Sinhroni Generator: Načelo Delovanja, Lastnosti V Prostem Teku In Naprava, Vzporedno Delovanje. Kako Hitro Se Vrti Rotor?

2024 Avtor: Beatrice Philips | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-18 12:24

Sinhroni generator je posebna naprava, s pomočjo katere je mogoče pretvoriti katero koli energijo v električno energijo. Takšne naprave so mobilne postaje, toplotne ali sončne baterije in posebna oprema. Odvisno od vrste generatorja se določi možnost njegove uporabe, zato je vredno podrobneje razumeti, kaj je naprava.

Zgodovina ustvarjanja

Konec 19. stoletja je podjetje Roberta Boscha najprej razvilo nekaj podobnega generatorju. Naprava je lahko vžgala motor. Med preskusi je bilo ugotovljeno, da stroj ni primeren za trajno uporabo, vendar so razvijalci lahko izboljšali aparat.

Leta 1890 je podjetje skoraj v celoti prešlo na proizvodnjo te opreme, saj je pridobila veliko popularnost. Leta 1902 je študent Boscha ustvaril vžig z visoko napetostjo. Naprava je lahko ustvarila iskro med dvema elektrodama sveče, zaradi česar je bil sistem bolj vsestranski.

Začetek šestdesetih let 20. stoletja je bil čas širjenja generatorjev po vsem svetu . In če so bile prej naprave v povpraševanju le v avtomobilski industriji, zdaj lahko takšne enote oskrbujejo cele hiše z električno energijo.

Naprava in namen

Zasnova takšnih enot vključuje le dva glavna elementa:

• rotor;
• stator.

V tem primeru so na gredi rotorja predvideni dodatni elementi. To so lahko magneti ali navitja polja. Magneti imajo zobato obliko, pola za sprejem in prenos toka sta usmerjena v različne smeri.

Glavna naloga generatorja je pretvoriti eno vrsto energije v električno energijo . Z njeno pomočjo je mogoče odvisnim napravam zagotoviti potrebno količino toka, da jih lahko uporabite.

Značilnosti

Če želite oceniti delovanje generatorja, morate pogledati njegove značilnosti. Načeloma so enaki kot pri postaji, ki proizvaja enosmerni tok. Glavni dejavniki ocenjevanja so številni dejavniki.

• V prostem teku . Predstavlja odvisnost EMF od jakosti premikajočih se tokov, ki so odgovorni za vzbujanje blažilne tuljave. Z njeno pomočjo je mogoče določiti sposobnost magnetiziranja verig.
• Zunanja lastnost . Pomeni vzporedno razmerje med napetostjo tuljave in obremenitvenim tokom. Vrednost je odvisna od vrste obremenitve naprave. Med razlogi, ki lahko povzročijo spremembe, je povečanje ali zmanjšanje EMF enote, pa tudi padec napetosti na navitjih nameščene tuljave, ki je nameščena v notranjosti naprave.
• Prilagoditev . Predstavlja razmerje, ki nastane med tokovi polja in tokovi obremenitve. Zagotavljanje delovanja in zaščite sinhronih enot je doseženo s spremljanjem tega indikatorja. To je enostavno doseči, če nenehno prilagajate EMF.

Drug pomemben parameter je moč. Vrednost je mogoče določiti z indikatorji EMF, napetosti in kotnega upora.

Načelo delovanja

Ugotoviti, kako naprava deluje, ni tako težko. Sestavljen je iz vrtenja magnetnega okvirja za ustvarjanje električnega polja. Med vrtenjem okvirja se pojavijo magnetne črte, ki začnejo prečkati njegovo konturo. Prehod prispeva k nastanku električnega toka.

Če želite ugotoviti, kam se gibljejo tokovi električne energije, je treba uporabiti pravilo gimbala . Treba je opozoriti, da je na nekaterih področjih trenutno gibanje nasprotno. Smer se nenehno spreminja, ko pridete do naslednjega pola, ki se nahaja na magnetu. Ta pojav se imenuje izmenični tok in povezava okvirja z ločenim magnetnim obročem lahko dokaže to stanje.

