Система возбуждения генератора pmg

Нов-электро

Профессиональный сайт для энергетиков

Генератор с постоянным магнитом (PMG) в системе возбуждения генератора

В продолжение статей о синхронных машинах, хочу поделиться с вами интересной информацией о системе возбуждения основанной на возбуждении обмотки возбудителя за счет дополнительного подвозбудителя, в качестве которого, применяется генератор на постоянных магнитах (PMG – Permanent Magnet Generator ).

Из истории вопроса. На сегодняшний день в моей работе возник вопрос об участии в проекте по внедрению собственной малой генерации на предприятии. Ранее, был опыт работы с синхронными электродвигателями, с генераторами опыт минимальный.

Рассматривая предложения различных производителей в одном из таких открыл для себя способ возбуждения синхронного генератора при помощи подвозбудителя на основе генератора на постоянных магнитах (PMG). Обмолвлюсь, что система возбуждения генератора планируется бесщеточная. Пример бесщеточного возбуждения синхронных электродвигателей СТДП я описывал ранее.

И так, из описания генератора (PMG) на постоянных магнитах в качестве подвозбудителя обмотки возбуждения возбудителя генератора следует:

1. Теплообменник типа «воздух-вода». 2. Генератор с постоянным магнитом. 3. Устройство возбуждения. 4. Выпрямитель. 5. Радиальный вентилятор. 6. Воздушный канал.

В данном случае система возбуждения состоит из вспомогательных обмоток или генератора с постоянным магнитом, автоматического регулятора напряжения (AVR), CT и VT для определения тока и напряжения, встроенного устройства возбуждения и вращающегося выпрямителя. В стандартном случае турбогенераторы оборудованы цифровым AVR, обеспечивающим регулирование PF (коэффициента мощности) и выполнение различных функций мониторинга и защиты (ограничение возбуждения, обнаружение перегрузки, возможность резервирования и т.д.). Постоянный ток возбуждения, идущий от AVR, усиливается вращающимся устройством возбуждения и затем выпрямляется вращающимся выпрямителем. Вращающийся выпрямитель состоит из диодов и стабилизаторов напряжения.

Схематичные изображение системы возбуждения турбогенератора с использованием PMG:

Решение с применением генератора на постоянных магнитах (PMG) на главном валу с ротором генератора и бесщеточным возбудителем:

Собственно, на данный момент говорить о преимуществах данного способа регулирования возбуждения для меня не представляется возможным. Думаю, со временем набора информации и опыта поделюсь с вами своим опытом применения PMG.

Источник

Электронный регулятор напряжения с постоянным магнитом — независимая система возбуждения PMG

Генератор переменного тока (альтернатор) с постоянным магнитом (ПМГ) позволяет модернизировать систему возбуждения генератора переменного тока из системы со стандартным самовозбуждением (электрогенераторы DALGAKIRAN в стандартной комплектации поставляются с шунотовой системой — самовозбуждением) в систему с независимым возбуждением.

При этом питание регулятора напряжения и цепи управления возбуждением осуществляется от независимого источника — дополнительного генератора с ротором — постоянным магнитом. Постоянный магнит (PMG) устанавливается на неведующей стороне привода генератора переменного тока и обеспечивает наличие независимого источника мощности возбуждения, с помощью которой создается исходное повышение напряжения.

Система возбуждения с постоянным магнитом (PMG) улучшает характеристику напряжения для генератора переменного тока во время промежуточной нагрузки, например, во время запуска двигателя с большими пусковыми токами, а также при больших набросах нагрузки и генерирует ток короткого замыкания, который необходим для срабатывания защитных устройств.

Изолированность мощности возбуждения позволяет исключить воздействие нелинейных искажений при нагрузке на регулировку.

Системы ПМГ позволяют электростанции иметь характеристики перегрузочной способности до 300% в течение 10 с.

