Регулирование напряжения генератора постоянного тока
Все потребители электрической энергии рассчитаны на определенную величину напряжения, отклонение от которой приводит к изменению их характеристик. Так, понижение напряжения приводит к уменьшению светового потока ламп накаливания, создает затруднение в пуске электродвигателей, уменьшает их скорость вращения и т. п. Повышение напряжения уменьшает срок службы электрооборудования, увеличивает скорость вращения электродвигателей, приводит к ложному срабатыванию различных агрегатов и устройств и т. д.
Напряжение авиационных генераторов зависит от скорости вращения якоря генератора, от нагрузки и от температуры окружающей среды. Все эти параметры не являются для авиационных генераторов постоянными величинами и в определенной степени влияют на их напряжение.
Так, изменение скорости вращения в пределах рабочего диапазона приводит к изменению напряжения генератора до 300%, изменение нагрузки от нуля до номинальной — на величину до 20%, изменение температуры окружающей среды от +50 до — 60° С — на величину до 20% номинальной.
Такое изменение напряжения нарушает нормальную работу потребителей, поэтому возникает необходимость регулировать напряжение. Регулировать напряжение также необходимо и для обеспечения параллельной работы авиационных генераторов.
Регулированием напряжения называется процесс поддержания напряжения постоянным независимо от изменения скорости вращения, нагрузки генератора и температуры окружающей среды.
Устройство, с помощью которого напряжение генератора поддерживается автоматически постоянным, называется регулятором напряжения.
Известно, что напряжение генератора
где I — ток в обмотке якоря генератора;
Rя — сопротивление обмотки якоря генератора; Ф — магнитный поток полюсов; Се — конструктивная постоянная генератора; n — скорость вращения якоря генератора; Е — ЭДС генератора.
Из приведенной выше формулы видно, что при изменении величины тока нагрузки и скорости вращения якоря генератора его напряжение меняется, и что в то же время его можно поддерживать постоянным, если изменять определенным образом магнитный поток возбуждения генератора, а при электромагнитном возбуждении ток в обмотке возбуждения.
Для регулирования тока возбуждения применяется различные регуляторы напряжения. В зависимости от способа регулирования тока возбуждения генераторов бывают регуляторы напряжения дискретного (импульсного) и реостатного типа.
На старых ВС, где мощность генераторов не превышала 1,5 кВт, применялись вибрационные регуляторы напряжения импульсного типа. При этом способе регулирования сопротивление в цепи обмотки возбуждения изменяется периодическим шунтированием добавочного сопротивления вибрирующими контактами с изменяющимся соотношением между временем замкнутого и разомкнутого состояния контактов.
При больших мощностях генераторов на контактах регулятора получается сильное искрение, которое создает большие помехи радиоприему и приводит к быстрому подгоранию контактов.
В настоящее время на летательных аппаратах применяются угольные регуляторы напряжения реостатного типа. При реостатном способе регулирования в цепь обмотки возбуждения включается реостат, сопротивление которого можно изменять плавно или ступенями.
На более новых ВС применяется электронный регулятор напряжения импульсного типа. Возврат к регулятором дискретного действия был обусловлен появлением мощных коммутаторов, выполненных на полупроводниковых элементах: транзисторах, тиристорах, диодах.
Регулирование напряжения генератора
Напряжение генератора при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя должно поддерживаться на строго определенном уровне, зависящем от потребного зарядного напряжения на выводах полностью заряженной аккумуляторной батареи.
Для того чтобы напряжение генератора не повышалось при увеличении частоты вращения якоря, уменьшают силу тока в обмотке возбуждения, а вместе с ней и магнитный поток, создаваемый этой обмоткой. Для этого, как только напряжение генератора достигает предельно допустимого значения, в цепь обмотки возбуждения последовательно с ней включают резистор. Общее сопротивление соединения резистор — обмотка возбуждения возрастает, а сила тока возбуждения уменьшается, что вызывает падение напряжения генератора. При понижении его ниже допустимого значения резистор замыкается накоротко, т. е. выключается из работы, что приводит к возрастанию силы тока возбуждения и увеличению напряжения генератора. Эти процессы происходят с большой частотой, и на выводах генератора поддерживается среднее значение требуемого напряжения.
Данный принцип регулирования напряжения может быть осуществлен вибрационными реле или контактно-транзисторными и транзисторными регуляторами.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Найдите 2 минуты и прочитайте про:
Требования безопасности к переносным электрическим светильникам Переносные электрические светильники должны соответствовать требованиям технических нормативных правовых актов в части.
