Sinhroni Generator: Princip Rada, Karakteristike Praznog Hoda I Uređaj, Paralelni Rad. Koliko Brzo Se Rotor Okreće?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-18 12:05

Sinhroni generator je poseban uređaj pomoću kojeg je moguće pretvoriti bilo koju energiju u električnu. Takvi uređaji su mobilne stanice, termalne ili solarne baterije i posebna oprema. Ovisno o vrsti generatora, utvrđuje se mogućnost njegove uporabe, pa je vrijedno detaljnije razumjeti koji je to uređaj.

Istorija stvaranja

Krajem 19. stoljeća kompanija Roberta Boscha prvi je put razvila nešto slično generatoru. Uređaj je mogao upaliti motor. Tijekom ispitivanja otkriveno je da stroj nije pogodan za trajnu upotrebu, ali su programeri uspjeli poboljšati aparat.

1890. kompanija se gotovo u potpunosti prebacila na proizvodnju ove opreme jer je stekla veliku popularnost. Godine 1902., učenik Boscha stvorio je paljenje pomoću visokog napona. Uređaj je mogao proizvesti iskru između dvije elektrode svijeće, što je sistem učinilo svestranijim.

Početak 60 -ih godina XX vijeka bio je doba širenja generatora širom svijeta . I ako su ranije uređaji bili traženi samo u automobilskoj industriji, sada takve jedinice mogu opskrbiti cijele kuće električnom energijom.

Uređaj i svrha

Dizajn takvih jedinica uključuje samo dva glavna elementa:

• rotor;
• stator.

U tom slučaju na vratilu rotora nalaze se dodatni elementi. To mogu biti magneti ili namoti polja. Magneti imaju nazubljeni oblik, polovi za prijem i prijenos struje usmjereni su u različitim smjerovima.

Glavni zadatak generatora je pretvaranje jedne vrste energije u električnu . Uz njegovu pomoć, ovisnim uređajima je moguće osigurati potrebnu količinu struje kako bi se mogli koristiti.

Karakteristike

Da biste procijenili performanse generatora, morate pogledati njegove karakteristike. U principu su isti kao i za stanicu koja proizvodi istosmjernu struju. Nekoliko faktora su glavni parametri procjene.

• U praznom hodu . Predstavlja ovisnost EMF -a o jačini pokretnih struja odgovornih za pobudu prigušne zavojnice. Uz njegovu pomoć moguće je odrediti sposobnost lanaca da se magnetiziraju.
• Spoljašnje karakteristike . Podrazumijeva paralelnu vezu između napona zavojnice i struje opterećenja. Vrijednost ovisi o vrsti opterećenja uređaja. Među razlozima koji mogu uzrokovati promjene je povećanje ili smanjenje EMF -a jedinice, kao i pad napona na namotima instalirane zavojnice koja se nalazi unutar uređaja.
• Podešavanje . Predstavlja odnos koji se formira između struja polja i struja opterećenja. Praćenjem ovog indikatora postiže se osiguranje operativnosti i zaštite sinkronih jedinica. To je lako postići ako stalno prilagođavate EMF.

Drugi važan parametar je snaga. Vrijednost se može odrediti pomoću pokazatelja EMF -a, napona i kutnog otpora.

Princip rada

Nije tako teško shvatiti kako uređaj radi. Sastoji se od rotiranja magnetskog okvira radi stvaranja električnog polja. U procesu rotiranja okvira pojavljuju se magnetske linije koje počinju prelaziti njegovu konturu. Ukrštanje doprinosi stvaranju električne struje.

Da biste odredili gdje se kreću tokovi električne energije, potrebno je koristiti pravilo gimbala . Treba napomenuti da je u nekim područjima trenutno kretanje suprotno. Smjerovi se stalno mijenjaju kada dođete do sljedećeg pola, koji se nalazi na magnetu. Ovaj fenomen naziva se izmjenična struja, a spajanje okvira na zasebni magnetski prsten može dokazati ovo stanje.

