Combinaison de machines électriques, contrôle automatique de l'excitation

Voitures électriques combinées - un système d'excitation de machines électriques, dans lequel le flux d'excitation change automatiquement avec la charge des machines (ou, en général, la charge du circuit électrique connecté à la machine électrique).

La combinaison de machines à courant continu se fait en superposant sur leurs pôles, avec un enroulement parallèle connecté en parallèle avec le circuit d'induit, un enroulement série. Une telle machine est appelée machine à excitation composée ou mixte.

Le mélange de la machine AC est appliqué pour machines synchrones — génératrices, compensateurs, moteurs — et est généralement considéré comme un système (ou une partie d'un système complexe) de contrôle automatique de l'excitation d'une machine synchrone.

Système d'excitation - un ensemble de nœuds et de dispositifs conçus pour recevoir et contrôler le courant d'excitation des machines synchrones.Le courant continu circulant dans l'enroulement d'excitation de la machine forme un champ électromagnétique tournant, qui crée une force électromotrice aux bornes de l'enroulement du stator.

Le système d'excitation, en tant que l'un des éléments les plus critiques de la machine synchrone, a un impact significatif sur la fiabilité du fonctionnement des centrales électriques et des consommateurs, sur la stabilité du fonctionnement en parallèle des machines synchrones. dans le système électrique.

Le système d'excitation des machines synchrones comprend :

• une bobine excitatrice située soit dans les encoches du rotor soit dans ses pôles sous forme de bobines. Ses extrémités sont retirées par des bagues collectrices auxquelles une tension constante est appliquée depuis l'excitatrice;
• excitateur - alimentation en courant continu et équipement auxiliaire;
• contrôleur automatique de champ qui fait varier le courant de champ de la machine synchrone conformément à la loi de régulation de champ choisie.

Le contrôle automatique de l'excitation (ARV) est effectué plus efficacement et à l'aide d'un équipement plus simple et plus fiable, si le mélange est utilisé dans le système ARV, car il réduit considérablement les écarts de tension lorsque la charge change, augmente la stabilité de la machine synchrone ( et, par conséquent, les systèmes d'alimentation en général), facilite le démarrage des moteurs comparables en puissance aux générateurs. Ce dernier est très important pour les centrales électriques autonomes de petite et moyenne puissance.

La puissance maximale transmise à travers la ligne électrique dans des conditions de stabilité statique et dynamique est largement déterminée par les paramètres du système d'excitation.La stabilité statique dépend de la sensibilité du système d'excitation au changement de mode, qui est liée au type et au réglage de l'ARV et aux constantes de temps des éléments du système d'excitation (ARV, excitateur et bobine d'excitation).

Les régulateurs de tension électroniques avec rétroaction flexible et dispositifs combinés redressés en tension ajustent l'excitation proportionnellement à l'écart du paramètre de fonctionnement - tension ou courant.

Ces ARV sont les plus largement utilisés sur les machines synchrones. Les contrôleurs puissants régulent non seulement la déviation, mais également la vitesse et l'accélération du changement d'un ou deux paramètres de fonctionnement (courant, tension, fréquence, angle de déplacement entre la tension à un moment donné du système et la FEM d'une machine synchrone).

De nombreuses options pour les schémas de combinaison de machines synchrones sont divisées en:

• Ajustement, direct ou indirect, selon que la sortie du circuit du système d'excitation est reliée directement au circuit d'excitation d'une machine synchrone ou par l'intermédiaire d'un amplificateur (lorsque ce circuit est inclus dans le circuit d'excitation de l'excitatrice ou de la sous-excitatrice) . Ils sont vus comme des amplificateurs de machines électriques ;

• Composition par courant, tension ou angle d'une machine synchrone, etc. - en fonction des paramètres de fonctionnement associés à un changement de charge qui agissent à l'entrée du circuit (en particulier, il existe des circuits du système d'excitation pour le courant moyen d'un groupe d'une machine synchrone, pour les lignes de courant);

• monophasé, biphasé ou triphasé - selon que le système d'excitation réagit aux changements des paramètres de fonctionnement dans une ou plusieurs phases du circuit de courant alternatif;

• phase ou non phase - selon que le système d'excitation est sensible à la phase, c'est-à-dire sensible à un changement de l'angle de phase entre les vecteurs de courant et la tension du circuit de courant alternatif;

• linéaire ou non linéaire - selon que le facteur de proportionnalité entre l'écart du courant redressé à la sortie du circuit et l'écart du paramètre de mode à l'entrée du circuit, le rendant constant dans les limites spécifiées du changement de mode ;

• contrôlé ou non contrôlé — selon que le coefficient ci-dessus est modifié automatiquement par une action de contrôle spéciale (corrective).

La combinaison de machines synchrones est largement utilisée en raison de la valeur élevée du contrôle automatique de l'excitation, qui est l'un des principaux moyens d'augmenter la stabilité du fonctionnement en parallèle des machines synchrones.

Pour les machines synchrones de faible puissance (jusqu'à 1-2 MW), le mélange de phase direct (contrôlé et non contrôlé) avec le remplacement complet de l'excitatrice de la machine par des redresseurs est largement utilisé. auto-excitation d'une machine synchrone.

Le mélange contrôlé est effectué pour les installations où il est nécessaire de maintenir une tension machine constante avec une précision meilleure que ± 3-5%. La gestion est assurée par ce qu'on appelle Régulateur de tension.

Pour les machines synchrones de faible puissance avec excitateurs de machine, des régulateurs d'excitation automatiques sont produits selon le schéma de phasage contrôlé par un correcteur de tension.

Dans la théorie générale de la commande automatique, la combinaison de machines électriques fait référence à des systèmes de contrôle de l'action perturbatrice de la charge, qui peuvent être combinés avec un contrôle de la déviation du paramètre stabilisé (systèmes combinés).