Sistemas e métodos de controle de excitação geradores

O poder confiável começa com excitação estável. No Reaja soluções de energia, ajudamos os gerentes de operações a manter o desempenho consistente por meio de sistemas de excitação geradores que atendem àsnecessidades específicas de suas instalações. Se sua aplicação envolve geradores em espera, sistemas de energia contínua ou industrial-Equipamento de classificação, entender como a excitação funciona é essencial para manter a estabilidade da tensão e o controle de saída.

Este guia abrange métodos principais de excitação, componentes -chave como o Regulador de tensão automáticae dicas para selecionar o sistema certo para o seu aplicativo.

O que é excitação do gerador?

Excitação do gerador fornece energia para o enrolamento do rotor de um gerador usando corrente direta (DC). Isso cria o campo magnéticonecessário para induzir a tensãonos enrolamentos do estator. Quanto mais forte e mais estável esse campo magnético, mais consistente seu gerador’s Saída.

Os sistemas de controle de excitação são essenciais para manter a estabilidade da tensão, gerenciar energia reativa e manter seu sistema de energia funcionando com segurança e eficiência.

Como funcionam os sistemas de excitação

Todos os sistemas de excitação do gerador usam uma combinação de três partes:

1. Fonte de entrada de energia – Pode vir da saída do gerador, um enrolamento dedicado ou um gerador de ímã separado.
2. Regulador de tensão automática (Avr) – Monitora a tensão de saída e ajusta a corrente de excitação, conformenecessário.
3. Excitador – Entrega o campo atual para o enrolamento de campo do rotor.

O AVR Supplies DC ao excitador, que então energiza o enrolamento do rotor. Essa interação gera tensãono estator. A estabilidade desse processo é o que mantém o equipamento sensível protegido de quedas e picos de tensão.

Métodos de excitação comuns

1. Método de derivação (Auto-Excitado)

Como funciona: O Método de derivação usa o gerador’S PRÓPRIA TENSÃO DE SAÍDA Como fonte de energia para o AVR. Isso significa que o sistema deve criar magnetismo residual para funcionar após a inicialização.

Prós:

• Design econômico
• Menos componentes
• Configuração simples

Contras:

• Instável durante as quedas de tensão
• Não é ideal para não-Cargas lineares ou motoras

Melhor uso: Sistemas de backup com básico e constante-Cargas de estado enenhuma sensibilidade à tensão crítica.

2. Sistema de reforço de excitação (EBS)

O Sistema de reforço de excitação Melhora o método de shunt adicionando hardware para suportar o AVR durante picos de carga ou surtos de inicialização.

Componentes -chave:

• Gerador de reforço de excitação (EBG): Haste-unidade montada que gera energia auxiliar.
• Módulo de controle EBC: Regula e ativa o aumento da energia durante as transições de carga.

Como funciona:

• O EBG envia energia para o regulador AVR para fornecer mais DC para o excitador.
• O impulso permite curto-saída de alta corrente termo durante o início-condições para cima ou de falha.

Prós:

• Confiável sob carga repentina
• Entrega até 300% curto-Corrente do circuito
• Suportes custo -efetividade sem atualizar para um PMG

Melhor uso: Sistemas geradores de espera para edifícios comerciais ou residenciais.

3. Gerador de ímã permanente (Pmg)

UM gerador de ímã permanente é uma fonte de energia separada dedicada ao fornecimento de energia CA estável ao AVR, independentemente das condições de carga.

Como funciona:

• O PMG gira com o eixo do gerador e cria um fluxo de tensão separado.
• Este fluxo alimenta o Regulador de tensão automática, garantindo controle estável.

Prós:

• Estável fornecimento de saída CC para excitação de campo
• Imune a gotas de tensão durante picos de carga
• Funciona bem para Aplicações de energia contínua

Contras:

• Aumenta o tamanho e o custo do sistema
• Adiciona componentes mecânicos que requerem inspeção periódica

Melhor uso: Data centers, fábricas ou locais industriais com frequente o motor inicia ou alta corrente de entrada.

4. Enrolamento auxiliar (Aux)

Um enrolamento auxiliar fornece um enrolamento extra dentro do gerador’s estator. Isso cria um Fonte de alimentação CA dedicada Para o AVR sem depender da saída principal ou de um gerador externo.

Como funciona:

• O enrolamento AUX gera tensão estável enquanto o gerador é executado.
• Esta tensão é usada pelo AVR para fornecer DC para excitação.

Prós:

• Menor manutenção em comparação com o eixo-componentes acionados
• Bom para ambientes agressivos (por exemplo, marinho ou offshore)
• Alternativa sólida às configurações do PMG

Contras:

• Pode’T GART POWER até que o gerador atinja a velocidade operacional
• Não é ideal para resposta transitória rápida

Melhor uso: Sistemas de energia marinha, plataformas offshore e geradores industriais com restrições de espaço ou peso.

Reguladores de tensão automática (AVRS)

O Regulador de tensão automática é o coração do sistema de excitação. Controla quanta energia o excitador entrega para o enrolamento de campo, mantendo a tensão de saída mesmo durante cargas variadas.

Tipos de AVRs:

• Retificador controlado por silicone (Scr): Usa a fase-Comutação controlada para converter CA em CC. Comum em sistemas com cargas consistentes.
• Transistor de efeito de campo (FET): Usa pulso-modulação de largura para rápido, alto-Controle de tensão de resolução. Ideal para sistemas com alterações frequentes de carga ounão-Equipamento linear.

A escolha do AVR certo depende se o sistema precisa de resposta rápida, distorção mínima ou alta precisão para cargas sensíveis.

Controle de excitação e poder reativo

Os sistemas de excitaçãonão são apenas manter a tensão estável — Eles também ajudam a controlar poder reativo (Vars), que protege o equipamento e suporta a saúde da grade.

• Sobre-excitação faz com que o gerador exportar vars
• Sob-excitação faz com que importar vars

Os sistemas de excitação modernos podem ajustar a energia reativa automaticamente, especialmente em geradores usados ​​para operação paralela ou grade-Configurações amarradas.

Tabela de resumo: comparação do método de excitação

Por que a escolha do sistema de excitação é importante

O sistema de excitação certo garante:

• Entrega de tensão confiável
• Proteção contra picos e curta-circuitos
• Startup de gerador eficiente
• Vida por vida útil estendida
• Operação estável em condições de carga dinâmica

Se o seu sistema sofrer flutuações de tensão, o início lento-UPS, ou falhas de equipamento sob carga, a atualização do seu método de excitação pode resolver o problema.