Synkron Generator: Driftsprincip, Tomgangskarakteristika Og Enhed, Parallel Drift. Hvor Hurtigt Drejer Rotoren?

2024 Forfatter: Beatrice Philips | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-18 12:07

En synkron generator er en særlig enhed, hvorigennem det er muligt at omdanne enhver energi til elektrisk energi. Sådanne enheder er mobile stationer, termiske eller solbatterier og specialudstyr. Afhængigt af typen af generator bestemmes muligheden for dens anvendelse, så det er værd at forstå mere detaljeret, hvad enheden er.

Skabelsens historie

I slutningen af 1800 -tallet udviklede Robert Boschs virksomhed først noget, der ligner en generator. Enheden var i stand til at tænde en motor. Under testene blev det afsløret, at maskinen ikke er egnet til permanent brug, men udviklerne var i stand til at forbedre apparatet.

I 1890 skiftede virksomheden næsten helt til produktionen af dette udstyr, da det blev stor popularitet. I 1902 skabte en studerende fra Bosch en tænding ved hjælp af højspænding. Enheden var i stand til at producere en gnist mellem stearinlysets to elektroder, hvilket gjorde systemet mere alsidigt.

Begyndelsen af 60'erne i det 20. århundrede var en æra med spredning af generatorer rundt om i verden . Og hvis enhederne tidligere kun var efterspurgte i bilindustrien, kan sådanne enheder nu forsyne hele huse med elektricitet.

Enhed og formål

Designet af sådanne enheder omfatter kun to hovedelementer:

• rotor;
• stator.

I dette tilfælde er der tilvejebragt yderligere elementer på rotorakslen. Disse kan være magneter eller feltviklinger. Magneter har en tandform, polerne til modtagelse og transmission af strøm er rettet i forskellige retninger.

Generatorens hovedopgave er at konvertere en energitype til elektrisk energi . Med dens hjælp er det muligt at give de afhængige enheder den nødvendige mængde strøm, så de kan bruges.

Egenskaber

For at vurdere ydelsen af en generator skal du se på dens egenskaber. I princippet er de de samme som for en station, der genererer jævnstrøm. Flere faktorer er vurderingens hovedparametre.

• Tomgang . Det repræsenterer EMF's afhængighed af styrken af de bevægelige strømme, der er ansvarlige for excitationen af spjældspolen. Med dens hjælp er det muligt at bestemme kædenes evne til at magnetisere.
• Ekstern karakteristik . Indikerer et parallelt forhold mellem spolespænding og belastningsstrøm. Værdien afhænger af den belastningstype, der påføres enheden. Blandt de årsager, der kan forårsage ændringer, er der en stigning eller et fald i enhedens EMF samt et spændingsfald over viklingerne på den installerede spole, som er placeret inde i enheden.
• Justering . Repræsenterer det forhold, der dannes mellem feltstrømme og belastningsstrømme. Sikring af betjening og beskyttelse af synkrone enheder opnås ved at overvåge denne indikator. Dette er let at opnå, hvis du konstant justerer EMF.

En anden vigtig parameter er strøm. Værdien kan bestemmes ved hjælp af EMF-, spændings- og vinkelmodstandsindikatorer.

Driftsprincip

Det er ikke så svært at finde ud af, hvordan enheden fungerer. Det består i at rotere en magnetisk ramme for at skabe et elektrisk felt. I processen med at rotere rammen vises magnetiske linjer, der begynder at krydse konturen. Krydsningen bidrager til dannelsen af en elektrisk strøm.

For at bestemme hvor strømmen af elektrisk energi bevæger sig, er det nødvendigt at bruge gimbalreglen . Det skal bemærkes, at den aktuelle bevægelse på nogle områder er modsat. Retningerne ændres konstant, når du når den næste pol, som er placeret på magneten. Dette fænomen kaldes vekselstrøm, og rammens forbindelse til en separat magnetisk ring kan bevise denne tilstand.

