Характеристика переходного напряжения генератора переменного тока, возникающего вследствие внезапного изменения нагрузки
А.1 Общие положения
А.1.1 При внезапном изменении нагрузки изменяется (уменьшается или увеличивается) напряжение на выводах генератора. Одна из функций системы регулятор - возбудитель заключается в обнаружении изменения напряжения на выводах генератора и изменении возбуждения магнитного поля для восстановления прежнего напряжения на выводах генератора. Максимальное переходное отклонение напряжения на выводах генератора определяется:
a) значением напряжения, коэффициентом мощности, значением и скоростью изменения прилагаемой нагрузки;
b) значением напряжения, коэффициентом мощности и зависимостью тока от напряжения первоначальной нагрузки;
c) временем реагирования и способностью восстановления напряжения системой регулятор - возбудитель;
d) временем восстановления частоты вращения двигателя внутреннего сгорания после внезапного изменения нагрузки.
Характеристики переходного напряжения определяют работу системы, состоящей из генератора, возбудителя, регулятора и двигателя внутреннего сгорания, и не могут быть установлены только по данным генератора. В настоящем приложении рассмотрены генератор и система регулирования возбуждения.
При выборе или применении генераторов потребителем должно быть задано или указано максимальное переходное отклонение значения напряжения от номинального значения (падение напряжения), возникающее вследствие внезапного увеличения нагрузки.
По требованию потребителя изготовитель должен представлять информацию об ожидаемом переходном отклонении напряжения в любом из двух вариантов:
a) для генератора как единого агрегата, состоящего из генератора, возбудителя и регулятора;
b) полные данные, определяющие переходные характеристики регулятора и возбудителя (при его наличии).
Ожидаемое переходное отклонение напряжения обеспечивают созданием следующих условий, если не указаны другие:
a) должна быть установлена постоянная частота вращения (номинальная);
b) генератор, возбудитель и регулятор должны работать без нагрузки при номинальном напряжении, а начальная температура должна соответствовать температуре окружающей среды;
c) подключение указанной в технических условиях линейной нагрузки должно быть с постоянным полным сопротивлением.
Примечание - Ожидаемое переходное отклонение значения напряжения от номинального значения определяют по изменению напряжения всех фаз на выводах генератора, т.е. не требуется учет асимметрии фаз, на которую влияют факторы, не зависящие от изготовителя генератора.
А.2 Примеры
На ленте самопишущего прибора указано значение выходного напряжения в зависимости от времени для демонстрации переходных характеристик генератора, возбудителя и регулятора при внезапном изменении нагрузки. Для определения характеристик прибора необходимо учитывать весь диапазон изменения напряжения.
На рисунках А.1-А.3 изображены два случая изменения напряжений, зарегистрированных самопишущим прибором. Эти рисунки и типовые расчеты приведены в качестве примера определения переходных характеристик системы генератор - возбудитель - регулятор при внезапном изменении нагрузки.
- время; - напряжение, В; - наброс нагрузки; - диапазон допустимых отклонений установившегося напряжения, В; - напряжение холостого хода, В; - номинальное напряжение на выводах, В; - переходное минимальное напряжение, В; - установившееся показание вольтметра (среднеквадратичное значение напряжения восстановления), В; - минимально допустимое установившееся напряжение, В; - максимально допустимое установившееся напряжение, В; - момент приложения нагрузки; - момент вхождения в заданный диапазон напряжения; - время восстановления напряжения до заданного диапазона, с
Рисунок А.1 - Характеристика переходного напряжения (наброс нагрузки)
- время; - напряжение, В; - сброс нагрузки; - диапазон допустимых отклонений установившегося напряжения, В; - номинальное напряжение на выводах, В; - минимальное переходное напряжение, В; - максимальное переходное напряжение, В; - установившееся показание вольтметра (среднеквадратичное значение напряжения восстановления), В; - минимально допустимое установившееся напряжение, В; - максимально допустимое установившееся напряжение, В; - момент приложения нагрузки; - момент вхождения в заданный диапазон напряжения; - время восстановления напряжения при сбросе нагрузки, с
Рисунок А.2 - Характеристика переходного напряжения (сброс нагрузки)
- время; - ток, A; - напряжение, В; - напряжение холостого хода, В; - минимальное переходное напряжение, В; - установившееся показание вольтметра (среднеквадратичное значение напряжения восстановления), В; - переходное отклонение напряжения при набросе нагрузки, В; - амплитуда полного размаха минимального переходного напряжения, мм; - амплитуда полного размаха напряжения восстановления; - момент приложения нагрузки; - момент вхождения в заданный диапазон напряжения; - время восстановления напряжения до заданного диапазона, с
Рисунок А.3 - Переходное напряжение генератора в зависимости от времени при набросе нагрузки