Synkron Generator: Driftsprincip, Tomgångsegenskaper Och Enhet, Parallell Drift. Hur Snabbt Snurrar Rotorn?

2024 Författare: Beatrice Philips | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-18 12:01

En synkron generator är en speciell enhet genom vilken det är möjligt att omvandla all energi till elektrisk energi. Sådana enheter är mobilstationer, termiska eller solbatterier och specialutrustning. Beroende på typ av generator bestäms möjligheten för dess användning, så det är värt att förstå mer detaljerat vad enheten är.

Skapelsens historia

I slutet av 1800 -talet utvecklade Robert Boschs företag först något som liknar en generator. Enheten kunde tända en motor. Under testerna avslöjades att maskinen inte är lämplig för permanent användning, men utvecklarna kunde förbättra apparaten.

År 1890 gick företaget nästan helt över till tillverkningen av denna utrustning, eftersom det blev mycket populärt. 1902 skapade en student från Bosch en tändning med högspänning. Enheten kunde producera en gnista mellan ljusets två elektroder, vilket gjorde systemet mer mångsidigt.

I början av 60 -talet av XX -talet var epoken med spridning av generatorer runt om i världen . Och om enheterna tidigare bara var efterfrågade inom bilindustrin, kan sådana enheter nu förse hela hus med el.

Enhet och syfte

Utformningen av sådana enheter omfattar endast två huvudelement:

• rotor;
• stator.

I detta fall finns ytterligare element på rotoraxeln. Dessa kan vara magneter eller fältlindningar. Magneter har en tandad form, polerna för mottagning och överföring av ström riktas i olika riktningar.

Generatorns huvuduppgift är att omvandla en typ av energi till elektrisk energi . Med dess hjälp är det möjligt att förse de beroende enheterna med den nödvändiga mängden ström så att de kan användas.

Egenskaper

För att bedöma prestandan hos en generator måste du titta på dess egenskaper. I princip är de desamma som för en station som genererar likström. Flera faktorer är bedömningens huvudparametrar.

• Tomgång . Det representerar EMF: s beroende av styrkan hos de rörliga strömmarna som är ansvariga för exciteringen av spjällspolen. Med dess hjälp är det möjligt att bestämma kedjornas förmåga att magnetisera.
• Extern egenskap . Innebär ett parallellt förhållande mellan spolspänning och lastström. Värdet beror på vilken typ av belastning som appliceras på enheten. Bland orsakerna som kan orsaka förändringar finns det en ökning eller minskning av enhetens EMF, liksom ett spänningsfall över lindningarna på den installerade spolen, som placeras inuti enheten.
• Justering . Representerar förhållandet som bildas mellan fältströmmar och lastströmmar. Genom att övervaka denna indikator säkerställs att synkrona enheter fungerar och skyddas. Detta är lätt att uppnå om du ständigt justerar EMF.

En annan viktig parameter är effekt. Värdet kan bestämmas med hjälp av EMF-, spännings- och vinkelmotståndsindikatorer.

Driftsprincip

Det är inte så svårt att räkna ut hur enheten fungerar. Den består i att rotera en magnetisk ram för att skapa ett elektriskt fält. I processen att rotera ramen visas magnetiska linjer som börjar korsa konturen. Korsningen bidrar till bildandet av en elektrisk ström.

För att bestämma var flödena av elektrisk energi rör sig är det nödvändigt att använda gimbalregeln . Det bör noteras att i vissa områden är den nuvarande rörelsen motsatt. Riktningarna ändras ständigt när du når nästa pol, som ligger på magneten. Detta fenomen kallas växelström, och anslutningen av ramen till en separat magnetring kan bevisa detta tillstånd.

Förhållandet mellan storleken på strömmen i ramen och rotationshastigheten för systemets rotor är proportionell. Således, ju mer ramen roterar, desto mer el kan generatorn leverera . Denna indikator kännetecknas av rotationshastigheten.

Enligt de fastställda standarderna bör den optimala hastighetsindikatorn i de flesta länder inte överstiga 50 Hz. Detta innebär att rotorn måste utföra 50 vibrationer per sekund. För att beräkna parametern är det nödvändigt att komma överens om att en rotation av ramen leder till en ändring i strömriktningen.

Om axeln lyckas vända 1 gång per sekund betyder det att frekvensen för den elektriska strömmen är 1 Hz . För att uppnå 50 Hz är det därför nödvändigt att säkerställa rätt antal bildrutor per sekund.

Under drift ökar ofta antalet elektromagnetpoler. De kan fördröjas genom att minska hastigheten med vilken rotorn roterar.

Beroendet i detta fall är omvänt proportionellt . För att ge en frekvens på 50 Hz är det således nödvändigt att minska hastigheten med cirka 2 gånger.

Dessutom bör det noteras att i vissa länder har andra rotorhastigheter fastställts. Standardfrekvensen är 60 Hz.

Visningar

Idag tillverkar tillverkare flera typer av synkrona generatorer. Bland de befintliga klassificeringarna förtjänar flera särskild uppmärksamhet. Först och främst är det värt att överväga uppdelningen av enheter efter design. Generatorer är av två typer.

Borstlös . Generatorns konstruktion innebär användning av statorlindningar. De placeras så att elementkärnorna är i linje med riktningen för antingen de magnetiska polerna eller kärnorna som finns på spolen. Det maximala antalet magnettänder bör inte överstiga 6 stycken.

