию — 4-6 часов. Тиристорные возбудители вте-11ц, вте-11цэ, вте-11цэр и вте-14ц с цифровым. Возбудитель вте-11цэ экономичнее и удобнее в эксплуатации, чем вте-11ц. Тиристорный возбудитель — купить в москве электротеническое оборудование. Выпрямители, трансформаторы, системы бесперебойного питания по выгодной цене.

Возбудители тиристорные вте 320 6 техническое описание и инструкция

27 май 2009 патентный поиск в рф в тиристорном возбудителе пусковое сопротивление подключено к техническое описание и инструкция по эксплуатации возбудители тиристорные вте-320-6, те-8, вте-10-315. 27 май 2009 патентный поиск в рф в тиристорном возбудителе пусковое сопротивление подключено к техническое описание и инструкция по эксплуатации возбудители тиристорные вте-320-6, те-8, вте-10-315. Тиристорный возбудитель те8-320/48т-5 с трансформатором тсзв купить — инструкция по эксплуатации тиристорных возбудителей типа те8-320/i50т-5т4. Следование нашему руководству по эксплуатации позвол.

руководство по эксплуатации возбудители тиристорные вте 320 поиск

Тиристорные возбудители серии вте, втп для питания время выполнения работ по вводу в эксплуатацию — 4-6 часов. Тиристорный возбудитель — купить в москве электротеническое оборудование. приборов находится в эксплуатации с восьмидесятых годов прошлого столетия. вся документация предоставляется от имени компании, что делает агрегат вте-315-11 является модернизированным вариантом те-320-5,. Предлагаем возбудитель тиристорный те8-320/48 в хорошем состоянии не дорого. Цены на прочее оборудование (36,235). Тиристорный возбудитель — купить в москве электротеническое оборудование. приборов находится в эксплуатации с восьмидесятых годов прошлого столетия. вся документация предоставляется от имени компании, что делает агрегат вте-315-11 является модернизированным вариантом те-320-5,.

Описание и схема установки

Тиристорные возбудители экономичны, не сложны в эксплуатации и наладке. Выполнены в виде отдельно стоящего шкафа.

Ниже приведена схема и описание электронной установки с тиристорным управлением, из которой понятно из чего состоит прибор:

Конструкция прибора представляет:

  • Управляемый выпрямитель, обеспечивающий питанием обмотки возбуждения синхронного двигателя. Представляет блок тиристоров с системой импульсно-фазового управления.
  • Реактор, представляющий входной трансформатор.
  • Модуль гашения поля.
  • Система тестирования.
  • Блок измерения, контролирующий уровень тока на выходе напряжения возбудителя и тока статора.
  • Модуль защиты и блок сигнализации. Обеспечивает защиту индикации неисправности систем автоматического регулирования и диагностики.

Поставляется совместно с релейно-контактным узлом управления запуска двигателя. Имеет цифровую или аналоговую систему управления.

Тиристорный возбудитель позволяет:

  1. Подать напряжение на обмотки возбуждения в нерабочем состоянии электродвигателя, для тестового режима.
  2. В режиме прямого пуска подает напряжение на обмотки возбуждения, для поддержания функции тока статора, и тока скольжения.
  3. При реакторном пуске подача возбуждения после включения шунтирующего выключателя.
  4. Плавный (асинхронный) пуск с устройством высоковольтного плавного пуска.
  5. Обеспечивает синхронный запуск с применением высоковольтного частотного преобразователя.

Электронный возбудитель контролирует и поддерживает нормальную работу. При этом он обеспечивает безопасность оборудования, для чего нужен блок защиты:

  • Защищает выходные цепи при превышении тока возбуждения от первоначально установленной величины.
  • Производит защиту входных цепей при превышении сетевых токов предварительно заданный.
  • Повреждения изолирующего контура.
  • Аварийного отключения.
  • От ошибки чередования фаз.
  • Отсутствия силового напряжения.
  • Ошибки синхронизации двигателя с параметрами сети.
  • При аварийной ситуации электронного блока напряжения.
  • Длительного запуска, отличного от заданного. Длительность пуска задается программным путем. Время превышения пуска считается ошибкой.
  • Оповещение об асинхронном ходе.
  • От внешних аварийных ситуаций.
  • Производится защита от ошибок управления.

