Sinhronski generator. Generatorska naprava in princip delovanja

Sinhronski generator je stroj za izmenični tok (mehanizem), ki pretvarja določeno vrsto energije v električno energijo. Takšne naprave vključujejo elektrostatične stroje, galvanske celice, sončne celice, termopale itd. Uporaba vsakega tipa navedenih naprav je določena z njihovimi tehničnimi lastnostmi.

Področje uporabe

Sinhronske enote se uporabljajo kot viri električne energije izmeničnega toka: uporabljajo se na močnih toplotnih, hidro in jedrskih postajah, na mobilnih elektrarnah, transportnih sistemih (avtomobili, letala, dizel lokomotive). Sinhronska enota je sposobna samostojnega delovanja - generatorja, ki napaja katero koli obremenitev, ki je povezana z njim, ali vzporedno z omrežjem - z njim so priključeni drugi generatorji.

Sinhrona enota lahko vključuje naprave na mestih, kjer ni centralnega napajanja električnih omrežij. Te naprave se lahko uporabljajo na kmetijah, ki se nahajajo daleč od naselij.

Opis naprave

Naprava sinhronskega generatorja zaradi prisotnosti takih elementov, kot so: t

• Rotor ali induktor (premikanje, vrtenje), ki vključuje vzbujalno navitje.
• Sidro ali stator (nepremično), ki vključuje navijanje.
• Enota za navijanje.
• Statorsko stikalo.
• Usmerjevalnik.
• Več kablov.
• Struktura električnega sestavljanja.
• Varilni stroj.
• Rotor tuljava.
• Nastavljiv stalni dobavitelj.

Sinhroni generator deluje kot generator in motor. Lahko se premika od generatorja do urnika motorja - odvisno je od delovanja vrtljive ali zavorne sile naprave. V grafu generatorja je vključena mehanska, generira pa se električna energija. V grafiko motorja je vključena električna in prihaja mehanska energija.

Naprava je vključena v izmenični tok drugega tipa nelinearnega upora. Sinhronske enote so alternatorji v elektrarnah, sinhroni motorji pa se uporabljajo, kadar je potreben motor, ki deluje s stalno frekvenco vrtenja.

Načelo delovanja enote

Delovanje sinhronskega generatorja se izvaja po načelu elektromagnetna indukcija. Med prostim gibanjem je sidro (stator) tuljava odprta, tako da je magnetno polje enote tvorjeno z enim navitjem rotorja. Ko se rotor vrne iz žičnega motorja, ima konstantno frekvenco, magnetno polje rotorja se premika skozi vodnike statorskih faznih navitij in izvaja indukcijo ponavljajočih se izmeničnih tokov - elektromotorne sile (EMF). EMF je sinusoidna, ne-sinusna ali pulzirajoča.

Vzbujalno navitje je namenjeno ustvarjanju začetnega magnetnega polja v generatorju, da se inducira električna pogonska sila v armaturni tuljavi. Če se armatura sinhronega generatorja premika z vrtenjem z določeno hitrostjo, se vzbuja z virom stalni tokovi nato vzbujevalni tok prehaja skozi vodnike statorskih kolobarjev, v fazah spremenljivk pa se inducirajo EMF.

Trifazna naprava

Trifazni sinhroni generator - naprava s trifazno strukturo izmeničnega toka, ki ima veliko praktično porazdelitev. Vrtljivi elektromagnet je zmožen tvoriti magnetni tok (izmenično), ki se premika skozi tri faze navitja obstoječega statorja. Posledica tega je, da v fazah obstaja spremenljiva EMF iste vrste frekvence, fazni premik se izvaja pod kotom, ki je enak eni tretjini obdobja rotacije magnetnih polj.

Trifazni sinhroni generator je opremljen tako, da je armatura elektromagneta in jo poganja generator. Ko se gred vrti, npr. Iz turbine, generator napaja električni tok, medtem ko je navitje rotorja napajano s priloženim tokom. Iz tega sledi, da sidro postane električni magnet in z vrtenjem z isto gredjo sprošča rotacijsko elektromagnetno polje.

