Γεννήτριες ΣΡ Παράλληλης Διέγερσης

Transcript

1 Παράλληλης Διέγερσης

2 Το κύκλωμα διέγερσης συνδέεται στα άκρα της και τροφοδοτείται από την τάση εξόδου της μηχανής Σε αυτό το κύκλωμα το ρεύμα οπλισμού τροφοδοτεί τόσο το κύκλωμα διέγερσης όσο και το φορτίο που είναι συνδεδεμένο στην έξοδο της

3 Το πλεονέκτημα αυτών των γεννητριών απέναντι σε αυτές της ΞΔ είναι ότι δεν απαιτείται εξωτερική πηγή για την τροφοδοσία του κυκλώματος διέγερσης Δημιουργείται ένα ερώτημα όμως: Αφού η γεννήτρια παράλληλης διέγερσης παράγει μόνη της το ρεύμα διέγερσης, πως αποκτά την αρχική μαγνητική ροή διέγερσης, όταν ακριβώς αρχίζει να περιστρέφεται;

4 Η αυτοδιέγερση μιας γεννήτριας ΣΡ οφείλεται στο φαινόμενο του παραμένοντος μαγνητισμού στους πόλους της μηχανής Όταν η μηχανή αρχίζει να περιστρέφεται, VT I στο εσωτερικό της F = RF αναπτύσσεται η τάση που δίνεται από: EE AA = kkφφ rrrrrr ωω με Φres να είναι η παραμένουσα μαγνητική ροή Αυτή η τάση που συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 1 και 2 V, θα εμφανιστεί στα άκρα της γεννήτριας Το ότι εμφανίστηκε έστω και κάποια τάση στα άκρα της μηχανής, αυτό προκαλεί την ανάπτυξη ρεύματος στο κύκλωμα διέγερσης II FF = VV TT RR FF Αυτό το ρεύμα παράγει κάποια μαγνητεγερτική δύναμη στους πόλους η οποία αυξάνει τη μαγνητική ροή

5 Η αύξηση στη ροή προκαλεί αντίστοιχη αύξηση στην EE AA = kkkk ωω και στη τάση εξόδου VV TT Όταν η VV TT αυξάνεται, παρατηρείται E A παραπέρα αύξηση του II FF, που αυξάνει με τη σειρά του τη μαγνητική ροή, η οποία αυξάνει την EE AA, κ.ο.κ.

6 Το φαινόμενο του κορεσμού στους πόλους της μηχανής παίζει σημαντικό ρόλο στην αυτοδιέγερση, αφού περιορίζει την τάση στα άκρα της γεννήτριας E A Είναι δυνατό μία γεννήτρια παράλληλης διέγερσης να ξεκινήσει την περιστροφή της και να μην εμφανίζεται ποτέ τάση στα άκρα της. Κάποιες από τις αιτίες αποτυχίας αυτής της διαδικασίας είναι: 1. Είναι δυνατό να μην υφίσταται η παραμένουσα μαγνητική ροή ώστε να ξεκινήσει η διαδικασία αυτοδιέγερσης. Αν η παραμένουσα ροή είναι μηδενική η ΕΑ θα παραμείνει και αυτή μηδενική και έτσι ποτέ δε θα αναπτυχθεί τάση στα άκρα της. Σε τέτοιες περιπτώσει καταφεύγουμε στη φόρτιση της διέγερσης

7 2. Η φορά περιστροφής της γεννήτριας μπορεί να είναι αντίθετη από την κανονική ή το κύκλωμα διέγερσης να έχει συνδεθεί με αντίθετη πολικότητα. Και στις 2 αυτές περιπτώσεις η παραμένουσα μαγνητική ροή παράγει κάποια τάση ΕΑ στο εσωτερικό της μηχανής. Το ρεύμα διέγερσης, που προκαλεί η ΕΑ, παράγει αντίθετη μαγνητική ροή από την παραμένουσα και έτσι αυτή φθίνει αντί να ενισχύεται. Προτεινόμενες λύσεις είναι η αντίστροφη φορά περιστροφής ή αντίθετη σύνδεση του κυκλώματος διέγερσης ή φόρτιση της διέγερσης με αντίθετη πολικότητα E A

8 3. Η αντίσταση της διέγερσης είναι δυνατό να έχει τιμή μεγαλύτερη από την κρίσιμη αντίσταση E A

