Принцип работы МКЧ(корректора частоты).

Д л я повышения точности система стабилизации частоты содер­ жит два канала : грубый / и точный // , Измерительный орган гру­ бого канала связан с выходным валом ППЧВ, поэтому грубый канал регулирования называют также регулятором угловой скорости ППЧВ. В качестве измерительного органа грубого канала использу­ ется центробежный тахометр либо тахогенератор. Грубый канал обеспечивает стабилизацию угловой скорости выходного вала ППЧВ с погрешностью чь (1—5) %. Измерительный орган точного канала подключается к выходу синхронного генератора СГ и реагирует непосредственно на откло­ нение частоты тока. Измерительный орган выполняется на более чувствительных элементах: резонансных контурах, полосовых фильтрах или фазовых д и с к р и м и н а т о р а х. Точный канал уменьшает погрешность стабилизации частоты до 0,25 %, т. е. он осуществля­ ет коррекцию частоты, поэтому этот канал называют также коррек­ тором частоты. На регуляторы частоты возлагаются функции равно­ мерного распределения активной нагрузки между параллельно ра­ ботающими генераторами. Для этого корректоры регуляторов обо­рудуют, помимо датчиков ча­стоты, еще и датчиками откло­нения активной мощности гене­ ратора от ее среднего значения для всех параллельно работаю­ щих генераторов.

Уравнение корректора частоты. Измерительный орган коррек­ тора (рис. 2.4) состоит из двух резонансных контуров: LlCl , L2C2 . Резонансная частота настройки первого контура несколько выше номинального значения стабилизируемой частоты /„ , а частота на­ стройки второго контура ниже номинального значения (рис. 2.5). Напряжения на индуктивных элементах L x и L 2 пропорциональны токам 1Х и / 2 , протекающим по резонансным контурам, и, следова­ тельно, напряжение, снимаемое с одинаковых резисторов Rx и # 2 (^/) (см. рис. 2.4) будет пропорционально разности токов конту­ ров 1г и / 2 . При небольших отклонениях от частоты / н разность токов линейно зависит от частоты, поэтому и напряжение на выходе изме­ рительного органа будет пропорционально отклонению частоты ге нератора от/ н : MJf = kfAf, (2.11) где kf — коэффициен т пропорциональности . Сигнал Uf поступает на магнитный усилитель AM, где он уси­ ливается. Выход магнитного усилителя подключен к обмотке уп­равления wy конденсаторного асинхронного двигателя М, вторая обмотка которого wB питается от синхронного генератора СГ че­рез фазосдвигающий конденсатор СЗ. Конденсаторный двигатель через червячный редуктор Р воздействует на платформу Ш (см. Рис . 2.5. Характеристик и резонансных контуро в корректор а рис. 2.3, поз. 9), изменяя тем самым степень сжатия пружины центробежного регулятора .(страница 24 учебника Савёлова).

2. Как изменяется напряжение генератора переменного тока, если произошел обрыв одного из трех фазных проводов, питающих блок измерения напряжения регулятора напряжения?

При обрыве одной фазы в цепи питания измерительного устройства регуляторов напряжения лишь незначительно повышается напряжение в точке регулирования (120 -123 В), что соответствует значениям напряжения для ненормальных режимов работы, но защита при этом не отключает генератора, и такой режим может быть длительным.

(Системы электроснабжения воздушных судов. Синдеев И.М., Савелов А.А стр. 105 (в бумажном 206))

3. Как изменится ток возбуждения генератора переменного тока, если произошел обрыв трех фаз, питающих измерительный орган регулятора напряжения?

4. Как изменится напряжение генератора в случае пробоя выходного транзистора в транзисторном регуляторе напряжения?

5. Нарушится ли равномерность распределения активных и реактивных токов при параллельной работы СГ, или их нагрузка будет несимметричной по фазам?

После синхронизации и включения генераторов на параллельную работу требуется распределить активные и реактивные нагрузки. Если активные и реактивные нагрузки не будут распределены, то распределение активных и реактивных токов нарушится.

