Относительное изменение напряжения генератора

§88. Режимы работы синхронного генератора и его характеристики

Холостой ход. Э. д. с, индуцированная в каждой фазе обмотки якоря синхронного генератора, при холостом ходе

c_E — постоянная величина, зависящая от конструкции машины (числа витков обмотки якоря, числа полюсов и др.);

Ф_в — магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
Регулирование напряжения и частоты. Из формулы (88) следует, что регулировать э. д. с. (напряжение генератора) можно двумя способами: изменением частоты вращения п или изменением магнитного потока возбуждения Ф_в. Для изменения потока возбуждения в цепь обмотки возбуждения включают регулировочный реостат (см. рис. 284) или автоматически действующий регулятор напряжения, которые позволяют изменить ток возбуждения, поступающий в эту обмотку, а следовательно, и создаваемый ею поток. Регуляторы напряжения широко применяют для регулирования возбуждения генераторов, работающих при переменной частоте вращения, т. е. генераторов, приводимых во вращение от дизеля (на тепловозах) или от колесной пары (на пассажирских вагонах). При изменении частоты вращения п и нагрузки машины они автоматически изменяют ток возбуждения I_в, т. е. поток Ф_в, так, чтобы напряжение генератора было стабильным или изменялось по заданному закону.

Регулирование частоты f₁, как следует из формулы (86), осуществляется изменением частоты вращения ротора.

Работа машины при нагрузке. При увеличении нагрузки синхронного генератора напряжение его изменяется. Это изменение происходит по двум причинам. При протекании тока нагрузки по обмотке якоря создается так же, как и в асинхронной машине, вращающееся магнитное поле, т. е. свой магнитный поток якоря Ф_я. Поток якоря Ф_я и поток возбуждения Ф_в вращаются с одинаковой частотой и создают, следовательно, некоторый результирующий поток Ф_рез = Ф_я+Ф_в. В результате э. д. с. машины Е = с_ЕФ_резn, т. е. будет отличаться от э. д. с. Е₀ при холостом ходе.

Воздействие потока якоря на результирующий поток синхронной машины называется реакцией якоря. Так как под действием реакции якоря изменяется результирующий поток в машине, то и напряжение генератора будет зависеть от тока, проходящего по обмотке якоря, и его сдвига фаз относительно напряжения. Когда ток в обмотке якоря совпадает по фазе с э. д. с. холостого хода Е₀ (рис. 288,а), поток Ф_я действует по поперечной оси машины q — q; он размагничивает одну половину каждого полюса и под-магничивает другую. Результирующий поток Ф_рез в этом случае из-за насыщения магнитной цепи машины несколько уменьшается по сравнению с Ф_в.

В случае когда ток в обмотке якоря отстает от Е₀ на 90° (рис. 288, б), поток якоря Ф_я действует по продольной оси машины против Ф_в, т. е. уменьшает результирующий поток (размагничивает машину); если ток в обмотке якоря опережает Е₀ на 90° (рис. 288, в), поток Ф_я совпадает по направлению с Ф_в, т. е. увеличивает поток Фрез (подмагничивает машину). Если ток якоря отстает или опережает э. д. с. Е₀ на угол, меньший 90°, то это можно рассматривать как сочетание рассмотренных случаев. В общем случае если ток якоря отстает от напряжения, то реакция якоря действует размагничивающим образом. Она уменьшает результирующий поток и напряжение генератора. Когда ток опережает напряжение, то реакция якоря увеличивает результирующий поток и напряжение генератора.

Второй причиной изменения напряжения генератора при его нагрузке являются внутренние падения напряжения в обмотке

Рис. 288. Реакция якоря синхронной машины при различном характере нагрузки

якоря — активное и реактивное. Эти падения напряжения возникают в синхронной машине по тем же причинам, что и в асинхронном двигателе и трансформаторе.

