Gjenerator Sinkron: Parimi I Funksionimit, Karakteristikat E Bosheve Dhe Pajisja, Funksionimi Paralel. Sa Shpejt Rrotullohet Rotori?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-18 12:24

Një gjenerator sinkron është një pajisje e veçantë përmes së cilës është e mundur të shndërroni çdo energji në energji elektrike. Pajisjet e tilla janë stacione të lëvizshme, bateri termike ose diellore dhe pajisje speciale. Në varësi të llojit të gjeneratorit, mundësia e përdorimit të tij përcaktohet, kështu që vlen të kuptohet më në detaje se çfarë është pajisja.

Historia e krijimit

Në fund të shekullit të 19 -të, kompania e Robert Bosch së pari krijoi diçka të ngjashme me një gjenerator. Pajisja ishte e aftë të ndizte një motor. Gjatë testeve, u zbulua se makina nuk është e përshtatshme për përdorim të përhershëm, por zhvilluesit ishin në gjendje të përmirësonin aparatin.

Në 1890, kompania kaloi pothuajse plotësisht në prodhimin e kësaj pajisje, pasi fitoi popullaritet të madh. Në vitin 1902, një student i Bosch krijoi një ndezje duke përdorur tension të lartë. Pajisja ishte në gjendje të prodhonte një shkëndijë midis dy elektrodave të qiriut, gjë që e bëri sistemin më të gjithanshëm.

Fillimi i viteve 60 të shekullit XX ishte epoka e përhapjes së gjeneratorëve në të gjithë botën . Dhe nëse më parë pajisjet ishin në kërkesë vetëm në industrinë e automobilave, tani njësi të tilla janë në gjendje të furnizojnë shtëpi të tëra me energji elektrike.

Pajisja dhe qëllimi

Dizajni i njësive të tilla përfshin vetëm dy elementë kryesorë:

• rotor;
• stator

Në këtë rast, elementët shtesë sigurohen në boshtin e rotorit. Këto mund të jenë magnet ose dredha -dredha në terren. Magnetët kanë një formë të dhëmbëzuar, shtyllat për marrjen dhe transmetimin e rrymës drejtohen në drejtime të ndryshme.

Detyra kryesore e gjeneratorit është të shndërrojë një lloj energjie në energji elektrike . Me ndihmën e tij, është e mundur të pajisni pajisjet e varura me sasinë e kërkuar të rrymës në mënyrë që ato të mund të përdoren.

Karakteristikat

Për të vlerësuar performancën e një gjeneratori, duhet të shikoni karakteristikat e tij. Në parim, ato janë të njëjta si për një stacion që gjeneron rrymë direkte. Disa faktorë janë parametrat kryesorë të vlerësimit.

• I papunë . Ai përfaqëson varësinë e EMF nga forca e rrymave lëvizëse përgjegjëse për ngacmimin e spirales së prishësit. Me ndihmën e saj, është e mundur të përcaktohet aftësia e zinxhirëve për të magnetizuar.
• Karakteristikë e jashtme . Nënkupton një marrëdhënie paralele midis tensionit të spirales dhe rrymës së ngarkesës. Vlera varet nga lloji i ngarkesës së aplikuar në pajisje. Ndër arsyet që mund të shkaktojnë ndryshime, ka një rritje ose ulje të EMF të njësisë, si dhe një rënie të tensionit në mbështjelljet e spirales së instaluar, e cila vendoset brenda pajisjes.
• Rregullim . Përfaqëson marrëdhënien që formohet midis rrymave të fushës dhe rrymave të ngarkesës. Sigurimi i funksionimit dhe mbrojtjes së njësive sinkronike arrihet duke monitoruar këtë tregues. Kjo është e lehtë për t'u arritur nëse rregulloni vazhdimisht EMF.

Një parametër tjetër i rëndësishëm është fuqia. Vlera mund të përcaktohet me anë të EMF, tensionit dhe treguesve të rezistencës këndore.

Parimi i funksionimit

Nuk është aq e vështirë të kuptosh se si funksionon pajisja. Ai konsiston në rrotullimin e një kornize magnetike në mënyrë që të krijojë një fushë elektrike. Në procesin e rrotullimit të kornizës, shfaqen linja magnetike që fillojnë të kalojnë konturin e saj. Kalimi kontribuon në formimin e një rryme elektrike.

Për të përcaktuar se ku lëvizin rrjedhat e energjisë elektrike, është e nevojshme të përdoret rregulli gimbal . Duhet të theksohet se në disa zona lëvizja aktuale është e kundërta. Drejtimet po ndryshojnë vazhdimisht kur të arrini në polin tjetër, i cili ndodhet në magnet. Ky fenomen quhet rrymë alternative, dhe lidhja e kornizës me një unazë të veçantë magnetike mund ta vërtetojë këtë gjendje.

