Définition: Le système utilisé pour fournir le courant de champ nécessaire à l’enroulement du rotor de la machine synchrone, ce type de système est appelé système d’excitation. En d’autres termes, le système d’excitation est défini comme le système qui est utilisé pour la production du flux en passant le courant dans l’enroulement du terrain. La principale exigence d’un système d’excitation est la fiabilité dans toutes les conditions de service, une simplicité de contrôle, une facilité de maintenance, une stabilité et une réponse transitoire rapide.
La quantité d’excitation requise dépend du courant de charge, du facteur de puissance de charge et de la vitesse de la machine. Plus une excitation est nécessaire dans le système lorsque le courant de charge est important, la vitesse est moindre et le facteur de puissance du système devient à la traîne.
Le système d’excitation est la seule unité dans laquelle l’alternateur a son excitateur sous forme de générateur. Le système d’excitation centralisé a deux excitateurs ou plus qui alimente la barre de bus. Le système centralisé est très bon marché, mais le défaut du système affecte négativement les alternateurs de la centrale électrique.
Types de système d’excitation
Le système d’excitation est principalement classé en trois types. Ils sont
- Système d’excitation DC
- Système d’excitation AC
- Système d’excitation du rotor
- Système d’excitation sans balais
- Système d’excitation statique
Leurs types sont expliqués ci-dessous en détail.
1. Système d’excitation DC
Le système d’excitation DC a deux excitateurs – l’excitre principale et un excitateur pilote. La sortie d’excitre est ajustée par un régulateur de tension automatique (AVR) pour contrôler la tension de la borne de sortie de l’alternateur. L’entrée de transformateur de courant dans l’AVR assure la limitation du courant de l’alternateur pendant un défaut.
Lorsque le disjoncteur de champ est ouvert, la résistance de décharge de champ est connectée à travers l’enroulement de champ afin de dissiper l’énergie stockée dans l’enroulement du champ qui est très inductive.
Les excitateurs principaux et pilotes peuvent être entraînés par l’arbre principal ou séparément entraînés par le moteur. Les excitateurs à entraînement direct sont généralement préférés car ceux-ci préservent le système de fonctionnement unitaire, et l’excitation n’est pas excitée par les perturbations externes.
L’évaluation de la tension de l’excitre principale est d’environ 400 V, et sa capacité est d’environ 0,5% de la capacité de l’alternateur. Les troubles dans les excitateurs de l’alternateur turbo sont assez fréquents en raison de leur vitesse élevée et, en tant que tels, des excitateurs séparés entraînés par moteur sont fournis comme exciter de secours.
2. Système d’excitation AC
Le système d’excitation AC se compose d’un alternateur et d’un pont de redresseur de thyristor directement connecté à l’arbre principal de l’alternateur. L’exciter principal peut être auto-excité ou excité séparément. Le système d’excitation AC peut être largement classé en deux catégories qui sont expliquées ci-dessous en détail.
un. Système d’excitation de thyristor rotatif
Le système d’excitation du rotor est illustré dans la figure ci-dessous. La partie rotative est enfermée par la ligne pointillée. Ce système se compose d’un excitateur AC, d’un champ stationnaire et d’une armature rotative. La sortie de l’excitateur est rectifiée par un circuit de redresseur de pont de thyristor à onde complète et est fournie à l’enroulement principal du champ alternateur.
L’enroulement de champ alternateur est également fourni par un autre circuit de redresseur. La tension d’excitateur peut être construite en utilisant un flux résiduel informatique. L’alimentation et le contrôle du redresseur génèrent le signal de déclenchement contrôlé. Le signal de tension de l’alternateur est moyenné et se compare directement avec le réglage de la tension de l’opérateur dans le mode de fonctionnement automatique. Dans le mode de fonctionnement manuel, le courant d’excitation de l’alternateur est comparé à un ajustement de tension manuel distinct.
né Système d’excitation sans balais
Ce système est illustré dans la figure ci-dessous. La partie rotative étant enfermée par un rectangle de ligne en pointillés. Le système d’excitation sans balais est constitué un alternateur, un redresseur, un excitateur principal et un alternateur de générateur d’aimant permanent. L’exciter principal et l’excitre pilote sont entraînés par l’arbre principal. L’exciter principal a un champ stationnaire et une armature rotative directement connectée, à travers les redresseurs en silicium au champ des principaux alternateurs.
L’exciter pilote est le générateur d’aimant permanent entraîné par l’arbre ayant des aimants permanents rotatifs fixés à l’arbre et une armature stationnaire triphasée, qui alimente le champ d’excineur principal à travers des redresseurs en silicium, dans le champ de l’alternateur principal. L’exciter pilote est un générateur magnétique permanent entraîné par l’arbre ayant des aimants permanents rotatifs attachés à l’arbre et une armature stationnaire à 3 phases, qui alimente l’excitateur principal à travers des ponts thyristor à phase pleine de phase pleine phase.
Le système élimine l’utilisation d’un commutateur, du collecteur et des pinceaux ont une courte période de temps et un temps de réponse de moins de 0,1 seconde. La courte constante de temps a l’avantage dans l’amélioration des performances dynamiques des petits signaux et facilite l’application des signaux de stabilisation du système d’alimentation supplémentaire.
3. Système d’excitation statique
Dans ce système, l’alimentation est tirée de l’alternateur lui-même via un transformateur interfonctionnel connecté en phase star / Delta. Le primaire du transformateur est connecté au bus alternateur et à leur alimentation secondaire au redresseur et alimente également le circuit de commande du réseau et d’autres équipements électriques.
Ce système a un très petit temps de réponse et offre d’excellentes performances dynamiques. Ce système a réduit le coût d’exploitation en éliminant la perte de dérive d’exciter et l’entretien de l’enroulement.