Sinchroninis Generatorius: Veikimo Principas, Tuščiosios Eigos Charakteristikos Ir įtaisas, Lygiagretus Veikimas. Kaip Greitai Sukasi Rotorius?

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-18 12:18

Sinchroninis generatorius yra specialus įrenginys, per kurį galima bet kokią energiją paversti elektros energija. Tokie prietaisai yra mobiliosios stotys, šiluminės arba saulės baterijos ir speciali įranga. Priklausomai nuo generatoriaus tipo, nustatoma jo naudojimo galimybė, todėl verta išsamiau suprasti, kas yra prietaisas.

Kūrimo istorija

XIX amžiaus pabaigoje Roberto Boscho kompanija pirmą kartą sukūrė kažką panašaus į generatorių. Prietaisas galėjo uždegti variklį. Bandymų metu paaiškėjo, kad mašina netinka nuolatiniam naudojimui, tačiau kūrėjai sugebėjo aparatą patobulinti.

1890 m. Bendrovė beveik visiškai perėjo prie šios įrangos gamybos, nes ji įgijo didelį populiarumą. 1902 m. „Bosch“studentas sukūrė uždegimą, naudodamas aukštą įtampą. Prietaisas galėjo sukelti kibirkštį tarp dviejų žvakės elektrodų, todėl sistema tapo universalesnė.

XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pradžia buvo generatorių plitimo visame pasaulyje era . Ir jei anksčiau prietaisai buvo paklausūs tik automobilių pramonėje, dabar tokie įrenginiai gali aprūpinti elektra visus namus.

Prietaisas ir paskirtis

Tokių įrenginių dizainas apima tik du pagrindinius elementus:

• rotorius;
• statorius.

Šiuo atveju ant rotoriaus veleno yra papildomų elementų. Tai gali būti magnetai arba lauko apvijos. Magnetai turi dantytą formą, srovės priėmimo ir perdavimo poliai nukreipti skirtingomis kryptimis.

Pagrindinis generatoriaus uždavinys yra vienos rūšies energiją paversti elektros energija . Su jo pagalba galima aprūpinti priklausomus įrenginius reikiamu srovės kiekiu, kad juos būtų galima naudoti.

Charakteristikos

Norėdami įvertinti generatoriaus veikimą, turite pažvelgti į jo charakteristikas. Iš esmės jie yra tokie patys kaip ir stotyje, kuri generuoja nuolatinę srovę. Pagrindiniai vertinimo parametrai yra keletas veiksnių.

• Tuščiosios eigos . Tai rodo EMF priklausomybę nuo judančių srovių, atsakingų už sklendės ritės sužadinimą, stiprumo. Su jo pagalba galima nustatyti grandinių gebėjimą įmagnetinti.
• Išorinė charakteristika . Reiškia lygiagretų ryšį tarp ritės įtampos ir apkrovos srovės. Vertė priklauso nuo įrenginiui taikomos apkrovos tipo. Tarp priežasčių, galinčių sukelti pokyčius, padidėja arba sumažėja įrenginio EMF, taip pat sumažėja įtampa per sumontuotos ritės, esančios prietaiso viduje, apvijas.
• Koregavimas . Atstovauja santykiams, susidarantiems tarp lauko srovių ir apkrovos srovių. Sinchroninių įrenginių veikimas ir apsauga užtikrinama stebint šį rodiklį. Tai lengva pasiekti, jei nuolat koreguojate EML.

Kitas svarbus parametras yra galia. Vertę galima nustatyti naudojant EMF, įtampos ir kampinio pasipriešinimo indikatorius.

Veikimo principas

Ne taip sunku suprasti, kaip veikia prietaisas. Jį sudaro magnetinio rėmo sukimas, siekiant sukurti elektrinį lauką. Rėmo sukimosi metu atsiranda magnetinės linijos, kurios pradeda kirsti jo kontūrą. Kryžmė prisideda prie elektros srovės susidarymo.

Norint nustatyti, kur juda elektros energijos srautai, būtina naudoti kardaninę taisyklę . Reikėtų pažymėti, kad kai kuriose srityse dabartinis judėjimas yra priešingas. Kryptys nuolat keičiasi, kai pasiekiate kitą polių, esantį ant magneto. Šis reiškinys vadinamas kintama srove, o rėmo prijungimas prie atskiro magnetinio žiedo gali patvirtinti šią sąlygą.

