Sinhronais ģenerators: Darbības Princips, Tukšgaitas īpašības Un Ierīce, Paralēla Darbība. Cik ātri Rotors Griežas?

2024 Autors: Beatrice Philips | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-18 12:19

Sinhronais ģenerators ir īpaša ierīce, ar kuras palīdzību jebkuru enerģiju ir iespējams pārvērst elektroenerģijā. Šādas ierīces ir mobilās stacijas, siltuma vai saules baterijas un īpašs aprīkojums. Atkarībā no ģeneratora veida tiek noteikta tā izmantošanas iespēja, tāpēc ir vērts sīkāk saprast, kas ir ierīce.

Radīšanas vēsture

19. gadsimta beigās Roberta Boša uzņēmums vispirms izstrādāja kaut ko līdzīgu ģeneratoram. Ierīce spēja aizdedzināt motoru. Pārbaužu laikā tika atklāts, ka mašīna nav piemērota pastāvīgai lietošanai, taču izstrādātāji varēja uzlabot aparātu.

1890. gadā uzņēmums gandrīz pilnībā pārgāja uz šo iekārtu ražošanu, jo tas ieguva lielu popularitāti. 1902. gadā Bosch students izveidoja aizdedzi, izmantojot augstspriegumu. Ierīce spēja radīt dzirksteli starp diviem sveces elektrodiem, kas padarīja sistēmu daudzpusīgāku.

XX gadsimta 60. gadu sākums bija ģeneratoru izplatības laikmets visā pasaulē . Un, ja agrāk ierīces bija pieprasītas tikai automobiļu rūpniecībā, tad tagad šādas vienības spēj nodrošināt veselas mājas ar elektrību.

Ierīce un mērķis

Šādu vienību dizains ietver tikai divus galvenos elementus:

• rotors;
• stators.

Šajā gadījumā uz rotora vārpstas ir paredzēti papildu elementi. Tie var būt magnēti vai lauka tinumi. Magnētiem ir zobaina forma, strāvas uztveršanas un pārraides stabi ir vērsti dažādos virzienos.

Ģeneratora galvenais uzdevums ir pārveidot viena veida enerģiju elektroenerģijā . Ar tās palīdzību ir iespējams nodrošināt atkarīgajām ierīcēm nepieciešamo strāvas daudzumu, lai tās varētu izmantot.

Raksturlielumi

Lai novērtētu ģeneratora veiktspēju, jums jāaplūko tā īpašības. Principā tie ir tādi paši kā stacijai, kas ģenerē līdzstrāvu. Galvenie vērtēšanas parametri ir vairāki faktori.

• Tukšgaita . Tas atspoguļo EMF atkarību no kustīgo strāvu stipruma, kas ir atbildīgas par aizbīdņa spoles ierosmi. Ar tās palīdzību ir iespējams noteikt ķēžu spēju magnetizēties.
• Ārējā īpašība . Tas nozīmē paralēlu attiecību starp spoles spriegumu un slodzes strāvu. Vērtība ir atkarīga no ierīces slodzes veida. Starp iemesliem, kas var izraisīt izmaiņas, ir ierīces EMF palielināšanās vai samazināšanās, kā arī sprieguma kritums ierīcē ievietotās spoles tinumos.
• Pielāgošana . Pārstāv attiecības, kas veidojas starp lauka strāvām un slodzes strāvām. Sinhrono vienību darbības un aizsardzības nodrošināšana tiek panākta, uzraugot šo rādītāju. To ir viegli sasniegt, ja pastāvīgi regulējat EML.

Vēl viens svarīgs parametrs ir jauda. Vērtību var noteikt, izmantojot EML, sprieguma un leņķiskās pretestības indikatorus.

Darbības princips

Nav tik grūti saprast, kā ierīce darbojas. Tas sastāv no magnētiskā rāmja pagriešanas, lai izveidotu elektrisko lauku. Rāmja rotācijas procesā parādās magnētiskās līnijas, kas sāk šķērsot tā kontūru. Šķērsojums veicina elektriskās strāvas veidošanos.

Lai noteiktu, kur pārvietojas elektriskās enerģijas plūsmas, ir jāizmanto kardāna noteikums . Jāatzīmē, ka dažās jomās pašreizējā kustība ir pretēja. Virzieni nepārtraukti mainās, sasniedzot nākamo polu, kas atrodas uz magnēta. Šo parādību sauc par maiņstrāvu, un rāmja savienojums ar atsevišķu magnētisko gredzenu var pierādīt šo nosacījumu.