Внешние характеристики синхронного генератора (рис. 289) представляют собой зависимости изменения напряжения генератора U от тока нагрузки I_я при постоянных значениях т, I_в и cos?. Коэффициент мощности cos?, при котором работает генератор, определяется характером его нагрузки (соотношением между активным и реактивным сопротивлениями потребителей). При активной нагрузке напряжение генератора с ростом тока нагрузки уменьшается по кривой 2, а при активно-индуктивной — по кривой 1; чем больше угол сдвига фаз ? между током I_я и напряжением U, тем сильнее размагничивающее действие реакции якоря и тем ниже идет кривая напряжения. При активно-емкостной нагрузке, когда ток I_я опережает по фазе напряжение U, реакция якоря подмагничивает машину и напряжение U может даже возрастать по сравнению с U₀ = E₀ при холостом ходе (кривая 3).

В синхронных генераторах из-за значительной реакции якоря изменение напряжения во много раз больше, чем в трансформаторах. Обычно генераторы работают при cos? = 0,85-0,9 при отстающем токе, при этом ?U= 35-25% от U_ном. При столь большом изменении напряжения для нормальной работы подключенных к генератору потребителей требуется применять специальные устройства для стабилизации его выходного напряжения, например быстродействующие регуляторы возбуждения.

Отдаваемая генератором мощность при одних и тех же значениях тока зависит от коэффициента мощности cos?, при котором работает генератор, т. е. от характера его нагрузки. Однако проводники генератора рассчитываются на определенный ток, а его изоляция и магнитная система — на определенное напряжение и магнитный поток независимо от cos ср нагрузки. По этой причине номинальной мощностью генератора считается его полная мощность S в киловольт-амперах (кВ*А), на которую рассчитана машина по условиям нагревания и длительной безаварийной работы. Регулировать активную мощность синхронного генератора при работе его на какую-либо нагрузку можно путем изменения сопротивления нагрузки или напряжения машины.

При передаче энергии от вала ротора синхронного генератора в обмотку статора в различных элементах машины возникают потери мощности (рис. 290). Потери имеют место в обмотках статора и ротора — электрические потери ?Р_эл, в стали их сердечников — магнитные потери ?Р_м и в трущихся элементах (подшипники, вентиляторы и пр.) — механические потери ?Р_мх. К. п. д. синхронных машин находится в пределах от 0,85 до 0,95, т. е. имеет примерно те же значения, как и у асинхронных машин.

Короткое замыкание. При коротком замыкании синхронного генератора ток короткого замыкания I_к ограничивается внутренним сопротивлением обмотки якоря, которое имеет в основном индуктивный характер. Поэтому ток I_к отстает от напряжения

Рис. 289. Внешние характеристики синхронного генератора при различной нагрузке

Рис. 290. Энергетическая диаграмма синхронного генератора

на угол, близкий к 90°, и реакция якоря сильно размагничивает машину и резко уменьшает поток Ф_рез и э. д. с. генератора Е. В результате установившийся ток короткого замыкания в синхронных машинах сравнительно невелик (в некоторых машинах он меньше номинального), но из этого нельзя делать вывод, что короткое замыкание не опасно для генератора.

При внезапном коротком замыкании и уменьшении результирующего потока машины Ф_рез в обмотках возбуждения и демпферной индуцируются э. д. с. и возникают токи, которые согласно правилу Ленца препятствуют изменению потока Ф_рез. Поэтому этот поток и э. д. с. генератора уменьшаются сравнительно медленно, хотя машина уже замкнута накоротко. В результате ток в обмотке якоря в начальный момент короткого замыкания резко возрастает, а затем постепенно уменьшается. Наибольший ток I_к в начальный момент короткого замыкания называется ударным; он может превышать амплитуду номинального тока якоря в 10—15 раз.

Для ограничения ударного тока в цепь обмотки якоря иногда вводят дополнительную индуктивность (реактор).

Источник

Генераторы независимого возбуждения

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: 29 января 2013 .
Категория: Статьи.

Свойства генераторов анализируются с помощью характеристик, которые устанавливают зависимости между основными величинами, определяющими работу генераторов. Такими основными величинами являются: 1) напряжение на зажимах U, 2) ток возбуждения i_в, 3) ток якоря I_а или ток нагрузки I, 4) скорость вращения n.

Обычно генераторы работают при n = const. Поэтому основные характеристики генераторов определяются при n = n_н = const.

