Генераторы со статической системой возбуждения

В этих генераторах статическая система, состоящая из неподвижных элементов (силового трансформатора, выпрямителей и т. д.), преобразует переменный ток на выводах генератора в постоянный для питания обмотки возбуждения и регулирования напряжения генератора.
Схема генератора со статической системой возбуждения (рис. 1) состоит из обмоток статора 1, обмоток ротора 2 и статической системы возбуждения (блока возбуждения и блока управления). Блок возбуждения состоит из силового трансформатора 3, селеновых выпрямителей 4, блока конденсаторов 5 и силовых выпрямителей питания 6. Элементы блока возбуждения смонтированы на литом основании, которое крепится к станине генератора и закрывается сверху колпаком. Блок управления 7 состоит из переключателей работы ПВ, резистора уставки напряжения РУ и отдельно стоящих резисторов для регулирования статизма 8. С помощью блоков 7 и 8, установленных на отдельном щите, управляют выходными параметрами генератора. Принцип работы генератора аналогичен работе генератора с машинной системой возбуждения, за исключением работы статической системы.

Рис. 1. Принципиальная схема генератора со статической системой возбуждения.

Для поддержания напряжения на выводах генератора неизменным при любой нагрузке необходимо, чтобы ток возбуждения генератора изменялся в соответствии со значением и характером его нагрузки. В статической системе возбуждения (рис. 1) использован принцип фазового компаундирования. В обмотке w2 компаундирующего трансформатора 3 и селеновых выпрямителях 4 происходит сложение и выпрямление двух составляющих тока возбуждения: от обмотки w1 пропорциональной напряжению генератора, и от обмотки wc, пропорциональной току генератора, сдвинутых относительно друг друга под углом, зависящим от характера нагрузки (cosφ).
Система статического возбуждения автоматически обеспечивает изменение тока возбуждения при изменении значения и характера нагрузки генератора. Так как выпрямители 4 имеют нелинейное сопротивление, что не обеспечивает начального самовозбуждения, в системе предусмотрен резонансный контур, образованный емкостью Хс конденсаторов С4—С6, подключенных к обмотке wK, и индуктивностью рассеяния XL первичной обмотки w-,. Специальным подбором параметров при частоте 50 Гц обеспечивают XL=XC, и тогда ток возбуждения уже не будет зависеть от сопротивления выпрямителей 4 и обмотки возбуждения в процессе начального самовозбуждения.
Параметры трансформатора 3 обеспечивают стабильность напряжения генератора при cos φ от 0,4 до 1,0 с точностью ±5%.
Для более точной стабилизации напряжения (±3%) служит специальная обмотка управления w„ в которую подается постоянный ток. При протекании постоянного тока по обмотке w, образуется магнитный поток, который замыкается по сердечнику трансформатора 3. С изменением протекающего по обмотке шу постоянного тока изменяется постоянный магнитный поток сердечника 3 и, следовательно, ток возбуждения генератора в обмотке Wz- Так как обмотка wy питается постоянным током от двух последовательно встречных источников: выпрямителя 4 (ток /в пропорционален напряжению возбуждения генератора) и выпрямителя питания 6 через резистор РУ и сопротивление статизма СС1 (ток /вп не зависит от нагрузки и неизменен для любого режима), то /у=/вп—(—/в) и, следовательно, напряжение возбуждения генератора будет увеличиваться с ростом нагрузки.
При нагрузке с меньшим cos φ напряжение возбуждения возрастает больше, чем при нагрузках с большим cos φ, и, следовательно, ток подмагничивания трансформатора 3 (Лш>/в) при реактивных нагрузках генератора будет уменьшаться больше, чем при активных. Благодаря этому осуществляется коррекция параметров системы фазового компаундирования и достигается большая точность регулирования напряжения генератора по нагрузке, чем при неуправляемом варианте фазового компаундирования.
Уставку напряжения генератора регулируют резистором РУ, включенным последовательно в цепь обмотки доу, а составляющую тока управления /Е можно корректировать резистором СС1.
Статическая система возбуждения обладает следующими достоинствами: отсутствием движущихся частей, высокой механической прочностью конструкций, надежностью и высокой точностью регулирования напряжения, небольшими эксплуатационными затратами.
Для начального возбуждения генераторы могут иметь резонансную систему с конденсаторами (генераторы типов ДГФ, ЕСС, ГСФ-100-БК, ОС, ГСС-104-4Б), или аккумуляторную батарею (ЕСС-5, ГСФ-100М, ГСФ-200), или генератор начального возбуждения (СГДС-11-46-4), или трансформатор напряжения (ЕСС-5). Принцип работы статической системы возбуждения одинаков для всех типов генераторов, за исключением схем начального возбуждения.
Техническая характеристика генераторов со статической системой возбуждения приведена в табл.  

Технические характеристики генераторов ДЭС со статической системой возбуждения

Продолжение табл.

Генераторы  ГСФ

Генераторы серии ГСФ имеют мощность 100 и 200 кВт, исполнение фланцевое, защищенное, на двух щитовых подшипниках, соединение с двигателем с помощью муфты и фланцевого подшипникового щита.

Устройство и принцип работы генератора ГСФ и генератора ДГФ аналогичны. Начальное возбуждение у генераторов ГСФ-200 и ГСФ-100М осуществляется подачей импульса постоянного тока от аккумуляторной батареи; начальное, возбуждение генератора ГСФ-100 БК осуществляется с помощью резонансной системы с конденсаторами.

Генераторы ГСС

В ДЭС используется только четырехполюсный генератор ГСС-104-4Б 10-го габарита и 4-й габаритной длины.
Исполнение генератора брызгозащищенное. с самовентиляцией, на двух щитовых подшипниках. Генератор сопрягается с приводным двигателем эластичной муфтой. Устройство и принцип действия этого генератора аналогичны устройству и принципу действия генератора ДГФ.

Генераторы СГДС

Серия СГДС имеет устройство, аналогичное устройству генератора СГД, но обмотка возбуждения питается от статической системы самовозбуждения, состоящей из трансформаторов фазового компаундирования, блока силовых выпрямителей, отдельного выпрямителя и генератора начального возбуждения. Работа системы возбуждения этого генератора аналогична работе статической системы возбуждения других генераторов.