Marrëdhënia midis madhësisë së rrymës në kornizë dhe shpejtësisë së rrotullimit të rotorit të sistemit është proporcionale. Kështu, sa më shumë rrotullohet korniza, aq më shumë energji mund të furnizojë gjeneratori . Ky tregues karakterizohet nga shpejtësia e rrotullimit.

Sipas standardeve të përcaktuara, treguesi optimal i shpejtësisë në shumicën e vendeve nuk duhet të kalojë 50 Hz. Kjo do të thotë që rotori duhet të kryejë 50 dridhje në sekondë. Për të llogaritur parametrin, është e nevojshme të pajtoheni se një rrotullim i kornizës çon në një ndryshim në drejtimin e rrymës.

Nëse boshti arrin të kthehet 1 herë në sekondë, kjo do të thotë që frekuenca e rrymës elektrike është 1 Hz . Kështu, për të arritur 50 Hz, do të jetë e nevojshme të sigurohet numri i saktë i rrotullimeve të kornizës për sekondë.

Gjatë funksionimit, numri i poleve elektromagnet shpesh rritet. Ato mund të vonohen duke zvogëluar shpejtësinë me të cilën rrotullohet rotori.

Varësia në këtë rast është anasjelltas proporcionale . Kështu, për të siguruar një frekuencë prej 50 Hz, do të jetë e nevojshme të zvogëloni shpejtësinë me rreth 2 herë.

Për më tepër, duhet të theksohet se në disa vende janë vendosur norma të tjera të rrotullimit të rotorit. Frekuenca standarde është 60 Hz.

Pikëpamjet

Sot prodhuesit prodhojnë disa lloje të gjeneratorëve sinkronë. Ndër klasifikimet ekzistuese, disa meritojnë vëmendje të veçantë. Para së gjithash, vlen të merret parasysh ndarja e njësive sipas modelit. Gjeneratorët janë të dy llojeve.

Pa furça . Dizajni i gjeneratorit nënkupton përdorimin e mbështjelljeve të statorit. Ato janë të vendosura në mënyrë që bërthamat e elementeve të jenë të përafruara me drejtimin ose të poleve magnetike ose bërthamave që janë dhënë në spirale. Numri maksimal i dhëmbëve magnet nuk duhet të kalojë 6 copë.

Sinkron, i pajisur me një induktor . Nëse po flasim për rregullimin e makinave që veprojnë me fuqi të ulët, atëherë magnetët DC përdoren si rotor. Përndryshe, rotori është dredha -dredha e induktorit.

Klasifikimi i mëposhtëm nënkupton ndarjen e stacioneve të lëvizshme në lloje të veçanta

Hidrogjeneratorë . Një tipar dallues i pajisjes është një rotor me shtylla të theksuara. Njësi të tilla përdoren për të gjeneruar energji elektrike aty ku nuk ka nevojë të sigurohet një numër i madh i kthesave të pajisjes.

Gjeneratorët e turbinave . Dallimi është mungesa e poleve të theksuara. Pajisja është mbledhur nga turbina të ndryshme, është e aftë të rrisë numrin e revolucioneve të rotorit disa herë.

Lidhjet zgjeruese sinkronike . Përdoret për të arritur fuqinë reaktive - një tregues i rëndësishëm në objektet industriale. Me ndihmën e tij, është e mundur të përmirësoni cilësinë e rrymës së furnizuar dhe të stabilizoni treguesit e tensionit.

Ekzistojnë disa modele të zakonshme të pajisjeve të tilla

Stepper . Ato përdoren për të siguruar funksionimin e disqeve të instaluar në mekanizma që kanë një cikël start-stop.

Pa ingranazhe . Përdoret kryesisht në sisteme të pavarura.

Pa kontakt . Ata janë në kërkesë si stacione kryesore ose rezervë të lëvizshme në anije.

Hysteresis . Gjeneratorë të tillë përdoren për numëruesit e kohës.

Induktor . Siguroni funksionimin e instalimeve elektrike.

Një lloj tjetër i ndarjes së njësive është lloji i rotorit të përdorur. Në këtë kategori, gjeneratorët ndahen në pajisje me pol të spikatur dhe me pole të nënkuptuar.

Të parat janë pajisje në të cilat polet janë qartë të dukshme. Ato dallohen nga një shpejtësi e ulët e rotorit. Kategoria e dytë ka një rotor cilindrik në modelin e tij, i cili nuk ka shtylla të spikatura.

Zona e aplikimit

Gjeneratorët sinkronë janë pajisje të krijuara për prodhimin e rrymës alternative. Ju mund të takoni pajisje të tilla në stacione të ndryshme:

• atomike;
• termike;
• hidrocentralet.

Dhe gjithashtu njësitë përdoren në mënyrë aktive në sistemet e transportit. Ato përdoren në automjete të ndryshme dhe sisteme të anijeve. Gjeneratori sinkron është i aftë të funksionojë në mënyrë autonome, veçmas nga rrjeti elektrik, dhe njëkohësisht me të. Në këtë rast, është e mundur të lidhni disa njësi në të njëjtën kohë.

