Sinhroni generator: naprava, vrste in uporaba

Sinhroni generator je posebna naprava, s katero je mogoče pretvoriti katero koli energijo v električno energijo. V vlogi takšnih naprav so mobilne postaje, toplotne ali sončne plošče, posebna oprema. Odvisno od vrste generatorja je določena možnost njegove uporabe, zato je vredno podrobneje razumeti, kaj je naprava.

Konec 19. stoletja je podjetje Robert Bosch najprej razvilo nekaj podobnega generatorju. Naprava je bila sposobna vžgati motor. Med postopkom testiranja je bilo ugotovljeno, da stroj ni primeren za trajno uporabo, vendar so razvijalci napravo lahko izboljšali.

Leta 1890 se je podjetje skoraj popolnoma preusmerilo na proizvodnjo te opreme, saj je pridobila veliko popularnost. Leta 1902 je Boschev študent ustvaril vžig z visoko napetostjo. Naprava je lahko proizvedla iskro med obema elektrodama sveče, zaradi česar je bil sistem bolj vsestranski.

Začetek 60. let 20. stoletja je postal doba širjenja generatorjev po vsem svetu. In če so bile prej naprave v povpraševanju le v avtomobilski industriji, so zdaj takšne enote sposobne zagotoviti elektriko celotnim hišam.

Zasnova takšnih enot vključuje samo dva glavna elementa:

• rotor;
• stator.

Glavna naloga generatorja je pretvarjanje ene vrste energije v električno. Z njegovo pomočjo je mogoče zagotoviti potrebno količino toka odvisnim napravam, da jih je mogoče uporabljati.

Če želite oceniti delovanje generatorja, morate pogledati njegove značilnosti. Načeloma so enaki kot pri postaji, ki ustvarja enosmerni tok. Glavni parametri vrednotenja so številni dejavniki.

• prosti tek. Predstavlja odvisnost EMF od jakosti gibljivih tokov, ki so odgovorni za vzbujanje dušilne tuljave. Z njegovo pomočjo je mogoče določiti sposobnost magnetiziranja tokokrogov.
• Zunanja značilnost. Pomeni vzporedno povezavo med napetostjo tuljave in tokom bremena. Vrednost je odvisna od vrste obremenitve naprave. Med razlogi, ki lahko povzročijo spremembe, je povečanje ali zmanjšanje EMF enote, pa tudi padec napetosti na navitjih nameščene tuljave, ki je nameščena znotraj naprave.
• Prilagoditev. Predstavlja razmerje, ki nastane med vzbujalnimi tokovi in ​​obremenitvenim tokom. Zagotavljanje delovanja in zaščite sinhronih enot se doseže s spremljanjem tega indikatorja.To je enostavno doseči, če nenehno prilagajate EMF.

Razumeti načelo delovanja naprave ni tako težko. Sestoji iz vrtenja magnetnega okvirja, da se ustvari električno polje. Med vrtenjem okvirja se pojavijo magnetne črte, ki začnejo prečkati njegovo konturo. Križanje prispeva k nastanku električnega toka.

Če želite ugotoviti, kje se premikajo tokovi električne energije, morate uporabiti pravilo gimleta. Treba je opozoriti, da je na nekaterih območjih tok nasproten. Smeri se nenehno spreminjajo, ko pridemo do naslednjega pola, ki se nahaja na magnetu. Ta pojav imenujemo izmenični tok in ta pogoj je mogoče dokazati s povezavo okvirja z ločenim magnetnim obročem.

Razmerje med velikostjo toka v okvirju in hitrostjo vrtenja rotorja sistema je sorazmerno. V to smer, bolj ko se ogrodje vrti, več električne energije lahko zagotovi generator. Za ta indikator je značilna frekvenca vrtenja.

V skladu z uveljavljenimi standardi optimalna hitrost v večini držav ne sme presegati 50 Hz. To pomeni, da mora rotor opraviti 50 nihajev na sekundo. Za izračun parametra se je treba strinjati, da en obrat okvirja povzroči spremembo smeri toka.

Če ima gred čas, da se zavrti 1-krat na sekundo, to pomeni, da je frekvenca električnega toka 1 Hz. Tako bo za dosego številke 50 Hz potrebno zagotoviti pravilno število vrtljajev okvirja na sekundo.

Odvisnost je v tem primeru obratno sorazmerna. Tako bo za zagotovitev frekvence 50 Hz potrebno zmanjšati hitrost za približno 2-krat.

Poleg tega je treba omeniti, da so v nekaterih državah določeni drugi standardi za vrtenje rotorja. Indikator standardne frekvence je 60 Hz.

Danes proizvajalci proizvajajo več vrst sinhronih generatorjev. Med obstoječimi klasifikacijami si več zasluži posebno pozornost. Najprej je vredno razmisliti o delitvi enot glede na konstruktivno napravo. Generatorji so dveh vrst.

• Brez krtačk. Zasnova generatorja vključuje uporabo statorskih navitij. Postavljeni so tako, da jedra elementov sovpadajo s smerjo magnetnih polov ali jeder, ki so na tuljavi. Največje število magnetnih zob ne sme presegati 6 kosov.

• Sinhroni, opremljeni z induktorjem. Če govorimo o nastavitvah strojev, ki delujejo pri nizki moči, se kot rotor uporabljajo magneti DC. V nasprotnem primeru je rotor navitje induktorja.

Naslednja klasifikacija pomeni delitev mobilnih postaj na ločene vrste.

