Generator Sincron: Principiu De Funcționare, Caracteristici De Ralanti și Dispozitiv, Funcționare Paralelă. Cât De Repede Se Rotește Rotorul?

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-18 12:23

Un generator sincron este un dispozitiv special prin care este posibil să se convertească orice energie în energie electrică. Astfel de dispozitive sunt stații mobile, baterii termice sau solare și echipamente speciale. În funcție de tipul de generator, se determină posibilitatea utilizării acestuia, deci merită să înțelegeți mai detaliat ce este dispozitivul.

Istoria creației

La sfârșitul secolului al XIX-lea, compania lui Robert Bosch a dezvoltat mai întâi ceva similar cu un generator. Dispozitivul era capabil să aprindă un motor. În timpul testelor, s-a dezvăluit că aparatul nu este potrivit pentru utilizarea permanentă, dar dezvoltatorii au reușit să îmbunătățească aparatul.

În 1890, compania a trecut aproape complet la producția acestui echipament, deoarece a câștigat o mare popularitate. În 1902, un student din Bosch a creat o aprindere folosind tensiunea înaltă. Dispozitivul a reușit să producă o scânteie între cei doi electrozi ai lumânării, ceea ce a făcut sistemul mai versatil.

Începutul anilor 60 ai secolului XX a fost epoca răspândirii generatoarelor în întreaga lume . Și dacă mai devreme dispozitivele erau solicitate numai în industria auto, acum astfel de unități sunt capabile să furnizeze electricitate caselor întregi.

Dispozitiv și scop

Proiectarea unor astfel de unități implică doar două elemente principale:

• rotor;
• stator.

În acest caz, elementele suplimentare sunt prevăzute pe arborele rotorului. Acestea pot fi magneți sau înfășurări de câmp. Magneții au o formă dințată, polii pentru recepția și transmiterea curentului sunt direcționați în direcții diferite.

Sarcina principală a generatorului este de a converti un tip de energie în energie electrică . Cu ajutorul acestuia, este posibil să furnizați dispozitivelor dependente cantitatea necesară de curent, astfel încât să poată fi utilizate.

Caracteristici

Pentru a evalua performanța unui generator, trebuie să vă uitați la caracteristicile acestuia. În principiu, acestea sunt la fel ca pentru o stație care generează curent continuu. Câțiva factori sunt principalii parametri ai evaluării.

• În gol . Reprezintă dependența EMF de puterea curenților în mișcare responsabili de excitația bobinei amortizorului. Cu ajutorul acestuia, este posibil să se determine capacitatea lanțurilor de magnetizare.
• Caracteristică externă . Implică o relație paralelă între tensiunea bobinei și curentul de sarcină. Valoarea depinde de tipul de încărcare aplicată dispozitivului. Printre motivele care pot provoca modificări, există o creștere sau scădere a EMF a unității, precum și o cădere de tensiune peste înfășurările bobinei instalate, care este plasată în interiorul dispozitivului.
• Ajustare . Reprezintă relația care se formează între curenții de câmp și curenții de sarcină. Asigurarea operabilității și protecției unităților sincrone se realizează prin monitorizarea acestui indicator. Acest lucru este ușor de realizat dacă reglați constant EMF.

Un alt parametru important este puterea. Valoarea poate fi determinată prin intermediul indicatorilor EMF, tensiune și rezistență unghiulară.

Principiul de funcționare

Nu este atât de dificil să ne dăm seama cum funcționează dispozitivul. Acesta constă în rotirea unui cadru magnetic pentru a crea un câmp electric. În procesul de rotire a cadrului, apar linii magnetice care încep să-i traverseze conturul. Traversarea contribuie la formarea unui curent electric.

Pentru a determina unde se mișcă fluxurile de energie electrică, este necesar să se utilizeze regula gimbalului . Trebuie remarcat faptul că în unele zone mișcarea actuală este opusă. Direcțiile se schimbă constant atunci când ajungeți la următorul pol, care este situat pe magnet. Acest fenomen se numește curent alternativ, iar conectarea cadrului la un inel magnetic separat poate dovedi această condiție.

