Synkrongenerator: enhet, typer och applikationer

En synkrongenerator är en speciell enhet genom vilken det är möjligt att omvandla all energi till elektrisk energi. Sådana enheter är mobila stationer, termiska batterier eller solbatterier och specialutrustning. Beroende på typen av generator bestäms möjligheten för dess användning, så det är värt att förstå mer detaljerat vad enheten är.

I slutet av 1800-talet utvecklade Robert Boschs företag först något som liknade en generator. Enheten kunde tända en motor. Under testerna avslöjades att maskinen inte är lämplig för permanent användning, men utvecklarna kunde förbättra apparaten.

År 1890 gick företaget nästan helt över till produktionen av denna utrustning, eftersom den fick stor popularitet. 1902 skapade en student av Bosch en tändning med högspänning. Enheten kunde producera en gnista mellan ljusets två elektroder, vilket gjorde systemet mer mångsidigt.

Början av 60-talet av XX-talet var eran av spridningen av generatorer runt om i världen. Och om enheterna tidigare bara efterfrågades inom bilindustrin, kan sådana enheter nu förse hela hus med el.

Utformningen av sådana enheter involverar bara två huvudelement:

• rotor;
• stator.

Generatorns huvuduppgift är att omvandla en typ av energi till elektrisk energi. Med dess hjälp är det möjligt att tillhandahålla den erforderliga mängden ström till beroende enheter så att de kan användas.

För att bedöma prestandan hos en generator måste du titta på dess egenskaper. I princip är de samma som för en station som genererar likström. Flera faktorer är huvudparametrarna för bedömningen.

• Tomgång. Det är EMF:s beroende av styrkan hos de rörliga strömmarna som är ansvarig för exciteringen av spjällspolen. Med dess hjälp är det möjligt att bestämma kedjornas förmåga att magnetisera.
• Yttre egenskap. Innebär ett parallellförhållande mellan spolspänning och belastningsström. Värdet beror på typen av belastning som appliceras på enheten. Bland orsakerna som kan orsaka förändringar finns det en ökning eller minskning av enhetens EMF, såväl som ett spänningsfall över lindningarna på den installerade spolen, som är placerad inuti enheten.
• Justering. Representerar förhållandet som bildas mellan fältströmmar och lastströmmar. Säkerställande av funktion och skydd av synkrona enheter uppnås genom att övervaka denna indikator. Detta är lätt att uppnå om du hela tiden justerar EMF.

Det är inte så svårt att ta reda på hur enheten fungerar. Den består i att rotera en magnetisk ram för att skapa ett elektriskt fält. I processen att rotera ramen visas magnetiska linjer som börjar korsa dess kontur.Korsningen bidrar till bildandet av en elektrisk ström.

För att bestämma var flödena av elektrisk energi rör sig är det nödvändigt att använda kardanregeln. Det bör noteras att i vissa områden är den nuvarande rörelsen motsatt. Riktningarna ändras hela tiden när du når nästa pol, som sitter på magneten. Detta fenomen kallas växelström, och anslutningen av ramen till en separat magnetisk ring kan bevisa detta tillstånd.

Förhållandet mellan storleken på strömmen i ramen och rotationshastigheten för systemets rotor är proportionell. Således, ju mer ramen roterar, desto mer el kan generatorn leverera. Denna indikator kännetecknas av rotationshastigheten.

Enligt de etablerade standarderna bör den optimala hastighetsindikatorn i de flesta länder inte överstiga 50 Hz. Det betyder att rotorn måste utföra 50 vibrationer per sekund. För att beräkna parametern är det nödvändigt att komma överens om att en rotation av ramen leder till en förändring i strömriktningen.

Om axeln lyckas vrida sig 1 gång per sekund betyder det att den elektriska strömmens frekvens är 1 Hz. För att uppnå 50 Hz kommer det alltså att vara nödvändigt att säkerställa det korrekta antalet bildrotationer per sekund.

Beroendet i detta fall är omvänt proportionellt. För att tillhandahålla en frekvens på 50 Hz kommer det att vara nödvändigt att minska hastigheten med cirka 2 gånger.

Dessutom bör det noteras att i vissa länder är andra rotationshastigheter fastställda. Standardfrekvensen är 60 Hz.

Idag tillverkar tillverkare flera typer av synkrona generatorer. Bland de befintliga klassificeringarna förtjänar flera särskild uppmärksamhet. Först och främst är det värt att överväga uppdelningen av enheter efter design. Generatorer är av två typer.

• Borstlös. Utformningen av generatorn innebär användning av statorlindningar. De är placerade så att elementets kärnor är i linje med riktningen för antingen magnetpolerna eller kärnorna som finns på spolen. Det maximala antalet magnettänder bör inte överstiga 6 stycken.

• Synkron, utrustad med en induktor. Om vi ​​pratar om att justera maskiner som arbetar med låg effekt, används DC-magneter som en rotor. Annars är rotorn induktorlindningen.

Följande klassificering innebär uppdelningen av mobilstationer i separata typer.