Forholdet mellem størrelsen af strømmen i rammen og rotationshastigheden for systemets rotor er proportional. Dermed, jo mere rammen roterer, jo mere elektricitet kan generatoren levere . Denne indikator er kendetegnet ved rotationshastigheden.

Ifølge de etablerede standarder bør den optimale hastighedsindikator i de fleste lande ikke overstige 50 Hz. Det betyder, at rotoren skal udføre 50 vibrationer i sekundet. For at beregne parameteren er det nødvendigt at acceptere, at en rotation af rammen fører til en ændring i strømretning.

Hvis akslen formår at dreje 1 gang i sekundet, betyder det, at frekvensen af den elektriske strøm er 1 Hz . For at opnå 50 Hz vil det således være nødvendigt at sikre det korrekte antal billedrotationer i sekundet.

Under drift stiger antallet af elektromagnetpoler ofte. De kan forsinkes ved at reducere den hastighed, hvormed rotoren roterer.

Afhængigheden i dette tilfælde er omvendt proportional . For at give en frekvens på 50 Hz vil det således være nødvendigt at reducere hastigheden med cirka 2 gange.

Desuden skal det bemærkes, at der i nogle lande er fastsat andre rotorrotationshastigheder. Standardfrekvensen er 60 Hz.

Visninger

I dag producerer producenter flere typer af synkrone generatorer. Blandt de eksisterende klassifikationer fortjener flere særlig opmærksomhed. Først og fremmest er det værd at overveje opdelingen af enheder efter design. Generatorer er af to typer.

Børsteløs . Generatorens design indebærer brug af statorviklinger. De placeres således, at elementkernerne er på linje med retningen af enten de magnetiske poler eller de kerner, der er tilvejebragt på spolen. Det maksimale antal magnettænder må ikke overstige 6 stk.

Synkron, udstyret med en induktor . Hvis vi taler om justering af maskiner, der arbejder med lav effekt, bruges DC -magneter som en rotor. Ellers er rotoren induktorviklingen.

Den følgende klassificering indebærer opdeling af mobilstationer i separate typer

Hydrogeneratorer . Et særpræg ved enheden er en rotor med udtalte poler. Sådanne enheder bruges til at generere elektricitet, hvor der ikke er behov for at tilvejebringe et stort antal omdrejninger af enheden.

Turbine generatorer . Forskellen er fraværet af udtalte poler. Enheden er samlet fra forskellige møller, den er i stand til at øge antallet af rotoromdrejninger flere gange.

Synkrone ekspansionsfuger . Det bruges til at opnå reaktiv effekt - en vigtig indikator i industrielle faciliteter. Med dens hjælp er det muligt at forbedre kvaliteten af den leverede strøm og stabilisere spændingsindikatorerne.

Der er flere almindelige modeller af sådanne enheder

Stepper . De bruges til at sikre driften af drev, der er installeret i mekanismer, der har en start-stop-cyklus.

Gearløs . Mest brugt i enkeltstående systemer.

Kontaktløs . De er efterspurgte som hoved- eller backup -mobilstationer på skibe.

Hysterese . Sådanne generatorer bruges til tidstællere.

Induktor . Sikre driften af elektriske installationer.

En anden type enhedsinddeling er den type rotor, der bruges. I denne kategori er generatorer opdelt i fremtrædende-pol og implicit-pol-enheder.

Den første er enheder, hvor polerne er tydeligt synlige. De kendetegnes ved en lav rotorhastighed. Den anden kategori har en cylindrisk rotor i sit design, som ikke har fremspringende poler.

Anvendelsesområde

Synkrone generatorer er enheder designet til produktion af vekselstrøm. Du kan møde sådanne enheder på forskellige stationer:

• atomar;
• termisk;
• vandkraftværker.