Демонстративно-шантажное суицидальное поведение Демонстративно-шантажное поведение относится к суицидальному с некоторой долей условности.
Поражающие факторы ядерного взрыва Ядерный взрыв способен мгновенно уничтожить или вывести из строя незащищенных людей, сооружения и различные материальные средства.
Требования к расстановке мебели в классном помещении 1. Каждый учащийся должен быть обеспечен рабочим местом за партой в соответствии с его ростом. Для подбора мебели соответственно.
Алгоритм кормления пациента через назогастральный зонд с помощью шприца Жанэ Цель: введение зонда и кормление пациента. Показания: травма, повреждения и отек языка, глотки, гортани, пищевода, расстройство.
Регулятор напряжения генератора с АВР: работа, подключение, изготовление
Генератор используют для обеспечения работы основной, резервной или даже аварийной электрической сети в доме. Данное устройство выдает напряжение в широком диапазоне. Это происходит из-за высокой нагрузки на электросеть и особенностей конструкции самого агрегата. Чтобы электрические приборы стабильно работали, а аккумуляторы заряжались, применяют регулятор напряжения генератора. Рассмотрим, что это за устройство, особенности его работы. Читайте и познакомитесь с блоком АВР, как он функционирует и изготавливается.
Понятие и особенности работы регулятора напряжения
В загородных электрических сетях с генераторами нередко напряжение представляет собой нестабильную величину. Она часто не соответствует нормативному значению. Из-за этого домовладельцам приходится решать, как выполнить регулировку данного сетевого параметра. Ведь необходимо обеспечить защиту подключаемых электрических приборов, чтобы их работоспособность не нарушилась по причине перепадов напряжения в домашней сети от бензинового или дизельного электрогенератора.
Регулятор напряжения для генератора – термин с широким толкованием. Несмотря на это, для обычных пользователей он представляет собой электрический прибор. Такое устройство позволяет контролировать параметр электросети – напряжение. В быту оно представляет собой реле или стабилизатор. Каждая из этих устройств обладает своими плюсами и минусами.
Оба электроприбора отслеживают входной параметр. Они контролируют его номинальную величину. В однофазной электрической сети напряжение должно быть 220 В, а в трехфазной электролинии – 380 В.
Устройство и принцип действия реле регуляторов напряжения отличается от стабилизаторов аналогичного параметра электросети. Так, релейные устройства выполняют отключение подачи электричества, если возникает в этом необходимость. Стабилизаторы же осуществляют корректировку электрического напряжения. Однако это они не всегда способны выполнить из-за того, что нагрузки достигают критического значения. В таких ситуациях стабилизаторы просто отключаются и прекращают выдавать электрическую энергию на выходе.
Стабилизирующие устройства устанавливают на входе в электросеть или подключают непосредственно к электрическим приборам. Из-за этого у домовладельцев появляется возможность осуществить выбор наиболее оптимальной монтажной схемы. Поэтому такие устройства удобнее в эксплуатации.
Реле регулятор предназначен для более быстрого срабатывания по сравнению со стабилизатором. Использование такого прибора позволяет обеспечить наиболее высокую степень электрической безопасности. При этом в реле так же, как в стабилизаторе можно выполнить настройку предельно допустимой величины электронапряжения.
Блок AVR электрогенератора
У домовладельцев большой популярностью пользуются бензиновые электрогенераторы с системой АВР. Другими словами, это устройства для генерации электрической энергии, которые комплектуются еще в заводских условиях блоком AVR. Он представляет собой электросистему стабилизации напряжения и включения резервного питания. Причем процессоры осуществляются в автоматическом режиме.
Аббревиатура AVR расшифровывается, как Automatic Voltage Regulation. Данный электронный блок работает без подключения к внешнему источнику электроэнергии. Например, для его функционирования не нужна отдельная аккумуляторная батарея.
Специалисты отлично понимают, как работает реле регулятор напряжения генератора. Поэтому именно к ним обращается большинство домовладельцев, когда возникает необходимость создания резервной электросети. Они часто рекомендуют установить в доме электрогенерирующий аппарат с системой АВР. Ведь он будет обладать функцией стабилизации напряжения.