Существуют пять основных характеристик генераторов: 1) холостого хода, 2) короткого замыкания, 3) внешняя, 4) регулировочная, 5) нагрузочная.

Все характеристики могут быть определены как экспериментальным, так и расчетным путем.

Рассмотрим основные характеристики генератора независимого возбуждения.

Характеристика холостого хода

Характеристика холостого хода (х. х. х.) U = f (i_в) при I = 0 и n = const определяет зависимость напряжения или электродвижущей силы (э. д. с.) якоря E_а от тока возбуждения при холостом ходе (I = 0, P₂ = 0). Характеристика снимается экспериментально по схеме рисунка 1, а при отключенном рубильнике.

Рисунок 1. Схемы генераторов и двигателей независимого (а), параллельного (б), последовательного (в), смешанного (г) возбуждения (сплошные стрелки – направления токов в режиме генератора, штриховые – в режиме двигателя)

Снятие характеристики целесообразно начинать с максимального значения тока возбуждения и максимального напряжения U = (1,15 – 1,25) U_н (точка а кривой на рисунке 2). При уменьшении i_в напряжение уменьшается по нисходящей ветви аб характеристики сначала медленно ввиду насыщения магнитной цепи, а затем быстрее. При i_в = 0 генератор развивает некоторое напряжение U₀₀ = Об (рисунок 2), обычно равное 2 – 3% от U_н, вследствие остаточной намагниченности полюсов и ярма индуктора. Если затем изменить полярность возбуждения и увеличить i_в в обратном направлении, начиная с i_в = 0, то при некотором i_в

Источник

Структурная схема системы регулирования напряжения генератора постоянного тока

Структурная схема БРН-120Т

57. Поясните слагаемые уравнения генератора:

Т_в = L_в / R_в0 – постоянная времени цепи возбуждения;

S_e – коэффициент самовыравнивания генератора;

u = ΔU /U₀ – относительное изменение напряжения генератора;

ρ_С – относительное изменение регулируемого сопротивления в цепи возбуждения;

ν – относительное изменение угловой скорости генератора;

α – коэффициент выражающий влияние тока якоря на основной магнитный поток машины;

γ – коэффициент характеризующий степень нагрузки генератора.

58. По уравнениям регулятора и генератора составьте структурную схему системы регулирования напряжения:

Структурная схема системы регулирования напряжения генератора постоянного тока

59. Запишите в приращениях и операторной форме уравнение цепи рабочей обмотки электромагнита угольного РН.

1. Уравнение изменения сопротивления угольного столба. Со­противление угольного столба r_с регулятора связано с перемеще­нием якоря х нелинейной зависимостью r_c = r_c(х).

Приращение сопротивления столба при его деформации

В относительных единицах

где — относительное изменение сопротивления угольного столба; —коэффициент усиления угольного столба; — относительное изменение расстояния между якорем и сердечни­ком электромагнита.

2. Уравнение движения якоря электромагнита. Уравнение рав­новесия сил, действующих в процессе движения на якорь электро­магнита, имеет вид

где т — масса подвижных частей, приведенных к центру массы якоря элект­ромагнита; k_Д — коэффициент демпфирования (вязкого трения); F_M = F_M(x) — механическая сила, равная разности сил сжатия пружины и ре­акции угольного столба; F_Э = F_Э (x, i_Э) — электромагнитная сила.

Уравнение (3.8) в малых приращениях и операторной форме мож­но представить следующим образом:

60. Запишите в приращениях и операторной форме уравнение для цепи ОВ и угольного столба.

61. Запишите условия устойчивости системы регулирования напряжения и оцените влияние Т_м‘ и S_e‘ на устойчивость системы

(без учета внешних возмущений) ;

Т.К. ; то

Область устойчивости расширяется при уменьшении и Т_М. С ростом S_e, k_C k_Э и при подмагничивании Р.Я. условия устойчивости ухудшаются.

62. Определите статистическую ошибку системы

63. Нарисуйте принципиальную схему угольного РН с жесткой ОС. Объясните работу жесткой ОС.

