Синхронды генератор: жұмыс принципі, бос жүріс сипаттамалары мен құрылғы, параллель жұмыс. Ротор қаншалықты жылдам айналады?

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-18 12:17

Синхронды генератор - бұл арнайы құрылғы, ол арқылы кез келген энергияны электр энергиясына айналдыруға болады. Мұндай құрылғылар - жылжымалы станциялар, жылу немесе күн батареялары, арнайы жабдықтар. Генератордың түріне байланысты оны қолдану мүмкіндігі анықталады, сондықтан бұл құрылғының не екенін толығырақ түсінген жөн.

Жаратылу тарихы

19 ғасырдың аяғында Роберт Боштың компаниясы алғаш рет генераторға ұқсас нәрсені ойлап тапты. Құрылғы қозғалтқышты тұтатуға қабілетті болды. Сынақтар кезінде машинаның тұрақты қолдануға жарамсыз екені анықталды, бірақ әзірлеушілер аппаратты жетілдіре алды.

1890 жылы компания бұл техниканы өндіруге толықтай көшті, өйткені ол үлкен танымалдылыққа ие болды. 1902 жылы Bosch студенті жоғары кернеуді қолданып тұтану құрды. Құрылғы шамның екі электроды арасында ұшқын шығара алды, бұл жүйені әмбебап етті.

ХХ ғасырдың 60 -шы жылдарының басы бүкіл әлем бойынша генераторлардың таралу дәуірі болды . Ал егер бұған дейін құрылғылар тек автомобиль өнеркәсібінде ғана сұранысқа ие болса, енді мұндай қондырғылар бүкіл үйлерді электр энергиясымен қамтамасыз етуге қабілетті.

Құрылғы мен мақсат

Мұндай қондырғылардың дизайны тек екі негізгі элементтен тұрады:

• ротор;
• статор

Бұл жағдайда ротордың білігінде қосымша элементтер қарастырылған. Бұл магниттер немесе өріс орамалары болуы мүмкін. Магниттердің тісті пішіні бар, токты қабылдауға және беруге арналған полюстер әр түрлі бағытта бағытталған.

Генератордың негізгі міндеті - энергияның бір түрін электр энергиясына айналдыру . Оның көмегімен тәуелді құрылғыларды қажетті мөлшерде токпен қамтамасыз етуге болады, осылайша оларды қолдануға болады.

Сипаттамасы

Генератордың жұмысын бағалау үшін оның сипаттамаларына қарау керек. Негізінде олар тұрақты ток шығаратын станцияға ұқсас. Бағалаудың негізгі параметрлері болып бірнеше факторлар саналады.

• Бос жүру . Бұл ЭҚК -тің демпферлік катушканың қозуына жауап беретін қозғалатын токтардың күшіне тәуелділігін білдіреді. Оның көмегімен тізбектердің магниттелу қабілетін анықтауға болады.
• Сыртқы сипаттамасы . Катушка кернеуі мен жүктеме тогы арасындағы параллель байланысты көрсетеді. Мән құрылғыға жүктелетін жүктеменің түріне байланысты. Өзгерістерді тудыруы мүмкін себептердің арасында қондырғының ЭҚК -нің жоғарылауы немесе төмендеуі, сонымен қатар, құрылғының ішіне орнатылған орнатылған катушканың орамаларында кернеудің төмендеуі байқалады.
• Реттеу . Өріс токтары мен жүктеме токтары арасында туындайтын қатынасты білдіреді. Синхронды қондырғылардың жұмыс қабілеттілігі мен қорғалуын қамтамасыз ету осы көрсеткішті бақылау арқылы жүзеге асады. Егер сіз ЭҚК үнемі реттеп отырсаңыз, оған қол жеткізу оңай.

Тағы бір маңызды параметр - бұл қуат. Шаманы ЭҚК, кернеу мен бұрыштық қарсылық индикаторлары арқылы анықтауға болады.

Жұмыс принципі

Құрылғының қалай жұмыс істейтінін анықтау қиын емес. Ол электр өрісін құру үшін магниттік жақтауды айналдырудан тұрады. Жақтауды айналдыру процесінде оның контурын кесіп өтетін магниттік сызықтар пайда болады. Өткізу электр тогының пайда болуына ықпал етеді.

Электр энергиясының ағындары қайда қозғалатынын анықтау үшін гимбал ережесін қолдану қажет . Айта кету керек, кейбір облыстарда қазіргі қозғалыс керісінше. Магнитте орналасқан келесі полюске жеткенде бағыттар үнемі өзгеріп отырады. Бұл құбылыс ауыспалы ток деп аталады және раманың бөлек магниттік сақинамен байланысы бұл жағдайды дәлелдей алады.