• Hidrogeneratorji. Posebnost naprave je rotor z izrazitimi poli. Takšne enote se uporabljajo za proizvodnjo električne energije, kjer ni potrebe po zagotavljanju velikega števila vrtljajev naprave.

• Turbogeneratorji. Razlika je v odsotnosti izrazitih polov.Naprava je sestavljena iz različnih turbin, sposobna je večkrat povečati število vrtljajev rotorja.

• Sinhroni kompenzatorji. Uporablja se za doseganje jalove moči - pomemben indikator v industrijskih objektih. Z njegovo pomočjo je mogoče izboljšati kakovost dobavljenega toka in stabilizirati indikatorje napetosti.

Obstaja več običajnih modelov takšnih naprav.

• Steper. Uporabljajo se za zagotavljanje delovanja pogonov, nameščenih v mehanizmih, ki imajo cikel delovanja start-stop.

• Brez menjalnika. Uporablja se predvsem v avtonomnih sistemih.

• Brezkontaktno. Zahtevane kot glavne ali rezervne mobilne postaje na ladjah.

• Histereza. Takšni generatorji se uporabljajo za števce časa.

• Induktor. Zagotoviti delovanje elektroinštalacij.

Prvi so naprave, v katerih so poli jasno vidni. Zanje je značilna nizka hitrost vrtenja rotorja. Druga kategorija ima v svoji zasnovi cilindrični rotor, ki nima štrlečih polov.

Sinhroni generatorji so naprave, ki proizvajajo izmenični tok. Takšne naprave lahko srečate na različnih postajah:

• atomsko;
• termični;
• hidroelektrarne.

Kot tudi agregati se aktivno uporabljajo v transportnih sistemih. Uporabljajo se v različnih vozilih, v ladijskih sistemih. Sinhroni generator lahko deluje tako v samostojnem načinu, ločeno od električnega omrežja, kot hkrati z njim.V tem primeru je možno povezati več enot hkrati.

Prednost postaj, ki proizvajajo izmenični tok, je zmožnost zagotavljanja dodeljenega prostora z električno energijo. Primerno je, če se objekt nahaja daleč od centralnega omrežja. Zato so enote v povpraševanju med lastniki kmetij, naselij, oddaljenih od mesta.

Pri izbiri generatorja je pomembno najti primerno in zanesljivo napravo, ki lahko zagotovi električno energijo na dodeljenem območju. Najprej se morate odločiti o tehničnih parametrih prihodnje naprave. Strokovnjaki svetujejo, da bodite pozorni na:

• teža generatorja;
• dimenzije naprave;
• moč;
• poraba goriva;
• indikator hrupa;
• trajanje dela.

In tudi pomemben parameter je možnost organiziranja avtomatskega dela. Da bi razumeli, koliko faz potrebuje bodoči generator, se morate odločiti za vrsto in število električnih naprav, ki bodo nanj priključene.

Nakup takšne mobilne elektrarne pa ni vedno najboljša rešitev.

Pred nakupom je dodatno priporočljivo upoštevati obremenitev, ki jo bo naprava med delovanjem imela. Vsaka faza naj bo obremenjena z največ 30 % skupnega zneska. Torej, če je moč generatorja 6 kW, potem lahko v primeru uporabe vtičnic z napetostjo 220 V uporabite le 2 kW.

Nakup trifaznega generatorja je potreben le, če je v hiši veliko trofaznih porabnikov.Če je večina naprav enofaznih, je bolje kupiti ustrezno enoto.

Preden zaženete generator, morate najprej izvesti njegovo nastavitev. Najprej nastavite frekvenco naprave. To lahko storite na dva načina:

1. spremenite zasnovo enote, tako da vnaprej predvidete, koliko polov je potrebnih za delovanje elektromagneta;
2. zagotoviti zahtevano hitrost gredi brez sprememb v konstrukciji.

Osupljiv primer so turbine z nizko hitrostjo. Zagotavljajo vrtenje rotorja pri 150 vrtljajih na minuto. Za prilagoditev frekvence se uporablja prva metoda, s katero se število polov poveča na 40 kosov.

Kljub dejstvu, da je indukcijska emf naprave povezana z rotorjem in njegovimi vrtljaji, je zaradi varnostnih zahtev nemogoče razstaviti strukturo, da bi spremenili parameter.

Vrednost EMF lahko spremenite s prilagajanjem nastalega magnetnega pretoka. Treba ga bo povečati ali zmanjšati. Zavoji navitja ali bolje rečeno njihovo število so odgovorni za vrednost indikatorja. Prav tako je mogoče vplivati ​​na moč magnetnega pretoka skozi tok, ki tvori tuljavo.

Prilagoditev vključuje vključitev več tuljav v vezje. Če želite to narediti, morate uporabiti dodatne reostate ali elektronska vezja. Druga možnost zahteva nastavitev parametra zaradi zunanjih stabilizatorjev. To zagotavlja zanesljivo storitev.

Prednost sinhrone mobilne postaje je zmožnost sinhronizacije z drugimi napravami istega tipa. Hkrati je med priklopom možno primerjati hitrosti vrtenja in zagotoviti ničelni fazni zamik. V zvezi s tem so mobilne elektrarne povpraševanje v industrijski elektroenergetiki, kjer jih je zelo priročno uporabiti kot rezervni vir toka za povečanje proizvodne zmogljivosti v primeru velikih obremenitev.

Za sinhroni in asinhroni generator glejte spodaj.