Если же установить генераторное устройство с обычным релейным регулятором, тогда аппарат станет просто отключаться, когда будет происходить отклонение электропараметра от нормативных значений. В результате прекратится подача тока, что предотвратит вероятность поломки и даже воспламенения подключенных электрических приборов к домашней сети. Появится же электроэнергия в проводке только после возврата электронапряжения к установленным значениям. Такие реле функционируют в циклическом режиме.
Если используется АВР реле зарядки генератора, тогда существенно улучшаются параметры напряжения на выходе. Данный вариант автоматизации позволяет переключать питание электроприемников на автономное резервное электроснабжение, когда пропадает ток в основной электросети. Система AVR также запустит генератор, если существенно ухудшатся электропараметры сети электрического снабжения.
Когда по основной электросети снова станет поступать ток, тогда система АВР генератора осуществит обратное переключение подачи электроэнергии. Еще такой блок выполняет диагностику аварийного электрического снабжения.
Системой автостабилизации напряжения комплектуются не только отдельные электрические генераторные аппараты. Данная технология еще применяется, например, в источниках бесперебойного электропитания. За счет использования в генераторах стабилизирующих блоков АВР, такие аппараты часто устанавливаются как в коттеджах, так и в дачных домах.
Особенности работы блока AVR
Если генератор имеет АВР регулятор напряжения, принцип работы которого позволяет стабилизировать данный электропараметр на выходе из аппарата, тогда подключенные электроустройства не выйдут из строя при колебании значения этой характеристики. Такая система предназначена для выработки стабильного электронапряжения в течение всего периода, когда используется генерирующее устройство в границах диапазона электронагрузки для этого аппарата. К генератору с блоком АВР можно подключать электроприемники с очень чувствительными электросистемами. При этом не нужно опасаться, что они будут повреждены.
Если у генератора не будет системы AVR, тогда существенно возрастает вероятность колебания напряжения на выходе из агрегата. Именно из-за нестабильности такого параметра сети часто выходят из строя токоприемники с электросхемами.
Обычно к генератору без АВР подключают электроприборы, у которых отсутствуют электронные системы. Ведь для работы таких токоприемников не требуется точного стабильного электронапряжения. В основном к данной группе электроприборов относятся, например:
- машинки для стирки одежды;
- холодильники и отдельные холодильные камеры;
- телевизоры.
Производители выпускают устройства по выработке электроэнергии как с системой АВР, так и без нее. Для второго варианта имеется возможность осуществить подключение реле регулятора к генератору, чтобы он смог автоматически запускаться и стабилизировать напряжение в домашней сети. Для этого придется приобрести отдельный однофазный или трехфазный блок AVR. Обычно такой модернизации подвергаются старые электрогенерирующие устройства. После этого они превращаются в современные многофункциональные агрегаты с высокой надежностью.
Особенности функционирования AVR следующие:
- если отключается электрическая энергия, тогда через блок AVR поступает команда к электрогенератору о необходимости начале его функционирования;
- как только приходит сигнал о готовности работы генерирующего устройства, система АВР выполняет соединение аппарата с внутренней электросетью дома;
- когда централизованная электросеть возобновляет подачу электрической энергии, блок AVR осуществляет отключение электрогенератора.
Электрогенератор с АВР позволяет проще диагностировать и обслуживать оборудование. Данная автоматическая система поставляется в виде отдельного блока вместе с понятной документацией, в которой подробно описана схема подключения реле зарядки и автоматического ввода резерва, а также его настройки.
Нюансы подключения AVR
Схема подключения реле регулятора к генератору, чтобы он мог включаться за считанные секунды и стабилизировать напряжение, предполагает использование двух магнитных пускателей. Все составные части системы размещаются в электрощите. Их монтаж выполняют так, чтобы проводники электротока не пересекались между собой.
Кроме того, обеспечивают беспрепятственный доступ к электроконтактам. Затем подключают силовые элементы автоматического ввода резерва и контроллеры. При этом специалисты обязательно следят, чтобы не была нарушена принципиальная электросхема.
Видео описание
В видеоматериале эксперт объясняет, что такое стабилизатор напряжения AVR в электрогенераторе и рассказывает о его необходимости:
Если напряжение подается по централизованной электролинии, то включается первый магнитный пускатель. В результате происходит поступление тока в электрощит частного жилого строения. Когда случается аварийная ситуация и пропадает напряжение в электросети, реле отключает первый магнитный пускатель и осуществляется подача команды электрогенератору на его автоматический запуск. Как только аппарат по генерации электроэнергии начинает функционировать, в щитке AVR срабатывает магнитный пускатель №2. В результате происходит поступление напряжения на распредщит в доме.
