Combinando máquinas eléctricas, control automático de excitación.

Coches eléctricos combinados: un sistema de excitación de máquinas eléctricas, en el que el flujo de excitación cambia automáticamente con la carga de las máquinas (o, en general, la carga del circuito eléctrico conectado a la máquina eléctrica).

La combinación de máquinas de CC se realiza superponiendo a sus polos, junto con un devanado paralelo conectado en paralelo con el circuito de armadura, un devanado en serie. Tal máquina se llama máquina de excitación compuesta o mixta.

Se aplica la mezcla de la máquina de CA para máquinas síncronas — generadores, compensadores, motores — y generalmente se considera como un sistema (o parte de un sistema complejo) para controlar automáticamente la excitación de una máquina síncrona.

Sistema de excitación: un conjunto de nodos y dispositivos diseñados para recibir y controlar la corriente de excitación de las máquinas síncronas.La corriente continua que fluye a través del devanado de excitación de la máquina forma un campo electromagnético giratorio que crea una fem en los terminales del devanado del estator.

El sistema de excitación, como uno de los elementos más críticos de la máquina síncrona, tiene un impacto significativo en la confiabilidad de la operación de las centrales eléctricas y los consumidores, en la estabilidad de la operación paralela de las máquinas síncronas. en el sistema eléctrico.

El sistema de excitación de las máquinas síncronas incluye:

• una bobina de excitación ubicada en las ranuras del rotor o en sus polos en forma de bobinas. Sus extremos se eliminan mediante anillos deslizantes a los que se les aplica un voltaje constante desde el excitador;
• excitador: fuente de alimentación de CC y equipo auxiliar;
• controlador de campo automático que varía la corriente de campo de la máquina síncrona de acuerdo con la ley de regulación de campo seleccionada.

El control automático de excitación (ARV) se lleva a cabo de manera más eficiente y con la ayuda de equipos más simples y confiables, si se usa mezcla en el sistema ARV, ya que reduce significativamente las desviaciones de voltaje cuando cambia la carga, aumenta la estabilidad de la máquina síncrona ( y, por lo tanto, los sistemas de potencia en general), facilita el arranque de motores comparables en potencia a los generadores. Este último es muy importante para las centrales eléctricas autónomas de pequeña y mediana potencia.

La potencia máxima transmitida a través de la línea eléctrica en condiciones de estabilidad estática y dinámica está determinada en gran medida por los parámetros del sistema de excitación.La estabilidad estática depende de la sensibilidad del sistema de excitación al cambio de modo, que está relacionado con el tipo y la configuración del ARV y las constantes de tiempo de los elementos del sistema de excitación (ARV, excitador y bobina de excitación).

Los reguladores de voltaje electrónicos con retroalimentación flexible y dispositivos combinados de voltaje rectificado ajustan la excitación en proporción a la desviación del parámetro operativo: voltaje o corriente.

Estos ARV se usan más ampliamente en máquinas síncronas. Los controladores potentes regulan no solo la desviación, sino también la velocidad y la aceleración del cambio en uno o dos parámetros operativos (corriente, voltaje, frecuencia, ángulo de desplazamiento entre el voltaje en algún punto del sistema y la FEM de una máquina síncrona).

Numerosas opciones para esquemas para combinar máquinas síncronas se dividen en:

• Componiéndose, directa o indirectamente, según que la salida del circuito del sistema de excitación esté conectada directamente al circuito de excitación de una máquina síncrona o a través de un amplificador (cuando este circuito esté incluido en el circuito de excitación de la excitatriz o subexcitadora) . Son vistos como amplificadores de máquinas eléctricas;

• Composición por corriente, tensión o ángulo de una máquina síncrona, etc. — dependiendo de qué parámetros operativos asociados con un cambio en la carga actúan en la entrada del circuito (en particular, hay circuitos del sistema de excitación para la corriente promedio de un grupo de una máquina síncrona, para líneas de corriente);

• monofásico, bifásico o trifásico, dependiendo de si el sistema de excitación responde a cambios en los parámetros operativos en una o más fases del circuito de corriente alterna;

• fase o no fase - dependiendo de si el sistema de excitación es sensible a la fase, es decir, responde a un cambio en el ángulo de fase entre los vectores de corriente y el voltaje del circuito de corriente alterna;

• lineal o no lineal, dependiendo de si el factor de proporcionalidad entre la desviación de la corriente rectificada en la salida del circuito y la desviación del parámetro de modo en la entrada del circuito, haciéndolo constante dentro de los límites especificados del cambio de modo ;

• controlado o no controlado, dependiendo de si el coeficiente anterior se cambia automáticamente mediante una acción de control especial (correctiva).

La combinación de máquinas síncronas se usa ampliamente debido al alto valor del control de excitación automático, que es uno de los principales medios para aumentar la estabilidad del funcionamiento en paralelo de las máquinas síncronas.

Para máquinas síncronas con baja potencia (hasta 1-2 MW), se usa ampliamente la mezcla de fase directa (controlada y no controlada) con el reemplazo completo del excitador de la máquina con rectificadores. Autoexcitación de una máquina síncrona.

La mezcla controlada se realiza para instalaciones donde es necesario mantener un voltaje de máquina constante con una precisión mejor que ± 3-5%. La gestión es realizada por los llamados regulador de voltaje.

Para máquinas síncronas de baja potencia con excitadores de máquina, los reguladores automáticos de excitación se producen de acuerdo con el esquema de fase controlado por un corrector de voltaje.

En la teoría general del control automático, la combinación de máquinas eléctricas se refiere a los sistemas de control de la acción perturbadora de la carga, que pueden combinarse con el control de la desviación del parámetro estabilizado (sistemas combinados).