Synkron, utrustad med en induktor . Om vi talar om att justera maskiner som arbetar med låg effekt, används DC -magneter som en rotor. Annars är rotorn induktorlindningen.

Följande klassificering innebär uppdelning av mobilstationer i separata typer

Vätegeneratorer . En särdrag hos enheten är en rotor med uttalade poler. Sådana enheter används för att generera elektricitet där det inte finns något behov av att tillhandahålla ett stort antal varv på enheten.

Turbin generatorer . Skillnaden är frånvaron av uttalade poler. Enheten är monterad från olika turbiner, den kan öka antalet rotorvarv flera gånger.

Synkrona expansionsskarvar . Den används för att uppnå reaktiv effekt - en viktig indikator i industriella anläggningar. Med dess hjälp är det möjligt att förbättra kvaliteten på den levererade strömmen och stabilisera spänningsindikatorerna.

Det finns flera vanliga modeller av sådana enheter

Stepper . De används för att säkerställa driften av enheter som är installerade i mekanismer som har en start-stopp-cykel.

Växellös . Används mest i fristående system.

Kontaktlös . De är efterfrågade som huvud- eller reservstationer på fartyg.

Hysteres . Sådana generatorer används för tidsräknare.

Induktor . Se till att elektriska installationer fungerar.

En annan typ av enhetsindelning är den typ av rotor som används. I denna kategori är generatorerna indelade i markanta pol- och implicit-pol-enheter.

Den första är enheter där polerna är tydligt synliga. De kännetecknas av en låg rotorhastighet. Den andra kategorin har en cylindrisk rotor i sin konstruktion, som inte har utskjutande stolpar.

Applikationsområde

Synkrona generatorer är enheter avsedda för produktion av växelström. Du kan träffa sådana enheter på olika stationer:

• atom;
• termisk;
• vattenkraftverk.

Och enheterna används också aktivt i transportsystem. De används i olika fordon och fartygssystem. Synkrongeneratorn kan fungera både autonomt, separat från det elektriska nätet och samtidigt med den. I det här fallet är det möjligt att ansluta flera enheter samtidigt.

Fördelen med växelströmsgeneratorstationer är möjligheten att förse det tilldelade utrymmet med el. Bekvämt om objektet ligger långt från det centrala nätverket. Därför är enheterna efterfrågade bland ägarna av gårdar som ligger långt från staden i bosättningar.

Hur väljer man?

När du väljer en generator är det viktigt att hitta en lämplig och pålitlig enhet som kan ge elektricitet till det tilldelade området. Först måste du bestämma de tekniska parametrarna för den framtida enheten. Experter rekommenderar att uppmärksamma:

• generatorns massa;
• enhetens dimensioner;
• kraft;
• bränsleförbrukning;
• brusfigur;
• arbetets varaktighet.

Och också en viktig parameter är förmågan att organisera automatiskt arbete. För att förstå hur många faser en framtida generator behöver är det nödvändigt att bestämma typen och antalet elektriska apparater som ska anslutas till den.

Till exempel kan endast konsumenter med en fas anslutas till en enfas elektrisk generator. Trefas utökar denna indikator avsevärt.

Köpet av ett sådant mobilt kraftverk är dock inte alltid det bästa beslutet.

Innan du köper, rekommenderas det dessutom att ta hänsyn till den belastning som kommer att utövas på enheten under dess användning . Varje fas bör laddas med högst 30% av totalen. Således, om generatorns effekt är 6 kW, kommer det att vara möjligt att använda endast 2 kW vid användning av uttag med en spänning på 220 V.

Köpet av en trefasgenerator efterfrågas endast när det finns många trefaskonsumenter i huset. Om de flesta apparater är enfasiga är det bättre att köpa en lämplig enhet.

Utnyttjande

Innan generatorn startas måste den först justeras. Först och främst justeras enhetens frekvens. Detta kan göras på två sätt:

1. ändra enhetens konstruktion, på förhand ha förutsett hur många poler som är nödvändiga för elektromagnetens funktion;
2. ge erforderlig axelvarvtal utan några konstruktionsändringar.

Ett slående exempel är turbiner med låg hastighet. De ger en rotorrotation på 150 varv / min. För att justera frekvensen, använd den första metoden, öka antalet poler till 40 stycken.

Nästa parameter som ska konfigureras är EMF. Det blir nödvändigt att justera på grund av förändringar i egenskaperna hos de inkommande lasterna som verkar på mobilstationen.

Trots att EMF för induktion av enheten är associerad med rotorn och dess rotationer, på grund av säkerhetskrav, är det omöjligt att demontera strukturen för att ändra parametern.

EMF -värdet kan ändras genom att justera det genererade magnetflödet . Det kommer att behöva ökas eller minskas. Slingorna, eller snarare deras antal, är ansvariga för indikatorns värde. Och även magnetflödets effekt kan påverkas av strömmen som genereras av spolen.

Justering innebär att flera spolar ingår i en kedja. För att göra detta måste du använda ytterligare reostater eller elektroniska kretsar. Det andra alternativet kräver att parametern ställs in med externa stabilisatorer. Detta säkerställer tillförlitlig service.

Fördelen med en synkron mobilstation är möjligheten att synkronisera med andra elektriska maskiner av liknande typ . Samtidigt, under anslutning, är det möjligt att matcha rotationshastigheterna och säkerställa ett nollfasskifte. I detta avseende är mobila kraftverk efterfrågade inom industriell kraftteknik, där det är mycket bekvämt att använda dem som reservkraftkälla för att öka produktionskapaciteten vid tung belastning.