Synkron Generator: Driftsprinsipp, Tomgangskarakteristika Og Enhet, Parallell Drift. Hvor Fort Roterer Rotoren?

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sist endret: 2024-01-18 12:21

En synkron generator er en spesiell enhet som gjør det mulig å konvertere all energi til elektrisk energi. Slike enheter er mobile stasjoner, termiske eller solbatterier og spesialutstyr. Avhengig av typen generator bestemmes muligheten for bruk, så det er verdt å forstå mer detaljert hva enheten er.

Skapelsens historie

På slutten av 1800 -tallet utviklet selskapet til Robert Bosch først noe som ligner en generator. Enheten var i stand til å tenne en motor. Under testene ble det avslørt at maskinen ikke er egnet for permanent bruk, men utviklerne klarte å forbedre apparatet.

I 1890 gikk selskapet nesten helt over til produksjon av dette utstyret, da det ble stor popularitet. I 1902 opprettet en student fra Bosch en tenning ved bruk av høyspenning. Enheten var i stand til å produsere en gnist mellom de to elektrodene på lyset, noe som gjorde systemet mer allsidig.

Begynnelsen på 60 -tallet av det 20. århundre var epoken med spredning av generatorer rundt om i verden . Og hvis enhetene tidligere bare var etterspurt i bilindustrien, kan slike enheter nå gi hele hus strøm.

Enhet og formål

Utformingen av slike enheter involverer bare to hovedelementer:

• rotor;
• stator.

I dette tilfellet er det gitt ytterligere elementer på rotorakselen. Dette kan være magneter eller feltviklinger. Magneter har en tannform, polene for mottak og overføring av strøm er rettet i forskjellige retninger.

Generatorens hovedoppgave er å konvertere en type energi til elektrisk energi . Med sin hjelp er det mulig å gi de avhengige enhetene den nødvendige mengden strøm slik at de kan brukes.

Kjennetegn

For å vurdere ytelsen til en generator må du se på dens egenskaper. I prinsippet er de de samme som for en stasjon som genererer likestrøm. Flere faktorer er hovedparametrene i vurderingen.

• Tomgang . Det representerer EMFs avhengighet av styrken til bevegelige strømmer som er ansvarlige for eksitasjon av spjeldspolen. Med sin hjelp er det mulig å bestemme kjedenes evne til å magnetisere.
• Ekstern egenskap . Impliserer et parallelt forhold mellom spolespenning og laststrøm. Verdien avhenger av typen last som påføres enheten. Blant årsakene som kan forårsake endringer, er det en økning eller reduksjon i enhetens EMF, samt et spenningsfall over viklingene til den installerte spolen, som er plassert inne i enheten.
• Justering . Representerer forholdet som dannes mellom feltstrømmer og laststrømmer. Å sikre drift og beskyttelse av synkrone enheter oppnås ved å overvåke denne indikatoren. Dette er lett å oppnå hvis du stadig justerer EMF.

En annen viktig parameter er strøm. Verdien kan bestemmes ved hjelp av indikatorer for EMF, spenning og vinkelmotstand.

Driftsprinsipp

Det er ikke så vanskelig å finne ut hvordan enheten fungerer. Den består i å rotere en magnetisk ramme for å skape et elektrisk felt. I ferd med å rotere rammen, vises magnetiske linjer som begynner å krysse konturen. Krysset bidrar til dannelsen av en elektrisk strøm.

For å bestemme hvor strømmen av elektrisk energi beveger seg, er det nødvendig å bruke gimbal -regelen . Det skal bemerkes at i noen områder er den nåværende bevegelsen motsatt. Retningene endres hele tiden når du kommer til neste pol, som er plassert på magneten. Dette fenomenet kalles vekselstrøm, og koblingen av rammen til en separat magnetisk ring kan bevise denne tilstanden.

Forholdet mellom størrelsen på strømmen i rammen og rotasjonshastigheten til rotoren i systemet er proporsjonal. Og dermed, jo mer rammen roterer, jo mer strøm kan generatoren levere . Denne indikatoren er preget av rotasjonshastigheten.

I henhold til de etablerte standardene, bør den optimale hastighetsindikatoren i de fleste land ikke overstige 50 Hz. Dette betyr at rotoren må utføre 50 vibrasjoner per sekund. For å beregne parameteren er det nødvendig å godta at en rotasjon av rammen fører til en endring i strømretningen.

Hvis akselen klarer å snu 1 gang i sekundet, betyr dette at frekvensen til den elektriske strømmen er 1 Hz . For å oppnå 50 Hz vil det derfor være nødvendig å sikre riktig antall rammesvingninger per sekund.

Under drift øker ofte antallet elektromagnetiske poler. De kan forsinkes ved å redusere hastigheten som rotoren roterer.

Avhengigheten i dette tilfellet er omvendt proporsjonal . For å gi en frekvens på 50 Hz vil det derfor være nødvendig å redusere hastigheten med omtrent 2 ganger.

I tillegg skal det bemerkes at i noen land er andre rotorhastigheter satt. Standardfrekvensen er 60 Hz.

Visninger

I dag produserer produsenter flere typer synkrone generatorer. Blant de eksisterende klassifiseringene fortjener flere spesiell oppmerksomhet. Først og fremst er det verdt å vurdere inndelingen av enheter etter design. Generatorer er av to typer.

Børsteløs . Utformingen av generatoren innebærer bruk av statorviklinger. De er plassert slik at elementkjernene er på linje med retningen til enten de magnetiske polene eller kjernene som er anordnet på spolen. Maksimalt antall magnettenner bør ikke overstige 6 stykker.

