Zaprvé musíme omezit rozsah diskuse, abychom se vyhnuli její přílišné nepřesnosti. Zde popsaný generátor se vztahuje k bezkartáčovému, třífázovému synchronnímu generátoru střídavého proudu, dále jen „generátor“.
Tento typ generátoru se skládá z nejméně tří hlavních částí, které budou zmíněny v následující diskusi:
Hlavní generátor, rozdělený na hlavní stator a hlavní rotor; Hlavní rotor poskytuje magnetické pole a hlavní stator generuje elektřinu pro napájení zátěže; Budič, rozdělený na budicí stator a rotor; Stator budiče poskytuje magnetické pole, rotor generuje elektřinu a po usměrnění rotujícím komutátorem dodává energii hlavnímu rotoru; Automatický regulátor napětí (AVR) detekuje výstupní napětí hlavního generátoru, řídí proud statorové cívky budiče a dosahuje cíle stabilizace výstupního napětí hlavního statoru.
Popis práce stabilizace napětí AVR
Provozním cílem AVR je udržovat stabilní výstupní napětí generátoru, běžně známé jako „stabilizátor napětí“.
Jeho funkcí je zvýšit statorový proud budiče, když je výstupní napětí generátoru nižší než nastavená hodnota, což je ekvivalentní zvýšení budicího proudu hlavního rotoru, což způsobí, že napětí hlavního generátoru vzroste na nastavenou hodnotu; naopak sníží budicí proud a umožní pokles napětí; pokud je výstupní napětí generátoru rovno nastavené hodnotě, AVR udrží stávající výstup bez úprav.
Dále lze podle fázového vztahu mezi proudem a napětím rozdělit střídavé zátěže do tří kategorií:
Odporová zátěž, kde je proud ve fázi s přivedeným napětím; Indukční zátěž, kde je fáze proudu opožděna za napětím; Kapacitní zátěž, kde je fáze proudu před napětím. Porovnání tří charakteristik zátěže nám pomáhá lépe porozumět kapacitním zátěžím.
U odporových zátěží platí, že čím větší je zátěž, tím větší je budicí proud potřebný pro hlavní rotor (aby se stabilizovalo výstupní napětí generátoru).
V následující diskusi budeme jako referenční standard používat budicí proud potřebný pro odporové zátěže, což znamená, že větší zátěže se označují jako větší; menší zátěži nazýváme.
Pokud je zatížení generátoru indukční, hlavní rotor bude vyžadovat větší budicí proud, aby generátor udržel stabilní výstupní napětí.
Kapacitní zátěž
Když generátor narazí na kapacitní zátěž, je budicí proud potřebný hlavním rotorem menší, což znamená, že budicí proud musí být snížen, aby se stabilizovalo výstupní napětí generátoru.
Proč se to stalo?
Měli bychom si stále uvědomit, že proud na kapacitní zátěži předbíhá napětí a tyto předbíhající proudy (protékající hlavním statorem) generují indukovaný proud na hlavním rotoru, který se pozitivně superponuje s budicím proudem, čímž zesiluje magnetické pole hlavního rotoru. Proud z budiče je tedy nutné snížit, aby se udrželo stabilní výstupní napětí generátoru.
Čím větší je kapacitní zátěž, tím menší je výstup budiče. Když se kapacitní zátěž zvýší do určité míry, výstup budiče se musí snížit na nulu. Výstup budiče je nulový, což je limit generátoru. V tomto bodě nebude výstupní napětí generátoru samostabilní a tento typ napájení není kvalifikovaný. Toto omezení je také známé jako „omezení podbuzení“.
Generátor může akceptovat pouze omezenou zatížitelnost; (Samozřejmě pro daný generátor existují také omezení velikosti odporové nebo indukční zátěže.)
Pokud je projekt potížen kapacitními zátěžemi, je možné zvolit použití IT zdrojů napájení s menší kapacitou na kilowatt nebo použití induktorů pro kompenzaci. Nenechávejte generátorové soustrojí pracovat v blízkosti oblasti „podbuzení“.
Čas zveřejnění: 7. září 2023
