ما هو نظام الإثارة: أنواعه وعناصره

تم تطوير نظام الإثارة الأول في عام 1971 بواسطة Kinte Industrial Co. Ltd. بعض أنظمة الإثارة وموردي أجهزة الإثارة هي الأسطح الصوتية وتقنيات Spincore ومنتجات Mitsubishi Electric Power وأجزاء DirectMed وشركة Basler Electric وما إلى ذلك. يستخدم هذا النظام في توفير التيار المستمر أو التيار المستمر للآلات المتزامنة. المثيرات التي تعمل بالتيار المستمر أو المثيرات المترددة أو دوائر الاستشعار أو المعالجة الإلكترونية مكبرات الصوت والمعدلات ودوائر التغذية المرتدة لنظام الإثارة هي العناصر الأساسية لأنظمة الإثارة المختلفة. في هذه المقالة ، يتم شرح الأنواع المختلفة لأنظمة الإثارة والعناصر والمزايا والعيوب.

ما هو نظام الإثارة؟

تعريف: النظام الذي يوفر التيار المستمر لملف مجال الآلة المتزامن لأداء وظائف الحماية والتحكم في نظام الطاقة. يتكون هذا النظام من المثير ، PSS (مثبت نظام الطاقة) ، AVR (منظم الجهد الأوتوماتيكي) ، وحدة المعالجة ، وعناصر القياس. التيار الذي يوفره هذا النظام هو تيار الإثارة. يتم الحصول على قيم إدخال هذا النظام باستخدام عناصر القياس ، لأن اللف الميداني لمثير المولد هو مصدر الطاقة الكهربائية وتقوم دائرة منظم الجهد اللاإرادي بالتحكم في تيار المثير ، ويستخدم مثبت PSS لإنتاج إشارات إضافية في حلقة التحكم.

أنواع نظام الإثارة

يظهر تصنيف نظام الإثارة في الشكل أدناه.

أنواع الإثارة

نظام الإثارة DC

يتكون نظام DC (التيار المباشر) من نوعين من المثيرات وهما المثير الرئيسي والمثير الطيار. يتم ضبط خرج المثير بواسطة منظم الجهد الأوتوماتيكي للتحكم في المولد انتاج التيار الكهربائي. عبر ملف المجال ، يتم توصيل المقاوم التفريغ الميداني عندما يكون قاطع المجال مفتوحًا. يمكن تشغيل هذين المثيرين في نظام التيار المباشر إما عن طريق المحرك أو العمود الرئيسي. يبلغ معدل جهد المثير الرئيسي حوالي 400 فولت. ويرد أدناه رقم نظام التيار المستمر.

الإثارة العاصمة

مزايا

مزايا نظام DC هي

• أكثر موثوقية
• مدمجة الحجم

سلبيات

عيوب نظام DC هي

• حجم كبير
• كان تنظيم الجهد معقدًا
• استجابة بطيئة للغاية

نظام الإثارة AC

يتكون نظام التيار المتردد (التيار المتردد) من جسر مقوم الثايرستور ومولد التيار المتصلين مباشرة بالعمود الرئيسي. المثير الرئيسي في نظام التيار المتناوب يكون إما منفصلاً أو متحمسًا ذاتيًا. يصنف هذا النظام إلى نوعين هما نظام دوار أو نظام ثايرستور دوار. يظهر تصنيف نظام التيار المتردد في الشكل أدناه.

تصنيف الإثارة

الدورية نظام الثايرستور

يظهر الشكل الدوار أو نظام الدوار الثايرستور أدناه. يتكون الجزء الدوار من هذا من حقل المولد المعدل ، دارة مقوم ، ومصدر طاقة ، ومثير تيار متردد أو محرض تيار متردد. يتم إنشاء إشارة التشغيل المتحكم بها عن طريق وحدة التحكم في التيار الكهربائي والمقوم.

الدورية من نوع الثايرستور

مزايا

مزايا نظام الثايرستور الدوار

• ردفعل سريع
• بسيط
• تكلفة منخفضة

سلبيات

العيب الرئيسي هو أن معدل استجابة الثايرستور منخفض للغاية

نظام فرش

الجزء الثابت والدوار هما المكونان الرئيسيان لنظام المولد الخالي من الفرشاة. يتكون جسم الجزء الثابت من الجزء الثابت الرئيسي والجزء الثابت المثير بالمثل ، تتكون مجموعة الجزء المتحرك من الدوار الرئيسي ودوار المثير جنبًا إلى جنب مع مجموعة مقوم الجسر المركب على لوحة متصلة بالعضو الدوار.

يحتوي الجزء الثابت للمثير على مغناطيسية متبقية عندما يبدأ الجزء المتحرك في تدوير خرج التيار المتردد (التيار المتردد) في ملفات الدوار المحرض ويتم تمرير هذا الإخراج عبر مقوم الجسر. يتم تحويل الإخراج الذي يمر عبر مقوم الجسر إلى تيار مستمر (تيار مباشر) ويتم إعطاؤه إلى الدوار الرئيسي. يولد الدوار الرئيسي المتحرك التيار المتناوب في ملفات الدوار الرئيسية الثابتة.

