Máy điện tổ hợp, điều khiển kích từ tự động

Ô tô điện kết hợp — một hệ thống kích thích của máy điện, trong đó dòng kích thích tự động thay đổi theo tải của máy (hay nói chung là tải của mạch điện nối với máy điện).

Việc kết hợp các máy điện một chiều được thực hiện bằng cách đặt chồng lên các cực của chúng, cùng với một cuộn dây song song được nối song song với mạch phần ứng, một cuộn dây nối tiếp. Một máy như vậy được gọi là máy kích thích hỗn hợp hoặc hỗn hợp.

Trộn máy AC được áp dụng cho máy đồng bộ - máy phát điện, máy bù, động cơ — và thường được coi là một hệ thống (hoặc một phần của hệ thống phức tạp) để điều khiển tự động kích từ của máy điện đồng bộ.

Hệ thống kích thích — một tập hợp các nút và thiết bị được thiết kế để nhận và điều khiển dòng kích thích của máy điện đồng bộ.Dòng điện một chiều chạy qua cuộn dây kích thích của máy tạo thành trường điện từ quay, trường này tạo ra một suất điện động tại các cực của cuộn dây stato.

Hệ thống kích từ, là một trong những phần tử quan trọng nhất của máy đồng bộ, có tác động đáng kể đến độ tin cậy vận hành của các nhà máy điện và hộ tiêu thụ, đến sự ổn định của hoạt động song song của các máy đồng bộ. trong hệ thống điện.

Hệ thống kích từ của máy điện đồng bộ bao gồm:

• một cuộn dây kích thích nằm trong các rãnh của rôto hoặc trong các cực của nó ở dạng cuộn dây. Các đầu của nó được loại bỏ bằng các vòng trượt mà điện áp không đổi được đặt từ bộ kích thích;
• máy kích thích - nguồn điện một chiều và thiết bị phụ trợ cho nó;
• bộ điều khiển trường tự động thay đổi dòng điện trường của máy đồng bộ theo luật điều chỉnh trường đã chọn.

Điều khiển kích thích tự động (ARV) được thực hiện hiệu quả hơn với sự trợ giúp của thiết bị đơn giản và đáng tin cậy hơn, nếu trộn được sử dụng trong hệ thống ARV, vì nó giảm đáng kể độ lệch điện áp khi tải thay đổi, tăng độ ổn định của máy đồng bộ ( và do đó, các hệ thống điện nói chung), giúp dễ dàng khởi động các động cơ có công suất tương đương với máy phát điện. Loại thứ hai rất quan trọng đối với các nhà máy điện độc lập công suất vừa và nhỏ.

Công suất truyền tối đa qua đường dây điện trong điều kiện ổn định tĩnh và động phần lớn được xác định bởi các tham số của hệ thống kích thích.Độ ổn định tĩnh phụ thuộc vào độ nhạy của hệ thống kích thích đối với sự thay đổi chế độ, điều này liên quan đến loại và cài đặt của ARV và hằng số thời gian của các phần tử hệ thống kích thích (ARV, bộ kích thích và cuộn dây kích thích).

Bộ điều chỉnh điện áp với phản hồi linh hoạt và các thiết bị kết hợp chỉnh lưu điện áp điều chỉnh kích thích tương ứng với độ lệch của tham số vận hành - điện áp hoặc dòng điện.

Các ARV này được sử dụng rộng rãi nhất trên các máy đồng bộ. Bộ điều khiển mạnh không chỉ điều chỉnh độ lệch mà còn cả tốc độ và gia tốc thay đổi của một hoặc hai thông số vận hành (dòng điện, điện áp, tần số, góc dịch chuyển giữa điện áp tại một số điểm trong hệ thống và EMF của máy đồng bộ).

Nhiều tùy chọn cho các sơ đồ kết hợp các máy đồng bộ được chia thành:

• Tạo thành, trực tiếp hoặc gián tiếp, tùy thuộc vào việc đầu ra của mạch hệ thống kích thích được kết nối trực tiếp với mạch kích thích của máy điện đồng bộ hay thông qua bộ khuếch đại (khi mạch này được bao gồm trong mạch kích thích của bộ kích thích hoặc bộ kích thích phụ) . Chúng được xem như bộ khuếch đại của máy điện;

• Thành phần theo dòng điện, điện áp hoặc góc của máy điện đồng bộ, v.v. - tùy thuộc vào thông số vận hành nào liên quan đến sự thay đổi tải tác động ở đầu vào của mạch (đặc biệt, có các mạch của hệ thống kích từ đối với dòng điện trung bình của một nhóm máy điện đồng bộ, đối với dòng điện);

• một pha, hai hoặc ba pha - tùy thuộc vào việc hệ thống kích thích có phản ứng với những thay đổi về thông số vận hành trong một hoặc nhiều pha của mạch điện xoay chiều hay không;

• pha hoặc không pha - tùy thuộc vào việc hệ thống kích thích có nhạy pha hay không, nghĩa là phản ứng với sự thay đổi góc pha giữa các vectơ dòng điện và điện áp của mạch dòng điện xoay chiều;

• tuyến tính hoặc phi tuyến tính - tùy thuộc vào hệ số tỷ lệ giữa độ lệch của dòng điện chỉnh lưu ở đầu ra của mạch và độ lệch của tham số chế độ ở đầu vào của mạch, làm cho nó không đổi trong giới hạn quy định của thay đổi chế độ ;

• được kiểm soát hoặc không được kiểm soát — tùy thuộc vào việc liệu hệ số trên có được thay đổi tự động bởi một hành động kiểm soát (hiệu chỉnh) đặc biệt hay không.

Tổ hợp máy điện đồng bộ được sử dụng rộng rãi vì giá trị điều khiển kích từ tự động cao, là một trong những phương tiện chính để tăng độ ổn định của hoạt động song song của máy điện đồng bộ.

Đối với các máy đồng bộ có công suất thấp (lên đến 1-2 MW), trộn pha trực tiếp (có kiểm soát và không kiểm soát) với việc thay thế hoàn toàn bộ kích thích máy bằng bộ chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi. tự kích từ của máy điện đồng bộ.

Trộn có kiểm soát được thực hiện cho các cài đặt cần duy trì điện áp máy không đổi với độ chính xác cao hơn ± 3-5%. Việc quản lý được thực hiện bởi cái gọi là Bộ điều chỉnh điện áp.

Đối với các máy đồng bộ công suất thấp có bộ kích thích máy, bộ điều chỉnh kích thích tự động được sản xuất theo sơ đồ pha được điều khiển bởi bộ hiệu chỉnh điện áp.

Trong lý thuyết chung về điều khiển tự động, tổ hợp máy điện đề cập đến các hệ thống điều khiển tác động nhiễu của tải, có thể kết hợp với điều khiển độ lệch của tham số ổn định (hệ thống kết hợp).