Funzionamento e applicazione dello stabilizzatore di tensione (regolatore automatico di tensione)

Tensione automaticaRegolatoreRegola la tensione della rete, del generatore, del trasformatore o dell'alimentatore. Quando un carico elettrico assorbe corrente dalla rete, dal generatore o dal trasformatore, si verifica una caduta di tensione nella linea di trasmissione o nel cavo. Il mezzo di trasmissione presenta una certa resistenza e la caduta di tensione IR nella linea di trasmissione determina una diminuzione della tensione all'estremità ricevente. La caduta di tensione nella linea dipende dal fattore di potenza del carico. I carichi con un fattore di potenza inferiore consumano più corrente, con conseguente maggiore caduta di tensione.

È essenziale mantenere la tensione in base alla tensione nominale del carico elettrico. Se la tensione di alimentazione non rientra nell'intervallo di tensione nominale, le prestazioni dell'apparecchiatura elettrica peggioreranno. Un regolatore di tensione è un dispositivo che controlla la tensione di uscita e la mantiene entro i limiti impostati.

1. Esistono diversi metodi utilizzati per regolare la tensione di alimentazione CA e CC:

La tensione di alimentatori di pari lunghezza in un sistema a corrente continua è regolata da generatori composti. Tuttavia, se le lunghezze degli alimentatori non sono uguali, la tensione viene regolata da amplificatori di tensione. Trasformatori elevatori, regolatori di tensione induttivi, condensatori di shunt, regolatori automatici di tensione (AVRs), ecc. regolano la tensione di alimentazione CA. Dopo aver compreso la necessità dei regolatori di tensione, discuteremo come questi mantengano la tensione richiesta.

2. Principio di funzionamento del regolatore di tensione:

Il controller del regolatore automatico di tensione confronta la tensione effettiva con quella impostata e genera un segnale di errore che controlla l'alimentazione dell'eccitatore. L'uscita viene prelevata dall'uscita del generatore dopo la riduzione della tensione attraverso il trasformatore di tensione. Il raddrizzatore controllato al silicio (SCR) controlla la tensione di uscita dell'eccitatore.

Quando la tensione generata è inferiore al valore di riferimento, il regolatore emette un segnale di errore amplificato, che riduce l'angolo di innesco dell'SCR, con conseguente aumento della tensione di eccitazione. L'aumento della tensione di eccitazione porta a un aumento della corrente e del flusso di campo. Di conseguenza, anche la tensione del generatore aumenta fino a raggiungere il valore di riferimento del regolatore automatico di tensione. Questo si verifica quando il carico sul generatore aumenta.

Se il generatore funziona a basso carico o senza carico, la sua tensione potrebbe superare il valore impostato. Per risolvere questo problema, il controller emette un segnale di errore amplificato, che aumenta l'angolo di accensione dell'SCR, con conseguente diminuzione della tensione di eccitazione. La diminuzione della tensione di eccitazione porta a una diminuzione della corrente di campo e del flusso di campo. La diminuzione del flusso di campo, a sua volta, riduce la tensione di uscita del generatore.

Per mantenere una tensione di uscita costante, il sistema di eccitazione del generatore CA deve adattarsi alle variazioni improvvise del carico. È qui che entra in gioco il regolatore automatico di tensione (AVR). L'AVR controlla la corrente di campo dell'eccitatrice e modifica la tensione di uscita. Tuttavia, è importante notare che in caso di forti fluttuazioni, l'AVR potrebbe non rispondere con la rapidità necessaria.

Per ottenere una risposta rapida, viene utilizzato un regolatore di tensione a reazione rapida basato sul principio di overshoot. Secondo questo principio, all'aumentare del carico aumenta anche la tensione di eccitazione. Tuttavia, prima che la tensione raggiunga il valore corrispondente all'aumento di eccitazione, il regolatore di tensione riduce l'eccitazione al valore appropriato. Ciò garantisce che la tensione rimanga entro l'intervallo richiesto e previene eventuali danni al sistema.

3. Applicazione del regolatore automatico di tensione:

Regola la tensione del sistema per avvicinare la macchina a un funzionamento più stabile.

Quando più alternatori vengono azionati in parallelo, condividono tra loro il carico reattivo.

Il regolatore automatico di tensione riduce la sovratensione causata dalla perdita improvvisa del carico nel sistema.

In condizioni di guasto, aumenta l'eccitazione del sistema per garantire che sia disponibile la massima potenza sincrona durante la risoluzione del guasto.