Stroomgroepen
Index bekrachtiging
Electriciteit

Als de generator draait, moet de veldwikkeling een kleine stroom krijgen zodat de alternator zijn vermogen kan leveren. De stroom die door de veldwikkeling gestuurd wordt heet de bekrachtiging. Je zal ook de engelse benaming tegenkomen "exciter" of de afkorting EXC.
-

-

Walsregelaar

Wisselstroom generatoren bestaan al zeer lang, nog voor er electronische modules bestonden voor het instellen van de bekrachtiging. De bekrachtiging moet ingesteld kunnen worden zodat de uitgangsspanning constant blijft, ongeacht de belasting. Vooral zware inductieve belastingen zoals transformatoren en motoren doen de spanning van de generator zakken.

De walsregelaar (afbeeldingen rechts) werd veelvuldig gebruikt om de exciterstroom van alternatoren in te stellen. Naast de walsregelaar (het regelend element) hebben we een bekrachtigingsdynamo die stroom levert aan de veldwikkeling van de alternator.

De walsregelaar bestaat uit twee sectorvormige schijven die bewegen en contact maken met vast opgestelde contactbanen (zoals de collector van een gelijkspanningsmotor). De lamellen zijn verbonden met de aftakkingen van twee weerstanden. De weerstanden doen dienst als veldregelaar voor de bekrachtigingsdynamo.

In het rood hebben we de gelijkspanning, geleverd door een dynamo (exciter dynamo). Het is een compounddynamo met seriewikkeling en shuntwikkeling waarvan de stroom ingesteld kan worden. In rusttoestand (geen spanning) raakt sector S1 de onderste lamellen en sector S2 de bovenste lamellen. De twee weerstanden zijn dan kortgesloten.

De uitgang van de alternator zijn de blauwe leidingen (draaistroom). De spanning wordt gemeten tuwwen twee fasen door een meettransfo.

Als de generator draait en een spanning levert, dan krijgt de motor een spanning via de transfo. De motor heeft de neiging in wijzerszin te gaan draaien, maar wordt tegengehouden door een spiraalveer. Bij een bepaalde positie is er een evenwicht, waarbij een aantal weerstandselementen in de kring geschakeld worden (rode stippen op R1 en R2).

Als de spanning stijgt of daalt, dan heeft de motor meer of minder koppel en wordt de schijf verdraait zodat er minder of meer weerstanden in de kring opgenomen worden. De walsregelaar stabiliseert zo de uitgangsspanning.

Om pendelen tegen te gaan wordt er een mechanische demping voorzien. Om een wrijvingsloze demping te bekomen gebruikt men een magnetische demping: een koperen schijf beweegt in een magnetisch veld. Door de foucaultstromen wordt de schijf afgeremd.

•» Compoundering:
Zoals bij dynamo's moet er een magnetisch veld opgebouwd worden zodat de generator stroom kan leveren. Om het magnetisch veld in te stellen gebruikt men zowel de spanning als de stroom.

•» Basisinformatie over de bekrachtinging:
Effekt van de belasting op de uitgangspanning van de alternator, field flash, verlies van bekrachtinging,...

•» Praktische voorbeelden bekrachtiging
Om een bekrachtigingstroom te kunnen leveren moet de module spanning krijgen. Dit zijn de mogelijkheden: self excited generator, excitation boost generator, permanent magnet generator (PMG), auxiliary winding (AUX en AREP)

•» Twee voorbeelden van regelaars
Hoe worden ze aanlesloten en hoe worden ze ingesteld (bijvoorbeeld bij het vervangen van een defekte module)
De module die voor de bekrachtiging zorgt kan vaak niet hersteld worden. Om corrosie tegen te gaan is de module in de meeste gevallen ingegoten in epoxy-haars, waardoor individuele componenten niet vervangen kunnen worden. Als de stroomgroep al wat ouder is, dan is de originele module waarschijnlijk niet meer leverbaar, maar een alternatieve module kan gebruikt worden. Vaak moet de module dan ingesteld worden.

Als de generator geen spanning levert (of een zeer lage spanning) dan kan de module defekt zijn. Op de pagina herstellen van de stroomgroep kan je nagaan of de module effektief defekt is.

Alternator met permanente magneten

Na alle bekrachtigingssystemen besproken te hebben moeten we ook nog een systeem aanhalen zonder bekrachtiging, namelijk de alternatoren die geen veldwikkeling hebben, maar waarbij het magnetisch veld geleverd wordt door permanente magneten. Dergelijke alternatoren hebben een compacte bouw en hebben een relatief grote diameter zodat er veel spoelen (polen) geplaatst kunnen worden. Deze alternatoren kunnen daardoor op een lagere snelheid draaien.

De spoelen worden driefasig aangesloten om een constante belasting te vormen (een constante beslasting is enkel mogelijk met een driefasige uitgang). Het aantal spoelen moet daarom een veelvoud van 3 zijn (met een minimum van 6 spoelen). De spoelen worden op de polen gewikkeld die de stator vormen. De stator bestaat uit dunne metalen platen om een hoog magnetisch veld te hebben met weinig verliezen.

De permanente magneten worden op een armatuur gemonteerd bestaande uit gemakkelijk magnetiseerbaar weekijzer. De magneten moeten afwisselend een noord- en een zuidpool naar buiten hebben. Om een soepele werking te bekomen moeten er evenveel magneten zijn als er spoelen zijn.

De spanning en de frekwentie is afhankelijk van de rotatiesnelheid. De spanning wordt gelijkgericht door een driefasige gelijkrichter en gebruikt om batterijen op te laden (zeer kleine installaties). In het algemeen wordt de gelijkgerichte spanning naar een omvormer gestuurd die wisselspanning maakt. Het vermogen wordt lokaal gebruikt (bufferbatterij noodzakelijk) of op het net gestoken.

Dergelijke alternatoren worden vooral gebruikt bij kleine en middelgrote windmolens en kleine waterkrachtcentrales. Het feit dat de alternator relatief traag kan draaien is een pluspunt. Vanwege hun eenvoud worden ze ook gebruikt in kleine stroomgroepen voor residentieel gebruik (inverter-type), waarbij de variabele spanning en frekwentie omgezet wordt door de electronica.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-