Лекція 15. Автоматичне керування СД. Система автоматичного регулятора збудження

із складальним підсилювачем

Загальні положення
При розгляді СД у якості приводу, не

регульованого за кутовою швидкістю, задачі автоматичного регулювання залежно від умов роботи привода можуть бути сформульовані у наступному порядку:
Для приводу з мало- або плавно-змінним навантаженням – необхідно добиватися стабільності заданого струму збудження Ізб та регулювання його за визначеним законом (при змінному навантаженні) для зменшення затрат у двигуні або для підтримки реактивної потужності і напруги у вузлі навантаження.
При короткочасному перенавантаженні та можливому зниженні живильної напруги необхідно підвищувати статичну стійкість двигуна, збільшуючи збудження. Це особливо необхідно при зниженні напруги збуджувача.
У приводах, працюючих з ударним навантаженням, необхідно забезпечити короткочасне форсування збудження для підвищення динамічної стійкості.
Усі ці питання розв’язує система автоматичного регулювання збудження (АРЗ).

забезпечувати стійку роботу СД при заданих режимах навантаження.
АРЗ має сприяти

підтримці нормальної (оптимальної) напруги у вузлі навантаження, до якого під’єднаний СД, при допустимому тепловому режимі СД.
АРЗ повинне сприяти забезпеченню мінімуму затрат енергії в СД і системі електроживлення.
АРЗ повинне забезпечувати підвищення стійкості СД та видачі підвищеної реактивної потужності при короткочасних (до 1 хв.) зниженнях напруги за рахунок форсування збудження.

Система АРЗ сприяє зменшенню коливання ротора відносно синхронної кутової швидкості, що виникає при ударному навантаженні, та напруги в живильній мережі, що призводить до коливань і підвищення затрат енергії, а також несприятливо впливає на режим роботи привідного механізму.
У приводах із пульсованим навантаженням система АРЗ дає можливість вимкнути синфазність у положенні кривошипів декількох механізмів поршневих компресорів; наявність затрат може спричинити коливання в напрузі мережі живлення.

регулювання збудження не висуваються високі вимоги.
У приводах із різноманітним навантаженням

вимоги до АРЗ більш жорсткі, тому що параметри привода швидко змінюють свої значення, тому привід повинен відрізнятися високою швидкодією, що забезпечується використанням у системі регулювання сигналу по похідній активної складової струму статора або сигналу, пропорційного приросту внутрішнього кута Θ СД, а також підвищенням кратності форсування напруги збудження та зниженням постійних часу елементів системи збудження привода шляхом використання замість електромашинних збуджувачів тиристорних випрямлячів.

тиристорним перетворювачем
і загальним складальним підсилювачем

струму збудження Із.з., сигнал гнучкого додатного зворотного зв’язку по похідній

активного струму статора dIa/dt, який надходить від датчика активного струму ДАС через диференційний перетворювач ДП, сигнал жорсткого від’ємного ЗЗ по Ір, який надходить від датчика реактивного струму статора ДРС, і сигнал жорсткого від’ємного ЗЗ по струму збудження Із, який знімається з датчика ДСЗ.
На входи датчиків ДАС і ДРС надходять сигнали з датчика повного струму статора двигуна ДПС та трансформатора напруги ТН.
Керований тиристорний випрямляч КТВ, який призначений для живлення обмотки збудження, ввімкнений у мережу 380В через узгоджувальний трансформатор ТС; випрямляч керується системою СІФК, що отримує керуючий сигнал із виходу регулятора струму збудження ТСЗ. Регулятор виконаний на основі складального магнітного підсилювача.