Razmerje med velikostjo toka v okvirju in hitrostjo vrtenja rotorja sistema je sorazmerno. Tako bolj ko se okvir vrti, več električne energije lahko proizvede generator . Za ta indikator je značilna hitrost vrtenja.

V skladu z uveljavljenimi standardi optimalni kazalnik hitrosti v večini držav ne sme presegati 50 Hz. To pomeni, da mora rotor izvajati 50 vibracij na sekundo. Za izračun parametra se je treba strinjati, da eno vrtenje okvirja povzroči spremembo smeri toka.

Če se gred uspe obrniti 1 -krat na sekundo, to pomeni, da je frekvenca električnega toka 1 Hz . Tako bo za dosego 50 Hz potrebno zagotoviti pravilno število obratov okvirja na sekundo.

Med delovanjem se pogosto povečuje število elektromagnetnih polov. Lahko jih odložimo z zmanjšanjem hitrosti vrtenja rotorja.

Odvisnost je v tem primeru obratno sorazmerna . Tako bo za zagotovitev frekvence 50 Hz treba zmanjšati hitrost za približno 2 -krat.

Poleg tega je treba opozoriti, da so v nekaterih državah določene druge hitrosti vrtenja rotorja. Standardna frekvenca je 60 Hz.

Pogledi

Danes proizvajalci proizvajajo več vrst sinhronih generatorjev. Med obstoječimi klasifikacijami si nekatere zaslužijo posebno pozornost. Najprej je vredno razmisliti o razdelitvi enot po zasnovi. Generatorji so dveh vrst.

Brez ščetk . Zasnova generatorja vključuje uporabo statorskih navitij. Postavljeni so tako, da so jedra elementov poravnana s smerjo magnetnih polov ali jeder, ki so na tuljavi. Največje število magnetnih zob ne sme presegati 6 kosov.

Sinhrono, opremljeno z induktorjem . Če govorimo o nastavitvenih strojih, ki delujejo pri nizki moči, se kot rotor uporabljajo enosmerni magneti. V nasprotnem primeru je rotor navit induktorja.

Naslednja razvrstitev pomeni delitev mobilnih postaj na ločene vrste

Hidrogeneratorji . Posebnost naprave je rotor z izrazitimi polovi. Takšne enote se uporabljajo za proizvodnjo električne energije, kjer ni treba zagotoviti velikega števila obratov naprave.

Turbinski generatorji . Razlika je v odsotnosti izrazitih polov. Naprava je sestavljena iz različnih turbin, lahko večkrat poveča število vrtljajev rotorja.

Sinhroni dilatacijski spoji . Uporablja se za doseganje reaktivne moči - pomemben pokazatelj v industrijskih objektih. Z njegovo pomočjo je mogoče izboljšati kakovost dobavljenega toka in stabilizirati indikatorje napetosti.

Obstaja več pogostih modelov takšnih naprav

Stepper . Uporabljajo se za zagotovitev delovanja pogonov, nameščenih v mehanizmih, ki imajo cikel zagon-zaustavitev.

Brez orodja . Večinoma se uporablja v samostojnih sistemih.

Brezstično . Povprašeni so kot glavne ali rezervne mobilne postaje na ladjah.

Histereza . Takšni generatorji se uporabljajo za števce časa.

Induktor . Zagotovite delovanje električnih napeljav.

Druga vrsta razdelitve enot je vrsta uporabljenega rotorja. V tej kategoriji so generatorji razdeljeni na naprave s poudarjenim in implicitnim polom.

Prvi so naprave, v katerih so palice jasno vidne. Odlikuje jih nizka hitrost rotorja. Druga kategorija ima v svoji zasnovi valjast rotor, ki nima štrlečih polov.

Področje uporabe

Sinhroni generatorji so naprave za proizvodnjo izmeničnega toka. Takšne naprave lahko srečate na različnih postajah:

• atomska;
• toplotni;
• hidroelektrarne.