Santykis tarp srovės dydžio rėmelyje ir sistemos rotoriaus sukimosi greičio yra proporcingas. Taigi, kuo daugiau sukasi rėmas, tuo daugiau elektros energijos generatorius gali tiekti . Šiam indikatoriui būdingas sukimosi greitis.

Pagal nustatytus standartus, optimalus greičio rodiklis daugumoje šalių neturėtų viršyti 50 Hz. Tai reiškia, kad rotorius turi atlikti 50 vibracijų per sekundę. Norint apskaičiuoti parametrą, būtina sutikti, kad vienas rėmo sukimasis keičia srovės kryptį.

Jei velenas sugeba apsisukti 1 kartą per sekundę, tai reiškia, kad elektros srovės dažnis yra 1 Hz . Taigi, norint pasiekti 50 Hz, reikės užtikrinti teisingą kadrų apsisukimų skaičių per sekundę.

Veikimo metu elektromagneto polių skaičius dažnai padidėja. Jie gali būti atidėti sumažinus rotoriaus sukimosi greitį.

Priklausomybė šiuo atveju yra atvirkščiai proporcinga . Taigi, norint užtikrinti 50 Hz dažnį, greitį reikės sumažinti maždaug 2 kartus.

Be to, reikia pažymėti, kad kai kuriose šalyse nustatyti kiti rotoriaus sukimosi greičiai. Standartinis dažnis yra 60 Hz.

Peržiūrėjo

Šiandien gamintojai gamina kelių tipų sinchroninius generatorius. Tarp esamų klasifikacijų kelios nusipelno ypatingo dėmesio. Visų pirma, verta apsvarstyti padalinių padalijimą pagal dizainą. Generatoriai yra dviejų tipų.

Be šepetėlių . Generatoriaus konstrukcija reiškia statoriaus apvijų naudojimą. Jie yra išdėstyti taip, kad elementų šerdys būtų suderintos su magnetinių polių arba šerdies, esančios ant ritės, kryptimi. Didžiausias magnetinių dantų skaičius neturėtų viršyti 6 dalių.

Sinchroninis, aprūpintas induktoriumi . Jei mes kalbame apie reguliavimo mašinas, veikiančias maža galia, tada nuolatinės srovės magnetai naudojami kaip rotorius. Priešingu atveju rotorius yra induktoriaus apvija.

Ši klasifikacija reiškia mobiliųjų stočių suskirstymą į atskirus tipus

Hidrogeneratoriai . Skiriamasis prietaiso bruožas yra rotorius su ryškiais poliais. Tokie įrenginiai naudojami elektros energijai gaminti ten, kur nereikia pateikti daug prietaiso posūkių.

Turbinos generatoriai . Skirtumas yra ryškių polių nebuvimas. Įrenginys surenkamas iš įvairių turbinų, jis gali kelis kartus padidinti rotoriaus apsisukimų skaičių.

Sinchroninės plėtimosi jungtys . Jis naudojamas reaktyvinei galiai pasiekti - svarbus rodiklis pramoniniuose objektuose. Su jo pagalba galima pagerinti tiekiamos srovės kokybę ir stabilizuoti įtampos rodiklius.

Yra keletas bendrų tokių prietaisų modelių

Žingsnis . Jie naudojami siekiant užtikrinti pavarų, įdiegtų mechanizmuose, turinčiuose paleidimo ir sustabdymo ciklą, veikimą.

Be pavarų . Dažniausiai naudojamas autonominėse sistemose.

Bekontaktis . Jie yra paklausūs kaip pagrindinės arba atsarginės mobiliosios stotys laivuose.

Histerezė . Tokie generatoriai naudojami laiko skaitikliams.

Induktorius . Užtikrinkite elektros instaliacijos veikimą.

Kitas vienetų padalijimo tipas yra naudojamo rotoriaus tipas. Šioje kategorijoje generatoriai skirstomi į svarbiausius ir implicitinius polius.

Pirmasis yra prietaisai, kuriuose poliai yra aiškiai matomi. Jie išsiskiria mažu rotoriaus greičiu. Antroji kategorija turi cilindrinį rotorių, kuris neturi išsikišusių polių.

Taikymo sritis

Sinchroniniai generatoriai yra prietaisai, skirti kintamajai srovei gaminti. Tokius įrenginius galite sutikti įvairiose stotyse:

• atominis;
• terminis;
• hidroelektrinės.

