Synkrongenerator: enhed, typer og applikationer

En synkrongenerator er en speciel enhed, hvorigennem det er muligt at omdanne enhver energi til elektrisk energi. Sådanne enheder er mobile stationer, termiske eller solcellebatterier og specialudstyr. Afhængigt af typen af ​​generator bestemmes muligheden for dens brug, så det er umagen værd at forstå mere detaljeret, hvad enheden er.

I slutningen af ​​det 19. århundrede udviklede Robert Boschs firma først noget, der ligner en generator. Enheden var i stand til at antænde en motor. Under testene blev det afsløret, at maskinen ikke er egnet til permanent brug, men udviklerne var i stand til at forbedre apparatet.

I 1890 gik virksomheden næsten fuldstændig over til produktionen af ​​dette udstyr, da det vandt stor popularitet. I 1902 skabte en elev af Bosch en tænding ved hjælp af højspænding. Enheden var i stand til at producere en gnist mellem lysets to elektroder, hvilket gjorde systemet mere alsidigt.

Begyndelsen af ​​60'erne af det XX århundrede var æraen med spredningen af ​​generatorer rundt om i verden. Og hvis enhederne tidligere kun var efterspurgt i bilindustrien, er sådanne enheder nu i stand til at forsyne hele huse med elektricitet.

Designet af sådanne enheder involverer kun to hovedelementer:

• rotor;
• stator.

Generatorens hovedopgave er at omdanne én type energi til elektrisk energi. Med dens hjælp er det muligt at levere den nødvendige mængde strøm til afhængige enheder, så de kan bruges.

For at vurdere en generators ydeevne skal du se på dens egenskaber. I princippet er de de samme som for en station, der genererer jævnstrøm. Flere faktorer er hovedparametrene for vurderingen.

• Tomgang. Det er EMF'ens afhængighed af styrken af ​​de bevægelige strømme, der er ansvarlig for exciteringen af ​​spjældspolen. Med dens hjælp er det muligt at bestemme kædernes evne til at magnetisere.
• Ydre karakteristik. Indebærer et parallelforhold mellem spolespænding og belastningsstrøm. Værdien afhænger af typen af ​​belastning på enheden. Blandt de årsager, der kan forårsage ændringer, er der en stigning eller et fald i enhedens EMF såvel som et spændingsfald over viklingerne af den installerede spole, som er placeret inde i enheden.
• Justering. Repræsenterer forholdet, der dannes mellem feltstrømme og belastningsstrømme. Sikring af drift og beskyttelse af synkrone enheder opnås ved at overvåge denne indikator. Dette er nemt at opnå, hvis du konstant justerer EMF.

Det er ikke så svært at finde ud af, hvordan enheden fungerer. Den består i at rotere en magnetisk ramme for at skabe et elektrisk felt. I processen med at rotere rammen vises magnetiske linjer, der begynder at krydse dens kontur.Krydsningen bidrager til dannelsen af ​​en elektrisk strøm.

For at bestemme, hvor strømmene af elektrisk energi bevæger sig, er det nødvendigt at bruge kardanreglen. Det skal bemærkes, at på nogle områder er den nuværende bevægelse modsat. Retningen skifter konstant, når du når den næste pol, som er placeret på magneten. Dette fænomen kaldes vekselstrøm, og forbindelsen af ​​rammen til en separat magnetisk ring kan bevise denne tilstand.

Forholdet mellem størrelsen af ​​strømmen i rammen og rotationshastigheden af ​​systemets rotor er proportional. Dermed, jo mere rammen roterer, jo mere strøm kan generatoren levere. Denne indikator er karakteriseret ved rotationshastigheden.

I henhold til de etablerede standarder bør den optimale hastighedsindikator i de fleste lande ikke overstige 50 Hz. Det betyder, at rotoren skal udføre 50 vibrationer i sekundet. For at beregne parameteren er det nødvendigt at acceptere, at en rotation af rammen fører til en ændring i strømmens retning.

Hvis akslen formår at dreje 1 gang i sekundet, betyder det, at frekvensen af ​​den elektriske strøm er 1 Hz. For at opnå 50 Hz vil det således være nødvendigt at sikre det korrekte antal billedrotationer pr. sekund.

Afhængigheden i dette tilfælde er omvendt proportional. For at give en frekvens på 50 Hz vil det således være nødvendigt at reducere hastigheden med ca. 2 gange.

Derudover skal det bemærkes, at der i nogle lande er fastsat andre rotorrotationsrater. Standardfrekvensen er 60 Hz.

I dag producerer producenter flere typer synkrongeneratorer. Blandt de eksisterende klassifikationer fortjener flere særlig opmærksomhed. Først og fremmest er det værd at overveje opdelingen af ​​enheder efter design. Generatorer er af to typer.

• Børsteløs. Udformningen af ​​generatoren indebærer brug af statorviklinger. De placeres således, at elementkernerne flugter med retningen af ​​enten de magnetiske poler eller de kerner, der er tilvejebragt på spolen. Det maksimale antal magnettænder bør ikke overstige 6 stk.

• Synkron, udstyret med en induktor. Hvis vi taler om at justere maskiner, der arbejder ved lav effekt, så bruges DC-magneter som en rotor. Ellers er rotoren induktorviklingen.