Оборудование компрессорного цеха

Компрессор представляет собой устройство, обеспечивающее получение и дальнейшее использование энергии сжатого газа.

Винтовые компрессоры мощностью 15 кВт

Ключевой особенностью винтовых компрессоров малой мощности является низкий уровень вибраций и полное отсутствие пульсаций газа на выходе из компрессора.

Винтовые компрессоры с осушителем и ресивером

Когда на производстве есть потребность в большом количестве сжатого воздуха, прибегают к использованию винтовых компрессоров.

Источник

Руководство по эксплуатации Представленные в данном руководстве генераторы переменного тока

2.5 – Система возбуждения PMG

В обеих системах возбуждения AREP и PMG используется корректор напряжения R 448.

Генератор с системой возбуждения ^ PMG отличается от генератора с системой SHUNT наличием генератора с постоянным магнитом (PMG). Он устанавливается с торцевой стороны генератора и подсоединяется к корректор напряжения R438.

Генератор с постоянным магнитом (PMG) подает на корректор напряжение, независимое от обмотки главного ротора генератора. В результате этого генератор способен выдерживать токи короткого замыкания и невосприимчив к искажениям, создаваемым нагрузкой.

Корректор напряжения контролирует и корректирует выходное напряжение генератора, регулируя ток возбуждения.

2.5.1 – Корректор напряжения R 438

• Перегрузочная способность: 3 х I_ном. в течение 10с;
• Стандартная система питания: PMG;
• Перегрузочная способность: 8А – 10 сек.;
• Электронная защита (перегрузка, короткое замыкание при размыкании цепи измерения напряжения): перегрузочный ток возбуждения в течение 10 секунд, затем спад величины тока примерно до 1А.

^ Для повторной установки этой защиты необходимо остановить генератор переменного тока (или отключить питание).

— Плавкие предохранители:

• F1 на X1, X2.

— Измерение напряжения: датчик 5 ВА, изолированный посредством трансформатора:

клеммы 0-110В = от 95 до 140В,

клеммы 0-220В = от 170 до 260В,

клеммы 0-380В = от 340 до 520В;

• корректировка напряжения в пределах 1%;
• выбор времени срабатывания (нормальное и быстрое) при помощи перемычки ST2;
• регулирование величины напряжения при помощи потенциометра P2;
• Другие величины напряжения при помощи разделительного трансформатора;
• Измерение тока: (включение на параллельную работу): трансформатор тока 2,5 ВА класс 1, вторичная обмотка 1А (опция);
• регулирования уставки статизма при помощи потенциометра P1;

защита от пониженной частоты вращения (U/f) и функция LAM: установка минимально-допустимой частоты вращения при помощи потенциометра P4 ;

— регулировка максимальной величины тока возбуж-дения при помощи потенциометра P5: от 4,5 до 8А;

— выбор частоты 50/60 Гц при помощи перемычки ST3.

Опции корректора напряжения R438

Характеристики LAM

Для работы с использованием системы возбуждения PMG следует отсоединить перемычку ST9.

3

– ИНСТАЛЛЯЦИЯ

3.1 – Сборка

^ Все погрузочно-разгрузочные работы необходимо выполнять только при помощи соответствующего оборудования.

При любом перемещении генератор необходимо поддерживать в строго горизонтальном положении.

3.1.1 — Погрузочно-разгрузочные работы

Д

остаточно большие кольца на цепных скобах предназначены для погрузки-разгрузки только самого генератора. Запрещается использовать их для поднятия всей генераторной установки. Следует выбрать подъемную систему, которая позволяет фиксацию крюков в определенном положении.

3.1.2 — Соединение генератора с приводным двигателем

3.1.2.1 – Одноопорный генератор

Перед соединением генератора переменного тока с приводным двигателем, необходимо проверить их совместимость путем:

— анализа колебаний крутящего момента в трансмиссии для обоих агрегатов;

— проверка габаритных размеров маховика и картера маховика, фланца, соединительных дисков и их смещения.