Рамадағы ток шамасы мен жүйенің роторының айналу жылдамдығы арасындағы байланыс пропорционалды. Осылайша, рамка неғұрлым көп айналса, генератор соғұрлым көп электр энергиясын бере алады . Бұл көрсеткіш айналу жылдамдығымен сипатталады.

Белгіленген стандарттарға сәйкес, көптеген елдерде жылдамдықтың оңтайлы көрсеткіші 50 Гц -тен аспауы тиіс. Бұл ротор секундына 50 діріл жасауы керек дегенді білдіреді. Параметрді есептеу үшін кадрдың бір айналуы ток бағытының өзгеруіне әкелетініне келісу қажет.

Егер білік секундына 1 рет айнала алса, бұл электр тогының жиілігі 1 Гц . Осылайша, 50 Гц жиілікке жету үшін секундына кадрдың дұрыс айналу санын қамтамасыз ету қажет болады.

Жұмыс кезінде электромагниттік тіректердің саны жиі артады. Олар ротордың айналу жылдамдығын азайту арқылы кешіктірілуі мүмкін.

Бұл жағдайда тәуелділік кері пропорционалды . Осылайша, 50 Гц жиілігін қамтамасыз ету үшін жылдамдықты шамамен 2 есе азайту қажет болады.

Сонымен қатар, кейбір елдерде ротордың айналуының басқа нормалары орнатылғанын атап өткен жөн. Стандартты жиілік 60 Гц.

Көрулер

Бүгінгі таңда өндірушілер синхронды генераторлардың бірнеше түрін шығарады. Қолданыстағы жіктеулердің ішінде бірнеше ерекше назар аударуға тұрарлық. Ең алдымен, дизайн бойынша бірліктерді бөлуді қарастырған жөн. Генераторлар екі түрге бөлінеді.

Қылқаламсыз . Генератордың конструкциясы статор орамаларын қолдануды көздейді. Олар элементтердің өзектері магнит полюстерінің немесе катушкада берілген өзектердің бағытына сәйкес келетін етіп орналастырылады. Магнит тістерінің максималды саны 6 данадан аспауы керек.

Синхронды, индуктормен жабдықталған . Егер біз аз қуатта жұмыс істейтін реттеу машиналары туралы айтатын болсақ, онда ротор ретінде тұрақты магниттер қолданылады. Әйтпесе, ротор - индуктивті орам.

Келесі классификация жылжымалы станцияларды бөлек түрлерге бөлуді көздейді

Гидрогенераторлар . Құрылғының айрықша ерекшелігі - айқын полюстері бар ротор. Мұндай қондырғылар электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылады, онда құрылғының үлкен айналымдарын қамтамасыз ету қажет емес.

Турбогенераторлар . Айырмашылығы - айқын полюстердің болмауы. Құрылғы әртүрлі турбиналардан жиналған, ол ротордың айналу санын бірнеше есе арттыруға қабілетті.

Синхронды кеңейту қосылыстары . Ол реактивті қуатқа жету үшін қолданылады - өнеркәсіптік объектілердегі маңызды көрсеткіш. Оның көмегімен берілген токтың сапасын жақсартуға және кернеу көрсеткіштерін тұрақтандыруға болады.

Мұндай құрылғылардың бірнеше жалпы модельдері бар

Қадам . Олар старт-цикл бар механизмдерде орнатылған жетектердің жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Редукторсыз . Көбінесе дербес жүйелерде қолданылады.

Байланыссыз . Олар кемелердегі негізгі немесе қосалқы жылжымалы станциялар ретінде сұранысқа ие.

Гистерезис . Мұндай генераторлар уақыт санауыштары үшін қолданылады.

Индуктор . Электр қондырғыларының жұмысын қамтамасыз етіңіз.

Бірлік бөлудің тағы бір түрі - қолданылатын ротор түрі. Бұл категорияда генераторлар негізгі полюсті және жасырын полюсті құрылғылар болып бөлінеді.

Біріншісі - полюстер анық көрінетін құрылғылар. Олар ротордың төмен жылдамдығымен ерекшеленеді. Екінші санатта конструкциясында шығыңқы полюстері жоқ цилиндрлік ротор бар.

Қолдану саласы

Синхронды генераторлар - айнымалы ток өндіруге арналған құрылғылар. Мұндай құрылғыларды әр түрлі станцияларда кездестіруге болады:

• атомдық;
• жылу;
• гидроэлектростанциялар.

Сонымен қатар қондырғылар көлік жүйелерінде белсенді қолданылады. Олар әртүрлі көліктер мен кеме жүйелерінде қолданылады. Синхронды генератор автономды түрде де, электр желісінен бөлек де, онымен де жұмыс істей алады. Бұл жағдайда бірден бірнеше агрегатты қосуға болады.