Relația dintre magnitudinea curentului în cadru și viteza de rotație a rotorului sistemului este proporțională. Prin urmare, cu cât rotația se rotește mai mult, cu atât generatorul poate furniza mai multă energie electrică . Acest indicator este caracterizat de viteza de rotație.

Conform standardelor stabilite, indicatorul de viteză optim în majoritatea țărilor nu trebuie să depășească 50 Hz. Aceasta înseamnă că rotorul trebuie să efectueze 50 de vibrații pe secundă. Pentru a calcula parametrul, este necesar să fiți de acord că o rotație a cadrului duce la o modificare a direcției curentului.

Dacă arborele reușește să se rotească de 1 dată pe secundă, aceasta înseamnă că frecvența curentului electric este de 1 Hz . Astfel, pentru a atinge 50 Hz, va fi necesar să se asigure numărul corect de rotații ale cadrului pe secundă.

În timpul funcționării, numărul de poli electromagnetici crește adesea. Acestea pot fi întârziate prin reducerea vitezei cu care se rotește rotorul.

În acest caz, dependența este invers proporțională . Astfel, pentru a furniza o frecvență de 50 Hz, va fi necesar să reduceți viteza de aproximativ 2 ori.

În plus, trebuie remarcat faptul că în unele țări sunt stabilite alte viteze de rotație ale rotorului. Frecvența standard este de 60 Hz.

Vizualizări

Astăzi producătorii produc mai multe tipuri de generatoare sincrone. Dintre clasificările existente, mai multe merită o atenție specială. În primul rând, merită luată în considerare împărțirea unităților după proiectare. Generatoarele sunt de două tipuri.

Fără perii . Proiectarea generatorului implică utilizarea înfășurărilor statorice. Acestea sunt așezate astfel încât nucleele elementelor să fie aliniate fie cu direcția fie a polilor magnetici, fie a nucleelor furnizate pe bobină. Numărul maxim de dinți magnet nu trebuie să depășească 6 bucăți.

Sincron, echipat cu un inductor . Dacă vorbim despre reglarea mașinilor care funcționează la putere redusă, atunci magneții DC sunt folosiți ca rotor. În caz contrar, rotorul este înfășurarea inductorului.

Următoarea clasificare implică împărțirea stațiilor mobile în tipuri separate

Hidrogeneratoare . O caracteristică distinctivă a dispozitivului este un rotor cu poli pronunțați. Astfel de unități sunt folosite pentru a genera electricitate acolo unde nu este nevoie să ofere un număr mare de rotații ale dispozitivului.

Generatoare de turbine . Diferența este absența polilor pronunțați. Dispozitivul este asamblat din diferite turbine, este capabil să mărească numărul de rotații ale rotorului de mai multe ori.

Rosturi de dilatare sincrone . Este folosit pentru a obține putere reactivă - un indicator important în instalațiile industriale. Cu ajutorul acestuia, este posibilă îmbunătățirea calității curentului furnizat și stabilizarea indicatorilor de tensiune.

Există mai multe modele comune de astfel de dispozitive

Stepper . Acestea sunt utilizate pentru a asigura operabilitatea unităților instalate în mecanisme care au un ciclu start-stop.

Fără unelte . Utilizat în cea mai mare parte în sistemele de sine stătătoare.

Fără contact . Acestea sunt solicitate ca stații mobile principale sau de rezervă pe nave.

Histerezis . Astfel de generatoare sunt utilizate pentru contoare de timp.

Inductor . Asigurați funcționarea instalațiilor electrice.

Un alt tip de diviziune a unității este tipul de rotor utilizat. În această categorie, generatoarele sunt împărțite în dispozitive cu pol salient și dispozitive cu pol implicit.

Primele sunt dispozitive în care polii sunt clar vizibili. Acestea se disting printr-o viteză redusă a rotorului. A doua categorie are în design un rotor cilindric, care nu are poli proeminenți.

Zona de aplicare

Generatoarele sincrone sunt dispozitive concepute pentru producerea curentului alternativ. Puteți întâlni astfel de dispozitive în diferite stații:

• atomic;
• termic;
• hidrocentrale.