• Hydrogeneratorer. En utmärkande egenskap hos enheten är en rotor med uttalade poler. Sådana enheter används för att generera elektricitet där det inte finns något behov av att tillhandahålla ett stort antal varv av enheten.

• Turbingeneratorer. Skillnaden är frånvaron av uttalade poler. Enheten är sammansatt från olika turbiner, den kan öka antalet rotorvarv flera gånger.

• Synkrona expansionsfogar. Det används för att uppnå reaktiv effekt - en viktig indikator i industrianläggningar. Med dess hjälp är det möjligt att förbättra kvaliteten på den tillförda strömmen och stabilisera spänningsindikatorerna.

Det finns flera vanliga modeller av sådana enheter.

• Stepper. De används för att säkerställa driften av drivenheter installerade i mekanismer som har en start-stopp-cykel.

• Växellös. Används oftast i fristående system.

• Kontaktlöst. De är efterfrågade som huvud- eller backup-mobilstationer på fartyg.

• Hysteres. Sådana generatorer används för tidsräknare.

• Induktor. Säkerställa driften av elektriska installationer.

Den första är enheter där stolparna är tydligt synliga. De kännetecknas av en låg rotorhastighet. Den andra kategorin har en cylindrisk rotor i sin design, som inte har utskjutande stolpar.

Synkrongeneratorer är enheter utformade för produktion av växelström. Du kan träffa sådana enheter på olika stationer:

• atom;
• termisk;
• vattenkraftverk.

Och även enheterna används aktivt i transportsystem. De används i olika fordon och fartygssystem. Den synkrona generatorn kan arbeta både autonomt, separat från det elektriska nätverket och samtidigt med det. I det här fallet är det möjligt att ansluta flera enheter samtidigt.

Fördelen med AC-kraftverk är möjligheten att förse det tilldelade utrymmet med el. Bekvämt om objektet är beläget långt från det centrala nätverket. Därför är enheterna efterfrågade bland ägarna till gårdar belägna i bosättningar avlägset från staden.

När du väljer en generator är det viktigt att hitta en lämplig och pålitlig enhet som kan ge el till det tilldelade området. Först måste du bestämma de tekniska parametrarna för den framtida enheten. Experter rekommenderar att vara uppmärksam på:

• generatorns massa;
• dimensioner på enheten;
• kraft;
• bränsleförbrukning;
• bullerfigur;
• arbetets varaktighet.

Och också en viktig parameter är förmågan att organisera automatiskt arbete. För att förstå hur många faser en framtida generator behöver, är det nödvändigt att bestämma typen och antalet elektriska apparater som kommer att anslutas till den.

Att köpa ett sådant mobilt kraftverk är dock inte alltid det bästa beslutet.

Innan du köper, rekommenderas det dessutom att ta hänsyn till den belastning som kommer att utövas på enheten under dess drift. Varje fas bör belastas med maximalt 30 % av totalen. Således, om generatorns effekt är 6 kW, kommer det att vara möjligt att använda endast 2 kW vid användning av uttag med en spänning på 220 V.

Köp av en trefasgenerator efterfrågas endast när det finns många trefasförbrukare i huset. Om de flesta apparater är enfasiga är det bättre att köpa en lämplig enhet.

Innan generatorn startas måste den först justeras. Först och främst justerar de enhetens frekvens. Detta kan göras på två sätt:

1. ändra enhetens design, efter att ha förutsett hur många poler som krävs för driften av elektromagneten;
2. tillhandahålla den erforderliga axelhastigheten utan några designändringar.

Ett slående exempel är låghastighetsturbiner. De ger en rotorrotation på 150 rpm. För att justera frekvensen, använd den första metoden, öka antalet stolpar till 40 stycken.

Trots det faktum att EMF för induktionen av enheten är förknippad med rotorn och dess rotationer, på grund av säkerhetskrav, är det omöjligt att demontera strukturen för att ändra parametern.

EMF-värdet kan ändras genom att justera det genererade magnetiska flödet. Det kommer att behöva ökas eller minskas. Lindningsvarven, eller snarare deras antal, är ansvariga för värdet på indikatorn. Och även kraften hos det magnetiska flödet kan påverkas av strömmen som genereras av spolen.

Justering innebär att flera spolar ingår i en kedja.För att göra detta måste du använda ytterligare reostater eller elektroniska kretsar. Det andra alternativet kräver att parametern ställs in med hjälp av externa stabilisatorer. Detta säkerställer tillförlitlig service.

Fördelen med en synkron mobilstation är möjligheten att synkronisera med andra elektriska maskiner av liknande typ. Samtidigt är det under anslutningen möjligt att matcha rotationshastigheterna och säkerställa en noll fasförskjutning. I detta avseende är mobila kraftverk efterfrågade inom industriell kraftteknik, där det är mycket bekvämt att använda dem som reservkraftkälla för att öka produktionskapaciteten vid tunga belastningar.

Se nedan för synkron och asynkron generator.