Рис. 4.8. Схема включения стабили­зирующего сопротивления

Жесткая обрат­ная связь в схемах угольных регуляторов напряжения реализуется путем включения в схему регулятора стабилизирующего резистора R_CT (рис. 4.8). Принцип действия его можно пояснить следующим образом. При возникновении переходного процесса изменяются сопротивление угольного столба r_с и потенциал точки а. Если на­пряжение возрастет, то потенциал точки а уменьшится, так как якорь под воздействием увеличившейся силы электромагнита начнет перемещаться к сердечнику, и сопротивление угольного столба воз­растет. Ток, протекающий через стабилизирующий резистор R_CT, увеличится, возрастет падение напряжения на резисторе темпера­турной компенсации R_Д и, следовательно, падение напряжения на обмотке электромагнита ω_э и сила электромагнита несколько умень­шится. Вследствие этого якорь подойдет к состоянию равновесия с меньшим ускорением, перерегулирования будут меньше и коле­бания затухнут быстрее.

64. Нарисуйте принципиальную схему угольного РН с гибкой ОС. Объясните работу гибкой ОС.

Рис. 4.10. Схемы включения стабилизирующего трансформатора

Стабилизирующий трансформатор Т работает только при переходных процессах (гибкая обратная связь). При изменении напряжения на обмотке возбуждения генератора W_В изменяется ток в первичной обмотке трансформатора W₁. Последнее вызывает изменение магнитного потока в стали трансформатора, вследствие чего во вторичной обмотке W₂ индуктируется ЭДС. Например, при повышении напряжения, когда регулятор уменьшает ток возбуждения генератора, ЭДС, индуктируемая во вторичной обмотке стабилизирующего трансформатора, совпадает с падением напряжения на рабочей обмотке W_p. Это равносильно тому, что рабочая обмотка регулятора W_p включена на несколько меньшее напряжение, чем действительное напряжение генератора. Вследствие этого уменьшается возможность перерегулирования напряжения. Подобная картина наблюдается и при резком включении нагрузки.

65. Нарисуйте внешнюю характеристику генератора с угольным РН, при наличии и отсутствии диода в цепи жесткой ОС. Объясните назначение диода.

Диод предназначен для исключения влияния стабилизирующего сопротивления в режимах когда расширение области устойчивости не требуется (малые частоты вращения и большие нагрузки). R_УГ мало, φ_л > φ_С, ток через R_С не изменится.

66. Как изменится напряжение генератора при обрыве одной фазы, питающей измерительный орган РН. Объясните свой ответ.

; U_ЭТ – U_Г→ 0, а U_Г есть ни что иное как U_И.О.

В итоге обрыв одной из фаз приводит к росту напряжения на выходе генератора.

67. Три генератора работают параллельно по методу мнимого статизма. Напряжения начальной настройки генераторов и их коэффициенты статизма соответственно равны: U₁ = 28 В, U₂ = 28,1 В, U₃ = 28,3 В S₁= 0,006 В/А, S₂= 0,005 В/А, S₃ = 0,007 В/А. Определить токи каждого генератора, если известно, что напряжение на общей шине U = 26,9 В, ток в нагрузке I = 600 А. Статизм характеристик, обусловленный действием уравнительных цепей принять одинаковым для всех генераторов: S = 0,002 В/А.

=(28 – 26,9+0,002·200)/(0,006+0,002)=187,5 А

=(28,1 – 26,9+0,002·200)/(0,005+0,002)=228,6 А

=(28,3 – 26,9+0,002·200)/(0,007+0,002)=200 А

68. Токи трех параллельно работающих генераторов соответственно равны: I₁=185A, I₂=200 А, I₃=215 А, напряжение на общей шине U=27 В. Найти чему будут равны напряжения генераторов при раздельной работе в режиме X. X., если известно, что коэффициенты статизма генераторов равны: S₁ = 0,007 B/A, S₂ = 0,006 В/А, S₃ = 0,005 В/А. Статизм характеристик, обусловленный действием уравнительных цепей одинаков для всех генераторов и равен S_Уk = 0,002 В/А.