يلعب المثير دورًا رئيسيًا في التحكم في خرج المولد. تيار مغنطة التيار المستمر المقدم إلى الدوار ، وهو مجال المولد الرئيسي ، وبالتالي إذا قمنا بزيادة أو تقليل كمية التيار إلى ملفات مجال المثير الثابت ، يمكن أن يتنوع خرج المولد الرئيسي. يظهر نظام الفرشاة في الشكل أدناه.

فرشاة بدون نوع

بالنسبة للمولد المتزامن ، يوفر نظام الفرشاة تيارًا ميدانيًا بدون استخدام حلقة الانزلاق وفرشاة الكربون. نظام المثير بدون فرش مقترن بعمود دوار مع 16 PMG (مسبب مغناطيسي دائم) ومثير رئيسي ثلاثي الأطوار مع مقوم ديود سيليكون. ينتج المثير ذو المغناطيس الدائم 400 هرتز و 220 فولت تيار متردد.

عمود الدوران الرئيسي لمولد التيار المتردد مقترن بدائرة المثير بدون فرش من خلال عدم وجود فرش ، وعدم وجود حلقات انزلاق ، ومن خلال أسلاك توصيل الدوار. يتم توصيل المخرج الرئيسي للمثير بجسر SCR في عمود التقديس بينما المثير المغناطيس الدائم والمثير الرئيسي متصلان بالعمود الصلب.

مزايا

مزايا نظام فرش

• الموثوقية ممتازة
• مرونة العملية جيدة
• استجابات النظام جيدة
• لا يوجد اتصال متحرك في نظام الفرشاة ، لذا فإن الصيانة منخفضة

سلبيات

عيوب نظام فرش

• الاستجابة بطيئة
• لا يوجد تهييج سريع

نظام ثابت

يتكون هذا النظام من محولات المعدل ، ومرحلة خرج SCR ، وبدء الإثارة ، ومعدات التفريغ الميداني ، ودوائر التنظيم والتحكم التشغيلي. في هذا النظام ، لا يوجد جزء دوار ، لذلك لا توجد خسائر في انحراف القذيفه بفعل الهواء ولا خسائر دورانية. في هذا النظام ، يتم نقل المخرجات ثلاثية الطور للمولد الرئيسي إلى محول التنحي ويكون النظام أرخص في المولد الصغير الذي يقل عن 500 ميجا فولت أمبير. يظهر النظام الثابت في الشكل أدناه.

نظام الإثارة الساكنة

مزايا

مزايا النظام الساكن

• الموثوقية جيدة
• مرونة العملية جيدة جدا
• استجابات النظام ممتازة
• صغير الحجم
• خسارة منخفضة
• بسيط
• أداء عالي

سلبيات

العيوب الرئيسية للنظام الساكن هي أنه يتطلب حلقة انزلاق وفرشاة

عناصر وإشارات نظام الإثارة

يظهر الرسم التخطيطي العام لنظام التحكم في الآلة المتزامن في الشكل أدناه. يتكون الشكل من خمس كتل هي كتلة عناصر التحكم ، وكتلة المثير ، ومحول الجهد الطرفي ، ومعوض الحمل ، والآلة المتزامنة ونظام الطاقة ، ومثبت نظام الطاقة والتحكم الإضافي المتقطع في الإثارة.

مخطط كتلة لنظام التحكم المتزامن في الآلة

حيث EFD هو متزامن جهد مجال الآلة أو جهد خرج المثير ، تيار حقل آلة متزامن IFD أو هو تيار خرج المثير ، IT هو طور التيار الطرفي المتزامن للآلة ، VC هو خرج محول الجهد الطرفي ، VOEL هو خرج محدد الإفراط ، VR هو خرج منظم الجهد ، VS هو خرج مثبت نظام الطاقة ، VSI هو مدخل مثبت نظام الطاقة ، VREF هو الجهد المرجعي لمنظم الجهد ، و VUEL هو خرج محدد الإثارة.

أسئلة وأجوبة

1). ما هو جهد الإثارة؟

إنه مقدار الجهد المطلوب لإثارة ملف المجال ويختلف الجهد حسب التحكم في المعدل. الجهد المتناوب والجهد المباشر هما نوعان من جهد الإثارة.

2). لماذا يستخدم DC للإثارة؟

يتم إنتاج التيار الكهربائي فقط عندما يدور السلك في مجال مغناطيسي ثابت يتم الحصول عليه بجهد تيار مباشر فقط (DC) ، لذلك يتم تطبيق جهد التيار المستمر على ملف للحصول على المجال المغناطيسي الثابت.

3). لماذا تحتاج المولدات إلى الإثارة؟

الإثارة مطلوبة للمولد لإنشاء مجال مغناطيسي ولتوفير مجال مغناطيسي دوار ثابت أو ثابت.

4). ماذا يحدث عندما تفقد المولدات الإثارة؟

يتناقص تيار الجزء المتحرك عند إثارة فقدان المولد وبحلول وقت المجال الثابت يتحلل جهد المجال أيضًا.

5). لماذا نحتاج إلى نظام إثارة للمولدات؟

هذا النظام ضروري للمولد للتحكم في الجهد والقدرة التفاعلية للمولد أو المولد المتزامن.

في هذه المقالة ، فإن أنواع مختلفة من أنظمة الإثارة ومزايا وعيوب النظام. إليك سؤال لك ما هو المثير الطيار في نظام الإثارة بالتيار المستمر؟