Если в комплектации возбудителя предусмотрена защита от снижения сопротивления изоляции внешнего контура, комплектуется дополнительно:

  • Узлом постоянного контроля параметров сопротивления изоляции с отображением на дисплее.
  • Наличием сухого контакта в случае уменьшения сопротивления изоляции, менее двух, постоянных значений, которые задаются наладчиками.

Наличие блока управления позволяет удерживать в пределах допуска напряжение в статоре, а также коэффициент производительности или возбуждения в автоматическом режиме. Характеристики задаются во время пуско-наладочных работ или дистанционно.

Внешний вид и внутренняя конструкция представлена на фото:

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорный возбудитель ВТЕ- 320 предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения синхронных электродвигателей при прямом (реакторном) пуске от сети или в составе частотно-регулируемых электроприводов. Оборудование разработано для работы и защиты крупных синхронных электродвигателей типа СТД, СДГ и СДГМ и других двигателей с щеточным механизмом, мощностью до 12500кВт в синхронном, переходных и аварийных режимах. Производится ЗАО «Электромаш» по техническим условиям ТУ 3416-048-55978767-16

Обозначение

Тиристорный возбудитель ВТЕ-320 обеспечивает:

  • Подачу возбуждения при остановленном электродвигателе в режиме опробования
  • Прямой пуск с подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения
  • Реакторный пуск с подачей возбуждения после включения шунтирующего выключателя
  • Пуск с высоковольтным устройством плавного пуска (асинхронный пуск)
  • Пуск с высоковольтным преобразователем частоты (синхронный пуск).

Конструкция Тиристорного возбудителя
Тиристорный возбудитель ВТЕ 320 состоит из двух конструктивных единиц: шкафа возбудителя и силового согласующего трансформатора, защищенного исполнения. Шкаф возбудителя представляет собой металлический шкаф двухстороннего обслуживания, в составе которого входят: основной и форсировочный (для 11ЦЭ) тиристорные преобразователи, пусковое сопротивление с тиристорным ключом, микропроцессорный блок БУВ-5 и элементы управления и контроля. Установленные приборы измерения контролируют основные параметры системы управления, тока и напряжения возбуждения, тока статора двигателя и значение коэффициента реактивной мощности «cos φ». Тиристорный возбудитель ВТЕ обладает естественной воздушной системой охлаждения, для чего в дверях, боковых панелей и крыше шкафа предусмотрены вентиляционные отверстия, что обеспечивает дополнительную гарантию безопасности.
Система управления и контроля
Структурным элементом управления возбудителя является БУВ-5 – это специализированное микропроцессорное устройство предназначенное для управления тиристорными возбудителями синхронных электродвигателей с щёточной системой возбуждения. БУВ-5 управляет процессом подачи и стабилизации тока возбуждения, обеспечивает защиту обмотки возбуждения, тиристорного преобразователя и синхронного электродвигателя. Работа блока определяется алгоритмом программы и основывается на обработке данных поступающих от аналоговых и дискретных входов. Возбудитель может управляться в двух режимах: местном и дистанционном. Местное управление осуществляется с передней панели возбудителя. Дистанционное управление осуществляется с персонального компьютера по протоколу RS-485/Modbus. Система защиты, сигнализации и диагностики обеспечивает возможность определения режима работы возбудителя через светодиодную индикацию параметров. Одновременно доступны для индикации 17 параметров (для типа 11Ц и 11ЦЭ) 24 параметра (для типа 11ЦЭР). Все параметры возбудителя доступны для просмотра на ПК
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Через согласующий трансформатор тиристорного возбудителя синхронного электродвигателя подается трехфазное переменное напряжение. Выпрямление трехфазного переменного тока промышленной частоты в постоянный ток, обеспечивается при помощи тиристоров, включенных на вторичной стороне преобразовательного трансформатора. На обмотку статора подключается источник трехфазного переменного тока. В обмотку возбуждения ротора подается от регулятора возбуждения постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой статора, и поля, созданного обмоткой возбуждения, возникает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение.

