Sisteme de excitatie ale masinilor sincrone

Sisteme de excitatie ale masinilor sincrone

Problema de baza in exploatarea masinilor sincrone consta in alegerea potrivita a sistemului de excitatie corespuzator si de comanda a sa. Aceasta depinde de puterea, constructia si utilizarea masinii: generator sau motor.

Principiile de baza privind variantele si functionarea sistemelor de excitatie ale masinilor sincrone sunt doua:

Ø  sisteme cu excitatie independenta;

Ø  sisteme cu autoexcitatie.

In cele doua sisteme exista variante pentru alimentarea directa a infasurarii de excitatie a rotorului ce antreneaza excitatoarea proprie E (interna). Obisnuit in acest caz, E se monteaza pe arborele masinii sincrone. Aceasta excitatie este fara contacte.

In practica sunt larg raspandite si alte variante - fara contacte. Acestea se realizeaza, cand se cere obtinerea tensiunii continue de alimentare de la o sursa prin ansamblul constructiv - inele de contact si perii.

Schemele principale ale sistemelor cu excitatie independenta si cu auto-excitatie sunt indicate in fig.5.30 si fig.5.31.

Sistem de excitatie independenta

Dintre aceste sisteme cele mai utilizate sunt doua:

Ø excitate de tensiunea de iesire a generatorului de excitatie (fig.5.30 a);

Ø excitate prin comanda redresorului de curent, ce se alimenteaza din reteaua electrica (fig.5.30 b).

Excitatoarele (generatoarele) pot fi: generatoare de c.c., generatoare sincrone, generatoare inductoare de inalta frecventa (masini sincrone speciale).

In figura este indicat generatorul de c.c. Infasurarea lui de excitatie se poate conecta in paralel cu infasurarea indusului propriu (excitatie in paralel) sau la infasurarea indusului altui generator de c.c. de putere mai mica, numit de sub-excitator (SE). Obisnuit, rotorul masinii sincrone si rotorul excitatoarei sunt cu-plate pe acelasi arbore. Mai potrivita este reglarea curentului de excitatie al masinii sincrone, prin circuitul infasurarii de excitatie al excitatoarei E sau SE (subexcita-toarei) datorita puterii ei mai mici utilizand regulatorul excitatiei excitatoarei (RE).

Generatorul E poate fi si in agregat separat cu motor asincron de antrenare.

a b

Fig.5.30 Schemele de excitatie independenta ale masinii sincrone:

a) excitate de tensiunea de iesire a generatorului de excitatie;

b) excitate prin comanda redresorului de curent alimentat din retea

Sistem de excitatie cu autoexcitatie

La aceste sisteme, energia pentru excitatia masinii sincrone se obtine de la iesirea infasurarii indusului. Procesul de autoexcitatie este analog cu acela de la generatorul asincron, care functioneaza cu retea electrica proprie - la inceputul ei, se induce t.e.m. datorita magnetismului permanent. Aceasta t.e.m. alimenteaza infasurarea de excitatie a excitatoarei (E), iar curentul indusului ei alimenteaza infasurarea de excitatie a masinii sincrone.

Ca excitatoare E se pot utiliza generatoare de c.c. si generatoare sincrone. In fig.5.31 b este prezentata schema in care se conecteaza prin intermediul redresorului de curent la infasurarea indusului masinii sincrone cu constructie inversata. La aceste masini, infasurarea indusului este in rotorul cuplat la arborele excitatoarei masinii sincrone, iar infasurarea de excitatie este imobila in statorul lui E. Aceasta infasurare este alimentata de la bornele proprii ale masinii sincrone prin regulatorul de excitatie RE si redresorul de curent.

In aceste cazuri, sistemul de excitatie este fara contacte, constructia generala a masinii sincrone se simplifica si se inlatura sistemul inele de contact-perii.

In fig.5.31 a se prezinta un desen simplu al GS cu autoexcitatie prin E - masina sincrona cu constructie inversata si conexiuni fara contacte intre a GS si E.

Fig.5.31 a) GS cu autoexcitatie prin E - MS in constructie inversata si fara contacte intre w_e al GS si E; b) schemele de autoexcitatie ale masinii sincrone; c) fotografia unui GS fara perii.

Schema principala a excitatiei este data in fig.5.31 b. In sistem sunt prevazu-te legaturile inverse. Fotografia unui generator fara perii demontat este prezentata in fig.5.31 c. In primul plan se observa partile sale rotitoare (rotorul excitatoarei si rotorul generatorului sincron).