Synkrongenerator: enhet, typer og applikasjoner

En synkron generator er en spesiell enhet som det er mulig å konvertere all energi til elektrisk energi. Slike enheter er mobile stasjoner, termiske eller solcellebatterier og spesialutstyr. Avhengig av typen generator, bestemmes muligheten for bruk, så det er verdt å forstå mer detaljert hva enheten er.

På slutten av 1800-tallet utviklet Robert Boschs firma først noe som ligner på en generator. Enheten var i stand til å tenne en motor. Under testene ble det avdekket at maskinen ikke er egnet for permanent bruk, men utviklerne klarte å forbedre apparatet.

I 1890 gikk selskapet nesten fullstendig over til produksjon av dette utstyret, da det fikk stor popularitet. I 1902 opprettet en student av Bosch en tenning ved hjelp av høyspenning. Enheten var i stand til å produsere en gnist mellom de to elektrodene på lyset, noe som gjorde systemet mer allsidig.

Begynnelsen av 60-tallet av XX-tallet var epoken med spredningen av generatorer over hele verden. Og hvis enhetene tidligere bare var etterspurt i bilindustrien, er slike enheter nå i stand til å gi hele hus strøm.

Utformingen av slike enheter involverer bare to hovedelementer:

• rotor;
• stator.

Generatorens hovedoppgave er å konvertere en type energi til elektrisk energi. Med dens hjelp er det mulig å gi den nødvendige mengden strøm til avhengige enheter slik at de kan brukes.

For å vurdere ytelsen til en generator, må du se på egenskapene. I prinsippet er de de samme som for en stasjon som genererer likestrøm. Flere faktorer er hovedparametrene for vurderingen.

• Tomgang. Det representerer avhengigheten til EMF av styrken til de bevegelige strømmene som er ansvarlige for eksiteringen av spjeldspolen. Med dens hjelp er det mulig å bestemme kjedenes evne til å magnetisere.
• Ytre karakteristikk. Innebærer et parallelt forhold mellom spolespenning og laststrøm. Verdien avhenger av typen belastning som påføres enheten. Blant årsakene som kan forårsake endringer, er det en økning eller reduksjon i EMF til enheten, samt et spenningsfall over viklingene til den installerte spolen, som er plassert inne i enheten.
• Justering. Representerer forholdet som dannes mellom feltstrømmer og belastningsstrømmer. Å sikre drift og beskyttelse av synkrone enheter oppnås ved å overvåke denne indikatoren. Dette er enkelt å oppnå hvis du hele tiden justerer EMF.

Det er ikke så vanskelig å finne ut hvordan enheten fungerer. Den består i å rotere en magnetisk ramme for å skape et elektrisk felt. I ferd med å rotere rammen vises magnetiske linjer som begynner å krysse konturen.Krysset bidrar til dannelsen av en elektrisk strøm.

For å bestemme hvor strømmene av elektrisk energi beveger seg, er det nødvendig å bruke gimbal-regelen. Det skal bemerkes at i noen områder er dagens bevegelse motsatt. Retningene endres hele tiden når du kommer til neste pol, som er plassert på magneten. Dette fenomenet kalles vekselstrøm, og koblingen av rammen til en separat magnetisk ring kan bevise denne tilstanden.

Forholdet mellom størrelsen på strømmen i rammen og rotasjonshastigheten til systemets rotoren er proporsjonal. Og dermed, jo mer rammen roterer, jo mer strøm kan generatoren levere. Denne indikatoren er preget av rotasjonshastigheten.

I henhold til de etablerte standardene bør den optimale hastighetsindikatoren i de fleste land ikke overstige 50 Hz. Dette betyr at rotoren må utføre 50 vibrasjoner per sekund. For å beregne parameteren, er det nødvendig å bli enige om at en rotasjon av rammen fører til en endring i strømmens retning.

Klarer akselen å snu seg 1 gang i sekundet, betyr det at frekvensen til den elektriske strømmen er 1 Hz. For å oppnå 50 Hz vil det derfor være nødvendig å sikre riktig antall rammerotasjoner per sekund.

Avhengigheten i dette tilfellet er omvendt proporsjonal. For å gi en frekvens på 50 Hz, vil det derfor være nødvendig å redusere hastigheten med ca. 2 ganger.

I tillegg bør det bemerkes at det i noen land er satt andre rotorrotasjonsrater. Standard frekvens er 60 Hz.

I dag produserer produsenter flere typer synkrongeneratorer. Blant de eksisterende klassifiseringene fortjener flere spesiell oppmerksomhet. Først av alt er det verdt å vurdere inndelingen av enheter etter design. Generatorer er av to typer.

• Børsteløs. Utformingen av generatoren innebærer bruk av statorviklinger. De er plassert slik at elementkjernene er på linje med retningen til enten de magnetiske polene eller kjernene som er anordnet på spolen. Maksimalt antall magnettenner bør ikke overstige 6 stykker.

• Synkron, utstyrt med induktor. Hvis vi snakker om å justere maskiner som opererer med lav effekt, brukes DC-magneter som en rotor. Ellers er rotoren induktorviklingen.