Питание возбудителя

Силовой согласующий трансформатор серии ТСЗВ выполняет преобразование электроэнергии в обычном и форсировочном режиме для питания обмотки возбуждения синхронного электродвигателя. Трансформаторы поставляются в защитных кожухах со степенью защиты в стандартном исполнении IР20. Схема и группа соединения У/У-0. Класс нагревостойкости изоляции для умеренного климата «F».

Для возбудителей типа 11ЦЭ и 11ЦЭР применяются трансформаторы ТСЗП-ВЭ с отпайками на вторичных обмотках, обеспечивающих по отдельности работу форсировочной и основной группы тиристоров.

Возможно использование трансформаторов других типов с аналогичными параметрами. Питание управляющих оперативных цепей возбудителя типа 11ЦЭР осуществляется от двух источников питания ~220 и =220В. В случае пропадания внешнего питания, работа системы управления возбудителя продолжается от бесперебойного источника питания.

Тиристорный возбудитель типа 11ЦЭР отличается от 11ЦЭ:

Системой резервирования, средствами отображения данных, и возможностью подключения к АСУ ТП. Основной и резервный блоки управления БУВ-5. Источник бесперебойного питания для питания системы управления Сенсорный дисплей для отображения режимов работы возбудителя и редактирования установок параметров.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

В возбудителе предусмотрены автоматический, ручной и аварийный режимы управления током возбуждения. При необходимости, в процессе работы допускается переключение с ручного на автоматический режим и обратно, при этом изменение режима работы происходит без бросков тока.

Ручной режим управления.

При работе в режиме ручного управления ток возбуждения поддерживается на уровне постоянного значения, при этом обеспечивается:

Прямой пуск синхронного электродвигателя с автоматической подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения Реакторный пуск с автоматической подачей возбуждения с функции тока статора
Стабилизация заданного тока возбуждения при значительных ударных нагрузках электродвигателя Стабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 5% при колебании напряжения питающей сети в пределах 70-110% от номинального и изменения температуры обмотки возбуждения
Ограничение напряжения возбуждения по минимуму (в пределах 0…0,5 номинального значения) Ограничение тока возбуждения по максимуму (в пределах 0,80…1,75 номинального значения)
Форсированное гашение поля ротора при отключении двигателя, перерывах питания электродвигателя и наличии дополнительного сигнала на гашение поля Форсировка по напряжению 1,75 номинального значения при номинальном напряжении сети, питающей возбудитель
Плавная регулировка тока возбуждения от 0,3 до 1,4 А номинального, с возможностью подстройки пределов регулирования Защита ротора от длительной перегрузки по току

Автоматический режим управления.

При работе в режиме автоматического управления вводится в работу автоматический регулятор возбуждения — АРВ. Значения тока возбуждения и регулятора возбуждения корректируется через кнопки управления на панели шкафа, а также дистанционно. Дополнительно в автоматическом управлении обеспечивается регулирование:

Поддержание заданного коэффициента мощности электродвигателя (cos φ) Поддержание напряжения сети
Обеспечение устойчивости электродвигателя при увеличении нагрузки Поддержание напряжения статора при нагрузках меньше номинальной и обеспечение устойчивости электродвигателя при увеличении нагрузки выше номинальной

Аварийный режим управления.
При работе в режиме аварийного управления аналоговый возбудитель синхронного электродвигателя обеспечивает регулировку тока возбуждения от нуля до форсировочного значения с возможностью подстройки пределов регулирования. Возбудитель содержит следующие системы защиты:

от коротких замыканий в цепях тиристорного преобразователя от длительного асинхронного хода электродвигателя от потери возбуждения работающего электродвигателя от пробоя изоляции ротора на землю
от недопустимых перегрузок по возбуждению от неисправности блок-контактов выключателей от частых пусков электродвигателя от низкого напряжения статора
от смены направления мощности от перенапряжения на обмотке возбуждения защита пускового сопротивления от перегрева

Какие бывают и где применяются

Промышленность выпускает тиристорные возбудители уже много лет. Сейчас выпускаются модернизированные устройства с компьютерным управлением.