9 Η τελική τάση είναι η τομή της καμπύλης μαγνήτισης με την ευθεία (χαρακτηριστική τάσης-ρεύματος). Η R2 είναι η κρίσιμη αντίσταση και αν η RF πάρει τιμές πάνω από αυτήν τότε η μηχανή δεν αυτοδιεγείρεται επειδή τάση γίνεται σχεδόν μηδενική. E A Η λύση είναι η μείωση της RF. Η κρίσιμη αντίσταση μεταβάλλεται με την ταχύτητα της γεννήτριας, αφού για κάθε διαφορετική ταχύτητα ισχύει διαφορετική καμπύλη μαγνήτισης. Γενικά όσο μικρότερη είναι η ταχύτητα περιστροφής της γεννήτριας τόσο μικρότερη είναι η κρίσιμη αντίσταση της

10 Η χαρακτηριστική φορτίου γεννήτριας παράλληλης διέγερσης διαφέρει από την ΞΔ επειδή η τιμή του ρεύματος διέγερσης εξαρτάται άμεσα από την τάση στα άκρα της E T = A A A A V E I R Ας υποτεθεί ότι η μηχανή είναι αρχικά αφόρτιστη και με αργό ρυθμό προστίθενται κάποια φορτία στα άκρα της Καθώς το φορτίο αυξάνεται, το IL αυξάνεται και μαζί με αυτό το II AA = II LL +II FF αυξάνεται επίσης Κάθε αύξηση του ΙΑ σημαίνει αύξηση της πτώσης τάσης II AA RR AA στην αντίσταση οπλισμού και έτσι προκαλείται μείωση στην τάση VV TT = EE AA II AA RR AA Μέχρι εδώ έχουμε ίδια συμπεριφορά με τη γεννήτρια ΞΔ Τώρα όμως η μείωση της VT προκαλεί μείωση του ρεύματος διέγερσης

11 Έτσι προκαλείται μείωση της μαγνητικής ροής και τελικά μείωση της ΕΑ Τελικά η μείωση της ΕΑ επιβάλει παραπέρα E A μείωση της τάσης στα άκρα της γεννήτριας VV TT = EE AA II AA RR AA

12 Ο έλεγχος της τάσης στα άκρα γεννητριών παράλληλης διέγερσης γίνεται: 1. Με μεταβολή της ταχύτητας περιστροφής της γεννήτριας 2. Με μεταβολή της αντίστασης διέγερσης της γεννήτριας ή αλλιώς με έλεγχο του ρεύματος διέγερσης Η μεταβολή της αντίστασης διέγερσης είναι βασική μέθοδος ελέγχου της τάσης Η μείωση της αντίστασης διέγερσης RF προκαλεί αύξηση του ρεύματος διέγερσης (II FF = VV TT RR FF ) Αυτή η αύξηση αυξάνει με τη σειρά της τη μαγνητική ροή και έτσι αυξάνεται και η εσωτερική τάση. Τελικά αυτή η αύξηση σημαίνει και αύξηση της τάσης στους πόλους της γεννήτριας E A

13 Εδώ φαίνεται η καμπύλη μαγνήτισης μιας γεννήτριας παράλληλης διέγερσης όταν περιστρέφεται με την ονομαστική της ταχύτητα E A

14 Πάνω στην καμπύλη μαγνήτισης σχεδιάζεται και η χαρακτηριστική τάσης-ρεύματος της αντίστασης διέγερσης (RR FF = VV TT IIFF ) Στη λειτουργία χωρίς φορτίο ισχύει VV TT = EE AA και η τάση εξόδου βρίσκεται στο σημείο τομής της καμπύλης μαγνήτισης με τη χαρακτηριστική

15 Ενδείξεις οργάνων συνδεσμολογίας γεννήτριας ΣΡ παράλληλης διέγερσης

16

17 Οι μεταβολές στην τάση εξόδου είναι: τμήμα ΑΒ, αντιστοιχεί στη μείωση της ΗΕΔ που παράγεται από τη γεννήτρια, λόγω αντίδρασης του επαγωγικού τυμπάνου τμήμα ΒΓ, αντιστοιχεί στη μείωση της ΗΕΔ που παράγεται από τη γεννήτρια, λόγω πτώσης τάσης που δημιουργείται στο εσωτερικό κύκλωμα τμήμα ΓΔ, αντιστοιχεί στη μείωση της τάσης που παράγεται από τη γεννήτρια λόγω της μείωσης της έντασης του ρεύματος διέγερσης

18 Η αλλαγή της φοράς περιστροφής του επαγωγικού τυμπάνου πραγματοποιείται: με την αλλαγή της σύνδεσης των ακροδεκτών του τυλίγματος επαγωγικού τυμπάνου και ταυτόχρονη διατήρηση της σύνδεσης των ακροδεκτών του τυλίγματος διέγερσης με την αλλαγή της σύνδεσης των ακροδεκτών του τυλίγματος διέγερσης και την ταυτόχρονη διατήρηση της σύνδεσης των ακροδεκτών του τυλίγματος επαγωγικού τυμπάνου (συνήθης διαδικασία)