ระบบกระตุ้นคืออะไร: ประเภทและองค์ประกอบ

ระบบกระตุ้นครั้งแรกได้รับการพัฒนาในปี 1971 โดย Kinte Industrial Co. Ltd. ระบบกระตุ้นและซัพพลายเออร์บางส่วน ได้แก่ พื้นผิวเสียง, Spincore Technologies, Mitsubishi Electric Power Products, DirectMed Parts, Basler Electric Co. เป็นต้นระบบนี้ใช้เพื่อ จัดหาแหล่งจ่ายไฟ dc หรือ DC ให้กับเครื่องซิงโครนัส dc exciters, ac exciters, การตรวจจับสัญญาณหรือวงจรการประมวลผล, อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องขยายเสียง วงจรเรียงกระแสและวงจรป้อนกลับเสถียรภาพของระบบกระตุ้นเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบกระตุ้นที่แตกต่างกัน ในบทความนี้จะอธิบายเกี่ยวกับระบบกระตุ้นองค์ประกอบข้อดีและข้อเสียประเภทต่างๆ

ระบบกระตุ้นคืออะไร?

คำจำกัดความ: ระบบที่จ่ายกระแสตรงให้กับขดลวดสนามเครื่องซิงโครนัสเพื่อทำหน้าที่ป้องกันและควบคุมระบบไฟฟ้า ระบบนี้ประกอบด้วย Exciter, PSS (Power System Stabilizer), AVR (Automatic Voltage Regulator), หน่วยประมวลผลและองค์ประกอบการวัด กระแสไฟฟ้าที่ระบบนี้ให้มาคือกระแสกระตุ้น ค่าอินพุตระบบนี้ได้มาจากการใช้องค์ประกอบการวัดสำหรับการคดเคี้ยวสนามของตัวกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าและวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติทำหน้าที่ควบคุมกระแสของตัวกระตุ้น PSS Stabilizer จะใช้เพื่อสร้างสัญญาณเพิ่มเติมในวงควบคุม

ประเภทของระบบกระตุ้น

การจำแนกประเภทของระบบกระตุ้นจะแสดงในรูปด้านล่าง

ประเภทของการกระตุ้น

ระบบกระตุ้น DC

ระบบ DC (กระแสตรง) ประกอบด้วยตัวกระตุ้นสองประเภทคือตัวกระตุ้นหลักและตัวกระตุ้นนักบิน เอาต์พุตของตัวกระตุ้นจะถูกปรับโดยตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติเพื่อควบคุม เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้าขั้วเอาท์พุท ข้ามสนามที่คดเคี้ยวตัวต้านทานการปลดปล่อยสนามจะเชื่อมต่อเมื่อเบรกเกอร์สนามเปิดอยู่ ตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองนี้ในระบบไฟฟ้ากระแสตรงสามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์หรือเพลาหลัก พิกัดแรงดันไฟฟ้าของ Exciter หลักอยู่ที่ประมาณ 400 V รูประบบ DC แสดงอยู่ด้านล่าง

กระตุ้น dc

ข้อดี

ข้อดีของระบบ DC คือ

• น่าเชื่อถือยิ่งกว่า
• ขนาดกะทัดรัด

ข้อเสีย

ข้อเสียของระบบ DC คือ

• ขนาดใหญ่
• การควบคุมแรงดันไฟฟ้ามีความซับซ้อน
• ตอบสนองช้ามาก

ระบบกระตุ้น AC

ระบบ AC (กระแสสลับ) ประกอบด้วยสะพานเรียงกระแสไทริสเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาหลัก ตัวกระตุ้นหลักในระบบกระแสสลับจะแยกออกจากกันด้วยความตื่นเต้นหรือตื่นเต้นด้วยตนเอง ระบบนี้แบ่งออกเป็นสองประเภทคือระบบโรเตอร์หรือระบบไทริสเตอร์หมุน การจำแนกประเภทของระบบ ac แสดงไว้ในรูปด้านล่าง

การจำแนกประเภทของ ac-excitation

ระบบไทริสเตอร์หมุน

ไทริสเตอร์หมุนหรือรูประบบโรเตอร์แสดงอยู่ด้านล่าง ส่วนที่หมุนนี้ประกอบด้วยฟิลด์อัลเทอร์เนเตอร์ วงจรเรียงกระแส , วงจรเรียงกระแส, แหล่งจ่ายไฟและตัวกระตุ้นกระแสสลับหรือตัวกระตุ้น AC สัญญาณทริกเกอร์ที่ควบคุมถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งจ่ายไฟและตัวควบคุมวงจรเรียงกระแส

