Sünkroongeneraator: Tööpõhimõte, Tühikäigu Omadused Ja Seade, Paralleelne Töö. Kui Kiiresti Rootor Pöörleb?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-18 12:10

Sünkroongeneraator on spetsiaalne seade, mille kaudu on võimalik muuta mis tahes energia elektrienergiaks. Sellised seadmed on mobiiljaamad, soojus- või päikesepatareid ja erivarustus. Sõltuvalt generaatori tüübist määratakse kindlaks selle kasutamise võimalus, seega tasub üksikasjalikumalt mõista, mis seade on.

Loomise ajalugu

19. sajandi lõpus töötas Robert Boschi ettevõte esmalt välja midagi generaatoriga sarnast. Seade oli võimeline mootorit süüdama. Katsete käigus selgus, et masin ei sobi püsivaks kasutamiseks, kuid arendajad suutsid aparaati täiustada.

Aastal 1890 läks ettevõte peaaegu täielikult selle seadme tootmisele, kuna see saavutas suure populaarsuse. Aastal 1902 lõi Boschi õpilane kõrgepinge abil süüte. Seade suutis küünla kahe elektroodi vahele tekitada sädeme, mis muutis süsteemi mitmekülgsemaks.

XX sajandi 60ndate algus oli generaatorite leviku ajastu kogu maailmas . Ja kui varem olid seadmed nõutud ainult autotööstuses, siis nüüd on sellised seadmed võimelised varustama elektriga terveid maju.

Seade ja eesmärk

Selliste seadmete konstruktsioon hõlmab ainult kahte põhielementi:

• rootor;
• staator.

Sellisel juhul on rootori võllil täiendavad elemendid. Need võivad olla magnetid või väljamähised. Magnetitel on hambuline kuju, poolused voolu vastuvõtmiseks ja edastamiseks on suunatud eri suundadesse.

Generaatori peamine ülesanne on muuta ühte tüüpi energia elektrienergiaks . Tema abiga on võimalik varustada sõltuvad seadmed vajaliku voolukogusega, et neid saaks kasutada.

Omadused

Generaatori jõudluse hindamiseks peate vaatama selle omadusi. Põhimõtteliselt on need samad, mis jaama puhul, mis tekitab alalisvoolu. Hindamise peamised parameetrid on mitmed tegurid.

• Tühikäik . See kujutab endast EMF -i sõltuvust siibri pooli ergastamise eest vastutavate liikuvate voolude tugevusest. Tema abiga on võimalik kindlaks teha kettide magnetiseerimisvõime.
• Väline omadus . See tähendab paralleelset seost mähise pinge ja koormusvoolu vahel. Väärtus sõltub seadmele rakendatava koormuse tüübist. Põhjuste hulgas, mis võivad muutusi põhjustada, on seadme EMF -i suurenemine või vähenemine, samuti pinge langus paigaldatud mähise mähistes, mis asetatakse seadme sisse.
• Reguleerimine . Esindab suhet, mis tekib välja- ja koormusvoolude vahel. Selle indikaatori jälgimisega saavutatakse sünkroonseadmete töövõime ja kaitse. Seda on lihtne saavutada, kui reguleerite pidevalt EMF -i.

Teine oluline parameeter on võimsus. Väärtust saab määrata EMF-, pinge- ja nurgatakistuse indikaatorite abil.

Toimimispõhimõte

Seadme tööpõhimõtet pole nii raske mõista. See koosneb magnetraami pööramisest elektrivälja loomiseks. Raami pööramise ajal ilmuvad magnetjooned, mis hakkavad selle kontuuri ületama. Ülesõit aitab kaasa elektrivoolu tekkele.

Elektrienergia voogude liikumise kindlaksmääramiseks on vaja kasutada kardaanireeglit . Tuleb märkida, et mõnes piirkonnas on praegune liikumine vastupidine. Suunad muutuvad pidevalt, kui jõuate järgmisele poolusele, mis asub magnetil. Seda nähtust nimetatakse vahelduvvooluks ja raami ühendamine eraldi magnetrõngaga võib seda tingimust tõestada.