Для осуществления параллельной работы СГ на бортовых СЭС стоит специальная автоматика, которая следит равномерностью распределения нагрузки. Активные и реактивные мощности СГ распределяются независимо друг от друга.

Согласно требованиям Регистра при параллельной работе генераторных агрегатов переменного тока в диапазоне от 20 до 100% общей нагрузки распределение ее на каждый генератор должно происходить пропорционально их мощности и не должно отличаться более чем на 15% от расчетной нагрузки большего генератора или на 25% от расчетной нагрузки рассматриваемого генератора, в зависимости от того, что меньше.

Генераторы переменного тока, предназначенные для параллельной работы должны снабжаться такой системой компенсации реактивного падения напряжения, чтобы во время работы распределение реактивной нагрузки между генераторами не отличалось от пропорциональной их мощности более чем на 10% номинальной реактивной нагрузки наибольшего генератора или не более чем на 25% номинальной реактивной мощности наименьшего генератора, если это значение меньше вышеуказанного.

(Подробнее см. уч. Синдеев, Савелов, СЭС ВС, стр. 99 + Лекции по СЭС «Параллельная работа генераторов переменного тока»).

6. При параллельной работе генераторов постоянного тока произошло замыкание уравнительной шины на корпус ВС. Как изменится при этом напряжение генераторов?

Уравнительная шина действует так.

Если ЭДС одного из генераторов возрастет ( например, вследствие увеличения частоты вращения ПД ), то увеличится ток нагрузки этого генератора. Часть этого тока пойдет по последовательной обмотке другого генератора. Магнитный поток этого генератора возрастет, его ЭДС также увеличит­ся, и поэтому увеличится его ток нагрузки. В результате нагрузка автоматически распределится между генераторами пропорционально номинальной мощности каждого из них.

При обрыве уравнительного провода случайное увеличение ЭДС любого генератора приведет к увеличению его тока нагрузки. Этот ток, протекая по последовательной обмотке, еще больше увеличит ЭДС этого генератора, что, в свою очередь, приведет к дальнейшему увели­чению тока нагрузки. Второй генератор при этом будет разгружаться.

Ссылка: http://studopedia.ru/5_21609_metodi-sinhronizatsii.html

7. В системе переменного тока с регулятором напряжения на магнитных усилителях типа БРН-208 возникли автоколебания напряжения. Какова возможная причина отказа?

11. К каким последствиям может привести несрабатывание механической защелки в автомате защиты от перенапряжения (АЗП) при возникновении перенапряжения в системе?

Учебник .Синдеев И.М., Савелов «Системы электроснабжения воздушных судов» страница 216 (223)

Так как у нас неполадки по напряжению потребители начнут выходить изстроя или как-то так

13. Произойдет ли срабатывание дифференциальной защиты с уравновешенными напряжениями трехфазного генератора в случае обрыва провода фавн внутри зоны действия защиты?

При внешних повреждениях (точка К2) и наличии в первичном токе апериодической составляющей НТТ насыщается и трансформация между его первичной и вторичной обмотками ухудшается, автоматически загрубляя реле. При синусоидальном токе при внутренних КЗ изменение индукции в НТТ оказывается значительно большим и достаточным для срабатывания реле. В этом режиме апериодическая составляющая также ухудшает трансформацию НТТ периодической составляющей. Однако это не приводит к отказу защиты, поскольку апериодическая составляющая затухает быстрее периодической составляющей. При этом может происходить задержка в срабатывании защиты на 1,5÷2 периода. С тенденцией увеличения постоянной времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, в связи с развитием ЭЭС, может происходить увеличение времени задержки срабатывания реле до 5÷6 периодов.

Подробнее: http://eef.misis.ru/sites/default/files/lectures/4-3-5.pdf

14. Нарушится ли работа датчика активной мощности, если его трансформаторы напряжения и тока будут подключены к равным фазам генератора?