За услугами профессионалов нужно обязательно обращаться, потому что они прекрасно знают, как подключить реле регулятор к генератору. Это устройство в виде отдельного AVR блока-щита монтируют после электрического счетчика. Поэтому при функционировании электрогенератора потребляемая электроэнергия не учитывается.
Видео описание
В видео специалист рассматривает распространенные типы реле регуляторов:
Изготовление системы AVR
Некоторые домовладельцы заказывают у опытных электриков сборку блока АВР из-за его высокой цены в заводском исполнении. Мастера изготавливают такую систему из тех же деталей, что и на производстве. При этом они подбирают ее оптимальные размеры, учитывая место, где находится реле регулятор напряжения.
Дорогая и главная часть автоматики – это универсальный контроллер. Силовыми же переключающими деталями блока AVR являются контакторы. Все элементы такой системы монтируют в электрощитке или шкафу.
Схема реле регулятора напряжения генератора также обычно предполагает использование блока электропитания в виде специального управляющего центра максимум на 3 А. При этом используют переключатель с тремя уровнями режима работы. Кроме того, специалисты предварительно подготавливают соединители и провода.
Видео описание
В видеоролике рассказывается об одном из вариантов изготовления реле регулятора бензинового электрогенератора AVR:
Сборка системы АВР осуществляется при использовании контролирующего устройства с нормально постоянным напряжением и работающим в автоматическом режиме. Данный элемент функционирует благодаря установке блока питания. В большинстве случаев им является мощная аккумуляторная батарея.
Во время изготовления системы AVR обязательно предусматривается невозможность параллельного запуска электрогенератора с централизованной электросетью. Иначе генерирующий аппарат может полностью утратить свою работоспособность. Еще мастера учитывают, что в щиток AVR входит кабель не только основной электросети, но и резервной линии. При этом выходить из него будет только один силовой провод, который обеспечит электропитание токоприемников в доме.
Видео описание
Видео позволит познакомиться со схемой блока AVR, в состав которой входит два магнитных пускателя:
Коротко о главном
Регулятор напряжения электрогенератора – это реле отключения и запуска агрегата или стабилизатор данного параметра электросети. Такие устройства могут работать в одно- или трехфазной сети в зависимости от модели. При этом реле срабатывает быстрее, чем стабилизатор.
Популярностью пользуются блоки АВР, представляющие собой электросистемы автоматической стабилизации напряжения и запуска резервного электропитания. Если отключается централизованная электролиния, тогда через AVR поступает сигнал к электрогенератору о необходимости его запуска. Потом система соединяет генерирующий агрегат с внутридомовой электрической сетью. Как только возобновляется подача электроэнергии в централизованной сети, AVR останавливает генератор.
У опытных электриков некоторые домовладельцы заказывают сборку системы АВР, которая изготавливается из универсального контроллера, контакторов, блока питания, соединителей и проводов. Подключение такого блока выполняется через два магнитных пускателя. При этом АВР размещают между домашним электрощитком и счетчиком.
Регулировка напряжения генератора с помощью AVR
Регулятор напряжения (обозначаемый как AVR) предназначен для бесщеточных генераторов переменного тока с возбуждением основной волной, составным гармоническим возбуждением или возбуждением от генератора с постоянными магнитами (система PMG).
Регулятор напряжения осуществляет автоматическое регулирование выходного напряжения генератора, путем управления током возбуждения возбудителя переменного тока генератора. Регулятор напряжения генератора можно использовать для обычных 60/50 Гц, а также для одиночных или параллельных генераторов средней частоты 400 Гц.
АВР лежит в основе устройств, часто называемых стабилизаторами напряжения или регуляторами напряжения. Типичный кондиционер питания представляет собой автоматический регулятор напряжения в сочетании с одной или несколькими другими функциями качества электроэнергии, такими как:
1) Подавление перенапряжения;
2) Защита от короткого замыкания (автоматический выключатель);
3) Шумоподавление линии;
4) Балансировка межфазного напряжения;
5) Гармоническая фильтрация и т.д.
Стабилизаторы напряжения обычно используются в устройствах с низким напряжением (<600 В) и мощностью менее 2000 кВА.
