Sistemas y métodos de control de excitación del generador

La potencia confiable comienza con una excitación estable. En React Power Solutions, ayudamos a los gerentes de operaciones a mantener un rendimiento constante a través de sistemas de excitación de generadores que coinciden con lasnecesidades específicas de sus instalaciones. Si su aplicación involucra generadores de espera, sistemas de energía continua o industrial-Grado equipo, comprender cómo funciona la excitación es esencial para mantener la estabilidad del voltaje y el control de salida.

Esta guía cubre los métodos de excitación delnúcleo, componentes clave como el regulador de voltaje automáticoy consejos para seleccionar el sistema adecuado para su aplicación.

¿Qué es la excitación del generador?

Excitación del generador suministra energía al devanado del rotor de un generador que usa corriente continua (corriente continua). Esto crea el campo magnéticonecesario para inducir voltaje en los devanados del estator. Cuanto más fuerte y estable este campo magnético, más consistente su generador’s salida.

Los sistemas de control de excitación son esenciales para mantener la estabilidad de voltaje, administrar la energía reactiva y mantener su sistema de energía funcionando de manera segura y eficiente.

Cómo funcionan los sistemas de excitación

Todos los sistemas de excitación de generador usan una combinación de tres partes:

1. Fuente de entrada de energía – Puede provenir de la salida del generador, un devanado dedicado o un generador de imán separado.
2. Regulador de voltaje automático (AVR) – Monitorea el voltaje de salida y ajusta la corriente de excitación según seanecesario.
3. Excitante – Entrega corriente de campo al devanado de campo del rotor.

El AVR suministros DC al excitador, que luego energiza el devanado del rotor. Esta interacción genera voltaje en el estator. La estabilidad de este proceso es lo que mantiene equipos sensibles protegidos de las bajas de voltaje y los picos.

Métodos de excitación comunes

1. Método de derivación (Ser-Entusiasmado)

Cómo funciona: El método de derivación Utiliza el generador’S Perspuesto de salida como fuente de alimentación para el AVR. Esto significa que el sistema debe acumular magnetismo residual para funcionar después del inicio.

Pros:

• Diseño rentable
• Menos componentes
• Configuración simple

Contras:

• Inestable durante las gotas de voltaje
• No es ideal para no-cargas lineales o de motor

El mejor uso: Sistemas de respaldo con básico, estacionario-Cargas de estado y sin sensibilidad de voltaje crítico.

2. Sistema de impulso de excitación (EBS)

El sistema de impulso de excitación Mejora en el método de derivación agregando hardware para admitir el AVR durante los picos de carga o las oleadas de inicio.

Componentes clave:

• Generador de impulso de excitación (EBG): Eje-Unidad montada que genera energía auxiliar.
• Módulo de control EBC: Regula y activa la potencia de impulso durante las transiciones de carga.

Cómo funciona:

• El EBG envía energía al Regulador AVR para suministrar Más DC al excitador.
• El impulso habilita corto-Salida de alta corriente de término durante el inicio-condiciones de arriba o de falla.

Pros:

• Confiable bajo carga repentina
• Entrega hasta 300% corto-corriente de circuito
• Soporte rentabilidad sin actualizar a un PMG

El mejor uso: Sistemas de generador de espera para edificios comerciales o residenciales.

3. Generador de imán permanente (PMG)

A generador de imán permanente es una fuente de energía separada dedicada a suministrar una potencia de CA estable a la AVR, independientemente de las condiciones de carga.

Cómo funciona:

• PMG gira con el eje del generador y crea una corriente de voltaje separada.
• Esta corriente impulsa el regulador de voltaje automático, asegurando el control estable.

Pros:

• Estable suministro de salida de CC para la excitación de campo
• Inmune a las gotas de voltaje durante los picos de carga
• Funciona bien para Aplicaciones de energía continua

Contras:

• Aumenta el tamaño y el costo del sistema
• Agrega componentes mecánicos que requieren una inspección periódica

El mejor uso: Centros de datos, plantas de fabricación o sitios industriales con frecuentes arranque del motor o corriente de alta entrada.

4. Bobinado auxiliar (Aux)

Un bobinado auxiliar proporciona un devanado adicional dentro del generador’s estator. Crea un fuente de alimentación de CA dedicada para el AVR sin confiar en la salida principal o en un generador externo.

Cómo funciona:

• El devanado Aux genera voltaje estable mientras el generador funciona.
• Este voltaje es utilizado por el AVR para suministrar DC para excitación.

Pros:

• Mantenimiento más bajo en comparación con el eje-componentes conducidos
• Bueno para entornos hostiles (por ejemplo, marino o en alta mar)
• Alternativa sólida a las configuraciones de PMG

Contras:

• Poder’t Entrega potencia hasta que el generador alcance la velocidad operativa
• No es ideal para una respuesta transitoria rápida

El mejor uso: Sistemas de energía marina, plataformas en alta mar y generadores industriales con limitaciones de espacio o peso.

Reguladores de voltaje automático (AVRS)

El regulador de voltaje automático es el corazón del sistema de excitación. Controla cuánta potencia ofrece el excitador al devanado de campo, manteniendo el voltaje de salida incluso durante las variables cargas.

Tipos de AVRS:

• Rectificador controlado por silicona (SCR): Usa fase-Cambio controlado para convertir AC a DC. Común en sistemas con cargas consistentes.
• Transistor de efecto de campo (Fet): Usa pulso-Modulación de ancho para rápido, alto-Control de voltaje de resolución. Ideal para sistemas con cambios de carga frecuentes ono-equipo lineal.

Elegir la AVR correcta depende de si el sistemanecesita respuesta rápida, distorsión mínima o alta precisión para cargas sensibles.

Excitación y control de potencia reactiva

Los sistemas de excitaciónno se tratan solo de mantener estable el voltaje — También ayudan a controlar potencia reactiva (Vars), que protege el equipo y apoya la salud de la red.

• Encima-La excitación hace que el generador exportar vars
• Bajo-La excitación hace que Importar vars

Los sistemas de excitación modernos pueden ajustar la potencia reactiva automáticamente, especialmente en los generadores utilizados para la operación paralela o la red-configuraciones atadas.

Tabla resumida: comparación de métodos de excitación

Por qué es importante la elección del sistema de excitación

El sistema de excitación correcto asegura:

• Entrega de voltaje confiable
• Protección contra sobretensiones y breve-circuitos
• Inicio de generador eficiente
• Vida útil del equipo extendido
• Operación estable en condiciones de carga dinámica

Si su sistema experimenta fluctuaciones de voltaje, comience lentamente-UPS, o fallas de equipo bajo carga, actualizando su método de excitación puede resolver el problema.