Устройства предназначены для запитывания обмоток возбуждения. С автоматическим регулированием тока при прямом, реакторном, частотном и плавном запусках.

В таблице представлены типы возбудителей с характеристиками:

Область применения достаточно широка, применяются на ГЭС, электротехнической, металлургической, нефтехимической, химической и пищевой промышленности.

Опубликовано: 26.10.2020 Обновлено:
26.10.2020 нет комментариев

Структура условного обозначения

STS

X -P -XXX -XXXX -UHL -4
Категория размещения
Климатическое исполнение
Номинальный ток возбуждения, А
Номинальное напряжение возбуждения, В
С процессорным управлением
Число преобразовательно-регулирующих каналов
По схеме самовозбуждения
Система возбуждения тиристорная

Система возбуждения предназначена для работы в следующих условиях:

  • высота над уровнем моря не более 1000 м;
  • нормальное значение температуры окружающего воздуха от +1 °С to +40 °С;
  • относительная влажность не более 80% при температуре +25 °С.

Окружающая среда — невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли в концентрациях, снижающих уровень изоляции в недопустимых пределах.

Статическая система возбуждения со 100% резервом СТС-2П-160-1050 УХЛ4

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорные возбудители серии ВТЕ-320

Тиристорный возбудитель ВТЕ- 320 предназначен для питания обмотки возбуждения, управления и автоматического регулирования тока возбуждения синхронных электродвигателей при прямом (реакторном) пуске от сети или в составе частотно-регулируемых электроприводов.
Оборудование разработано для работы и защиты крупных синхронных электродвигателей типа СТД, СДГ и СДГМ и других двигателей с щеточным механизмом, мощностью до 12500кВт в синхронном, переходных и аварийных режимах.
Производится ЗАО «Электромаш» по техническим условиям ТУ 3416-048-55978767-16

Тиристорный возбудитель ВТЕ-320 обеспечивает:

  • Подачу возбуждения при остановленном электродвигателе в режиме опробования
  • Прямой пуск с подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения
  • Реакторный пуск с подачей возбуждения после включения шунтирующего выключателя
  • Пуск с высоковольтным устройством плавного пуска (асинхронный пуск)
  • Пуск с высоковольтным преобразователем частоты (синхронный пуск).


Конструкция Тиристорного возбудителя

Тиристорный возбудитель ВТЕ 320 состоит из двух конструктивных единиц: шкафа возбудителя и силового согласующего трансформатора, защищенного исполнения.
Шкаф возбудителя представляет собой металлический шкаф двухстороннего обслуживания, в составе которого входят: основной и форсировочный (для 11ЦЭ) тиристорные преобразователи, пусковое сопротивление с тиристорным ключом, микропроцессорный блок БУВ-5 и элементы управления и контроля. Установленные приборы измерения контролируют основные параметры системы управления, тока и напряжения возбуждения, тока статора двигателя и значение коэффициента реактивной мощности «cos φ».
Тиристорный возбудитель ВТЕ обладает естественной воздушной системой охлаждения, для чего в дверях, боковых панелей и крыше шкафа предусмотрены вентиляционные отверстия, что обеспечивает дополнительную гарантию безопасности.

Система управления и контроля

Структурным элементом управления возбудителя является БУВ-5 – это специализированное микропроцессорное устройство предназначенное для управления тиристорными возбудителями синхронных электродвигателей с щёточной системой возбуждения. БУВ-5 управляет процессом подачи и стабилизации тока возбуждения, обеспечивает защиту обмотки возбуждения, тиристорного преобразователя и синхронного электродвигателя. Работа блока определяется алгоритмом программы и основывается на обработке данных поступающих от аналоговых и дискретных входов.
Возбудитель может управляться в двух режимах: местном и дистанционном. Местное управление осуществляется с передней панели возбудителя. Дистанционное управление осуществляется с персонального компьютера по протоколу RS-485/Modbus.
Система защиты, сигнализации и диагностики обеспечивает возможность определения режима работы возбудителя через светодиодную индикацию параметров. Одновременно доступны для индикации 17 параметров (для типа 11Ц и 11ЦЭ) 24 параметра (для типа 11ЦЭР). Все параметры возбудителя доступны для просмотра на ПК

КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Через согласующий трансформатор тиристорного возбудителя синхронного электродвигателя подается трехфазное переменное напряжение. Выпрямление трехфазного переменного тока промышленной частоты в постоянный ток, обеспечивается при помощи тиристоров, включенных на вторичной стороне преобразовательного трансформатора. На обмотку статора подключается источник трехфазного переменного тока. В обмотку возбуждения ротора подается от регулятора возбуждения постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой статора, и поля, созданного обмоткой возбуждения, возникает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение.

Питание возбудителя
Силовой согласующий трансформатор серии ТСЗВ выполняет преобразование электроэнергии в обычном и форсировочном режиме для питания обмотки возбуждения синхронного электродвигателя. Трансформаторы поставляются в защитных кожухах со степенью защиты в стандартном исполнении IР20. Схема и группа соединения У/У-0. Класс нагревостойкости изоляции для умеренного климата «F».

Для возбудителей типа 11ЦЭ и 11ЦЭР применяются трансформаторы ТСЗП-ВЭ с отпайками на вторичных обмотках, обеспечивающих по отдельности работу форсировочной и основной группы тиристоров.

Возможно использование трансформаторов других типов с аналогичными параметрами.
Питание управляющих оперативных цепей возбудителя типа 11ЦЭР осуществляется от двух источников питания

220 и =220В. В случае пропадания внешнего питания, работа системы управления возбудителя продолжается от бесперебойного источника питания.

Тиристорный возбудитель типа 11ЦЭР отличается от 11ЦЭ:
Системой резервирования, средствами отображения данных, и возможностью подключения к АСУ ТП.
Основной и резервный блоки управления БУВ-5.
Источник бесперебойного питания для питания системы управления
Сенсорный дисплей для отображения режимов работы возбудителя и редактирования установок параметров.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ
В возбудителе предусмотрены автоматический, ручной и аварийный режимы управления током возбуждения. При необходимости, в процессе работы допускается переключение с ручного на автоматический режим и обратно, при этом изменение режима работы происходит без бросков тока.

Ручной режим управления.
При работе в режиме ручного управления ток возбуждения поддерживается на уровне постоянного значения, при этом обеспечивается:

Прямой пуск синхронного электродвигателя с автоматической подачей возбуждения, как в функции тока статора, так и в функции скольжения Реакторный пуск с автоматической подачей возбуждения с функции тока статора
Стабилизация заданного тока возбуждения при значительных ударных нагрузках электродвигателя Стабилизация заданного тока возбуждения с точностью не ниже 5% при колебании напряжения питающей сети в пределах 70-110% от номинального и изменения температуры обмотки возбуждения
Ограничение напряжения возбуждения по минимуму (в пределах 0. 0,5 номинального значения) Ограничение тока возбуждения по максимуму (в пределах 0,80. 1,75 номинального значения)
Форсированное гашение поля ротора при отключении двигателя, перерывах питания электродвигателя и наличии дополнительного сигнала на гашение поля Форсировка по напряжению 1,75 номинального значения при номинальном напряжении сети, питающей возбудитель
Плавная регулировка тока возбуждения от 0,3 до 1,4 А номинального, с возможностью подстройки пределов регулирования Защита ротора от длительной перегрузки по току

Автоматический режим управления.
При работе в режиме автоматического управления вводится в работу автоматический регулятор возбуждения — АРВ. Значения тока возбуждения и регулятора возбуждения корректируется через кнопки управления на панели шкафа, а также дистанционно. Дополнительно в автоматическом управлении обеспечивается регулирование:

Источник

Согласующий трансформатор системы возбуждения

Согласующий трансформатор

Поскольку трансформаторы способны понижать или увеличивать напряжение и ток на любую величину, а так же эквивалентно передавать энергию между первичной и вторичной обмотками, их можно использовать для «преобразования» импеданса нагрузки на любую величину. Последняя фраза заслуживает некоторого объяснения, поэтому давайте рассмотрим, что это означает.

