31.5 : Geçici Kararlılık ve Sistem Kontrolleri

Jeneratör voltaj kontrolü, senkron jeneratörlerin ve rüzgar türbinlerinin kararlı çalışmasını sürdürmek için çok önemlidir. Eski modellerde, rotor tarafından tahrik edilen bir DC jeneratörü, rotorun alan sargısına DC güç sağlar ve güç kayma halkaları ve fırçalar aracılığıyla aktarılır. En son modellerde, statik veya fırçasız uyarıcılar kullanılır. Statik uyarıcılar, jeneratör terminallerinden gelen AC gücünü düzeltir ve ardından DC gücünü doğrudan rotora aktarır. Öte yandan, fırçasız uyarıcılar, AC gücünün armatür sargılarından elde edildiği ve rotora monte edilmiş diyotlar aracılığıyla doğrultulduğu ters senkron bir jeneratör kullanır, böylece kayar halkalar ve fırçalara olan ihtiyaç ortadan kalkar.

Blok diyagram, jeneratör voltaj kontrol sistemlerini görselleştirmek için standartlaştırılmış bir yöntem sağlar. IEEE Tip 1 uyarıcı, alan akımını oluşturmak için terminal voltaj ölçümlerine göre alan akımını ayarlayan bir voltaj regülatörü ile şaft tahrikli bir DC jeneratör kullanır

Blok diyagramında, terminal voltajı, V_t ölçülür ve bir referans voltajı V_ref ile karşılaştırılır. Bu ikisi arasındaki fark, alan voltajını ayarlamak için kullanılır. Voltaj regülatörü, voltaj hatasını bir kazanç (K_a) ve zaman sabiti (T_a) ile işler. Voltaj regülatörünün çıkışı, terminal voltajını ayarlayan jeneratörün alan sargısına uygulanan alan voltajıdır. Bu modeller, uyarıcı ve jeneratör dinamiklerini temsil ederek kararlılığı analiz etmek ve iyileştirmek için net bir yöntem sağlar.

Tip 1 rüzgar türbinleri doğrudan voltaj regülasyonu olmayan sincap kafesli endüksiyon makinelerini kullanır. Tip 2 sistemler, rüzgar hızı değişikliklerine rağmen tutarlı güç çıkışını korumak için uyarıcı olarak modellenen ayarlanabilir dış dirence sahip sargılı rotor indüksiyon makinelerini kullanır. Tip 3 ve Tip 4 konfigürasyonları hem gerçek hem de reaktif gücü yönetir. Jeneratör voltaj kontrolü, senkron jeneratörlerin ve modern rüzgar türbinlerinin istikrarlı ve güvenilir çalışmasını sağlamak için metodolojiler içerir.