Systèmes et méthodes de contrôle d'excitation du générateur

Une puissance fiable commence par une excitation stable. À React Power Solutions,nous aidons les responsables des opérations à maintenir des performances cohérentes grâce à des systèmes d'excitation des générateurs qui correspondent aux besoins spécifiques de leur installation. Que votre application implique des générateurs de secours, des systèmes d'alimentation continue ou un industriel-Équipement de qualité, comprendre comment fonctionne l'excitation est essentiel pour maintenir la stabilité de la tension et le contrôle de la sortie.

Ce guide couvre les méthodes d'excitation de base, des composants clés comme le régulateur de tension automatiqueet conseils pour sélectionner le bon système pour votre application.

Qu'est-ce que l'excitation du générateur?

Excitation du générateur fournit de l'énergie au enroulement du rotor d'un générateur utilisant le courant direct (Dc). Cela crée le champ magnétiquenécessaire pour induire une tension dans les enroulements du stator. Plus ce champ magnétique plus fort et plus stable, plus votre générateur est cohérent’Sortie S.

Les systèmes de contrôle d'excitation sont essentiels pour maintenir la stabilité de la tension, gérer la puissance réactive et maintenir votre système d'alimentation en cours et efficacement.

Comment fonctionnent les systèmes d'excitation

Tous les systèmes d'excitation des générateurs utilisent une combinaison de trois parties:

1. Source d'entrée d'alimentation – Peut provenir de la sortie du générateur, d'un enroulement dédié ou d'un générateur aimant séparé.
2. Régulateur de tension automatique (AVR) – Surveille la tension de sortie et ajuste le courant d'excitation au besoin.
3. Excitateur – Fournit un courant de champ au enroulement sur le terrain du rotor.

Le AVR fournit DC à l'excitre, ce qui dynamise ensuite l'enroulement du rotor. Cette interaction génère une tension dans le stator. La stabilité de ce processus est ce qui maintient les équipements sensibles protégés des caissons et des pointes de tension.

Méthodes d'excitation communes

1. Méthode de shunt (Soi-Excité)

Comment ça marche: Le méthode de shunt utilise le générateur’s propre tension de sortie comme source d'alimentation pour l'AVR. Cela signifie que le système doit accumuler le magnétisme résiduel pour fonctionner après le démarrage.

Pros:

• Conception rentable
• Moins de composants
• Configuration simple

Inconvénients:

• Instable pendant les chutes de tension
• Pas idéal pour non-Charges linéaires ou moteurs

Meilleure utilisation: Systèmes de sauvegarde avec de base et stable-Charges d'état et aucune sensibilité à la tension critique.

2. Système d'excitation Boost (EBS)

Le Système de boost d'excitation Améliore la méthode de shunt en ajoutant du matériel pour prendre en charge l'AVR pendant les pointes de charge ou les surtensions de démarrage.

Composants clés:

• Générateur de boost d'excitation (EBG): Arbre-unité montée qui génère une puissance auxiliaire.
• Module de commande EBC: Régule et active la puissance de boost pendant les transitions de charge.

Comment ça marche:

• L'EBG envoie du pouvoir au régulateur AVR à fournir Plus de DC à l'excitre.
• Le boost permet court-Terme Haute Current Sortie pendant le début-des conditions de hausse ou de défaut.

Pros:

• Fiable sous une charge soudaine
• Délivre jusqu'à 300% court-courant de circuit
• Soutien rentabilité sans mise àniveau vers un PMG

Meilleure utilisation: Systèmes de générateurs de secours pour les bâtiments commerciaux ou résidentiels.

3. Générateur d'aimant permanent (PMG)

UN générateur aimant permanent est une source d'énergie distincte dédiée à la fourniture de puissance CA stable à l'AVR, quelles que soient les conditions de charge.

Comment ça marche:

• PMG tourne avec l'arbre du générateur et crée un flux de tension séparé.
• Ce flux alimente le régulateur de tension automatique, assurer un contrôle stable.

Pros:

• Constant fourniture de sortie CC Pour l'excitation sur le terrain
• Immunules contre les gouttes de tension pendant les pointes de chargement
• Fonctionne bien pour Applications de puissance continue

Inconvénients:

• Augmente la taille et le coût du système
• Ajoute des composants mécaniques quinécessitent une inspection périodique

Meilleure utilisation: Centres de données, usines de fabrication ou sites industriels avec des Démarrage du moteur ou un courant d'intrus élevé.

4. Enroulement auxiliaire (Aux)

Un enroulement auxiliaire fournit un enroulement supplémentaire à l'intérieur du générateur’S stator. Il crée un Alimentation AC dédiée pour l'AVR sans compter sur la sortie principale ou un générateur externe.

Comment ça marche:

• L'enroulement AUX génère une tension stable pendant que le générateur s'exécute.
• Cette tension est utilisée par le AVR pour fournir DC pour l'excitation.

Pros:

• Entretien inférieur par rapport à l'arbre-composants entraînés
• Bon pour les environnements durs (par exemple, marin ou offshore)
• Alternative solide aux configurations PMG

Inconvénients:

• Peut’T Fournit la puissance jusqu'à ce que le générateur atteigne la vitesse opérationnelle
• Pas idéal pour une réponse transitoire rapide

Meilleure utilisation: Systèmes électriques marins, plates-formes offshore et générateurs industriels avec des contraintes d'espace ou de poids.

Régulateurs de tension automatique (Avrs)

Le régulateur de tension automatique est le cœur du système d'excitation. Il contrôle la quantité d'alimentation de l'excitateur enroulement sur le terrain, maintenir la tension de sortie même pendant différentes charges.

Types de AVR:

• Redresseur contrôlé en silicone (SCR): Utilise la phase-Commutation contrôlée pour convertir AC en CC. Commun dans les systèmes avec des charges cohérentes.
• Transistor à effet de champ (Fet): Utilise Pulse-Modulation de largeur pour rapide, élevé-Contrôle de tension de résolution. Idéal pour les systèmes avec des changements de charge fréquents ounon-équipement linéaire.

Le choix du bon AVR dépend si le système a besoin d'une réponse rapide, d'une distorsion minimale ou d'une grande précision pour les charges sensibles.

Excitation et contrôle de la puissance réactive

Les systèmes d'excitationne consistent pas seulement à maintenir la tension stable — Ils aident également à contrôler puissance réactive (Varbac), qui protège l'équipement et soutient la santé de la grille.

• Sur-L'excitation fait que le générateur Exporter VARS
• Sous-L'excitation le fait à Importer un VARS

Les systèmes d'excitation modernes peuvent ajuster automatiquement la puissance réactive, en particulier dans les générateurs utilisés pour un fonctionnement parallèle ou un réseau-configurations liées.

Tableau de résumé: Comparaison des méthodes d'excitation

Pourquoi le choix du système d'excitation est important

Le bon système d'excitation garantit:

• Livraison de tension fiable
• Protection contre les surtensions et court-circuits
• Startup de générateur efficace
• Durée de vie de l'équipement prolongé
• Fonctionnement stable dans des conditions de charge dynamique

Si votre système éprouve des fluctuations de tension, démarrage lent-UPS, ou défauts d'équipement sous charge, la mise àniveau de votre méthode d'excitation peut résoudre le problème.