(Я хз, что значит "равным фазам", похоже, что опечатка, и имеют в виду "разным фазам")

Источник: Синдеев, Савелов. СЭС воздушных судов (гл. 6.4)

Нарушатся, т.к. в этом случае будет измеряться РЕАКТИВНАЯ мощность (см 6.9а, пунктир + подпись ниже).

15. При параллельной работе двух бортовых генераторов постоянного тока их токи неодинаковы: каким образом можно выровнять токи этих генераторов?

(Далее в учебнике Система электроснабжения воздушных судов, Савелова стр 118) Смысл такой:

16. Изменится ли статическая ошибка в системе с угольным регулятором напряжения, если при минимальной частоте вращения генератора и его максимальной нагрузке произойдет пробой диода, включенного последовательно со стабилизирующим сопротивлением?

17. После короткого замыкания в генераторе произошло изменение полярности его напряжения. Подключит ли ДМР такой генератор к бортсети, если в ней нет других источников?

(стр.185)

(Учебник: Системы электроснабжения воздушных судов. И.М. Синдеев, А.А. Савелов)

К операциям управления системами электроснабжения постоянного тока относятся дистанционное включение и отключение генераторов, автоматическое включение генераторов на нагрузку при правильной полярности и определенном соотношении напряжений генераторов и бортовой сети. Под дистанционным включением и отключением генератора подразумевают только воздействие на выключатель на приборном щитке одного из членов экипажа. Условия подключения генератора к бортовой сети контролируется автоматически с помощью аппаратов управления. В системах электроснабжения с генераторами постоянного тока операции управления и сигнализации о включении и отключении генератора выполняют дифферинциально-минимальным реле (ДМР). Кроме того, оно выполняет и некоторые функции аппарата защиты, автоматически отключая генератор при возникновении ряда ненормальных режимов.

Автоматическое подключение генератора к бортовой сети (после воздействия на выключатель дистанционного управления) происходит только при правильной полярности и когда его напряжение превышает напряжение сети на 0,2 – 1 В. При отсутствии напряжения в сети ДМР включает генератор в сеть при напряжении не менее 14 – 18 В, если сопротивление нагрузки не более 100 Ом. С помощью ДМР осуществляется защита от обратного тока, т. е. автоматическое отключение генератора, если его э.д. с. меньше напряжения бортовой сети. При этом ДМР реагирует на значение обратного тока.

18. В случае аварийного повышения напряжения в первичной системе электроснабжения переменного тока изменится ля напряжение во вторичной системе – системе постоянного тока?

19. Как рассчитать сечение провода при замене потребителя одной мощности на потребитель другой мощности?

Для выбора сечение важно знать P, U и I. Ток равен I=P/U. По специальным таблицам выбирается сечение в зависимости от значения I и P. Лучше сечение брать в запасом.

Инет. Но Саныч обещал на предэкзаменационных лекциях ответить на этот вопрос…

20. Предохранитель рассчитан на максимальный ток 100 А. Бу­дет ли срабатывать предохранитель, если по нему протекает ток 105 А?

Критический ток равен:

где, – коэффициент запаса.

Предохранитель не будет срабатывать.

21. Каким образом устранить искрение под щетками авиационно­го генератора постоянного тока?

Искрение щеток может быть вызвано множеством причин, которые требуют от обслуживающего персонала внимательного наблюдения за системой скользящего контакта и щеточного аппарата. К основным из этих причин относятся механические (механическое искрение) и электромагнитные (электромагнитное искрение).

Механические причины, вызвавшие искрение, не зависят от нагрузки. Искрение щеток можно уменьшить, повышая или снижая давление на щетки, и, если возможно, снижая окружную скорость.

Электромагнитные причины, вызывающие искрение щеток, более сложные при их выявлении. Искрение, вызванное электромагнитными явлениями, изменяется пропорционально нагрузке и мало зависит от частоты вращения.