При соединении генератора с двигателем: отверстия дисков следует совместить с отверстиями маховика путем проворачивания коленчатого вала двигателя.

Запрещается использовать вентилятор генератора для вращения ротора.

Следует затягивать соединительные болты дисков муфты рекомендуемым моментом затяжки (см. п. 4.6.2) и проверить, имеется ли боковой люфт коленчатого вала.

3.1.2.2 – Двухопорный генератор

Рекомендуется тщательно сцентрировать генератор и двигатель путем следующей проверки: расхождение концентричности и параллельности обеих частей не должно превышать 0.1 мм.

Балансировка этого генератора производится при помощи полушагового ключа.

Источник

Что такое система возбуждения с постоянными магнитами PMG и чем она отличается от других

В настоящее время при производстве дизельных электростанций используются три варианта систем возбуждения: SHUNT, AREP и PMG.

Использование постоянных магнитов в конструкции альтернаторов позволяет модернизировать стандартную систему с самовозбуждением, где энергия возбуждения поступает от обмоток главного выхода, в систему с независимым возбуждением (использование дополнительного генератора с постоянными магнитами). Это позволяет улучшить характеристику напряжения во время работы с нелинейными нагрузками, где пусковые токи могут превышать номинальные до 6-7 раз, что особенно важно при запуске электрических асинхронных двигателей, погружных насосов, сварочных аппаратов и пр.

Стандартная система возбуждения, где в момент просадки напряжения при подключении дополнительной нагрузки автоматический регулятор напряжения (AVR) не получает достаточно питания, может позвонить работать только с перегрузками до 180% от номинальной мощности. При этом система возбуждения PMG благодаря регулировке тока возбуждения позволяет электрогенератору работать даже при коротком замыкании или с трёхкратными токовыми перегрузками.

Главной особенностью генераторов с системой возбуждения PMG является то, что питание катушки возбуждения и автоматического регулятора напряжения обеспечивается от независимого источника, а именно от дополнительного генератора с постоянным магнитом в качестве ротора, таким образом, питание возбуждения не зависит от нагрузки на основной статор. Блок генератора с постоянным магнитом генерирует переменный ток, который регулятор использует как энергию возбуждения. Сам блок устанавливается на том же валу, что и основной альтернатор, на неведущей стороне привода генератора и подключается к регулятору напряжения.

Питание катушек возбуждения при использовании генератора возбуждения на постоянных магнитах (PMG) обеспечивается через автоматический регулятор напряжения. Регулятор контролирует и исправляет выходное напряжение генератора, создающее поле возбуждения, благодаря регулировке тока возбуждения. Точность регулировки обеспечивается тем, что регулятор контролирует среднее напряжение по фазам, а также определяет частоту вращения и автоматически снижает напряжение при её уменьшении. Именно это позволяет избежать избыточного возбуждения при низких оборотах и уменьшает нагрузку на двигатель. Для аварийного управления автоматический регулятор напряжения (AVR) может быть оснащён ручным регулятором, который также питается от генератора с постоянным магнитом.

При обслуживании и демонтаже альтернаторов с постоянными магнитами необходимо соблюдать особую осторожность, поскольку магниты достаточно сильные и могут повредить обмотку при касании статора.

Итак, подводя итог всего вышеперечисленного нужно сказать, что генераторы с системой возбуждения с питанием регулятора напряжения от дополнительного блока с постоянными магнитами имеет ряд значительных преимуществ по сравнению с другими системами возбуждения, главный из которых — возможность стабильно и надёжно работать в условиях значительных перегрузок и даже незначительных замыканий.

Источник

Система возбуждения генератора pmg

Для создания дифференцированного по применениям портфеля продукции разные компании создают различные серии изделий. При этом, в отличии от отечественных производителей, которые в качестве базового документа для изготовления того или иного изделия используют технические условия (ТУ), согласуемые с заказчиком в силу требований ГОСТ 2.114-95. ЕСКД. Технические условия, зарубежные производители не имеют в своей системе конструкторской документации (КД) подобного документа. Происходит это в силу различных подходов к проектированию и изготовлению изделий.