69. Выражение для явнополюсного синхронного генератора имеет вид:

Найти синхронизирующую мощность; электромагнитный момент, создаваемый потоком возбуждения; реактивный момент.

Электромагнитный момент создается потоком возбуждения:

Реактивный момент:

Синхронизирующая мощность: , где

70. Нарисовать принципиальную схему уравнителя частот активного синхронизатора и пояснить ее работу.

Рис. принципиальная схема уравнителя частот

Для сближения частот генераторов служит уравнитель частот, выполненный на микросхемах DD8—DD11. Микросхемы DD8, DD9, DD11 и DD12 являются дифференциаторами, формирующими на своих выходах короткие импульсы по заднему фронту входных сигналов, причем импульсы на выходах дифференциаторов DD11 и DD12 появятся лишь при наличии разрешающего сигнала «1» на их входах, подключенных к DD10. Если частота первого генератора выше частоты второго, то наступают такие моменты времени, когда между двумя импульсами на дифференциаторе DD9 появляются два импульса на дифференциаторе DD8, а в остальные моменты времени импульсы на дифференциаторах DD8, DD9 чередуются. При чере­довании импульсов триггер DD10 периодически меняет свое со­стояние, блокируя работу дифференциаторов DD11 и DD12. Со­стояние триггера DD13 при этом не меняется.

При наличии подряд двух импульсов на входе DD8 триггер DD10 по первому импульсу установит свой прямой выход в состо­яние «1», разрешая работу дифференциатора DD11, а по второму импульсу триггер DD13 установится в состояние с «1» на прямом выходе. Далее триггер DD13 будет находиться в состоянии «1» на прямом выходе, пока частота первого генератора не понизится. По сигналу ↓f будет понижаться частота первого генератора его корректором частоты.

При частоте первого генератора меньше частоты второго про­исходят аналогичные процессы, в результате которых DD13 уста­новится в состояние с «1» на инверсном выходе. Это является сигна­лом на повышение частоты первого генератора.

71. Частоты генераторов, включаемых на параллельную работу, соответственно равны: f₁=401 Гц f₂=403 Гц. Время срабатывания контактора параллельной работы t₃=40мc. Рассчитать угол опережения, который должен обеспечивать синхронизатор.

;

;

72. Нарисуйте структурную схему параллельной работы двух синхронных генераторов. Перечислите условия включения генераторов на параллельную работу.

1 — ППЧВ; 2 — синхронный генера­тор; 3 — трансформаторы тока; 4 — регулятор напряжения; 5 — регуля­тор частоты; 6 —датчик реактивно­го тока (реактивной мощности); 7 — датчик активного тока (активной мощности)

Перед включением генератора на параллельную работу с сетью должны быть выполнены следующие условия:

равенство напряжений генератора и сети (U_Г = U_С);

одинаковый порядок следования фаз;

совпадение фаз э. д. с. генератора и напряжения сети.

74. Запишите уравнения для напряжения генератора в случае воздействия на РН сигнала пропорционального рассогласованию нагрузок.

75. Уравнения для напряжения и токов параллельно работающих генераторов в общем случае имеет вид:

Определить в общем виде напряжение на шинах и токи генераторов для метода мнимого статизма.

РН настраивают астатическим: S_K=0;

Улучшение токораспределения: К_К≠0.

76. Даны внешние характеристики генераторов. Найдите зависимость напряжения на шинах генераторов от тока в нагрузке при их параллельной работе:

77. Уравнения для напряжения и токов параллельно работающих генераторов в общем виде имеет вид:

Определить в общем виде напряжение на шинах и токи генераторов для метода статических характеристик.

78. Нарисуйте зависимости токов двух генераторов от тока нагрузки при параллельной работе при условии неравенства напряжений настройки регуляторов, для случаев замкнутой и разомкнутой уравнительной цепи.

U₁₀ ≠ U₂₀

79. Нарисуйте зависимости токов двух генераторов от тока нагрузки при параллельной работе при неравенстве сопротивлений в плюсовых цепях для случаев разомкнутой и замкнутой уравнительной цепи.

R_1t ≠ R_2t

80. Нарисуйте зависимости токов двух генераторов от тока нагрузки при параллельной работе при неравенстве балластных сопротивлений для случаев разомкнутой и замкнутой уравнительной цепи.