Taip pat vienetai aktyviai naudojami transporto sistemose. Jie naudojami įvairiose transporto priemonėse ir laivų sistemose. Sinchroninis generatorius gali veikti tiek savarankiškai, tiek atskirai nuo elektros tinklo, tiek kartu su juo. Šiuo atveju galima prijungti kelis įrenginius vienu metu.

Kintamosios srovės generatorių privalumas yra galimybė aprūpinti elektros energiją tam skirta erdve. Patogu, jei objektas yra toli nuo centrinio tinklo. Todėl vienetai yra paklausūs tarp toli nuo miesto gyvenviečių esančių ūkių savininkų.

Kaip išsirinkti?

Renkantis generatorių, svarbu rasti tinkamą ir patikimą įrenginį, galintį tiekti elektros energiją į paskirtą vietą. Pirmiausia turite nuspręsti dėl būsimo įrenginio techninių parametrų. Ekspertai pataria atkreipti dėmesį į:

• generatoriaus masė;
• prietaiso matmenys;
• galia;
• degalų sąnaudos;
• triukšmo figūra;
• darbo trukmė.

Taip pat svarbus parametras yra galimybė organizuoti automatinį darbą. Norint suprasti, kiek etapų reikia būsimam generatoriui, būtina nustatyti prie jo prijungtų elektros prietaisų tipą ir skaičių.

Pavyzdžiui, prie vienos fazės elektros generatoriaus galima prijungti tik vartotojus, turinčius vieną fazę. Trifazis žymiai išplečia šį rodiklį.

Tačiau tokios mobilios jėgainės pirkimas ne visada yra geriausias sprendimas.

Prieš perkant, papildomai rekomenduojama atsižvelgti į apkrovą, kuri bus patiriama prietaisui jo veikimo metu . Kiekviena fazė turėtų būti apkrauta ne daugiau kaip 30% visos sumos. Taigi, jei generatoriaus galia yra 6 kW, tada naudojant 220 V įtampos lizdus bus galima naudoti tik 2 kW.

Trifazio generatoriaus pirkimas yra paklausus tik tada, kai namuose yra daug trifazių vartotojų. Jei dauguma prietaisų yra vienfaziai, geriau įsigyti tinkamą įrenginį.

Išnaudojimas

Prieš paleidžiant generatorių, jį reikia sureguliuoti. Visų pirma, sureguliuotas prietaiso dažnis. Tai galima padaryti dviem būdais:

1. pakeisti įrenginio konstrukciją, iš anksto numatę, kiek polių reikia elektromagnetui veikti;
2. užtikrinti reikiamą veleno greitį be jokių konstrukcijos pakeitimų.

Ryškus pavyzdys yra mažo greičio turbinos. Jie užtikrina rotoriaus sukimąsi 150 aps./min. Norėdami sureguliuoti dažnį, naudokite pirmąjį metodą, padidindami polių skaičių iki 40 vienetų.

Kitas parametras, kurį reikia sukonfigūruoti, yra EMF. Reguliuoti reikia dėl judančiųjų stočių veikiančių įeinančių apkrovų charakteristikų pokyčių.

Nepaisant to, kad įtaiso indukcijos EMF yra susijęs su rotoriumi ir jo apsisukimais, dėl saugos reikalavimų neįmanoma išardyti konstrukcijos, kad būtų pakeistas parametras.

EMF reikšmę galima pakeisti reguliuojant sukurtą magnetinį srautą . Jį reikės padidinti arba sumažinti. Apvijos posūkiai, tiksliau, jų skaičius, yra atsakingi už indikatoriaus vertę. Taip pat magnetinio srauto galiai gali turėti įtakos ritės sukurta srovė.

Koregavimas apima kelių ritinių įtraukimą į grandinę. Norėdami tai padaryti, turite naudoti papildomus reostatus arba elektronines grandines. Antrasis variantas reikalauja nustatyti parametrą naudojant išorinius stabilizatorius. Tai užtikrina patikimą aptarnavimą.

Sinchroninės mobiliosios stoties pranašumas yra galimybė sinchronizuoti su kitomis panašaus tipo elektros mašinomis . Tuo pačiu metu prijungimo metu galima suderinti sukimosi greitį ir užtikrinti nulinį fazės poslinkį. Šiuo atžvilgiu mobiliosios jėgainės yra paklausios pramoninėje energetikoje, kur labai patogu jas naudoti kaip atsarginį energijos šaltinį, siekiant padidinti gamybos pajėgumus didelių apkrovų atveju.