Odnos između veličine struje u okviru i brzine rotacije rotora sistema je proporcionalan. Dakle, što se okvir više okreće, generator može isporučiti više električne energije . Ovaj pokazatelj karakterizira brzina rotacije.

Prema utvrđenim standardima, optimalni pokazatelj brzine u većini zemalja ne smije prelaziti 50 Hz. To znači da rotor mora izvesti 50 vibracija u sekundi. Za izračun parametra potrebno je složiti se da jedna rotacija okvira dovodi do promjene smjera struje.

Ako se vratilo uspije okretati 1 put u sekundi, to znači da je frekvencija električne struje 1 Hz . Stoga će za postizanje 50 Hz biti potrebno osigurati točan broj okretaja okvira u sekundi.

Tijekom rada, broj polova elektromagneta se često povećava. Mogu se odgoditi smanjenjem brzine kojom se rotor okreće.

Ovisnost je u ovom slučaju obrnuto proporcionalna . Stoga će za osiguravanje frekvencije od 50 Hz biti potrebno smanjiti brzinu za oko 2 puta.

Osim toga, valja napomenuti da su u nekim zemljama postavljene i druge stope rotacije rotora. Standardna frekvencija je 60 Hz.

Pregledi

Danas proizvođači proizvode nekoliko vrsta sinkronih generatora. Među postojećim klasifikacijama, neke zaslužuju posebnu pažnju. Prije svega, vrijedi razmisliti o podjeli jedinica prema dizajnu. Generatori su dva tipa.

Bez četkica . Dizajn generatora podrazumijeva upotrebu namota statora. Postavljeni su tako da su jezgre elemenata poravnate sa smjerom magnetskih polova ili jezgri koje se nalaze na zavojnici. Maksimalni broj magnetnih zuba ne smije prelaziti 6 komada.

Sinhrona, opremljena induktorom . Ako govorimo o strojevima za podešavanje koji rade pri maloj snazi, tada se istosmjerni magneti koriste kao rotor. U suprotnom, rotor je namotaj induktora.

Sljedeća klasifikacija podrazumijeva podjelu mobilnih stanica u zasebne tipove

Hidrogeneratori . Posebnost uređaja je rotor s izraženim polovima. Takve se jedinice koriste za proizvodnju električne energije gdje nema potrebe za osiguravanjem velikog broja okretaja uređaja.

Turbinski generatori . Razlika je u odsustvu izraženih polova. Uređaj je sastavljen od različitih turbina, sposoban je povećati broj okretaja rotora nekoliko puta.

Sinhroni dilatacijski spojevi . Koristi se za postizanje reaktivne snage - važan pokazatelj u industrijskim objektima. Uz njegovu pomoć moguće je poboljšati kvalitetu isporučene struje i stabilizirati indikatore napona.

Postoji nekoliko uobičajenih modela takvih uređaja

Stepper . Koriste se za osiguranje operativnosti pogona instaliranih u mehanizmima koji imaju start-stop ciklus.

Gearless . Uglavnom se koristi u samostalnim sistemima.

Beskontaktno . Tražene su kao glavne ili rezervne mobilne stanice na brodovima.

Histereza . Takvi generatori se koriste za brojače vremena.

Induktor . Osigurajte rad električnih instalacija.

Druga vrsta podjele jedinica je vrsta rotora koji se koristi. U ovoj kategoriji generatori su podijeljeni na uređaje s istaknutim polima i implicitno polne uređaje.

Prvi su uređaji u kojima su stubovi jasno vidljivi. Odlikuje ih mala brzina rotora. Druga kategorija ima cilindrični rotor u svom dizajnu, koji nema izbočene stupove.

Područje primjene

Sinhroni generatori su uređaji namijenjeni proizvodnji izmjenične struje. Takve uređaje možete sresti na raznim stanicama:

• atomski;
• termički;
• hidroelektrane.