หมุนไทริสเตอร์ชนิด

ข้อดี

ข้อดีของระบบไทริสเตอร์แบบหมุนคือ

• ตอบสนองที่รวดเร็ว
• เรียบง่าย
• ราคาถูก

ข้อเสีย

ข้อเสียเปรียบหลักคืออัตราการตอบสนองของไทริสเตอร์ต่ำมาก

ระบบไร้แปรงถ่าน

สเตเตอร์และโรเตอร์เป็นส่วนประกอบหลักของระบบอัลเทอร์เนเตอร์แบบไม่ใช้แปรงถ่าน ตัวสเตเตอร์ประกอบด้วยสเตเตอร์หลักและสเตเตอร์ตัวกระตุ้นในทำนองเดียวกันชุดโรเตอร์ประกอบด้วยโรเตอร์หลักและโรเตอร์ตัวเร่งพร้อมกับชุดประกอบวงจรเรียงกระแสสะพานที่ติดตั้งอยู่บนแผ่นที่ยึดกับโรเตอร์

ตัวกระตุ้นสเตเตอร์มีแม่เหล็กตกค้างเมื่อโรเตอร์เริ่มหมุนเอาต์พุต AC (กระแสสลับ) จะถูกสร้างขึ้นในขดลวดของโรเตอร์ Exciter และเอาต์พุตนี้จะถูกส่งผ่านวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ เอาต์พุตที่ส่งผ่านวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์จะถูกแปลงเป็น DC (กระแสตรง) และกำหนดให้กับโรเตอร์หลัก โรเตอร์หลักที่เคลื่อนที่จะสร้าง AC ในขดลวดโรเตอร์หลักที่อยู่นิ่ง

Exciter มีบทบาทสำคัญในการควบคุมเอาต์พุตของอัลเทอร์เนเตอร์ กระแสแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสตรงที่จ่ายให้กับโรเตอร์ซึ่งเป็นสนามของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหลักดังนั้นหากเราเพิ่มหรือลดปริมาณของกระแสไฟฟ้าไปยังขดลวดสนาม Exciter ที่อยู่นิ่งเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหลักสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ระบบไร้แปรงถ่านแสดงในรูปด้านล่าง

ประเภทแปรงน้อย

สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสระบบไร้แปรงถ่านจะให้กระแสไฟฟ้าสนามโดยไม่ต้องใช้แหวนลื่นและแปรงถ่าน ระบบ Exciter แบบไม่มีแปรงพร้อมกับเพลาโรเตอร์ที่มี 16 PMG (Permanent Magnet Exciter) และตัวกระตุ้นหลักสามเฟสพร้อมวงจรเรียงกระแสซิลิกอนไดโอด ตัวกระตุ้นแม่เหล็กถาวรให้แหล่งจ่ายไฟ AC 400 Hz, 220 V

เพลาโรเตอร์หลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับคู่กับวงจร Exciter แบบไม่มีแปรงโดยไม่มีแปรงไม่มีวงแหวนลื่นและผ่านสายนำของโรเตอร์ เอาต์พุตหลักของ Exciter เชื่อมต่อกับสะพาน SCR ในเพลาทรงกลมในขณะที่ตัวกระตุ้นแม่เหล็กถาวรและตัวกระตุ้นหลักเชื่อมต่อกับเพลาแข็ง

ข้อดี

ข้อดีของระบบไร้แปรงถ่านคือ

• ความน่าเชื่อถือเป็นเลิศ
• ความยืดหยุ่นในการทำงานเป็นสิ่งที่ดี
• การตอบสนองของระบบทำได้ดี
• ไม่มีหน้าสัมผัสที่เคลื่อนไหวในระบบไร้แปรงถ่านดังนั้นการบำรุงรักษาจึงต่ำ