Følgende klassifisering innebærer inndeling av mobilstasjoner i separate typer.

• Hydrogeneratorer. Et særtrekk ved enheten er en rotor med uttalte poler. Slike enheter brukes til å generere elektrisitet der det ikke er behov for å gi et stort antall omdreininger av enheten.

• Turbingeneratorer. Forskjellen er fraværet av uttalte poler. Enheten er satt sammen fra forskjellige turbiner, den er i stand til å øke antall rotoromdreininger flere ganger.

• Synkrone ekspansjonsfuger. Den brukes til å oppnå reaktiv effekt - en viktig indikator i industrianlegg. Med dens hjelp er det mulig å forbedre kvaliteten på den tilførte strømmen og stabilisere spenningsindikatorene.

Det er flere vanlige modeller av slike enheter.

• Stepper. De brukes til å sikre driften av stasjoner installert i mekanismer som har en start-stopp-syklus.

• Girløs. Mest brukt i frittstående systemer.

• Kontaktløs. De er etterspurt som hoved- eller backup-mobilstasjoner på skip.

• Hysterese. Slike generatorer brukes til tidstellere.

• Induktor. Sikre drift av elektriske installasjoner.

Den første er enheter der stolpene er godt synlige. De utmerker seg ved lav rotorhastighet. Den andre kategorien har en sylindrisk rotor i sin design, som ikke har utstikkende stolper.

Synkrongeneratorer er enheter designet for produksjon av vekselstrøm. Du kan møte slike enheter på forskjellige stasjoner:

• atomisk;
• termisk;
• vannkraftverk.

Og også enhetene brukes aktivt i transportsystemer. De brukes i ulike kjøretøy og skipssystemer. Den synkrone generatoren er i stand til å operere både autonomt, separat fra det elektriske nettverket og samtidig med det. I dette tilfellet er det mulig å koble til flere enheter samtidig.

Fordelen med AC-generatorstasjoner er muligheten til å forsyne den tildelte plassen med strøm. Praktisk hvis objektet er plassert langt fra sentralnettet. Derfor er enhetene etterspurt blant eierne av gårder som ligger langt fra byen i bygder.

Når du velger en generator, er det viktig å finne en passende og pålitelig enhet som kan gi strøm til det tildelte området. Først må du bestemme deg for de tekniske parametrene til den fremtidige enheten. Eksperter anbefaler å være oppmerksom på:

• massen til generatoren;
• dimensjonene til enheten;
• makt;
• drivstofforbruk;
• støyfigur;
• arbeidets varighet.

Og også en viktig parameter er evnen til å organisere automatisk arbeid. For å forstå hvor mange faser en fremtidig generator trenger, er det nødvendig å bestemme typen og antall elektriske apparater som skal kobles til den.

Kjøp av et slikt mobilt kraftverk er imidlertid ikke alltid den beste avgjørelsen.

Før du kjøper, anbefales det i tillegg å ta hensyn til belastningen som vil bli påført enheten under driften. Hver fase bør belastes med maksimalt 30 % av totalen. Således, hvis kraften til generatoren er 6 kW, vil det kun være mulig å bruke 2 kW ved bruk av stikkontakter med en spenning på 220 V.

Kjøp av en trefasegenerator er bare etterspurt når det er mange trefaseforbrukere i huset. Hvis de fleste apparater er enfasede, er det bedre å kjøpe en passende enhet.

Før du starter generatoren, må den først justeres. Først av alt justerer de enhetens frekvens. Dette kan gjøres på to måter:

1. endre utformingen av enheten, etter å ha forutsett på forhånd hvor mange poler som er nødvendige for driften av elektromagneten;
2. gi den nødvendige akselhastigheten uten noen designendringer.

Et slående eksempel er lavhastighetsturbiner. De gir en rotorrotasjon på 150 rpm. For å justere frekvensen, bruk den første metoden, og øke antall stolper til 40 stykker.

Til tross for at EMF for induksjon av enheten er forbundet med rotoren og dens rotasjoner, på grunn av sikkerhetskrav, er det umulig å demontere strukturen for å endre parameteren.

EMF-verdien kan endres ved å justere den genererte magnetiske fluksen. Det må økes eller reduseres. De svingete svingene, eller rettere sagt, deres antall, er ansvarlige for verdien av indikatoren. Og også kraften til den magnetiske fluksen kan påvirkes av strømmen som genereres av spolen.

Justering innebærer inkludering av flere spoler i en kjede.For å gjøre dette må du bruke ekstra reostater eller elektroniske kretser. Det andre alternativet krever innstilling av parameteren ved hjelp av eksterne stabilisatorer. Dette sikrer pålitelig service.

Fordelen med en synkron mobilstasjon er muligheten til å synkronisere med andre elektriske maskiner av lignende type. Samtidig, under tilkobling, er det mulig å matche rotasjonshastighetene og sikre en null faseforskyvning. I denne forbindelse er mobile kraftverk etterspurt i industriell kraftteknikk, der det er veldig praktisk å bruke dem som en reservestrømkilde for å øke produksjonskapasiteten i tilfelle store belastninger.

Se nedenfor for synkron og asynkron generator.