Og også enhederne bruges aktivt i transportsystemer. De bruges i forskellige køretøjer og skibssystemer. Synkrongeneratoren er i stand til at fungere både autonomt, adskilt fra det elektriske netværk og samtidigt med den. I dette tilfælde er det muligt at forbinde flere enheder på én gang.

Fordelen ved vekselstrømsgenererende stationer er muligheden for at forsyne den tildelte plads med elektricitet. Praktisk, hvis objektet er placeret langt fra det centrale netværk. Derfor er enhederne efterspurgte blandt ejerne af gårde, der ligger langt fra byen i bosættelser.

Hvordan vælger man?

Når du vælger en generator, er det vigtigt at finde en passende og pålidelig enhed, der kan levere elektricitet til det tildelte område. Først skal du tage stilling til de tekniske parametre for den fremtidige enhed. Eksperter anbefaler at være opmærksom på:

• generatorens masse;
• enhedens dimensioner;
• strøm;
• brændstofforbrug;
• støj figur;
• arbejdets varighed.

Og også en vigtig parameter er evnen til at organisere automatisk arbejde. For at forstå, hvor mange faser en fremtidig generator har brug for, er det nødvendigt at bestemme typen og antallet af elektriske apparater, der skal tilsluttes den.

For eksempel kan kun forbrugere med en fase tilsluttes en enfaset elektrisk generator. Tre-fase udvider denne indikator betydeligt.

Imidlertid er køb af et sådant mobilkraftværk ikke altid den bedste beslutning.

Før du køber, anbefales det desuden at tage hensyn til den belastning, der vil blive påført enheden under dens drift . Hver fase bør belastes med maksimalt 30% af totalen. Såfremt generatorens effekt er 6 kW, vil det i tilfælde af brug af stikkontakter med en spænding på 220 V kun være muligt at bruge 2 kW.

Køb af en trefaset generator er kun efterspurgt, når der er mange trefaseforbrugere i huset. Hvis de fleste apparater er enfasede, er det bedre at købe en passende enhed.

Udnyttelse

Inden generatoren startes, skal den først justeres. Først og fremmest er enhedens frekvens indstillet. Dette kan gøres på to måder:

1. ændre enhedens design efter på forhånd at have forudset, hvor mange poler der er nødvendige for elektromagnetens funktion;
2. give den nødvendige akselhastighed uden ændringer i designet.

Et slående eksempel er lavhastighedsturbiner. De giver en rotorrotation på 150 omdr./min. For at justere frekvensen skal du bruge den første metode og øge antallet af poler til 40 stykker.

Den næste parameter, der skal konfigureres, er EMF. Det bliver nødvendigt at justere på grund af ændringer i karakteristika for de indgående belastninger, der virker på mobilstationen.

På trods af at EMF for induktion af enheden er forbundet med rotoren og dens rotationer, på grund af sikkerhedskrav, er det umuligt at adskille strukturen for at ændre parameteren.

EMF -værdien kan ændres ved at justere den genererede magnetiske flux . Det skal øges eller reduceres. De snoede drejninger, eller rettere sagt, deres nummer, er ansvarlige for indikatorens værdi. Og også magnetfluxens effekt kan påvirkes af strømmen genereret af spolen.

Justering indebærer inkludering af flere spoler i en kæde. For at gøre dette skal du bruge yderligere reostater eller elektroniske kredsløb. Den anden mulighed kræver indstilling af parameteren ved hjælp af eksterne stabilisatorer. Dette sikrer pålidelig service.

Fordelen ved en synkron mobilstation er muligheden for at synkronisere med andre elektriske maskiner af en lignende type . På samme tid er det under tilslutning muligt at matche rotationshastighederne og sikre et nulfaseforskydning. I denne henseende er mobile kraftværker efterspurgte inden for industriel kraftteknik, hvor det er meget bekvemt at bruge dem som backup -strømkilde til at øge produktionskapaciteten i tilfælde af tunge belastninger.