Innanzitutto, è necessario limitare l'ambito della discussione per evitare di renderla troppo imprecisa. Il generatore qui discusso si riferisce a un generatore sincrono trifase senza spazzole, di seguito denominato semplicemente "generatore".
Questo tipo di generatore è costituito da almeno tre parti principali, che saranno menzionate nella discussione seguente:
Generatore principale, suddiviso in statore principale e rotore principale; Il rotore principale fornisce un campo magnetico e lo statore principale genera elettricità per alimentare il carico; Eccitatore, suddiviso in statore eccitatore e rotore; Lo statore eccitatore fornisce un campo magnetico, il rotore genera elettricità e, dopo la rettifica tramite un commutatore rotante, fornisce energia al rotore principale; Il regolatore automatico di tensione (AVR) rileva la tensione di uscita del generatore principale, controlla la corrente della bobina dello statore eccitatore e raggiunge l'obiettivo di stabilizzare la tensione di uscita dello statore principale.
Descrizione del lavoro di stabilizzazione della tensione AVR
L'obiettivo operativo dell'AVR è quello di mantenere stabile la tensione di uscita del generatore, comunemente nota come "stabilizzatore di tensione".
Il suo funzionamento è quello di aumentare la corrente dello statore dell'eccitatore quando la tensione di uscita del generatore è inferiore al valore impostato, il che equivale ad aumentare la corrente di eccitazione del rotore principale, facendo sì che la tensione del generatore principale salga al valore impostato; al contrario, ridurre la corrente di eccitazione e consentire alla tensione di diminuire; se la tensione di uscita del generatore è uguale al valore impostato, l'AVR mantiene l'uscita esistente senza regolazione.
Inoltre, in base alla relazione di fase tra corrente e tensione, i carichi CA possono essere classificati in tre categorie:
Carico resistivo, in cui la corrente è in fase con la tensione applicata; Carico induttivo, in cui la corrente è in ritardo rispetto alla tensione; Carico capacitivo, in cui la corrente è in anticipo rispetto alla tensione. Un confronto tra le tre caratteristiche di carico ci aiuta a comprendere meglio i carichi capacitivi.
Per i carichi resistivi, maggiore è il carico, maggiore è la corrente di eccitazione richiesta per il rotore principale (per stabilizzare la tensione di uscita del generatore).
Nella discussione successiva, useremo la corrente di eccitazione richiesta per i carichi resistivi come standard di riferimento, il che significa che quelli più grandi sono definiti più grandi; noi li chiamiamo più piccoli.
Quando il carico del generatore è induttivo, il rotore principale richiederà una corrente di eccitazione maggiore affinché il generatore mantenga una tensione di uscita stabile.
Carico capacitivo
Quando il generatore incontra un carico capacitivo, la corrente di eccitazione richiesta dal rotore principale è minore, il che significa che la corrente di eccitazione deve essere ridotta per stabilizzare la tensione di uscita del generatore.
Perché è successo questo?
Dobbiamo comunque ricordare che la corrente sul carico capacitivo è in anticipo rispetto alla tensione, e queste correnti in anticipo (che fluiscono attraverso lo statore principale) genereranno una corrente indotta sul rotore principale, che risulta sovrapposta positivamente alla corrente di eccitazione, amplificando il campo magnetico del rotore principale. Pertanto, la corrente proveniente dall'eccitatore deve essere ridotta per mantenere stabile la tensione di uscita del generatore.
Maggiore è il carico capacitivo, minore è l'uscita dell'eccitatore; quando il carico capacitivo aumenta fino a un certo punto, l'uscita dell'eccitatore deve essere ridotta a zero. L'uscita dell'eccitatore è zero, che rappresenta il limite del generatore; a questo punto, la tensione di uscita del generatore non sarà autostabile e questo tipo di alimentatore non è idoneo. Questa limitazione è anche nota come "limitazione di sottoeccitazione".
Il generatore può accettare solo una capacità di carico limitata; (Naturalmente, per un generatore specifico, ci sono anche limitazioni sulle dimensioni dei carichi resistivi o induttivi.)
Se un progetto è problematico a causa di carichi capacitivi, è possibile scegliere di utilizzare fonti di alimentazione IT con capacità per kilowatt inferiore o utilizzare induttori per la compensazione. Non lasciare che il gruppo elettrogeno funzioni in prossimità del limite di "sottoeccitazione".
Data di pubblicazione: 07-09-2023