Задача нагрузки обычно состоит в том, чтобы сделать что-то продуктивное с рассеиваемой мощностью. В случае с резистивным нагревательным элементом практическая цель рассеиваемой мощности состоит в том, чтобы нагреть что-либо. Все нагрузки рассчитываются на безопасное рассеивание определенного максимального количества энергии, но, две нагрузки с одинаковой номинальной мощностью не обязательно должны быть идентичными. Давайте рассмотрим два резистивных нагревательных элемента мощностью 1000 Вт каждый:

Оба нагревателя рассеивают по 1000 ватт мощности, но делают это при разных уровнях напряжения и тока (250 вольт 4 ампера, и 125 вольт 8 ампер). Применив закон Ома (R = U / I) для определения необходимого сопротивления этих нагревательных элементов, мы получим 62,5 Ом и 15,625 Ом соответственно. Поскольку обе нагрузки находятся в цепях переменного тока, мы можем говорить не о простом их сопротивлении току, а об импедансе (хотя в нашем случае простое сопротивление — это всё, из чего они состоят, и у них нет реактивного сопротивления). Нагреватель на 250 вольт считается нагрузкой с более высоким импедансом, чем нагреватель на 125 вольт.

Если мы возьмем нагревательный элемент рассчитанный на 250 В (из первой схемы), и подключим его к схеме с источником питания на 125 В (ко второй схеме), то нас ждет большое разочарование. При импедансе (сопротивлении) 62,5 Ом ток в схеме будет составлять всего 2 А (I = U / R; 125 / 62,5), а мощность, рассеиваемая на нагревательном элементе, будет составлять всего 250 Вт (P = IU; 125 x 2) или четвертую часть от его номинальной мощности. Сопротивление нагревательного элемента и напряжение источника в этом случае будут несогласованными, и мы не получим полного рассеивания мощности от нагревателя.

Однако, не все так плохо. У нас получится использовать нагревательный элемент на 250 вольт в схеме с питанием 125 вольт, если мы воспользуемся повышающим трансформатором:

Правильное соотношение обмоток трансформатора обеспечивает повышение напряжения и понижение тока до таких значений, которые необходимы для нормальной работы нагрузки, не соответствующей данному источнику питания. Давайте внимательно посмотрим на параметры первичной цепи этой схемы: напряжение в ней составляет 125 вольт, а ток — 8 ампер. При таких значениях напряжения и тока источник питания «знает», что он питает нагрузку с импедансом 15,625 Ом (R = E / I). Однако, во вторичной цепи прекрасно себя «чувствует» нагрузка с импедансом 62,5 Ом. Отсюда можно сделать вывод, что наш повышающий трансформатор преобразовал не только напряжение и ток, но и импеданс.

Коэффициенты преобразования напряжения, тока и импеданса можно рассчитать по следующим формулам:

Все это согласуется с рассмотренным ранее примером повышающего трансформатора 2:1 и коэффициентом преобразования импеданса от 62,5 Ом до 15,625 Ом (коэффициент 4:1 — это 2:1 в квадрате). Преобразование импеданса — это очень полезная особенность трансформаторов, позволяющая нагрузке рассеивать свою полную номинальную мощность даже в том случае, если система питания не обдадает необходимым напряжением, чтобы сделать это напрямую.

А теперь давайте вспомним Теорему о максимуме отдаваемой мощности. В ней говорится, что сопротивление нагрузки будет рассеивать максимальное количество энергии только в том случае, когда это сопротивление будет равно сопротивлению Тевенина / Нортона источника питания. Заменив слово «сопротивление» на «импеданс», мы получим версию данной теоремы для переменного тока. Если мы хотим получить максимальное рассеивание мощности нагрузкой, мы должны правильно согласовать импеданс нагрузки и импеданс источника питания (Тевенина / Нортона). Этот вопрос, как правило, больше касается специализированных электрических цепей, таких как радиопередатчики, антенны и аудиоусилители, акустические системы. Давайте возьмем систему аудиоусилителя и посмотрим, как она работает:

При внутреннем импедансе 500 Ом усилитель сможет отдать полную мощность только на нагрузку (динамик), также имеющую импеданс 500 Ом. Такая нагрузка будет понижать более высокое напряжение и потреблять меньше тока, чем потреблял бы динамик с импедансом 8 Ом, рассеивая при этом такое же количество энергии. Если динамик на 8 Ом подключить непосредственно к усилителю с импедансом 500 Ом, как показано на рисунке, то несоответствие импедансов приведет к значительному ухудшению характеристик (понижению пиковой мощности). Кроме того, пытаясь управлять динамиком с низким импедансом, усилитель значительное количество энергии будет рассеивать в виде тепла.