Attiecība starp strāvas lielumu rāmī un sistēmas rotora rotācijas ātrumu ir proporcionāla. Tādējādi, jo vairāk rāmis griežas, jo vairāk elektroenerģijas ģenerators var piegādāt . Šo indikatoru raksturo rotācijas ātrums.

Saskaņā ar noteiktajiem standartiem optimālā ātruma indikators lielākajā daļā valstu nedrīkst pārsniegt 50 Hz. Tas nozīmē, ka rotoram jāveic 50 vibrācijas sekundē. Lai aprēķinātu parametru, ir jāpiekrīt, ka viena rāmja rotācija noved pie strāvas virziena maiņas.

Ja vārpstai izdodas griezties 1 reizi sekundē, tas nozīmē, ka elektriskās strāvas frekvence ir 1 Hz . Tādējādi, lai sasniegtu 50 Hz, būs jānodrošina pareizs kadru apgriezienu skaits sekundē.

Darbības laikā bieži palielinās elektromagnēta polu skaits. Tos var aizkavēt, samazinot rotora rotācijas ātrumu.

Atkarība šajā gadījumā ir apgriezti proporcionāla . Tādējādi, lai nodrošinātu frekvenci 50 Hz, būs nepieciešams samazināt ātrumu aptuveni 2 reizes.

Turklāt jāatzīmē, ka dažās valstīs ir noteikti citi rotora rotācijas ātrumi. Standarta frekvence ir 60 Hz.

Skatījumi

Mūsdienās ražotāji ražo vairāku veidu sinhronos ģeneratorus. Starp esošajām klasifikācijām vairākas ir pelnījušas īpašu uzmanību. Pirmkārt, ir vērts apsvērt vienību sadalījumu pēc konstrukcijas. Ģeneratori ir divu veidu.

Bez birstēm . Ģeneratora konstrukcija paredz izmantot statora tinumus. Tie ir novietoti tā, lai elementu serdeņi būtu izlīdzināti ar magnētisko polu vai serdes virzienu virzienu. Maksimālais magnēta zobu skaits nedrīkst pārsniegt 6 gabalus.

Sinhrona, aprīkota ar induktoru . Ja mēs runājam par regulēšanas mašīnām, kas darbojas ar mazu jaudu, tad līdzstrāvas magnēti tiek izmantoti kā rotors. Pretējā gadījumā rotors ir induktora tinums.

Šī klasifikācija nozīmē mobilo staciju sadalīšanu atsevišķos veidos

Hidroģeneratori . Ierīces atšķirīgā iezīme ir rotors ar izteiktiem poliem. Šādas vienības tiek izmantotas elektroenerģijas ražošanai, ja nav nepieciešams nodrošināt lielu ierīces pagriezienu skaitu.

Turbīnu ģeneratori . Atšķirība ir izteiktu polu trūkums. Ierīce ir salikta no dažādām turbīnām, tā spēj vairākas reizes palielināt rotora apgriezienu skaitu.

Sinhronās izplešanās šuves . To izmanto, lai sasniegtu reaktīvo jaudu - svarīgu rādītāju rūpniecības objektos. Ar tās palīdzību ir iespējams uzlabot piegādātās strāvas kvalitāti un stabilizēt sprieguma indikatorus.

Ir vairāki izplatīti šādu ierīču modeļi

Stepper . Tos izmanto, lai nodrošinātu disku darbību, kas uzstādīti mehānismos, kuriem ir sākuma un apturēšanas cikls.

Bez pārnesumiem . Pārsvarā izmanto atsevišķās sistēmās.

Bezkontakta . Tie ir pieprasīti kā galvenās vai rezerves mobilās stacijas uz kuģiem.

Histerēze . Šādi ģeneratori tiek izmantoti laika skaitītājiem.

Induktors . Nodrošiniet elektroietaišu darbību.

Vēl viens vienības sadalīšanas veids ir izmantotā rotora tips. Šajā kategorijā ģeneratori ir sadalīti galvenajās un netiešā polu ierīcēs.

Pirmās ir ierīces, kurās stabi ir skaidri redzami. Tie atšķiras ar zemu rotora apgriezienu skaitu. Otrās kategorijas dizainā ir cilindrisks rotors, kuram nav izvirzītu polu.

Lietošanas joma

Sinhronie ģeneratori ir ierīces, kas paredzētas maiņstrāvas ražošanai. Jūs varat satikt šādas ierīces dažādās stacijās:

• atomu;
• termiski;
• hidroelektrostacijas.