Enote se tudi aktivno uporabljajo v transportnih sistemih. Uporabljajo se v različnih vozilih in ladijskih sistemih. Sinhroni generator lahko deluje avtonomno, ločeno od električnega omrežja in hkrati z njim. V tem primeru je mogoče povezati več enot hkrati.

Prednost postaj za proizvodnjo izmeničnega toka je možnost oskrbe dodeljenega prostora z električno energijo. Primerno, če je objekt oddaljen od osrednjega omrežja. Zato so enote povpraševane med lastniki kmetij, ki se nahajajo daleč od mesta v naseljih.

Kako izbrati?

Pri izbiri generatorja je pomembno najti primerno in zanesljivo napravo, ki lahko na dodeljeno območje oskrbuje električno energijo. Najprej se morate odločiti o tehničnih parametrih prihodnje naprave. Strokovnjaki svetujejo, da bodite pozorni na:

• masa generatorja;
• dimenzije naprave;
• moč;
• poraba goriva;
• slika hrupa;
• trajanje dela.

Pomemben parameter je tudi sposobnost organiziranja avtomatskega dela. Da bi razumeli, koliko faz potrebuje prihodnji generator, je treba določiti vrsto in število električnih naprav, ki bodo nanj priključene.

Na primer, na enofazni električni generator je mogoče priključiti le porabnike z eno fazo. Trifazni ta kazalnik znatno razširi.

Nakup takšne mobilne elektrarne pa ni vedno najboljša odločitev.

Pred nakupom je dodatno priporočljivo upoštevati obremenitev, ki jo bo naprava imela med delovanjem . Vsako fazo je treba obremeniti z največ 30% celotne faze. Če je moč generatorja 6 kW, bo v primeru uporabe vtičnic z napetostjo 220 V mogoče uporabiti le 2 kW.

Nakup trifaznega generatorja je povpraševan le, če je v hiši veliko trifaznih porabnikov. Če je večina aparatov enofaznih, je bolje kupiti ustrezno enoto.

Izkoriščanje

Pred zagonom generatorja ga je treba najprej nastaviti. Najprej je nastavljena frekvenca naprave. To je mogoče storiti na dva načina:

1. spremenite zasnovo enote, saj ste vnaprej predvideli, koliko polov je potrebno za delovanje elektromagneta;
2. zagotoviti zahtevano število vrtljajev gredi brez kakršnih koli sprememb v zasnovi.

Presenetljiv primer so turbine z nizko hitrostjo. Omogočajo vrtenje rotorja 150 vrt / min. Če želite prilagoditi frekvenco, uporabite prvo metodo in povečajte število polov na 40 kosov.

Naslednji parameter, ki ga je treba konfigurirati, je EMF. Zaradi sprememb značilnosti dohodnih obremenitev, ki delujejo na mobilno postajo, je treba prilagoditi.

Kljub temu, da je EMF indukcije naprave povezan z rotorjem in njegovimi rotacijami, zaradi varnostnih zahtev ni mogoče razstaviti konstrukcije, da bi spremenili parameter.

Vrednost EMF lahko spremenite s prilagajanjem ustvarjenega magnetnega toka . Treba ga bo povečati ali zmanjšati. Zavoj indikatorja ali bolje rečeno njihovo število je odgovorno za vrednost indikatorja. Na moč magnetnega toka lahko vpliva tudi tok, ki ga tvori tuljava.

Prilagajanje vključuje vključitev več tuljav v verigo. Če želite to narediti, morate uporabiti dodatne reostate ali elektronska vezja. Druga možnost zahteva nastavitev parametra z zunanjimi stabilizatorji. To zagotavlja zanesljivo storitev.

Prednost sinhrone mobilne postaje je možnost sinhronizacije z drugimi električnimi stroji podobnega tipa . Hkrati je med priključitvijo mogoče ujemati hitrosti vrtenja in zagotoviti ničelni fazni premik. V zvezi s tem so mobilne elektrarne povpraševane v industrijski elektroenergetiki, kjer jih je zelo priročno uporabiti kot rezervni vir energije za povečanje proizvodnih zmogljivosti v primeru velikih obremenitev.