В связи с этим, покупая то или иное изделие Российский заказчик не только не имеет возможности ознакомиться с ТУ, но и не имеет информации о том, требованиям каких стандартов оно соответствует. А поскольку ссылки на зарубежные стандарты для Российского заказчика бессмысленны, на рынке складывается недостаток достоверной информации о характеристиках тех или иных изделий.

В настоящей статье кратко описываются различные системы возбуждения синхронных генераторов Leroy-Somer с целью предоставить более подробную информацию о том, какие характеристики имеют синхронные генераторы с той или иной системой возбуждения и какой отечественной нормативной документации они соответствуют.

Система возбуждения SHUNT для базовых применений

— Автоматический регулятор напряжения (AVR) питается от силовых шин генератора.

— Измерение напряжения производится с тех же силовых шин генератора.

— AVR генерирует и регулирует ток возбуждения в зависимости от выходного напряжения генератора.

Система возбуждения SHUNT является чрезвычайно простой и ее конструкция идеально подходит для базовых применений. Данная система не обеспечивает поддержание напряжения на силовых выводах генератора при высоких перегрузках и работы в режиме короткого замыкания.

Синхронные генераторы Leroy-Somer с системой возбуждения SHUNT соответствуют требованиям ГОСТ Р 52776-2007. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и технические характеристики. Основным из этих требований является устойчивость к кратковременной перегрузке по выходному току 150% номинального тока в течение 120 секунд, которое задает гораздо более жесткие условия, чем требования обычно применяющегося при конструировании синхронных генераторов стандарта МЭК 34-1 или аналогичного EH 60034-1 (150% номинального тока в течение 30 сек).

Система возбуждения PMG для требовательных применений

Основной генератор имеет ту же конструкцию, что и синхронный генератор применяемый с системой возбуждения SHUNT.

— Питание AVR поступает от генератора (подвозбудителя) на постоянных магнитах (PMG), который установлен на дополнительном конце валу в задней части генератора. PMG обеспечивает постоянное напряжение, не зависящее от выходного напряжения синхронного генератора.

— Измерение напряжения производится на выходных клеммах генератора. Поэтому, при любой нагрузке AVR обеспечивает ток возбуждения соответствующий нагрузке, в зависимости от изменения уставки выходного напряжения.

Система возбуждения PMG обеспечивает высокую перегрузочную способность синхронного генератора (наброс нагрузки или запуск электродвигателя) и возможность выдерживать короткое замыкание (300% номинального тока в течение 10 секунд) для того, чтобы обеспечить надежное отключение тепловой защиты неисправной ветви электрической нагрузки: Самовозбуждение синхронного генератора не зависит от остаточной намагниченности . Это особенно подходим для требовательных применений. Система PMG имеет более высокие эксплуатационные характеристики, чем система возбуждения SHUNT.

Синхронные генераторы Leroy-Somer с системой возбуждения SHUNT соответствуют требованиям ГОСТ Р 52776-2007. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и технические характеристики и более жестким требованиям ГОСТ Р 53471-2009. Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия.

Система возбуждения AREP для требовательных применений (запатентовано Leroy-Somer)

Система возбуждения AREP объединяет систему возбуждения SHUNT с компаундной системой возбуждения и таким образом сочетает в себе свойства этих двух система. Синхронный генератор с системой возбуждения AREP является полиморфным синхронным генератором, управляемым возбуждением. В таком синхронном генераторе, автоматический регулятор напряжения получает питание от двух независимых дополнительных обмоток уложенных вместе с основной статорной обмоткой:

— Напряжение первой дополнительной обмотки H1 пропорционально выходному напряжению генератора (характеристика шунт/shunt).