Un arī vienības tiek aktīvi izmantotas transporta sistēmās. Tos izmanto dažādos transportlīdzekļos un kuģu sistēmās. Sinhronais ģenerators spēj darboties gan autonomi, atsevišķi no elektrotīkla, gan vienlaikus ar to. Šajā gadījumā ir iespējams savienot vairākas vienības vienlaikus.

Maiņstrāvas ģeneratoru priekšrocība ir iespēja nodrošināt piešķirto telpu ar elektrību. Ērti, ja objekts atrodas tālu no centrālā tīkla. Tāpēc vienības ir pieprasītas to saimniecību īpašnieku vidū, kas atrodas tālu no pilsētas apdzīvotās vietās.

Kā izvēlēties?

Izvēloties ģeneratoru, ir svarīgi atrast piemērotu un uzticamu ierīci, kas var nodrošināt elektrību piešķirtajai zonai. Vispirms jums jāizlemj par nākamās ierīces tehniskajiem parametriem. Eksperti iesaka pievērst uzmanību:

• ģeneratora masa;
• ierīces izmēri;
• jauda;
• degvielas patēriņš;
• trokšņa skaitlis;
• darba ilgums.

Un arī svarīgs parametrs ir spēja organizēt automātisku darbu. Lai saprastu, cik fāzes ir vajadzīgas nākamajam ģeneratoram, ir jānosaka tam pievienoto elektroierīču veids un skaits.

Piemēram, vienfāzes elektroģeneratoram var pievienot tikai patērētājus ar vienu fāzi. Trīsfāzu šis rādītājs ievērojami paplašinās.

Tomēr šādas mobilās spēkstacijas iegāde ne vienmēr ir labākais lēmums.

Pirms iegādes papildus ieteicams ņemt vērā slodzi, kas tiks iedarbināta uz ierīci tās darbības laikā . Katrā fāzē jābūt maksimāli 30% no kopējā apjoma. Tādējādi, ja ģeneratora jauda ir 6 kW, tad, ja tiek izmantotas kontaktligzdas ar 220 V spriegumu, būs iespējams izmantot tikai 2 kW.

Trīsfāžu ģeneratora iegāde ir pieprasīta tikai tad, ja mājā ir daudz trīsfāžu patērētāju. Ja lielākā daļa ierīču ir vienfāzes, labāk ir iegādāties atbilstošu ierīci.

Ekspluatācija

Pirms ģeneratora iedarbināšanas tas vispirms ir jāpielāgo. Pirmkārt, tiek noregulēta ierīces frekvence. To var izdarīt divos veidos:

1. mainīt iekārtas konstrukciju, iepriekš paredzot, cik polu ir nepieciešami elektromagnēta darbībai;
2. nodrošināt nepieciešamo vārpstas apgriezienu skaitu bez konstrukcijas izmaiņām.

Spilgts piemērs ir zema ātruma turbīnas. Tie nodrošina rotora rotāciju 150 apgr./min. Lai pielāgotu frekvenci, izmantojiet pirmo metodi, palielinot polu skaitu līdz 40 gabaliem.

Nākamais konfigurējamais parametrs ir EMF. Kļūst nepieciešams pielāgot, mainoties ienākošo slodžu raksturlielumiem, kas iedarbojas uz mobilo staciju.

Neskatoties uz to, ka ierīces indukcijas EMF ir saistīts ar rotoru un tā rotāciju, drošības prasību dēļ nav iespējams izjaukt konstrukciju, lai mainītu parametru.

EMF vērtību var mainīt, pielāgojot ģenerēto magnētisko plūsmu . To vajadzēs palielināt vai samazināt. Tinumu pagriezieni vai drīzāk to skaits ir atbildīgi par indikatora vērtību. Un arī magnētiskās plūsmas jaudu var ietekmēt spoles radītā strāva.

Pielāgošana ietver vairāku spoļu iekļaušanu ķēdē. Lai to izdarītu, jums jāizmanto papildu reostati vai elektroniskās shēmas. Otrajai opcijai ir nepieciešams iestatīt parametru, izmantojot ārējos stabilizatorus. Tas nodrošina uzticamu servisu.

Sinhronās mobilās stacijas priekšrocība ir iespēja sinhronizēt ar citām līdzīga tipa elektriskajām mašīnām . Tajā pašā laikā savienojuma laikā ir iespējams saskaņot rotācijas ātrumu un nodrošināt nulles fāzes nobīdi. Šajā sakarā mobilās spēkstacijas ir pieprasītas rūpnieciskajā enerģētikā, kur ir ļoti ērti tās izmantot kā rezerves enerģijas avotu, lai palielinātu ražošanas jaudu lielu slodžu gadījumā.