Synkron, utstyrt med en induktor . Hvis vi snakker om justering av maskiner som opererer med lav effekt, brukes DC -magneter som en rotor. Ellers er rotoren induktorviklingen.

Følgende klassifisering innebærer inndeling av mobile stasjoner i separate typer

Hydrogeneratorer . Et særtrekk ved enheten er en rotor med uttalte poler. Slike enheter brukes til å generere elektrisitet der det ikke er behov for å gi et stort antall svinger av enheten.

Turbin generatorer . Forskjellen er fraværet av uttalte poler. Enheten er satt sammen av forskjellige turbiner, den er i stand til å øke antall rotoromdreininger flere ganger.

Synkrone ekspansjonsledd . Den brukes til å oppnå reaktiv effekt - en viktig indikator i industrielle anlegg. Med sin hjelp er det mulig å forbedre kvaliteten på den medfølgende strømmen og stabilisere spenningsindikatorene.

Det er flere vanlige modeller av slike enheter

Stepper . De brukes til å sikre driften av stasjoner som er installert i mekanismer som har en start-stopp-syklus.

Girløs . Mest brukt i frittstående systemer.

Kontaktløs . De er etterspurt som hoved- eller backup -mobilstasjoner på skip.

Hysterese . Slike generatorer brukes til tidsteller.

Induktor . Sikre drift av elektriske installasjoner.

En annen type enhetsinndeling er typen rotor som brukes. I denne kategorien er generatorer delt inn i fremtredende poler og implisitte poler.

Den første er enheter der polene er godt synlige. De kjennetegnes ved lav rotorhastighet. Den andre kategorien har en sylindrisk rotor i sin design, som ikke har utstående poler.

Bruksområde

Synkrone generatorer er enheter designet for produksjon av vekselstrøm. Du kan møte slike enheter på forskjellige stasjoner:

• atomisk;
• termisk;
• vannkraftverk.

Og også enhetene brukes aktivt i transportsystemer. De brukes i forskjellige kjøretøyer og skipssystemer. Den synkrone generatoren er i stand til å fungere både autonomt, separat fra det elektriske nettverket, og samtidig med den. I dette tilfellet er det mulig å koble flere enheter samtidig.

Fordelen med vekselstrømsgenererende stasjoner er muligheten til å gi den tildelte plassen strøm. Praktisk hvis objektet ligger langt fra sentralnettet. Derfor er enhetene etterspurt blant eierne av gårder som ligger langt fra byen i bosetninger.

Hvordan velge?

Når du velger en generator, er det viktig å finne en egnet og pålitelig enhet som kan levere strøm til det tildelte området. Først må du bestemme deg for de tekniske parameterne for den fremtidige enheten. Eksperter anbefaler å ta hensyn til:

• massen til generatoren;
• enhetens dimensjoner;
• makt;
• drivstofforbruk;
• støyfigur;
• arbeidets varighet.

Og også en viktig parameter er evnen til å organisere automatisk arbeid. For å forstå hvor mange faser en fremtidig generator trenger, er det nødvendig å bestemme typen og antallet elektriske apparater som skal kobles til den.

For eksempel kan bare forbrukere med en fase kobles til en enfaset elektrisk generator. Trefase utvider denne indikatoren betydelig.

Kjøpet av et slikt mobilkraftverk er imidlertid ikke alltid den beste avgjørelsen.

Før du kjøper, anbefales det i tillegg å ta hensyn til belastningen som vil belastes enheten under bruk . Hver fase bør lastes med maksimalt 30% av totalen. Således, hvis generatorens effekt er 6 kW, vil det bare være mulig å bruke 2 kW ved bruk av stikkontakter med en spenning på 220 V.

Kjøp av en trefasegenerator er bare etterspurt når det er mange trefaseforbrukere i huset. Hvis de fleste apparater er enfaset, er det bedre å kjøpe en passende enhet.

Utnyttelse

Før generatoren startes, må den først justeres. Først og fremst er enhetens frekvens innstilt. Dette kan gjøres på to måter:

1. endre enhetens design, på forhånd ha forutsett hvor mange poler som er nødvendige for driften av elektromagneten;
2. gir den nødvendige akselhastigheten uten endringer i konstruksjonen.

Et slående eksempel er turbiner med lav hastighet. De gir en rotorrotasjon på 150 o / min. For å justere frekvensen, bruk den første metoden, og øk antallet poler til 40 stykker.

Den neste parameteren som skal konfigureres er EMF. Det blir nødvendig å justere på grunn av endringer i egenskapene til de innkommende lastene som virker på mobilstasjonen.

Til tross for at EMF for induksjon av enheten er forbundet med rotoren og dens rotasjoner, på grunn av sikkerhetskrav, er det umulig å demontere strukturen for å endre parameteren.

EMF -verdien kan endres ved å justere den genererte magnetiske fluksen . Det må økes eller reduseres. De svingete svingene, eller rettere sagt, tallet, er ansvarlig for verdien av indikatoren. Og også kraften til magnetfluksen kan påvirkes av strømmen som genereres av spolen.

Justering innebærer inkludering av flere spoler i en kjede. For å gjøre dette må du bruke ekstra reostater eller elektroniske kretser. Det andre alternativet krever innstilling av parameteren ved hjelp av eksterne stabilisatorer. Dette sikrer pålitelig service.

Fordelen med en synkron mobilstasjon er muligheten til å synkronisere med andre elektriske maskiner av lignende type . Samtidig, under tilkobling, er det mulig å matche rotasjonshastighetene og sikre et nullfaseskift. I denne forbindelse er mobile kraftverk etterspurt innen industriell kraftteknikk, hvor det er veldig praktisk å bruke dem som en backup -strømkilde for å øke produksjonskapasiteten ved tunge belastninger.