2. Класифікація автоматичних регуляторів напруги синхронних генераторів

С АРН СГ зі струмовим компаундуванням. Характерним для струмового компаундування (рис. 2.1) є арифметичне додавання випрямлених струмів, що надходять в ОВГ по каналах напруги й струму.

Це значить, що складова струму в ОВГ вступник по каналі струму, залежить тільки від навантаження СГ і не залежить від характеру (cosφ) цього навантаження. Очевидно, що й сумарний струм в ОВГ, що надходить по обох каналах, також не залежить від характеру навантаження СГ, а залежить тільки від її значення. Зазначена обставина є недоліком САРН зі струмовим компаундуванням. Дійсно, при змішаній (індуктивною-індуктивній-індуктивної-активно-індуктивної) навантаженню в СГ поряд з поперечної має місце поздовжня реакція статора. Чим менше cosφ (тобто чим більше індуктивна складова навантажувального струму), тим сильніше, що розмагнічує дія, поздовжньої реакції статора й тим крутіше спадає зовнішня характеристика СГ.

Рис. 2. 1. САРН СГ зі струмовим компаундуванням.

Схема струмового компаундування може бути настроєна так, що, наприклад, при номінальному навантаженні й номінальному коефіцієнті потужності дія, що розмагнічує, реакції статора буде компенсуватися дією каналу струму навантаження АРН. Тоді при зміні характеру навантаження ця компенсація буде недостатньої, якщо cos<cos_н, або надлишкової, якщо cos> cos_н.

Із сказаного випливає, що струмове компаундування без спеціальних, додаткових пристроїв (коректорів напруги) не забезпечує сталість напруги СГ при зміні cosφ навантаження.

САРН СГ із фазовим компаундуванням. Характерним для систем з фазовим компаундуванням (рис. 2.2, а) є геометричне підсумовування складових струмів, що надходять в ОВГ по каналах напруги (Iu) і струму (Ii), що забезпечується завдяки включенню фазового дроселя L у каналі напруги.

Оскільки в ланцюзі каналу напруги включений фазовий дросель L, що має великий індуктивний опір, то вектор струму Iu у цьому ланцюзі по характері індуктивний і відстає по фазі від вектора напруги на 90°. Положення вектора струму Ii визначається характером струму навантаження генератора. При активному навантаженні генератора (=0) вектор Ii збігається по фазі з вектором напруги U_A.

Рис. 2.2. САРН СГ із фазовим компаундуванням.

На рис. 2.3 результуючий вектор струму збудження Iв виходить додаванням векторів Ii й Iu, розташованих під кутом =90°.

При змішаному (активно-індуктивному) навантаженню вектор Ii вектор I'i) буде відставати від вектора U_A на кут >0, а положення вектора Iu залишиться незмінним. При цьому вектор струму збудження Iв виходить у результаті додавання векторів I'i й Iu, кут між якими ₁ менше 90°. У результаті виявляється, що I'в >Iв.

Рис. 2.3. Результуючий вектор струму збудження Iв.

Таким чином, з появою індуктивного складового струму навантаження СГ під дією поздовжньої реакції статора генератор розмагнітиться сильніше, що приводить до зменшення його напруги. Зазначена дія реакції статора компенсується тим, що система фазового компаундування автоматично збільшує струм збудження Iв в ОВГ. Чим менше cos навантаження, тим під більш гострим кутом ₁ підсумуються складові Iu й Ii і більше струм Iв в ОВГ, що компенсує розмагнічування поздовжньої реакції статора. Коли cos=0 (чисто індуктивне навантаження), вектори Iu й Ii збігаються.

В якості елемента фазового компаундування в САРН можна застосовувати не тільки дросель, але й конденсатор (рис. 2.2, б і 2.3 б). Однак найчастіше застосовують дросель, тому що індуктивний опір забезпечує краща якість системі компаундування.