R_δ1 ≠ R_δ2

81. Нарисуйте схему включения уравнительных обмоток УРН. Выведите уравнение для уравнительного тока.

U_У – напряжение на уравнительной шине; R_У – сопротивление уравнительной обмотки и ее соединительных проводов.

В соответствии с 1 законом Кирхгофа:

, =>

82. При параллельной работе двух генераторов ток первого равен 100 А. Поперечный ток — 10 А. Найдите ток в нагрузке.

83. Нарисуйте схему датчика активного тока и выведите его уравнение.

=>

=> – активный ток.

84. Нарисуйте схему датчика реактивного тока и выведите его уравнение.

– реактивный ток.

85. Нарисуйте схему включения уравнительных цепей регуляторов частоты. Выведите уравнение для уравнительного тока.

Сигнал на выходе датчика активного тока

где I_ArСР – среднее значение реактивного тока.

Ток в уравнительной обмотке k-го регулятора

На основании 1-го закона Кирхгофа:

;

где I_Aaср – среднее значение активного тока n параллельно работающих генераторов

86. Нарисуйте схему включения уравнительных цепей регуляторов напряжения. Выведите уравнение для уравнительного тока.

87. Токи параллельно работающих генераторов равны 100А и 120А. Определите поперечный ток.

89. Определить массу топлива для функционирования СЭС с гидроприводом. Дано: отдаваемая каналом мощность Р=25кВт; КПД канала генерирования η=0,8, потери в генераторе и приводе 4кВт. Удельный расход топлива на производство 1кВт.Ч — q_T=0,14. Удельный расход топлива для снятия единицы потерь мощности в генераторе q_охг=0,25кг/кВт∙ч; число каналов – 4; время полета 5 часов.

90. Определить массу топлива для функционирования СЭС с пневмомеханическим приводом. Дано: отдаваемая каналом мощность Р=30 кВт; КПД канала генерирования η=0,85; потери в генераторе и приводе – 5кВт; удельный расход топлива на производство 1-го кВт·ч q_T= 0,4 кг/КВт·ч; удельный расход топлива для снятия единицы потерь мощности в генераторе q_Toxл= 0,25 кг/кВт.ч; число каналов 3, время полета 4 часа.

91. Определить полетную массу СЭС. Дано: конструктивная масса элементов СЭС М=600кг; масса топлива для функционирования СЭС в единицу времени М=20кг/ч; время полета 8час; расход топлива на транспортировку единицы массы в единицу времени q_tt =0,04 кг(топлива)/кг(массы)·ч.

98. Нарисуйте схему измерительного органа с двумя стабилитронами и укажите пределы изменения напряжения на выходе схемы при условии, что u_вх изменяется от 15 до 25 В, напряжение пробоя стабилитронов 10 В.

Рис. 3.4. Характеристика измерительного устройства с двумя стабилитронами

108. Уравнения генератора постоянного тока имеют вид:

Запишите их в приращениях.

;

;

,

где – сопротивление цепи возбуждения для равновесного состояния.

163. Опишите формулу включения БЗУ контактора нагрузки.

164. Укажите функции ДМР. Объясните принцип действия поляризованного реле.

Функции диф­ференциально-минимального реле (ДМР):

– подключение генератора к бортовой сети если его напряже­ние превышает напряжение сети на 0,2 – 1 В;

– включает генератор в сеть при отсутствии на­пряжения в сети и напряжении не менее 14 – 18 В, если сопротивление нагрузки не более 100 Ом;

– ав­томатическое отключение генератора, если его ЭДС меньше на­пряжения бортовой сети;

– не подключает генераторы с перепутанной полярностью;

– сигнал включения (состояния) генератора.

Рис. 9.2. Схема дифференциального реле

w_i – токовая обмотка. По ней проходит ток генератора (1 виток, толстый провод)

w_д – дифференциальная обмотка. Много витков.

