Synchronní Generátor: Princip činnosti, Charakteristika Volnoběhu A Zařízení, Paralelní Provoz. Jak Rychle Se Rotor Točí?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-18 12:06

Synchronní generátor je speciální zařízení, pomocí kterého je možné přeměnit jakoukoli energii na elektrickou energii. Takovými zařízeními jsou mobilní stanice, tepelné nebo solární baterie a speciální zařízení. V závislosti na typu generátoru je určena možnost jeho použití, takže stojí za to podrobněji porozumět tomu, co je zařízení.

Historie stvoření

Na konci 19. století společnost Roberta Bosche poprvé vyvinula něco podobného jako generátor. Zařízení bylo schopné zapálit motor. Během testů se ukázalo, že stroj není vhodný pro trvalé použití, ale vývojáři dokázali zařízení vylepšit.

V roce 1890 společnost téměř úplně přešla na výrobu tohoto zařízení, protože si získala velkou popularitu. V roce 1902 student společnosti Bosch vytvořil zapalování pomocí vysokého napětí. Zařízení dokázalo vytvořit jiskru mezi dvěma elektrodami svíčky, díky čemuž byl systém univerzálnější.

Počátek 60. let 20. století byl obdobím šíření generátorů po celém světě . A pokud dříve byla zařízení poptávána pouze v automobilovém průmyslu, nyní jsou takové jednotky schopny zajistit elektřinu pro celé domy.

Zařízení a účel

Konstrukce takových jednotek zahrnuje pouze dva hlavní prvky:

• rotor;
• stator.

V tomto případě jsou na hřídeli rotoru uspořádány další prvky. Mohou to být magnety nebo vinutí pole. Magnety mají ozubený tvar, póly pro příjem a přenos proudu jsou směrovány různými směry.

Hlavním úkolem generátoru je přeměna jednoho druhu energie na elektrickou energii . S jeho pomocí je možné poskytnout závislým zařízením požadované množství proudu, aby mohly být použity.

Charakteristika

Chcete -li posoudit výkon generátoru, musíte se podívat na jeho vlastnosti. V zásadě jsou stejné jako pro stanici, která generuje stejnosměrný proud. Hlavními parametry hodnocení je několik faktorů.

• Volnoběh . Představuje závislost EMF na síle pohyblivých proudů odpovědných za buzení cívky tlumiče. S jeho pomocí je možné určit schopnost řetězů magnetizovat.
• Vnější charakteristika . Znamená paralelní vztah mezi napětím cívky a proudem zátěže. Hodnota závisí na typu zatížení aplikovaného na zařízení. Mezi důvody, které mohou způsobit změny, dochází ke zvýšení nebo snížení EMF jednotky a také k poklesu napětí na vinutí instalované cívky, která je umístěna uvnitř zařízení.
• Nastavení . Představuje vztah, který se tvoří mezi proudy v poli a zatěžovacími proudy. Monitorováním tohoto indikátoru je zajištěno zajištění provozuschopnosti a ochrany synchronních jednotek. Toho lze snadno dosáhnout, pokud neustále upravujete EMF.

Dalším důležitým parametrem je výkon. Hodnotu lze určit pomocí indikátorů EMF, napětí a úhlového odporu.

Princip činnosti

Není tak těžké zjistit, jak zařízení funguje. Spočívá v otáčení magnetického rámu za účelem vytvoření elektrického pole. V procesu otáčení rámu se objevují magnetické čáry, které začínají překračovat jeho obrys. Křížení přispívá k tvorbě elektrického proudu.

K určení, kde se toky elektrické energie pohybují, je nutné použít gimbalové pravidlo . Je třeba poznamenat, že v některých oblastech je současný pohyb opačný. Směr se neustále mění, když dosáhnete dalšího pólu, který se nachází na magnetu. Tento jev se nazývá střídavý proud a připojení rámu k samostatnému magnetickému prstenci může tuto podmínku prokázat.

