Принцип работы регулятора напряжения на генераторе.

Стабильная работа генератора при подключении к нему потребителей с разной нагрузкой обеспечивается современным автоматическим регулятором напряжения, который выдерживает выдаваемое на потребитель напряжение на постоянном уровне.

Ток потребления одновременно подключаемых к генератору потребителей может отличаться друг от друга или быть одинаковым. При подключении нескольких потребителей к генератору одновременно, потребляемый ток всех вместе взятых подключенных потребителей к электрической цепи  генератора, будет зависеть от их потребляемой мощности.

Чем больше потребителей подключено к генераторной обмотке, тем бо́льшую мощность необходимо предоставить для обмотки возбуждения. Чем больше активная составляющая тока статора, тем больше мощность преобразуется генератором.

В работающем генераторе магнитное поле токов статора неподвижное. У ротора магнитное поле вращается вместе с ним. Магнитное поле токов статора, взаимодействуя с постоянным током вращающегося ротора, создаёт магнитный тормозной момент, который должен уравновешиваться вращающимся моментом двигателя.

Иными словами можно сказать, что при увеличении нагрузки на генератор, двигателю нужно преодолеть сопротивление электромагнитного тормозного момента, который увеличивает нагрузку на двигатель. Частота вращения вала двигателя, а, соответственно, и частота вращения ротора генератора падает. Падает и напряжение в цепи с подключенными потребителями.

А теперь самое интересное и, на мой взгляд, самое важное. Когда мы подключаем к генератору какую-нибудь нагрузку, первым на это реагирует регулятор напряжения, который изменяет величину напряжения на обмотке ротора генератора. Больше нагрузка — бо́льшее магнитное поле необходимо ротору для преодоления тормозного момента, и наоборот. Автоматический регулятор напряжения управляет напряжением в обмотке ротора(якоря), в следствие чего, изменяется напряжение на обмотке статора, то есть выходное напряжение на генераторе поддерживается в пределах ±1% от номинального при изменении нагрузки от 0 до 100% с реакцией в 1 -1,5 секунды.

При увеличении тока нагрузки, когда мы подключаем  потребители, образующийся электромагнитный тормозной момент между обмотками генератора, уравновешивается вращающимся моментом двигателя. Двигателю нужно преодолеть сопротивление магнитного поля и поддержать вращение вала на заданной частоте, а для получения частоты 50 Гц двухполюсный генератор(ротор) должен совершать 3000 об/мин.

Управляющим устройством здесь выступает автоматический регулятор частоты вращения вала двигателя, который управляет дроссельной заслонкой карбюратора или топливной аппаратурой. Управляющим элементом регулятора частоты вращения вала является центробежный регулятор, размещённый внутри двигателя.

Типичные неисправности электростанции.

Сопоставляя кратко описанное представление о работе и взаимодействии двух регуляторов, можно предварительно определить какой регулятор электрогенератора неисправен.

Приведу два примера.

1. • 🛠  Двигатель электростанции работает устойчиво. Контрольный вольтметр показывает стабильное выходное напряжение. При подключении любой нагрузки к генератору выходное напряжение падает к нулю. Работа двигателя генератора не изменяется. При отключении нагрузки контрольный вольтметр снова показывает устойчивое напряжение на выходе генератора.
   • 🛠  Двигатель электростанции работает устойчиво. Контрольный вольтметр показывает стабильное выходное напряжение. При подключении нагрузки двигатель станции останавливается, при этом наблюдается, что напряжение на контрольном вольтметре падает по мере падения оборотов двигателя до срыва возбуждения.

Сравнивая эти два примера, можно предварительно определить место неисправности. Второй пример указывает на неисправность регулятора частоты вращения вала двигателя, что может быть вызвано многими причинами, а первый пример точно укажет на неисправный автоматический регулятор напряжения, что имело место быть в нашем случае.

В принципе, для многих ближе определение регулятора напряжения, а другим как стабилизатор напряжения. На самом деле это устройство регулирует напряжение на обмотке якоря генератора, в зависимости от электромагнитного тормозного момента, то есть от подключаемой нагрузки. А внешне работа регулятора видна стабилизированным выходным напряжением.

Восстанавливаем AVR для генератора.

🔎 Смотреть видео.

У нашего генератора(многим захочется подправить меня словом альтернатор, это то же самое на латыни) был установлен регулятор от китайских производителей в пластиковом корпусе. Генератор показывал себя так, как описано выше в первом примере.

Повреждённый высоковольтный конденсатор заменили отечественным К50-12 150+150х250 v. Ёмкость бо́льшая, но и запас по мощности немного увеличился.

Внешних повреждений на корпусе регулятора при осмотре мы не обнаружили. С монтажной стороны был виден вздутый корпус конденсатора со следами перегрева, о чём свидетельствовала расплавленная плёнка с данными конденсатора.

Упуская вариант некачественного изделия, возможно, причиной выхода конденсатора из строя послужила длительная перегрузка  генератора сварочным инвертором(это со слов владельца), что привело к закипанию электролита.

Не буду углубляться в работу высоковольтного конденсатора в схеме электронного регулятора напряжения, но полагаю, что из советского времени конденсатор завода «Элеконд» справится с простой работой в регуляторе, хоть у него и не такие характеристики, как у современных конденсаторов.

Конденсатор разместили на внутренней стороне защитного кожуха панели приборов станции. Регулятор(AVR) остался на прежнем месте, а высоковольтный конденсатор соединили монтажным проводом.