Системы возбуждения синхронных машин

Большинство синхронных машин имеет электромагнитное возбуждение. Источником постоянного тока для обмотки возбуждения являются специальные системы возбуждения, к которым предъявляется ряд важных требований, главными из них являются:

1) надежное и устойчивое регулирование тока возбуждения в любых режимах работы машины;

2) достаточное быстродействие, для чего применяется форсировка возбуждения, т. е. быстрое увеличение возбуждения от номинального значения до предельного, называемого потолочным. Форсировка напряжения применяется для поддержания устойчивой работы машины во время аварии и после ее ликвидации.

3) быстрое гашение магнитного поля, т. е. уменьшение тока возбуждения машины до нуля без значительного повышения напряжения на ее обмотках. Необходимость в гашении поля возникает при отключении или аварии в генераторе.

В синхронных машинах применяются несколько систем возбуждения.

Электромашинная система возбуждения с возбудителем постоянного тока (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Электромашинная система возбуждения:

LG – обмотка возбуждения синхронного генератора; LE – обмотка возбуждения возбудителя GE; R_ш1 – регулировочное сопротивление

В этой системе в качестве источника используется специальный генератор постоянного тока, называемый возбудителем. Мощность возбудителя обычно равна 0,3—3 % мощности синхронного генератора. Он приводится во вращение от вала синхронного генератора. Ток возбуждения крупной синхронной машины относительно велик и составляет несколько сотен и тысяч ампер. Поэтому его регулируют с помощью реостатов, установленных в цепи возбуждения возбудителя.

Вентильные системы возбуждения могут быть построены на большие мощности и являются более надежными, чем электромашинные.

Рис. 1.9. Вентильная независимая система возбуждения:

GN – возбудитель переменного тока (синхронный); LN – обмотка возбуждения возбудителя; GEA – подвозбудитель; LA – обмотка возбуждения подвозбудителя; ПУ – преобразовательное устройство с регулятором напряжения

В независимой системе вентильного возбуждения (рис. 1.9) энергия для возбуждения получается от специального возбудителя GN, выполненного в виде трёхфазного синхронного генератора. Ротор его расположен на валу главного генератора. Переменное напряжение возбудителя выпрямляется и подается в обмотку возбуждения.