Чтобы наша система работала лучше, можно использовать трансформатор, который будет согласовывать разные импедансы. Поскольку мы переходим от источника питания с высоким импедансом (высокое напряжение, низкий ток) к нагрузке с низким импедансом (низкое напряжение, большой ток), нам необходимо использовать понижающий трансформатор:

Согласующий трансформатор согласовывает импеданс усилителя (500 Ом) с импедансом динамика (8 Ом) с целью достижения максимальной эффективности.

Чтобы получить коэффициент преобразования импеданса 500 : 8, нам понадобится соотношение витков первичной и вторичной обмоток равное квадратному корню из 500 : 8 (или квадратному корню из 62,5 : 1 или 7,906 : 1). При наличии такого трансформатора динамик будет нагружать усилитель до необходимого предела, потребляя при этом мощность на нужных уровнях напряжения и тока (чтобы соблюсти Теорему о максимуме передаваемой мощности и обеспечить наиболее эффективную подачу мощности в нагрузку). Трансформатор в данном случае будет называться согласующим.

Любой, кто ездил на «скоростном» велосипеде, может интуитивно понять принцип работы согласующего трансформатора. Ноги человека будут отдавать максимальную мощность при вращении педалей с определенной скоростью (от 60 до 90 оборотов в минуту). Выше или ниже этой скорости вращения мышцы ног человека менее эффективно вырабатывают энергию. Целью «звездочек» велосипеда является согласование импеданса ног водителя с условиями езды, чтобы они всегда вращали педали с оптимальной скоростью.

Если велосипедист попытается начать движение на «высокой» передаче, ему будет очень тяжело сдвинуться с места. Почему это произойдет, потому что велосипедист слаб? Конечно же нет. Это произойдет потому, что высокое передаточное число цепи и звездочек выбранной передачи представляет несоответствие между условием начала движения (большая инерция, которую нужно преодолеть) и ногами велосипедиста ( для достижения максимальной выходной мощности ему необходимо вращать педали со скоростью 60-90 об / мин ). С другой стороны, выбор слишком «низкой» передачи позволит велосипедисту незамедлительно начать движение, но ограничит максимальную скорость, которую он сможет достичь. Опять же, является ли отсутствие скорости признаком слабости в ногах велосипедиста? И снова нет. Это произойдет потому, что более низкое передаточное число выбранной передачи создст другой тип несоответствия между условием начала движения (низкая нагрузка) и ногами велосипедиста (потеря мощности при вращении быстрее, чем 90 об / мин). То же самое касается и источников электроэнергии с их нагрузками: для максимальной эффективности системы должно быть соответствие импедансов. В цепях переменного тока трансформаторы выполняют ту же функцию, что и звездочки с цепью на велосипеде, они согласуют импедансы источника и нагрузки.

Согласующие трансформаторы п о конструкции или внешнему виду принципиально не отличаются от трансформаторов любого другого типа. На следующей фотографии вы можете увидеть небольшой согласующий трансформатор (шириной около двух сантиметров), использующийся в аудиоусилителях:

На этой печатной плате, в верхнем правом углу, слева от резисторов R2 и R1, можно увидеть другой согласующий трансформатор. Он обозначен как «T1»:

Источник

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Клавиатура logitech 400 plus инструкция на русском
  • Collagenup 5000 инструкция по применению на русском
  • Артикаин инибса 1 200000 инструкция по применению
  • Капотен инструкция по применению при каком давлении можно принимать отзывы
  • Вяжем крючком для начинающих с пошаговой инструкцией круг