Айнымалы ток өндіретін станциялардың артықшылығы - бөлінген кеңістікті электр энергиясымен қамтамасыз ету мүмкіндігі. Егер объект орталық желіден алыс орналасса ыңғайлы. Сондықтан қондырғылар қаладан алыс орналасқан қожалықтардың иелері арасында сұранысқа ие.

Қалай таңдау керек?

Генераторды таңдағанда, бөлінген аумақты электрмен қамтамасыз ете алатын қолайлы және сенімді құрылғыны табу маңызды. Алдымен сіз болашақ құрылғының техникалық параметрлері туралы шешім қабылдауыңыз керек. Мамандар назар аударуға кеңес береді:

• генератордың массасы;
• құрылғының өлшемдері;
• күш;
• отын шығыны;
• шу фигурасы;
• жұмыс ұзақтығы.

Сондай -ақ маңызды параметр - бұл автоматты жұмысты ұйымдастыру мүмкіндігі. Болашақ генераторға қанша фаза қажет екенін түсіну үшін оған қосылатын электр құрылғыларының түрі мен санын анықтау қажет.

Мысалы, бір фазалы электр генераторына тек бір фазасы бар тұтынушылар қосыла алады. Үш фазалы бұл көрсеткішті айтарлықтай кеңейтеді.

Дегенмен, мұндай жылжымалы электр станциясын сатып алу әрқашан жақсы шешім бола бермейді.

Сатып алудан бұрын, құрылғы жұмыс кезінде жүктелетін жүктемені ескеру ұсынылады . Әр фаза жалпы көлемнің ең көп дегенде 30% жүктелуі керек. Осылайша, егер генератордың қуаты 6 кВт болса, онда кернеуі 220 В болатын розеткаларды қолданған жағдайда тек 2 кВт пайдалануға болады.

Үш фазалы генераторды сатып алу үйде үш фазалы тұтынушылар көп болған кезде ғана сұранысқа ие болады. Егер көптеген құрылғылар бір фазалы болса, сәйкес қондырғыны сатып алған дұрыс.

Қанау

Генераторды іске қоспас бұрын оны алдымен реттеу керек. Ең алдымен, құрылғының жиілігі реттеледі. Мұны екі жолмен жасауға болады:

1. қондырғының конструкциясын өзгерту, алдын ала электр магниттің жұмыс істеуі үшін қанша полюс қажет екенін;
2. конструкцияны өзгертпей біліктің қажетті жылдамдығын қамтамасыз етіңіз.

Жарқын мысал-төмен жылдамдықты турбиналар. Олар ротордың 150 айн / мин айналуын қамтамасыз етеді. Жиілікті реттеу үшін полюстер санын 40 данаға дейін арттыра отырып, бірінші әдісті қолданыңыз.

Келесі конфигурацияланатын параметр - ЭҚК. Жылжымалы станцияға түсетін жүктеме сипаттамаларының өзгеруіне байланысты реттеу қажет болады.

Құрылғының индукциясының ЭҚК ротормен және оның айналуымен байланысты болғанына қарамастан, қауіпсіздік талаптарына байланысты, параметрді өзгерту үшін құрылымды бөлшектеу мүмкін емес.

ЭҚК мәнін генерацияланған магниттік ағынды реттеу арқылы өзгертуге болады . Оны көбейту немесе азайту қажет болады. Айналмалы бұрылыстар, дәлірек айтқанда, олардың саны индикатордың мәніне жауап береді. Сондай -ақ, магнит ағынының күшіне катушка шығаратын ток әсер етуі мүмкін.

Реттеу тізбекке бірнеше катушкаларды қосуды қамтиды. Ол үшін қосымша реостаттарды немесе электрондық тізбектерді қолдану қажет. Екінші нұсқа параметрді сыртқы тұрақтандырғыштардың көмегімен орнатуды талап етеді. Бұл сенімді қызмет көрсетуді қамтамасыз етеді.

Синхронды жылжымалы станцияның артықшылығы - осыған ұқсас басқа электр машиналарымен синхрондау мүмкіндігі . Сонымен қатар, қосылу кезінде айналу жылдамдығына сәйкес келуге және нөлдік фазалық ығысуды қамтамасыз етуге болады. Осыған байланысты жылжымалы электр станциялары өнеркәсіптік энергетикада сұранысқа ие, мұнда оларды ауыр жүктеме кезінде өндірістік қуаттылықты арттыру үшін резервтік қуат көзі ретінде пайдалану өте ыңғайлы.