Электромагнитное искрение обычно имеет бело-голубой цвет. Форма искр шаровидная или каплеобразная. Подгар коллекторных пластин носит закономерный характер, по которому можно определить причину искрения.

Искрение щеток можно уменьшить снижение нагрузки на щетки.

22. Чем опасна нагрузка авиационного генератора постоянного тока параллельного возбуждения на верхнем пределе частоты вращения?

23. Почему увеличение высоты полета отрицательно сказывается на работе щеточно-коллекторного узла?

На работоспособность бортового оборудования существенно влияет влага, постоянно содержащаяся в атмосфере. Так, при увеличении высоты полета из-за уменьшения влажности повышается трение в щеточно-коллекторном узле, что приводит к интенсивному износу щеток. На высоте примерно 20 км работа щеточно-коллекторного узла становится невозможной даже при использовании специ­альных высотных щеток.

http://www.studfiles.ru/preview/2202869/page:6/

24. Как загрузить синхронный генератор, работающий парал­лельно с сетью:

а) активной мощностью?

б) реактивной мощностью?

I.Активная мощность определяется вращающим моментом на валу. То есть нагрузить генератор по активной мощности можно за счет увеличения мощности приводного двигателя (турбина).

Реактивная мощность задается током возбуждения. Но генератор может как потреблять, так и выдавать реактивную мощность. Поэтому если работаем с потреблением реактивной мощности, то снижение тока возбуждения приведет к увеличению потребляемой реактивной мощности. При выдаче реактивной мощности генератором рост тока возбуждения приводит к росту величины выдаваемой реактивной мощности.

II. Активную мощность генератор отдаёт в том случае, когда, начиная от холостого хода, увеличивается вращающий момент его приводного двигателя, что достигается увеличением потребляемого им энергоносителя (воды, пара, нефти, угля и т.п.). Под действием момента приводного двигателя ось полюсов ротора опережает ось полюсов вращающегося магнитного поля на угол <0 (см. полюсы S₀ и Nна рис. 4.9, б).

В результате вектор ЭДС на векторной диаграмме рис. 4.12, б станет двигаться по направлению вращения и займёт положение, показанное на векторной диаграмме рис. 4.13.

Вектор опережает вектор напряжения сети на угол , а у тока статора появится активная составляющая , которая указывает, что генератор отдаёт в сеть активную мощность. Её сумма с мощностью потерь в генераторе равна механической мощности, поступающей от приводного двигателя. Одновременно с отдачей в сеть активной мощности генератор развивает противодействующий момент М_пр, который уравновешивает возросший вращающий момент приводного двигателя. Противодействующий момент генератора обусловливается взаимодействием активной составляющей тока с результирующим магнитным потоком машины Ф_рез.

Регулирование реактивной мощности синхронного генератора возможно изменением тока возбуждения I_в. После включения генератора на параллельную работу ток в обмотке статора равен нулю (рис. 4.12, а).

При этом, как видно из (4.2):

. (4.2)

и напряжение генератора равно напряжению сети, т.е. . В этих условиях синхронная машина работает в режиме идеального холостого хода, она не отдаёт мощность в сеть и не потребляет её из сети.

Если после включения генератора на параллельную работу изменить ток возбуждения I_в, то изменятся магнитный поток ротора Ф₀ и ЭДС Е₀, а между сетью и статором появится уравнительный ток . Значения этого тока определим из (4.2) с учётом того, что :

(4.3)

При работе генератора на сеть большой мощности его напряжение остаётся неизменным и равным напряжению сети, что обусловливает и постоянство результирующего магнитного потока генератора. При увеличении тока возбуждения (перевозбуждение генератора) Е₀>U.

