Í fyrsta lagi þurfum við að takmarka umfang umræðunnar til að forðast að gera hana of ónákvæma. Rafallinn sem hér er ræddur vísar til burstalauss, þriggja fasa riðstraums samstillts rafal, hér eftir eingöngu nefndur „rafallinn“.
Þessi tegund rafstöðvar samanstendur af að minnsta kosti þremur meginhlutum, sem nefndir verða í eftirfarandi umræðu:
Aðalrafall, skipt í aðalstator og aðalrotor; Aðalrotorinn myndar segulsvið og aðalstatorinn framleiðir rafmagn til að knýja álagið; Örvunarbúnaður, skipt í örvunarstator og snúningsbúnað; Örvunarstatorinn myndar segulsvið, snúningsbúnaðurinn framleiðir rafmagn og eftir leiðréttingu með snúningskommutator veitir hann aðalrotornum afl; Sjálfvirkur spennustillir (AVR) nemur útgangsspennu aðalrafallsins, stýrir straumi örvunarstatorspólu og nær því markmiði að stöðuga útgangsspennu aðalstatorsins.
Lýsing á spennustöðugleika AVR
Rekstrarmarkmið AVR er að viðhalda stöðugri útgangsspennu rafalsins, almennt þekkt sem „spennujafnari“.
Hlutverk þess er að auka statorstraum örvunarinnar þegar útgangsspenna rafallsins er lægri en stillt gildi, sem jafngildir því að auka örvunarstraum aðalrotorsins, sem veldur því að spenna aðalrafallsins hækkar í stillt gildi; Þvert á móti, dregur úr örvunarstraumnum og leyfir spennunni að lækka; Ef útgangsspenna rafallsins er jöfn stilltu gildi, heldur AVR núverandi úttaki án aðlögunar.
Ennfremur, samkvæmt fasasambandi milli straums og spennu, er hægt að flokka riðstraumsálag í þrjá flokka:
Viðnámsálag, þar sem straumurinn er í fasa við spennuna sem beitt er á hann; spanálag, þar sem fasa straumsins er á eftir spennunni; rafrýmd álag, þar sem fasa straumsins er á undan spennunni. Samanburður á þessum þremur álagseiginleikum hjálpar okkur að skilja betur rafrýmd álag.
Fyrir viðnámsálag, því stærra sem álagið er, því meiri er örvunarstraumurinn sem þarf fyrir aðalrotorinn (til að stöðuga útgangsspennu rafallsins).
Í síðari umræðu munum við nota örvunarstrauminn sem þarf fyrir viðnámsálag sem viðmiðunarstaðal, sem þýðir að stærri álag eru kölluð stærri; við köllum það minni en það.
Þegar álag rafallsins er spanvirkt þarf aðalrotorinn meiri örvunarstraum til þess að rafallinn viðhaldi stöðugri útgangsspennu.
Rafmagnsálag
Þegar rafallinn lendir í rafrýmdri álagi er örvunarstraumurinn sem aðalrotorinn þarfnast minni, sem þýðir að örvunarstraumurinn verður að minnka til að stöðuga útgangsspennu rafallsins.
Hvers vegna gerðist þetta?
Við ættum samt að hafa í huga að straumurinn á rafrýmdarálaginu er á undan spennunni, og þessir leiðandi straumar (sem renna í gegnum aðalstatorinn) munu mynda örvaðan straum á aðalrotornum, sem er jákvætt lagður ofan á örvunarstrauminn, sem eykur segulsvið aðalrotorsins. Því verður að minnka strauminn frá örvunarbúnaðinum til að viðhalda stöðugri útgangsspennu rafallsins.
Því stærra sem rafrýmdarálagið er, því minni er afköst örvunarinnar; Þegar rafrýmdarálagið eykst að ákveðnu marki verður að minnka afköst örvunarinnar niður í núll. Afköst örvunarinnar eru núll, sem eru takmörk rafalsins; á þessum tímapunkti verður útgangsspenna rafalsins ekki sjálfstöðug og þessi tegund af aflgjafa er ekki viðurkennd. Þessi takmörkun er einnig þekkt sem „undirörvunartakmörkun“.
Rafallinn þolir aðeins takmarkaða burðargetu; (Að sjálfsögðu eru einnig takmarkanir á stærð viðnáms- eða spanálags fyrir tiltekna rafall.)
Ef verkefni á í erfiðleikum með rafrýmd álag er hægt að velja að nota upplýsingatækniaflgjafa með minni rafrýmd á kílóvött eða nota spólur til bætur. Ekki láta rafstöðina ganga nálægt „undir örvunarmörkum“.
Birtingartími: 7. september 2023