— Напряжение второй дополнительной обмотки H3 пропорционально току, выдаваемому генератором и зависит от приложенной к синхронному генератору нагрузки (компаундная/compound характеристика – эффект бустера).

— Суммарной напряжение двух дополнительных обмоток питает AVR.

Эта цепь питания AVR не зависит от напряжения, измеряемого на выводных клеммах синхронного генератора. Поэтому, ток возбуждения, подаваемый регулятором напряжения на возбудитель синхронного генератора независимо от любых возмущений выходного напряжения (гармоники), вызываемых нагрузкой генератора.

Система возбуждения AREP обеспечивает высокую перегрузочную способность синхронного генератора (наброс нагрузки или запуск электродвигателя) и возможность выдерживать короткое замыкание (300% номинального тока в течение 10 секунд) для того, чтобы обеспечить надежное отключение тепловой защиты неисправной ветви электрической нагрузки: синхронный генератор с системой возбуждения AREP имеет меньшие габаритные размеры. чем генератор с системой возбуждения PMG и особенной подходит для требовательных применений.

Для обеспечения гарантированного самовозбуждения синхронного генератора в случае длительного простоя и снижения остаточной намагниченности индуктора возбудителя и главного индуктора в синхронных генераторах Leroy-Somer применяется опция PMI (Permanent Magnet Inserts). В этом случае в железа индуктора возбудителя устанавливаются постоянные магниты, которые обеспечивают намагниченность индуктора возбудителя и наженое самовозбуждение синхронного генератора, даже если он простаивал без работы длительное время.

Синхронные генераторы Leroy-Somer с системой возбуждения SHUNT соответствуют требованиям ГОСТ Р 52776-2007. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и технические характеристики и более жестким требованиям ГОСТ Р 53471-2009. Генераторы трехфазные синхронные мощностью свыше 100 кВт. Общие технические условия.

Сравнение различных систем возбуждения

* Для обеспечения надежного самовозбуждения, в обмотку индуктора возбудителя установлены постоянные магниты, которые обеспечивают самовозбуждение генератора даже в условиях потери остаточного магнетизма после длительного простоя.

Аналоговые или цифровые автоматические регуляторы напряжения в соответствии с требованиями заказчиков

Автоматические регуляторы напряжения Leroy-Somer являются результатом многолетнего опыта компании в производстве электронной техники. Они разработаны для удовлетворения самых взыскательных требований заказчиков по характеристикам, соответствию стандартам и надежности.

Основные принципы разработки и изготовления регуляторов напряжения Leroy-Somer:

— Простой, дружественный интерфейс пользователя;

— Использование IGBT-транзисторов для наилучшей работы в условиях нелинейных искажений от нагрузки;

— Стабильность напряжения ±0.5% в установившемся режиме с малым временем отклика ( TM установка параметров и мониторинг работы с дружественным интерфейсом

— Однофазное или трехфазное измерение напряжения

— Настраиваемая защита от снижения скорости по характеристике U/f и функции LAM

— Защита от перенапряжения на статоре

— Встроенная параллельная работа между генераторами и с сетью

— Базовая версия с поддержкой последовательной передачи данных по USB (Bluetooth в качестве опции)

— Расширенная версия с модулем связи по полевым шинам (PRPRIO LAN, CAN OPEN)

Системы облегчения приема и сброса нагрузки встроены в регуляторы напряжения Leroy—Somer

Характеристика U/f

— Учитывает влияние наброса нагрузки

— Мгновенная реакция регулятора при снижении скорости ниже порогового значения

— Постепенное нарастание напряжения до номинального

Функция LAM

— Модуль облегчения приема нагрузки

— Снижение падения напряжения и длительности переходного процесса установления скорости дизельного двигателя

— Возможность увеличение набрасываемой нагрузки при том же допустимом отклонении скорости вращения дизельного двигателя

— Адаптивная настройка LAM для набросов нагрузки > 60%

Источник