Vztah mezi velikostí proudu v rámci a rychlostí otáčení rotoru systému je proporcionální. Tím pádem, čím více se rám otáčí, tím více elektřiny může generátor dodat . Tento indikátor je charakterizován rychlostí otáčení.

Podle zavedených norem by optimální ukazatel rychlosti ve většině zemí neměl překročit 50 Hz. To znamená, že rotor musí vyvinout 50 vibrací za sekundu. Pro výpočet parametru je nutné odsouhlasit, že jedno otočení rámečku vede ke změně směru proudu.

Pokud se hřídel dokáže otočit 1krát za sekundu, znamená to, že frekvence elektrického proudu je 1 Hz . K dosažení 50 Hz bude tedy nutné zajistit správný počet otáček snímků za sekundu.

Během provozu se počet pólů elektromagnetu často zvyšuje. Mohou být zpožděny snížením rychlosti, kterou se rotor otáčí.

Závislost je v tomto případě nepřímo úměrná . Aby tedy byla zajištěna frekvence 50 Hz, bude nutné snížit rychlost přibližně dvakrát.

Kromě toho je třeba poznamenat, že v některých zemích jsou nastaveny jiné rychlosti otáčení rotoru. Standardní frekvence je 60 Hz.

Pohledy

Dnes výrobci vyrábějí několik typů synchronních generátorů. Mezi stávajícími klasifikacemi si některé zaslouží zvláštní pozornost. Předně stojí za zvážení rozdělení jednotek podle designu. Generátory jsou dvou typů.

Bezkartáčový . Konstrukce generátoru předpokládá použití vinutí statoru. Jsou umístěny tak, aby jádra prvků byla zarovnána se směrem buď magnetických pólů, nebo jader, která jsou na cívce. Maximální počet zubů magnetu by neměl překročit 6 kusů.

Synchronní, vybavený induktorem . Pokud mluvíme o seřizovacích strojích pracujících při nízkém výkonu, pak se jako rotor používají stejnosměrné magnety. Jinak je rotor vinutí induktoru.

Následující klasifikace předpokládá rozdělení mobilních stanic na samostatné typy

Hydrogenerátory . Charakteristickým rysem zařízení je rotor s výraznými póly. Takové jednotky se používají k výrobě elektřiny tam, kde není potřeba zajistit velký počet závitů zařízení.

Generátory turbíny . Rozdílem je absence výrazných pólů. Zařízení je sestaveno z různých turbín a je schopno několikrát zvýšit počet otáček rotoru.

Synchronní kompenzátory . Používá se k dosažení jalového výkonu - důležitý indikátor v průmyslových zařízeních. S jeho pomocí je možné zlepšit kvalitu dodávaného proudu a stabilizovat indikátory napětí.

Existuje několik běžných modelů takových zařízení

Stepper . Používají se k zajištění provozuschopnosti pohonů instalovaných v mechanismech, které mají cyklus start-stop.

Bez převodovky . Většinou se používá v samostatných systémech.

Bezkontaktní . Jsou žádané jako hlavní nebo záložní mobilní stanice na lodích.

Hystereze . Takové generátory se používají pro čítače času.

Induktor . Zajistěte provoz elektrických instalací.

Dalším typem dělení jednotek je typ použitého rotoru. V této kategorii jsou generátory rozděleny na zařízení s výběžkem a implicitní pól.

První jsou zařízení, ve kterých jsou póly dobře viditelné. Vyznačují se nízkou rychlostí rotoru. Druhá kategorie má ve své konstrukci válcový rotor, který nemá vyčnívající póly.

Oblast použití

Synchronní generátory jsou zařízení určená k výrobě střídavého proudu. S takovými zařízeními se můžete setkat na různých stanicích:

• atomový;
• tepelný;
• vodní elektrárny.