С учетом (4.3) вектор произведения направлен согласно с вектором напряжения (рис. 4.12,б), а уравнительный ток отстаёт по фазе на 90° от вектора , т.е. является индуктивным током. В результате действия реакции якоря индуктивный ток размагничивает машину и сохраняет неизменным результирующий магнитный поток. Генератор отдаёт в сеть реактивную мощность Q_L, которая может быть использована другими приёмниками, включёнными в сеть. С точки зрения воздействия на сеть генерирование реактивной мощности равносильно потреблению из сети ёмкостного тока, т.е. перевозбуждённый синхронный генератор подобен конденсатору.

Напротив, если ток возбуждения уменьшать (недовозбуждение генератора), ток будет опережать по фазе напряжение на 90° (рис. 4.12, в).

Опережающий ток окажет на магнитную систему генератора намагничивающее действие. Изменение фазы тока на 180° по сравнению с предыдущим случаем означает, что генератор теперь потребляет из сети реактивную мощность, т.е. его влияние на сеть подобно действию индуктивности.

В обоих случаях угол сдвига между током и ЭДС равен 90°, поэтому активная мощность . Таким образом, изменением тока возбуждения можно регулировать только реактивную мощность синхронного генератора, но нельзя нагрузить его активной мощностью.

Учебник:

Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Машины переменного

тока. - СПб.: Питер, 2008 [Гл. 14, стр. 196-221; гл. 15, стр. 230-244; гл. 16, стр. 245-261; гл. 17, стр. 262-267].

http://electrono.ru/elektricheskie-mashiny/sinxronnyj-generator

25. Каковы причины теплового разгона щелочных аккумуляторных батарей?

-перегрев батареи;

-недостаток (выкипание) элетролита в элементах батареи;

-старение сепараторов и активной массы элетродов;

-повышенное напряжение бортсети (более 29 В);

-повешенная температура окружающей среды и неблагоприятных условиях теплообмена батареи с окружающей средой;

-большие эксплуатационные нагрузки (частые запуски и холодные прокрутки АД);

-длительные перезаряды батарей;

-межэлектродные замыкания;

-разрушение моноблоков;

-появление грязи на поверхности батареи.

ТОиР АЭС и ПНК. Константинов, Воробьев. Эл.версия. ст. 127(254) Гл. 12.

26. Системы электроснабжения на самолете вашей специализации.

Питание электроэнергией потребителей на самолете Ил-86 обеспечивает:

- СЭС переменным трехфазным током напряжение 200-115В постоянной частотой 400Гц (основная система);

- СЭС постоянным током напряжением 27В;

- СЭС переменным трехфазным током напряжением 36В постоянной частотой 400Гц;

- преобразователь ПТС-250 переменного трехфазного тока напряжением 36В 400Гц;

Основными источниками электроэнергии на самолете являются 4 генератора ГТ40ПЧ6-2С переменного трехфазного тока напряжением 200/115В с силовой нейтралью, выведенной на корпус самолета. Генераторы приводятся во вращение от двигателей и приводов постоянных оборотов (ППО), обеспечивающих постоянную частоту генерируемого тока.

Аварийными источниками питания бортовых сетей при отказе основных генераторов служат 4 бортовые аккумуляторные батареи 20НКБН-25-УЗ, генератор ГТ40ПЧ6-2С, генератор вспомогательной силовой установки (ВСУ) и преобразователь ПОС-1000А (ПОС-1000Б) и однофазные понижающие трансформаторы ТР480-114-400 В и ТР115/36. Преобразователь получает питание от бортовых аккумуляторов, а понижающий трансформатор от этого преобразователя.

Питание потребителей постоянным током осуществляется 4 блоками ВУ-3Б, преобразующими переменный трехфазный ток 200/115В в постоянный напряжением 27В.

Бортовая сеть переменного трехфазного тока 36В 400Гц получает питание от бортовой сети переменного трехфазного тока 200/115В через понижающие трансформаторы ТС320С04А.

Для обеспечения резервного АГР-72 ВК-90 и МСРП автономным питанием переменным трехфазным током 36В 400Гц установлен преобразователь ПТС-250, подключенный к шине аварийного питания постоянным током.