Kaadris oleva voolu suuruse ja süsteemi rootori pöörlemiskiiruse suhe on proportsionaalne. Seega, mida rohkem raam pöörleb, seda rohkem saab generaator elektrit tarnida . Seda indikaatorit iseloomustab pöörlemiskiirus.

Vastavalt kehtestatud standarditele ei tohiks enamikus riikides optimaalne kiiruse näitaja ületada 50 Hz. See tähendab, et rootor peab tegema 50 vibratsiooni sekundis. Parameetri arvutamiseks on vaja nõustuda, et üks raami pöörlemine viib voolu suuna muutumiseni.

Kui võllil õnnestub pöörata 1 kord sekundis, tähendab see, et elektrivoolu sagedus on 1 Hz . Seega on 50 Hz saavutamiseks vaja tagada õige kaadri pöörete arv sekundis.

Töö ajal suureneb sageli elektromagneti pooluste arv. Neid saab edasi lükata, vähendades rootori pöörlemiskiirust.

Sõltuvus on sel juhul pöördvõrdeline . Seega on sageduse 50 Hz tagamiseks vaja kiirust vähendada umbes 2 korda.

Lisaks tuleb märkida, et mõnes riigis on kehtestatud muud rootori pöörlemiskiirused. Standardsagedus on 60 Hz.

Vaated

Tänapäeval toodavad tootjad mitut tüüpi sünkroongeneraatoreid. Olemasolevate klassifikatsioonide hulgas väärivad erilist tähelepanu mitmed. Kõigepealt tasub kaaluda üksuste jaotust disaini järgi. Generaatoreid on kahte tüüpi.

Harjadeta . Generaatori konstruktsioon eeldab staatori mähiste kasutamist. Need on paigutatud nii, et elementide südamikud on joondatud kas magnetpooluste või mähisel olevate südamike suunaga. Magnethammaste maksimaalne arv ei tohi ületada 6 tükki.

Sünkroonne, varustatud induktiivpooliga . Kui me räägime väikese võimsusega töötavatest reguleerimismasinatest, siis kasutatakse rootorina alalisvoolu magneteid. Vastasel juhul on rootor induktiivmähis.

Järgmine klassifikatsioon eeldab mobiiljaamade jagamist eraldi tüüpideks

Hüdrogeneraatorid . Seadme eripäraks on väljendunud poolustega rootor. Selliseid seadmeid kasutatakse elektrienergia tootmiseks seal, kus pole vaja seadme suurt pööret pakkuda.

Turbiinigeneraatorid . Erinevus seisneb väljendunud pooluste puudumises. Seade on kokku pandud erinevatest turbiinidest, see on võimeline rootoripöörete arvu mitu korda suurendama.

Sünkroonsed paisumisvuugid . Seda kasutatakse reaktiivvõimsuse saavutamiseks - oluline näitaja tööstusrajatistes. Tema abiga on võimalik parandada tarnitud voolu kvaliteeti ja stabiliseerida pingeindikaatoreid.

Selliste seadmete ühiseid mudeleid on mitu

Stepper . Neid kasutatakse start-stop-tsükliga mehhanismidesse paigaldatud ajamite töökindluse tagamiseks.

Käiguvaba . Enamasti kasutatakse eraldiseisvates süsteemides.

Kontaktivaba . Need on laevadel nõudlikud põhi- või varumobiiljaamadena.

Hüsterees . Selliseid generaatoreid kasutatakse aja loendurite jaoks.

Induktor . Tagada elektripaigaldiste töö.

Teine üksuste jagamise tüüp on kasutatava rootori tüüp. Selles kategoorias on generaatorid jagatud silmatorkavateks ja implitsiitseteks seadmeteks.

Esimesed on seadmed, milles postid on selgelt nähtavad. Neid eristab madal rootori kiirus. Teise kategooria konstruktsioonis on silindriline rootor, millel pole väljaulatuvaid pooluseid.

Kasutusala

Sünkroongeneraatorid on seadmed, mis on ette nähtud vahelduvvoolu tootmiseks. Selliste seadmetega saate kohtuda erinevates jaamades:

• aatom;
• soojus;
• hüdroelektrijaamad.