A také se jednotky aktivně používají v dopravních systémech. Používají se v různých vozidlech a lodních systémech. Synchronní generátor je schopen pracovat jak samostatně, odděleně od elektrické sítě, tak současně s ní. V tomto případě je možné připojit několik jednotek najednou.

Výhodou stanic generujících střídavý proud je schopnost zajistit přidělený prostor elektrickou energií. Pohodlné, pokud je objekt umístěn daleko od centrální sítě. Jednotky jsou proto žádané mezi vlastníky farem nacházejících se daleko od města v osadách.

Jak vybrat?

Při výběru generátoru je důležité najít vhodné a spolehlivé zařízení, které může poskytnout elektřinu do přidělené oblasti. Nejprve se musíte rozhodnout o technických parametrech budoucího zařízení. Odborníci doporučují věnovat pozornost:

• hmotnost generátoru;
• rozměry zařízení;
• Napájení;
• spotřeba paliva;
• hluková postava;
• doba práce.

A také důležitým parametrem je schopnost organizovat automatickou práci. Abychom pochopili, kolik fází budoucí generátor potřebuje, je nutné určit typ a počet elektrických spotřebičů, které k němu budou připojeny.

K jednofázovému elektrickému generátoru lze například připojit pouze spotřebiče s jednou fází. Třífázový tento indikátor výrazně rozšiřuje.

Nákup takové mobilní elektrárny však není vždy tím nejlepším rozhodnutím.

Před nákupem se navíc doporučuje vzít v úvahu zatížení, které bude na zařízení působit během jeho provozu . Každá fáze by měla být načtena maximálně 30% z celkového počtu. Pokud je tedy výkon generátoru 6 kW, pak v případě použití zásuvek s napětím 220 V bude možné použít pouze 2 kW.

Nákup třífázového generátoru je žádaný pouze tehdy, když je v domě mnoho třífázových spotřebičů. Pokud je většina spotřebičů jednofázová, je lepší zakoupit vhodnou jednotku.

Vykořisťování

Před spuštěním generátoru je nutné jej nejprve upravit. Nejprve je naladěna frekvence zařízení. To lze provést dvěma způsoby:

1. změnit konstrukci jednotky s předem stanoveným počtem pólů nezbytných pro provoz elektromagnetu;
2. zajistit požadovanou rychlost hřídele bez jakýchkoli konstrukčních změn.

Pozoruhodným příkladem jsou nízkorychlostní turbíny. Poskytují rotaci rotoru 150 ot / min. K nastavení frekvence použijte první metodu, která zvýší počet pólů na 40 kusů.

Dalším konfigurovaným parametrem je EMF. Je nutné se přizpůsobit kvůli změnám charakteristik příchozích zátěží působících na mobilní stanici.

Navzdory skutečnosti, že EMF indukce zařízení je spojen s rotorem a jeho otáčkami, kvůli bezpečnostním požadavkům není možné rozebrat konstrukci za účelem změny parametru.

Hodnotu EMF lze změnit nastavením generovaného magnetického toku . Bude třeba ji zvýšit nebo snížit. Otočení vinutí, nebo spíše jejich počet, jsou zodpovědné za hodnotu indikátoru. A také síla magnetického toku může být ovlivněna proudem generovaným cívkou.

Úprava zahrnuje zahrnutí několika cívek do řetězce. Chcete -li to provést, musíte použít další reostaty nebo elektronické obvody. Druhá možnost vyžaduje nastavení parametru pomocí externích stabilizátorů. Tím je zajištěna spolehlivá služba.

Výhodou synchronní mobilní stanice je možnost synchronizace s jinými elektrickými stroji podobného typu . Současně je během připojení možné sladit otáčky a zajistit nulový fázový posun. V tomto ohledu jsou mobilní elektrárny žádané v průmyslové energetice, kde je velmi vhodné použít je jako záložní zdroj energie pro zvýšení výrobní kapacity v případě velkého zatížení.