Возбудители генераторов и ГЭД

В ГЭУ для питания обмоток возбуждения генераторов и ГЭД применяют различные возбудители, которые дают возможность изменять большие токи возбуждения с помощью малых сигналов и в то же время позволяют получить статические и динамические характеристики ГЭУ. В качестве возбудителей применяют генераторы постоянного тока независимого возбуждения, электромашинные усилители управление напряжением которых осуществляется непосредственным изменением токов возбуждения этих возбудителей, магнитные усилители и вентильные (тиристорные) возбудители. Возбудителями могут быть также синхронные генераторы (СГ) с выпрямителями на выходе. Для управления возбудителями иногда применяются подвозбудители, которыми служат ЭМУ, магнитные усилители или электронные усилители.

Машинные возбудители приводятся во вращение электродвигателями, получающими энергию от судовой сети. По правилам Регистра для главных генераторов и ГЭД – предусматриваются резервные возбудители. Системы возбуждения с магнитными усилителями и управляемыми вентилями питаются от судовой сети переменного тока.

Применяемые в качестве возбудителей генераторы постоянного тока, имеют обмотку независимого возбуждения, в которой ток изменяется вручную или автоматически с помощью дополнительных устройств – возбудителей и системы управления. Генератор постоянного тока (ГПТ), являющийся возбудителем, работает на нагрузку с постоянным сопротивлением. Этим он отличается от генератора питающего сеть с постоянным напряжением. Ток возбуждения возбудителя и его напряжение могут изменяться от нуля до номинального значения. Вследствие этого рабочей характеристикой возбудителя является характеристика, выражающая зависимость напряжения генератора от тока возбуждения при постоянном сопротивлении нагрузки.

Машина постоянного тока может рассматриваться как усилитель с малым быстродействием, входным сигналом которого является напряжение обмотки возбуждения, а выходным - напряжение на якоре. Для повышения быстродействия возбудителя и уменьшения сигнала управления применяются ЭМУ поперечного и продольного поля. ЭМУ обладают большим быстродействием, вследствие чего могут создавать форсированное возбуждение на короткое время и позволяет простыми средствами осуществлять управление ГЭУ. Для усиления форсировки возбуждения генератора или ГЭД режим работы ЭМУ-возбудителя должен соответствовать ненасыщенной части регулировочной характеристики, которую с некоторым приближением можно считать линейной.

Возбуждение на управляемых вентилях представляет собой многофазный одно или двухполупериодный мост, получающий питание от многофазной сети непосредственно или через трансформатор. Этот выпрямитель выполняет одновременно роль усилителя и выпрямителя и управляется сигналами малой мощности. Вентильные возбудители позволяют быстро гасить магнитное поле генераторов и ГЭД при остановках, реверсах и аварийном отключении электрических машин. Быстрое гашение магнитного поля, т.е. снижение тока возбуждения до нуля, происходит при противовключении возбудителя.

Тиристорные возбудители позволяют осуществить такое противовключение без разрыва и переключения цепи возбуждения. Для этого выпрямитель переводится в режим противовключения – вынужденный инверторный режим. В номинальном режиме < соответствующего , вследствие чего при необходимости можно значительно увеличить ток возбуждения.