Avantazhi i stacioneve gjeneruese të rrymës është aftësia për të siguruar hapësirën e caktuar me energji elektrike. I përshtatshëm nëse objekti ndodhet larg rrjetit qendror. Prandaj, njësitë janë në kërkesë midis pronarëve të fermave të vendosura larg qytetit në vendbanime.

Si të zgjidhni?

Kur zgjidhni një gjenerator, është e rëndësishme të gjeni një pajisje të përshtatshme dhe të besueshme që mund të sigurojë energji elektrike në zonën e caktuar. Së pari ju duhet të vendosni për parametrat teknikë të pajisjes së ardhshme. Ekspertët këshillojnë t'i kushtoni vëmendje:

• masa e gjeneratorit;
• dimensionet e pajisjes;
• fuqia;
• Konsumi i karburantit;
• figura e zhurmës;
• kohëzgjatja e punës.

Dhe gjithashtu një parametër i rëndësishëm është aftësia për të organizuar punë automatike. Për të kuptuar se sa faza ka nevojë për një gjenerator të ardhshëm, është e nevojshme të përcaktoni llojin dhe numrin e pajisjeve elektrike që do të lidhen me të.

Për shembull, vetëm konsumatorët me një fazë mund të lidhen me një gjenerator elektrik njëfazor. Trefazor zgjeron ndjeshëm këtë tregues.

Sidoqoftë, blerja e një termocentrali të tillë celular nuk është gjithmonë vendimi më i mirë.

Para blerjes, rekomandohet gjithashtu të merret parasysh ngarkesa që do të ushtrohet në pajisje gjatë funksionimit të saj . Çdo fazë duhet të ngarkohet me një maksimum prej 30% të totalit. Kështu, nëse fuqia e gjeneratorit është 6 kW, atëherë në rastin e përdorimit të prizave me një tension prej 220 V, do të jetë e mundur të përdoren vetëm 2 kW.

Blerja e një gjeneratori trefazor është në kërkesë vetëm kur ka shumë konsumatorë trefazorë në shtëpi. Nëse shumica e pajisjeve janë njëfazore, është më mirë të blini një njësi të përshtatshme.

Shfrytëzimi

Para fillimit të gjeneratorit, së pari duhet të rregullohet. Para së gjithash, frekuenca e pajisjes është e rregulluar. Kjo mund të bëhet në dy mënyra:

1. ndryshoni modelin e njësisë, duke parashikuar paraprakisht sa pole janë të nevojshëm për funksionimin e elektromagnetit;
2. siguroni shpejtësinë e kërkuar të boshtit pa ndonjë ndryshim të projektimit.

Një shembull i mrekullueshëm janë turbinat me shpejtësi të ulët. Ato sigurojnë një rrotullim të rotorit prej 150 rpm. Për të rregulluar frekuencën, përdorni metodën e parë, duke rritur numrin e shtyllave në 40 copë.

Parametri tjetër që duhet konfiguruar është EMF. Bëhet e nevojshme të rregullohet për shkak të ndryshimeve në karakteristikat e ngarkesave hyrëse që veprojnë në stacionin celular.

Përkundër faktit se EMF e induksionit të pajisjes shoqërohet me rotorin dhe rrotullimet e tij, për shkak të kërkesave të sigurisë, është e pamundur të çmontoni strukturën në mënyrë që të ndryshoni parametrin.

Vlera e EMF mund të ndryshohet duke rregulluar fluksin magnetik të gjeneruar . Do të duhet të rritet ose zvogëlohet. Kthesat dredha -dredha, ose më mirë, numri i tyre, janë përgjegjës për vlerën e treguesit. Dhe gjithashtu fuqia e fluksit magnetik mund të ndikohet nga rryma e gjeneruar nga spiralja.

Rregullimi përfshin përfshirjen e disa mbështjelljeve në një zinxhir. Për ta bërë këtë, duhet të përdorni reostate shtesë ose qarqe elektronike. Opsioni i dytë kërkon vendosjen e parametrit duke përdorur stabilizues të jashtëm. Kjo siguron një shërbim të besueshëm.

Avantazhi i një stacioni celular sinkron është aftësia për të sinkronizuar me makina të tjera elektrike të një lloji të ngjashëm . Në të njëjtën kohë, gjatë lidhjes, është e mundur të përputhen me shpejtësitë e rrotullimit dhe të sigurohet një zhvendosje fazore zero. Në këtë drejtim, termocentralet e lëvizshme janë në kërkesë në inxhinierinë e energjisë industriale, ku është shumë i përshtatshëm t'i përdorim ato si një burim energjie rezervë për të rritur kapacitetin e prodhimit në rast të ngarkesave të rënda.