De asemenea, unitățile sunt utilizate în mod activ în sistemele de transport. Sunt utilizate în diferite vehicule și sisteme de navă. Generatorul sincron este capabil să funcționeze atât în mod autonom, separat de rețeaua electrică, cât și simultan cu aceasta. În acest caz, este posibil să conectați mai multe unități simultan.

Avantajul stațiilor electrice de curent alternativ este capacitatea de a furniza electricitate spațiului alocat. Convenabil dacă obiectul este situat departe de rețeaua centrală. Prin urmare, unitățile sunt la cerere printre proprietarii de ferme situate departe de oraș în așezări.

Cum se alege?

Atunci când alegeți un generator, este important să găsiți un dispozitiv adecvat și de încredere care să poată furniza energie electrică zonei alocate. Mai întâi trebuie să decideți parametrii tehnici ai viitorului dispozitiv. Experții recomandă să acorde atenție:

• masa generatorului;
• dimensiunile dispozitivului;
• putere;
• consum de combustibil;
• cifra de zgomot;
• durata muncii.

Și, de asemenea, un parametru important este capacitatea de a organiza munca automată. Pentru a înțelege câte faze are nevoie un viitor generator, este necesar să se determine tipul și numărul de aparate electrice care vor fi conectate la acesta.

De exemplu, numai consumatorii cu o singură fază pot fi conectați la un generator electric monofazat. Trifazat extinde semnificativ acest indicator.

Cu toate acestea, achiziționarea unei astfel de centrale mobile nu este întotdeauna cea mai bună decizie.

Înainte de cumpărare, se recomandă în plus să țineți cont de sarcina care va fi exercitată pe dispozitiv în timpul funcționării sale . Fiecare fază trebuie încărcată cu maximum 30% din total. Astfel, dacă puterea generatorului este de 6 kW, atunci în cazul utilizării prizelor cu o tensiune de 220 V, va fi posibil să se utilizeze doar 2 kW.

Achiziționarea unui generator trifazat este solicitată numai atunci când există mulți consumatori trifazici în casă. Dacă majoritatea aparatelor sunt monofazate, este mai bine să achiziționați o unitate adecvată.

Exploatare

Înainte de a porni generatorul, acesta trebuie mai întâi reglat. În primul rând, frecvența dispozitivului este reglată. Acest lucru se poate face în două moduri:

1. schimbați designul unității, prevăzând în prealabil câți poli sunt necesari pentru funcționarea electromagnetului;
2. asigurați viteza necesară a arborelui fără modificări de proiectare.

Un exemplu frapant îl reprezintă turbinele cu viteză redusă. Acestea asigură o rotație a rotorului de 150 rpm. Pentru a regla frecvența, utilizați prima metodă, mărind numărul de poli la 40 de bucăți.

Următorul parametru care trebuie configurat este EMF. Devine necesară ajustarea datorită modificărilor caracteristicilor încărcărilor primite care acționează asupra stației mobile.

În ciuda faptului că EMF de inducție a dispozitivului este asociat cu rotorul și rotațiile acestuia, din cauza cerințelor de siguranță, este imposibil să dezasamblați structura pentru a modifica parametrul.

Valoarea EMF poate fi modificată prin ajustarea fluxului magnetic generat . Va trebui crescut sau scăzut. Întoarcerile înfășurate sau mai bine zis numărul lor sunt responsabile pentru valoarea indicatorului. Și, de asemenea, puterea fluxului magnetic poate fi influențată de curentul generat de bobină.

Ajustarea implică includerea mai multor bobine într-un lanț. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați reostate suplimentare sau circuite electronice. A doua opțiune necesită setarea parametrului utilizând stabilizatori externi. Acest lucru asigură un serviciu fiabil.

Avantajul unei stații mobile sincrone este capacitatea de a sincroniza cu alte mașini electrice de tip similar . În același timp, în timpul conectării, este posibil să se potrivească vitezele de rotație și să se asigure o schimbare de fază zero. În această privință, centralele mobile de energie electrică sunt solicitate în ingineria electrică industrială, unde este foarte convenabil să le utilizați ca sursă de alimentare de rezervă pentru a crește capacitatea de producție în cazul încărcărilor grele.