Магнит создает в них опорное магнитное поле. В зависимости от направления тока на концах якоря создается либо N либо S (соответственно замыкание или размыкание).

w_i работает после того, как генератор подключат к сети. Отключает генератор в случае возникновения обратного тока. Регулировка тока – винтом 2. w_д используется при подключении генератора в сеть (на разностное напряжение 0,3 – 1 В). Регулировка напряжения винтом 4.

165. Опишите работу схемы ДМР для случая подключения генератора к сети, когда U_г>U_c.

Для включения генератора необходимо замкнуть выключатель S, подключающий реле управления К4 к зажимам генератора. При напряжении генератора 14 – 18 В реле К4 сработает и через замыкающиеся контакты К4.1 и К4.2 включит реле К2 и обмотку w_д реде К1 на разность напряжений U_C – U_Г.

Если эта разность больше напряжения срабатывания реле К2, оно сработает и отключит контактами К2.1 обмотку w_Д реле К1.

Когда напряжение генератора станет больше напряжения сети (U_Г – U_С≥0,1÷1 В), то контакты реле К1.1 замкнутся, и включится контактор К, который и подключит генератор к бортовой сети.

166. Опишите работу схемы ДМР для случая подключения генератора с перепутанной полярностью.

В случае если перепутана полярность КЗ не запитывает w_Д и U_C >– U_Г.

При уменьшении напряжения генератора вследствие уменьше­ния его тока возбуждения или частоты вращения по обмотке w_i реле К1 протекает обратный ток от сети к генератору, создаваемая этим током мдс противоположна по знаку мдс, возникаю­щей при протекании тока от генератора в сеть. Якорь реле К1 перемагничивается и под воздействием поля постоянных магнитов пово­рачивается. Контакты реле К1.1 размыкаются, и контактор К отключает генератор от бортовой сети.

167. Опишите структурную схему вторичной системы электроснабжения. Перечислите виды защит БЗУВУ.

Рис. 9.3. Структурная схема вторич­ной системы электроснабжения посто­янного тока

ВУ – выпрямительное устройство

ФН – формирователь неисправностей

БИН – блок измерения напряжения

БЗУВУ обеспечивает следующие виды защиты:

– обратимую защиту от снижения среднего напряжения трех фаз ниже 109 – 113 В;

– необратимую защиту от повышения тока двигателя вентилятора;

– необратимую защиту от небаланса напряжений, питающих мо­стовые выпрямители;

– необратимую защиту от обрыва фазы питания ВУ.

168. Опишите работу схемы при подключении РАП к бортсети в нормальном режиме и в случае перепутанной полярности наземного источника.

Рис. 9.4. Принципиальная электриче­ская схема блокировки при включении аэродромных источников к бортовой системе электроснабжения

Специальный разъем аэрод­ромного питания (РАП) (рис. 9.4), предназначен для подведения питания к ВС во время стоянки на аэродроме. С помощью которого сначала под­соединяют плюсовой и минусовой контактные болты, а затем – укороченный вспомогательный контактный болт. При этом срабатывает реле К5, его размыкающие контакты размыкают цепи обмоток кон­такторов К1 и К2 включения бортовых аккумуляторных батарей в сеть. Замыкающие контакты реле К5.1 включают обмотку контак­тора К3, подключающего аэродромный источник к сети. При не­правильной полярности аэродромного источника срабатывает по­ляризованное реле К4, размыкающие контакты которого предотвра­тят подключение аэродромного источника к бортовой сети.

Устройство, осуществляющее функции обеспечения снабжением качественной эл. энергией называется бло­ком контроля напряжения (БКН) аэродромного источника. Блок не подключает источник с неправильным чередованием фаз.

169. Перечислите функции, выполняемые блоком БКНА и дайте пояснения формуле управления контактором нагрузки переменного тока.

