Часть 3. ПРИНЦИП РАБОТЫ СТАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА МСК.

Статическая система возбуждения предназначена для поддержания напряжения генератора на заданном уровне в условиях изменения нагрузки как по величине, так и по характеру (изменяется cosφ).

Работа возбужденной машины со статической системой возбуждения может быть представлена векторной диаграммой (см. рис.)

На векторной диаграмме представлены два крайних режима работы генератора: режим холостого хода и короткого замыкания. При холостом ходе трансформатор ТС блока питания действует как трансформатор напряжения, выводы первичной обмотки которого подключены к выводам обмотки статора, а вторичной — через выпрямитель ВС к обмотке ротора.

Конструктивно трансформатор выполнен так, что первичная обмотка его отделена остальных магнитным шунтом, позволяющим изменять коэффициент взаимоиндукции, а следовательно, изменять ток I20 вторичной обмотки.

Шунт ослабляет магнитную связь между первичной и вторичной обмотками, вследствие этого трансформатор имеет повышенное индуктивное сопротивление, а следовательно достаточно большой угол между вектором напряжения генератора Ur и вектором тока вторичной обмотки трансформатора, I20, равный 90°-α. Угол α сравнительно небольшой и обычно равен 10-25°.

В режиме короткого замыкания напряжение на первичной обмотке равно нулю и трансформатор ТС действует как трансформатор тока, сериесная обмотка которого включена в цепь нагрузки, а вторичная через выпрямитель на обмотку ротора. Ток вторичной обмотки I2к, изображенный на векторной диаграмме, опережает первичный ток на тот же небольшой угол α. Во всех промежуточных режимах работы генератора с трансформатором ток вторичной обмотки представляет векторную сумму токов первичной и сериесной обмоток и будет находиться между двумя крайними значениями. Нетрудно видеть, что при изменении величины нагрузки пли cosφ суммарный вектор тока вторичной обмотки I2 будет изменяться в соответствии с видом нагрузки и поддерживать напряжение генератора на определенном уровне. Описанная схема фазового компаундирования без дополнительных элементов поддерживает напряжение на зажимах машины при плавном изменении нагрузки от нуля до номинальной и cosφ от 1 до 0,4 с точностью ±5%.

Для более точной стабилизации напряжения силовой трансформатор выполнен управляемым. На верхнем ярме трансформатора имеется обмотка управления, которая может питаться от корректора напряжения КН при автоматическом регулировании, либо от зажимов постоянного тока выпрямителя ВС через резистор РР при ручном регулировании.

Катушки обмотки управления соединены так, что суммарная э.д.с., наводимая переменным магнитным потоком, равна нулю, а постоянный магнитный поток, создаваемый током от органа управления, замыкается по полуярмам трансформатора.

Действие обмотки управления на трансформатор можно пояснить следующим образом: при увеличении тока в обмотке насыщаются ярма трансформатора и растет магнитное сопротивление для основного потока, а следовательно, снижается ток вторичной обмотки, что в свою очередь приводит к снижению тока возбуждения генератора и напряжения на его зажимах; при уменьшении подмагничивающего постоянного тока весь процесс происходит в обратной последовательности. Функцию своевременной подачи сигнала в обмотку управления осуществляет корректор напряжения КН.

Принцип действия резонансной схемы возбуждения аналогичен описанному выше, кроме особенностей, накладываемых резонансным контуром. Дополнительный резонансный контур, внесенный в схему машин МСК-8, позволяет исключить влияние сопротивления выпрямителей на протекание процесса начального возбуждения, вследствие чего отпадает необходимость в генераторе начального возбуждения, и значительно снизить влияния изменения сопротивления обмотки возбуждения при нагреве на точность стабилизации напряжения генератора.

В следующей статье будет рассмотрен принцип работы корректора напряжения КН, КН-8, КН-8К2, АРН, АРН-8.