Den følgende klassifikation indebærer opdelingen af ​​mobilstationer i separate typer.

• Hydrogeneratorer. Et karakteristisk træk ved enheden er en rotor med udtalte poler. Sådanne enheder bruges til at generere elektricitet, hvor der ikke er behov for at levere et stort antal omdrejninger af enheden.

• Turbine generatorer. Forskellen er fraværet af udtalte poler. Enheden er samlet fra forskellige turbiner, den er i stand til at øge antallet af rotoromdrejninger flere gange.

• Synkrone ekspansionsfuger. Det bruges til at opnå reaktiv effekt - en vigtig indikator i industrielle faciliteter. Med dens hjælp er det muligt at forbedre kvaliteten af ​​den leverede strøm og stabilisere spændingsindikatorerne.

Der er flere almindelige modeller af sådanne enheder.

• Stepper. De bruges til at sikre driften af ​​drev installeret i mekanismer, der har en start-stop-cyklus.

• Gearløs. Anvendes mest i stand-alone systemer.

• Kontaktløs. De er efterspurgte som hoved- eller backup-mobilstationer på skibe.

• Hysterese. Sådanne generatorer bruges til tidstællere.

• Induktor. Sikre driften af ​​elektriske installationer.

Den første er enheder, hvor stængerne er tydeligt synlige. De er kendetegnet ved en lav rotorhastighed. Den anden kategori har en cylindrisk rotor i sit design, som ikke har udragende stænger.

Synkrongeneratorer er enheder designet til produktion af vekselstrøm. Du kan møde sådanne enheder på forskellige stationer:

• atomar;
• termisk;
• vandkraftværker.

Og også enhederne bruges aktivt i transportsystemer. De bruges i forskellige køretøjer og skibssystemer. Den synkrone generator er i stand til at fungere både autonomt, adskilt fra det elektriske netværk og samtidig med det. I dette tilfælde er det muligt at forbinde flere enheder på én gang.

Fordelen ved AC-kraftværker er evnen til at forsyne den tildelte plads med elektricitet. Praktisk, hvis objektet er placeret langt fra det centrale netværk. Derfor er enhederne efterspurgt blandt ejere af gårde beliggende i bygder fjernt fra byen.

Når du vælger en generator, er det vigtigt at finde en passende og pålidelig enhed, der kan levere elektricitet til det tildelte område. Først skal du beslutte dig for de tekniske parametre for den fremtidige enhed. Eksperter anbefaler at være opmærksomme på:

• massen af ​​generatoren;
• dimensioner af enheden;
• strøm;
• brændstofforbrug;
• støj tal;
• arbejdets varighed.

Og også en vigtig parameter er evnen til at organisere automatisk arbejde. For at forstå, hvor mange faser en fremtidig generator har brug for, er det nødvendigt at bestemme typen og antallet af elektriske apparater, der vil blive forbundet til den.

Købet af et sådant mobilt kraftværk er dog ikke altid den bedste beslutning.

Før du køber, anbefales det desuden at tage hensyn til den belastning, der vil blive udøvet på enheden under dens drift. Hver fase bør belastes med maksimalt 30 % af det samlede beløb. Således, hvis generatorens effekt er 6 kW, vil det i tilfælde af brug af stikkontakter med en spænding på 220 V være muligt kun at bruge 2 kW.

Køb af en trefaset generator er kun efterspurgt, når der er mange trefasede forbrugere i huset. Hvis de fleste apparater er enfasede, er det bedre at købe en passende enhed.

Inden generatoren startes, skal den først justeres. Først og fremmest justerer de enhedens frekvens. Dette kan gøres på to måder:

1. ændre enhedens design efter at have forudset, hvor mange poler der er nødvendige for driften af ​​elektromagneten;
2. give den nødvendige akselhastighed uden designændringer.

Et slående eksempel er lavhastigheds-møller. De giver en rotorrotation på 150 rpm. For at justere frekvensen skal du bruge den første metode, hvor du øger antallet af stænger til 40 stykker.

På trods af det faktum, at EMF for induktion af enheden er forbundet med rotoren og dens rotationer, er det på grund af sikkerhedskrav umuligt at adskille strukturen for at ændre parameteren.

EMF-værdien kan ændres ved at justere den genererede magnetiske flux. Det skal øges eller mindskes. De snoede drejninger, eller rettere deres antal, er ansvarlige for værdien af ​​indikatoren. Og også kraften af ​​den magnetiske flux kan påvirkes af strømmen, der genereres af spolen.

Justering involverer inklusion af flere spoler i en kæde.For at gøre dette skal du bruge yderligere reostater eller elektroniske kredsløb. Den anden mulighed kræver indstilling af parameteren ved hjælp af eksterne stabilisatorer. Dette sikrer pålidelig service.

Fordelen ved en synkron mobilstation er evnen til at synkronisere med andre elektriske maskiner af lignende type. Samtidig er det under tilslutningen muligt at matche omdrejningshastighederne og sikre en nul faseforskydning. I denne henseende er mobile kraftværker efterspurgte i industriel kraftteknik, hvor det er meget bekvemt at bruge dem som en backup-strømkilde for at øge produktionskapaciteten i tilfælde af store belastninger.

Se nedenfor for synkron og asynkron generator.