Ja ka üksusi kasutatakse aktiivselt transpordisüsteemides. Neid kasutatakse erinevates sõidukites ja laevasüsteemides. Sünkroongeneraator on võimeline töötama nii autonoomselt, elektrivõrgust eraldi kui ka samaaegselt. Sel juhul on võimalik ühendada mitu seadet korraga.

Vahelduvvoolugeneraatorite eeliseks on võimalus varustada eraldatud ruumi elektriga. Mugav, kui objekt asub keskvõrgust kaugel. Seetõttu on üksused nõutud asulates asuvatest linnast kaugel asuvate talude omanike seas.

Kuidas valida?

Generaatori valimisel on oluline leida sobiv ja usaldusväärne seade, mis suudab eraldatud alale elektrit tarnida. Kõigepealt peate otsustama tulevase seadme tehniliste parameetrite üle. Eksperdid soovitavad pöörata tähelepanu:

• generaatori mass;
• seadme mõõtmed;
• võimsus;
• kütusekulu;
• müra näitaja;
• töö kestus.

Ja ka oluline parameeter on võime korraldada automaatset tööd. Et mõista, kui palju faase tulevane generaator vajab, on vaja kindlaks määrata sellega ühendatavate elektriseadmete tüüp ja arv.

Näiteks saab ühefaasilise elektrigeneraatoriga ühendada ainult ühefaasilisi tarbijaid. Kolmefaasiline laiendab seda näitajat oluliselt.

Sellise mobiilse elektrijaama ostmine pole aga alati parim otsus.

Enne ostmist on lisaks soovitatav arvesse võtta koormust, mis seadmele selle töö ajal avaldub . Iga faas peaks olema koormatud maksimaalselt 30% kogumahust. Seega, kui generaatori võimsus on 6 kW, siis 220 V pingega pistikupesade kasutamisel on võimalik kasutada ainult 2 kW.

Kolmefaasilise generaatori ostmine on nõutud ainult siis, kui majas on palju kolmefaasilisi tarbijaid. Kui enamik seadmeid on ühefaasilised, on parem osta sobiv seade.

Ekspluateerimine

Enne generaatori käivitamist tuleb seda kõigepealt reguleerida. Kõigepealt häälestatakse seadme sagedus. Seda saab teha kahel viisil:

1. muuta seadme konstruktsiooni, olles eelnevalt ette näinud, mitu poolust on elektromagneti tööks vaja;
2. tagama vajaliku võlli kiiruse ilma konstruktsioonimuudatusteta.

Ilmekaks näiteks on väikese kiirusega turbiinid. Need tagavad rootori pöörlemiskiiruse 150 p / min. Sageduse reguleerimiseks kasutage esimest meetodit, suurendades pooluste arvu 40 tükini.

Järgmine seadistatav parameeter on EMF. Reguleerimine muutub vajalikuks mobiiljaama mõjutavate sissetulevate koormuste omaduste muutumise tõttu.

Hoolimata asjaolust, et seadme induktsiooni EMF on seotud rootori ja selle pöörlemistega, on ohutusnõuete tõttu võimatu struktuuri parameetri muutmiseks lahti võtta.

EMF väärtust saab muuta genereeritud magnetvoo reguleerimisega . Seda tuleb suurendada või vähendada. Mähiste pöörded või õigemini nende arv vastutavad indikaatori väärtuse eest. Ja ka magnetvoo võimsust võib mõjutada mähise tekitatud vool.

Reguleerimine hõlmab mitme mähise lülitamist ahelasse. Selleks peate kasutama täiendavaid reostaate või elektroonilisi ahelaid. Teine võimalus nõuab parameetri seadistamist väliste stabilisaatorite abil. See tagab usaldusväärse teeninduse.

Sünkroonse mobiiljaama eeliseks on võimalus sünkroonida teiste sama tüüpi elektrimasinatega . Samal ajal on ühenduse ajal võimalik sobitada pöörlemiskiirused ja tagada nullfaasinihe. Sellega seoses on mobiilsed elektrijaamad nõutud tööstuslikus elektrotehnikas, kus on väga mugav kasutada neid varutoiteallikana tootmisvõimsuse suurendamiseks suurte koormuste korral.