ข้อเสีย

ข้อเสียของระบบไร้แปรงถ่านคือ

• การตอบสนองช้า
• ไม่มีการกระตุ้นอย่างรวดเร็ว

ระบบคงที่

ระบบนี้ประกอบด้วยหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับขั้นตอนการส่งออก SCR การเริ่มต้นการกระตุ้นและอุปกรณ์ปล่อยสนามและวงจรควบคุมและวงจรควบคุมการทำงาน ในระบบนี้ไม่มีชิ้นส่วนที่หมุนได้ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียของลมและไม่มีการสูญเสียจากการหมุน ในระบบนี้เอาต์พุตสามเฟสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหลักจะถูกถ่ายโอนไปยังหม้อแปลงแบบขั้นบันไดและระบบจะมีราคาถูกกว่าในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับขนาดเล็กที่ต่ำกว่า 500 MVA ระบบคงที่แสดงในรูปด้านล่าง

ระบบกระตุ้นไฟฟ้าสถิต

ข้อดี

ข้อดีของระบบคงที่คือ

• ความน่าเชื่อถือเป็นสิ่งที่ดี
• ความยืดหยุ่นในการทำงานดีมาก
• การตอบสนองของระบบนั้นยอดเยี่ยม
• ขนาดเล็ก
• การสูญเสียต่ำ
• เรียบง่าย
• ประสิทธิภาพสูง

ข้อเสีย

ข้อเสียเปรียบหลักของระบบคงที่คือต้องใช้แหวนลื่นและแปรง

องค์ประกอบและสัญญาณของระบบกระตุ้น

แผนภาพบล็อกทั่วไปสำหรับระบบควบคุมเครื่องซิงโครนัสแสดงไว้ในรูปด้านล่าง รูปประกอบด้วยบล็อกห้าบล็อก ได้แก่ บล็อกองค์ประกอบควบคุมบล็อกกระตุ้นตัวแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขั้วและตัวชดเชยภาระเครื่องซิงโครนัสและระบบไฟฟ้าและตัวปรับเสถียรภาพระบบไฟฟ้าและการควบคุมการกระตุ้นแบบไม่ต่อเนื่องเสริม

บล็อกไดอะแกรมของซิงโครนัสเครื่องควบคุมระบบ

EFD อยู่ที่ไหน ซิงโครนัส แรงดันสนามเครื่องหรือแรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกระตุ้น IFD กระแสไฟสนามเครื่องซิงโครนัสหรือเป็นกระแสไฟฟ้าขาออกของตัวกระตุ้น IT คือเฟสเซอร์ปัจจุบันของเครื่องซิงโครนัสเทอร์มินัล VC คือเอาท์พุทตัวแปลงสัญญาณแรงดันเทอร์มินัล VOEL เป็นเอาต์พุตตัว จำกัด แรงดันเกิน VR คือเอาต์พุตควบคุมแรงดันไฟฟ้า , VS คือเอาท์พุทโคลงของระบบไฟฟ้า, VSI คืออินพุทโคลงของระบบไฟฟ้า, VREF คือแรงดันอ้างอิงตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและ VUEL เป็นเอาต์พุตที่ จำกัด การกระตุ้น

คำถามที่พบบ่อย

1). แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นคืออะไร?

เป็นจำนวนแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นในการกระตุ้นขดลวดสนามและแรงดันไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปตามการควบคุมวงจรเรียงกระแส แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าโดยตรงเป็นแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นสองประเภท

2). เหตุใดจึงใช้ DC เพื่อกระตุ้น

กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อลวดหมุนในสนามแม่เหล็กคงที่ซึ่งได้จากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เท่านั้นดังนั้นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจึงถูกนำไปใช้กับขดลวดเพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กคงที่

3). ทำไมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถึงต้องการการกระตุ้น?

การกระตุ้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในการสร้างสนามแม่เหล็กและเพื่อให้สนามแม่เหล็กหมุนคงที่หรือคงที่หรือนิ่ง

4). จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสูญเสียความตื่นเต้น?

กระแสของโรเตอร์จะลดลงเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสูญเสียการกระตุ้นและตามเวลาสนามคงที่แรงดันไฟฟ้าของสนามจะสลายตัวเช่นกัน

5). ทำไมเราต้องมีระบบกระตุ้นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ?

ระบบนี้จำเป็นสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าและพลังงานปฏิกิริยาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

ในบทความนี้ไฟล์ ระบบกระตุ้นประเภทต่างๆ มีการกล่าวถึงข้อดีและข้อเสียของระบบ นี่คือคำถามสำหรับคุณตัวกระตุ้นนักบินในระบบกระตุ้น dc คืออะไร?