В общем, автоматический регулятор напряжения переменного тока (АВР) представляет собой устройство, предназначенное для автоматического регулирования напряжения, то есть для преобразования уровня колеблющегося напряжения в постоянный уровень напряжения.
Принцип работы АВР
Регулятор напряжения представляет собой регулировочное устройство, которое регулирует выходное напряжение генератора в заданном диапазоне. Его функция заключается в автоматическом контроле напряжения генератора и поддержании его постоянным при изменении скорости вращения генератора, чтобы предотвратить слишком высокое напряжение генератора, которое может привести к перегоранию электрооборудования и перезарядке аккумулятора. В то же время он также предотвращает слишком низкое напряжение генератора, приводящее к сбоям в работе электрооборудования и недостаточному заряду аккумуляторной батареи.
Поскольку передаточное отношение генератора к двигателю фиксировано, скорость генератора будет меняться с изменением скорости двигателя. Питание генератора от электрооборудования и зарядка аккумулятора требуют, чтобы его напряжение было стабильным, поэтому необходимо регулировать выходное напряжение генератора, если напряжение в основном поддерживается на определенном уровне.
Регулятор синхронного генератора поддерживает напряжение синхронного генератора на заданном уровне или исправляет напряжение на клеммах.
Когда напряжение на клеммах и реактивная мощность синхронного двигателя изменяются, выходной ток возбудителя автоматически регулируется в соответствии с соответствующим сигналом обратной связи, для достижения цели автоматического регулирования напряжения на клеммах или реактивной мощности синхронного двигателя.
По принципу работы регулятор напряжения генератора делится на:
1. Регулятор напряжения контактного типа.
Регулятор напряжения контактного типа применяется для регулировки, частоты вибрации контакта, существует механическая и электромагнитная инерция, точность регулирования напряжения низкая, контакт легко генерирует искры, большие радиопомехи, низкая надежность, короткий срок службы, теперь устранено.
2. Транзисторный регулятор.
С развитием полупроводниковой технологии применяется транзисторный стабилизатор. Преимуществами являются высокая частота переключения триода, отсутствие искр, высокая точность регулировки, легкий вес, небольшой объем, длительный срок службы, высокая надежность, небольшие радиопомехи и так далее. Теперь он широко используется в моделях автомобилей среднего и низкого класса.
3. Регулятор (интегральный регулятор).
Помимо преимуществ транзисторного регулятора, стабилизатор на интегральной схеме имеет сверхмалые размеры и устанавливается внутри генератора (он же встроенный регулятор), что уменьшает количество внешних проводов и улучшает охлаждающий эффект.
4. Регулятор с компьютерным управлением
После того, как общая нагрузка системы измеряется детектором электрической нагрузки, сигнал отправляется на компьютер генератора, а затем регулятор напряжения генератора управляется компьютером двигателя, а цепь магнитного поля своевременно включается и выключается. образом, тем самым надежно обеспечивая нормальную работу электрической системы, аккумулятор полностью заряжен, и может снизить нагрузку на двигатель и улучшить экономию топлива.
Эксплуатация и техническое обслуживание АВР проводятся каждые 200 часов работы. Содержание следующее:
1) Снимите крышку и проверьте контактную поверхность на наличие грязи и следов пригорания. Если есть грязь, протрите контактную поверхность чистой бумагой. Если контакт является абляционным или поверхность неровная и контакт плохой, обычно используйте наждачную бумагу «00» или полоску песка, чтобы отшлифовать его, а затем очистите чистой бумагой.
2) Проверьте надежность каждого разъема и измерьте сопротивление и значение сопротивления каждой катушки. Если есть какие-либо повреждения, отремонтируйте или замените новые вовремя.
3) Проверить замыкающее напряжение и обратный ток прерывателя тока, предельное напряжение и предельный ток дросселя, а также зазор и воздушный зазор различных контактов. Если он не соответствует требованиям, его следует скорректировать.
4) Проверить отрегулированный регулятор и обратить внимание на показания стрелки зарядного амперметра при запуске дизеля. Если стрелка амперметра все еще указывает на сторону «-» при работе дизеля на умеренных оборотах, это свидетельствует о том, что контакт прерывателя тока не отключен, заземлитель следует быстро отключить; в противном случае аккумулятор, регулятор и зарядный генератор будут повреждены. Если после пуска дизеля на номинальные обороты стрелка амперметра по-прежнему указывает на «0», это свидетельствует о том, что регулировка не соответствует техническим требованиям, следует проверить и отрегулировать заново.