Također se jedinice aktivno koriste u transportnim sistemima. Koriste se u raznim vozilima i brodskim sistemima. Sinhroni generator može raditi i autonomno, odvojeno od električne mreže, i istovremeno s njom. U tom slučaju moguće je povezati nekoliko jedinica odjednom.

Prednost AC proizvodnih stanica je mogućnost snabdijevanja dodijeljenog prostora električnom energijom. Zgodno ako se objekt nalazi daleko od centralne mreže. Stoga su jedinice tražene među vlasnicima farmi udaljenih od grada u naseljima.

Kako odabrati?

Prilikom odabira generatora važno je pronaći odgovarajući i pouzdan uređaj koji može opskrbiti električnom energijom dodijeljeno područje. Prvo morate odlučiti o tehničkim parametrima budućeg uređaja. Stručnjaci savjetuju da obratite pažnju na:

• masa generatora;
• dimenzije uređaja;
• snaga;
• potrošnja goriva;
• broj buke;
• trajanje rada.

Također je važan parametar mogućnost organiziranja automatskog rada. Da bi se razumjelo koliko faza treba budućem generatoru, potrebno je odrediti vrstu i broj električnih uređaja koji će biti povezani s njim.

Na primjer, samo jednofazni potrošači mogu se priključiti na jednofazni električni generator. Trofazni značajno proširuje ovaj pokazatelj.

Međutim, kupnja takve mobilne elektrane nije uvijek najbolja odluka.

Prije kupnje, dodatno se preporučuje uzeti u obzir opterećenje koje će biti izloženo uređaju tijekom njegovog rada . Svaka faza treba biti opterećena s najviše 30% ukupne vrijednosti. Dakle, ako je snaga generatora 6 kW, tada će u slučaju korištenja utičnica s naponom od 220 V biti moguće koristiti samo 2 kW.

Kupnja trofaznog generatora tražena je samo ako u kući ima mnogo trofaznih potrošača. Ako je većina uređaja jednofazna, bolje je kupiti odgovarajuću jedinicu.

Eksploatacija

Prije pokretanja generatora, prvo ga je potrebno prilagoditi. Prije svega, podešena je frekvencija uređaja. To se može učiniti na dva načina:

1. promijeniti dizajn jedinice, unaprijed predvidjevši koliko je polova potrebno za rad elektromagneta;
2. osigurati potrebnu brzinu vratila bez ikakvih promjena u dizajnu.

Upečatljiv primjer su turbine male brzine. Omogućuju rotaciju rotora od 150 o / min. Za podešavanje frekvencije upotrijebite prvu metodu povećavajući broj polova na 40 komada.

Sljedeći parametar koji treba konfigurirati je EMF. Postaje potrebno prilagoditi se zbog promjena u karakteristikama dolaznih opterećenja koja djeluju na mobilnu stanicu.

Unatoč činjenici da je EMF indukcije uređaja povezan s rotorom i njegovim okretajima, zbog sigurnosnih zahtjeva nemoguće je rastaviti konstrukciju kako bi se promijenili parametri.

Vrijednost EMF -a može se promijeniti podešavanjem generiranog magnetskog toka . Morat će se povećati ili smanjiti. Zavojnice namota, odnosno njihov broj, odgovorne su za vrijednost indikatora. Na snagu magnetskog toka može utjecati i struja koju stvara zavojnica.

Podešavanje uključuje uključivanje nekoliko zavojnica u lanac. Da biste to učinili, trebate koristiti dodatne reostate ili elektronička kola. Druga opcija zahtijeva postavljanje parametra pomoću vanjskih stabilizatora. To osigurava pouzdanu uslugu.

Prednost sinkrone mobilne postaje je mogućnost sinkronizacije s drugim električnim strojevima sličnog tipa . Istodobno, tijekom povezivanja moguće je uskladiti brzine vrtnje i osigurati nulti pomak faze. S tim u vezi, mobilne elektrane tražene su u industrijskoj energetici, gdje je vrlo zgodno koristiti ih kao rezervni izvor energije za povećanje proizvodnih kapaciteta u slučaju velikih opterećenja.