Устройство, осуществляющее такие функции, называется бло­ком контроля напряжения (БКН) аэродромного источника. Блок обеспечивает следующие виды защит бортовой сети:

– не подключает аэродромный источник, если напряжение любой его фазы ниже 108—114 В или выше 123—129 В, а частота ниже (385±5) Гц или выше 410÷420 Гц;

– не подключает источник с неправильным чередованием фаз;

– не подключает аэродромный источник постоянного тока, если его напряжение менее 24 – 25,4 В или у него перепутана поляр­ность;

– отключает аэродромный источник от бортовой сети с выдержкой (6,0±0,9) с, если напряжение любой из фаз ниже 101–107 В, частота менее 370–380 Гц или более 420–430 Гц, напряжение постоянного тока меньше 21–23 В;

– отключает аэродромный источник от бортовой сети с обратнозависимой вольт-секундной характеристикой, если напряжение в любой из фаз выше 123–129 В или если напряжение постоянного тока выше (32±1) В;

– отключает аэродромный источник без выдержки времени, если частота меньше 335–320 Гц или больше 465–480 Гц;

– отключает аэродромный источник при обрывах фидера или нулевого провода.

Структурная формула управления контактором нагрузки переменного тока имеет вид:

В соответствии с этой формулой включение К_Н

происходит при сле­дующих условиях:

включен выключатель В. РАП (выключатель включения разъе­ма аэродромного питания);

отсутствует сигнал обнуления «О». Этот сигнал существует в течение времени выхода встроенного в БКН стабилизатора напря­жения на заданный режим работы. Сигнал «О» служит для приве­дения всех логических элементов в исходное состояние;

закончился с положительным результатом цикл ВСК (ВСК = 1), и не сработал ни один из измерительных органов защит (Н = 0);

сигналы с блок-контактов контакторов нагрузки правого и ле­вого бортов бк1 = бк2 = 0. Такое состояние блок-контактов соответ­ствует отключенному состоянию соответствующих каналов генери­рования. Это условие необходимо, чтобы не подключить РАП к ра­ботающему каналу генерирования.

U_В↑=>VT4 откроется => ток в цепи R4 – VT4 – R5 => на R5 – падение, на эмиттере VT2 ″+″, на базе ″–″ => VT2 начнет закрываться. Ток через R4↓ => потенциал Базы VT1↑ => VT1 – начнет закрываться => снижается ток через R2, R3 => VT2 запирается быстрее В точке U↑ — отрицательный потенциал, который служит началом для срабатывания защиты. R1 и R2 – делитель, с плеч которого задается порог срабатывания защиты.

171. Опишите работу измерителя фазных напряжений, если U_с 35 А.

При уменьшении напряжения генератора вследствие уменьше­ния его тока возбуждения или частоты вращения по обмотке w_i реле К1 протекает обратный ток от сети к генератору, создаваемая этим током мдс противоположна по знаку мдс, возникаю­щей при протекании тока от генератора в сеть. Якорь реле К1 перемагничивается и под воздействием поля постоянных магнитов пово­рачивается. Контакты реле К1.1 размыкаются, и контактор К отключает генератор от бортовой сети.

Сигнализация осуществля­ется с помощью реле К5, об­мотка которого подключена к подвижной шине контактора (точка С). При срабатывании кон­тактора К и включении генера­тора в сеть реле К5, срабаты­вая, размыкает контакты К5.2 и лампа EL гаснет, указывая, что генератор включен. При размыкании контактов К5.3 и замыкании контактов К5.4 конец обмотки w_Д реле К1 переключа­ется от зажима «Сеть» к зажиму «+» генератора, но обмотка по-прежнему остается зашунтированной контактами контактора К.

173. Опишите алгоритм включения возбуждения генератора блоком БЗУ.

т. е. при выполнении следующих условий:

выключатель генератора включен ;

частота вращения вала двигателя n ≥ 0,52·n_H ( );

частота вращения вала генератора соответствует частоте f, ко­торая находится в заданных пределах f↓ -3 Ом/м, погонное активное сопротивление провода линии 1·10 -3 Ом/м, характеристики нагрузки: I=100 A, cos(φ)=0,7.

183. Рассчитать сечение провода сети постоянного тока при условии, что: длина линии L=20м, ток I=100А, допустимая потеря напряжения ΔU=2В, потеря в контактных соединениях ΔU=0,5В, γ=0,0175 Ом/м·мм 2 . Сопротивлением корпуса ВС пренебречь.

γ – уд. проводимость материала;

ΔU_К – потери в контактах соединения;

Источник