Вопрос 3. Методы стабилизации напряжения и частоты типовых электромашинных преобразователей
Необходимость стабилизации напряжения.
Напряжение на зажимах генератора переменного тока определяется (без учета реакт. сост. Iн)
UГ =Е – Iа Zа
где,Е - ЭДС генератора;
Iа, Zа - ток и сопротивление обмотки якоря генератора.
В свою очередь ЭДС генератора определяется
Е = 4,44 Коб W ¦ Ф
где, Коб- обмоточный коэффициент;
W - число витков;
Ф-максимальное значение магнитного потока;
¦ - частота ЭДС
¦= pn/60
где,n - частота вращения ротора генератора (двигателя):
р - количество пар полюсов.
Соотношения показывают, что UГ зависит от: Iа - тока якоря генератора; и n– частоты вращения ротора генератора.
Для того, чтобы стабилизировать Uг при изменении Iа и n необходимо изменять магнитный поток Ф в обмотке возбуждения генератора используя РН.
Необходимость стабилизации частоты.
Частота переменного тока синхронных генераторов преобразователей определяется частотой вращения приводного двигателя
¦= pn/60
В качестве приводного двигателя в преобразователях в основном используются двигатели смешанного возбуждения с двумя обмотками возбуждения: сериесной (СОД) и управляющей (УОД).
Частота вращения ротора двигателя определяется следующим выражением
,
которое выводится из основного уравнения двигателя постоянного тока
U = Cn Ф+Ia Ra
где,U– напряжение питания преобразователя;
С–постоянная двигателя;
Фсод– магнитный поток сериесной обмотки;
Фуод– магнитный поток управляющей обмотки.
Соотношения показывают, что частота переменного тока синхронных генераторов преобразователей зависит:
- от U– напряжения питания преобразователя;
- от Iа– тока якоря двигателя, т.к. при увеличении нагрузки на генератор, возникает электромагнитный момент генератора, который является тормозным для двигателя и уравновешивается моментом вращения Мвр
Мвр =Сia (Фсод + Фуод), т.е. Мт = Мвр
Изменение Мт приведет к изменению Ia, что в дальнейшем скажется на n и ¦.
Для того, чтобы стабилизировать ¦ необходимо изменять магнитный поток. Магнитный поток Фсод не регулируется.Он создается током якоря двигателя и зависит от момента нагрузки двигателя и напряжения сети.
Автоматическое поддержание стабильной частоты осуществляется изменением магнитного потока Фуод при помощи регулятора частоты РЧ.
Схема системы автоматического регулирования U и ¦ ЭМП представлена на рис. 2.
| М |
| РЧ |
| Рн |
| УОД |
| УОГ |
| СОД |
| +Un |
| G |
| ~ U |
Рис.2. Схема системы автоматического регулирования U и ¦ ЭМП
Вывод:частота переменного тока синхронных генераторов преобразователей зависитот напряжения питания преобразователя и тока якоря двигателя, т.к. при увеличении нагрузки на генератор, возникает электромагнитный момент генератора, который является тормозным для двигателя и уравновешивается моментом вращения Мвр