Zaradi sinhronih trifaznih hidro in turbinskih generatorjev se večino električne energije proizvaja. Sinhrone enote se uporabljajo tudi kot električni motorji v takih napravah, katerih moč presega 50 kW. Med delovanjem sinhrone enote v grafiki motorja je sam rotor priključen na vir stalnega toka, medtem ko je stator priključen na trifazni kabel.

Strukture vzbujanja

Vsi turbo, hidro, dizelski generatorji, sinhroni kompenzatorji, motorji, proizvedeni v tem trenutku, opremljeni z najnovejšimi polprevodniškimi strukturami, kot je vzbujanje sinhronih generatorjev. V teh strukturah se uporablja metoda popravljanja trifaznih izmeničnih tokov visokih ali industrijskih frekvenčnih patogenov ali napetosti vzbujene enote.

Generatorska naprava je taka, da lahko vzbujevalna struktura zagotovi takšne parametre enote kot:

• Prva faza vzbujanja, to je začetna.
• Delo miruje.
• Povežite se z omrežjem s pomočjo natančne sinhronizacije ali samosinhronizacije.
• Delo v energetski strukturi z obstoječimi obremenitvami ali preobremenitvami.
• Vzbujanje sinhronih instrumentov lahko prisili z merili, kot so napetost in tok, ki imajo dano množico.
• Elektromotorno zaviranje.

Zasnova generatorja

Trenutno obstaja več vrst indukcijskih naprav, vendar je generatorska naprava zasnovana tako, da vsebuje enake dele:

• Elektromagnet tudi trajni magnet ki proizvaja magnetno polje.
• Navijanje z inducirano spremenljivko emf.

Za doseganje najvišjega magnetnega toka vsi generatorji uporabljajo posebno magnetno strukturo, ki je sestavljena iz dveh jeklenih jeder.

Navitja, ki ustvarjajo magnetno polje, so nameščena v reže ene od jeder, navitja, ki jih povzroča EMF, pa v režah drugega. Eno od jeder, notranje jedro, sodeluje s svojim navitjem in se vrti okoli vodoravne ali navpične palice. Takšna palica se imenuje rotor. Neprebojno jedro z navitjem se imenuje sidro (stator).

Značilnosti instrumenta

Za ovrednotenje delovanja sinhronskih generatorjev se uporabljajo enake lastnosti kot pri DC generatorjih. Le nekateri pogoji so različni in dopolnjeni.

Glavne značilnosti sinhronskega generatorja so:

• V prostem teku je odvisnost EMF naprave od vzbujalnih tokov in je tudi indikator magnetizacije magnetnih vezij stroja.
• Zunanja značilnost je odvisnost napetosti naprave od tokov obremenitve. Napetost enote se spreminja na različne načine, odvisno od povečanja obremenitve za različne oblike. Razlogi za takšne spremembe so: t

1. Padec vrednosti napetosti na induktivno in aktivno upornost navitja naprave. Poveča se, ko se obremenitev naprave poveča, to je njen tok.
2. Spremenite EMF enoto. Pojavi se glede na odziv statorja. Pri aktivnih obremenitvah bo zmanjšanje napetosti posledica padca napetosti v vseh navitjih, saj reakcija statorja povzroči povečanje moči generatorja. Pri aktivnem kapacitivnem tipu obremenitve učinek magnetizacije povzroči povečanje trenutne vrednosti napetosti v primerjavi z nominalno vrednostjo.

• Prilagoditvene karakteristike sinhronega generatorja so odvisnosti vzbujalnih tokov od tokov obremenitve. Med delovanjem sinhronih enot je potrebno na njihovih sponkah vzdrževati konstantno napetost, ne glede na naravo in velikost obremenitev. To je enostavno doseči, če nastavite EMF generatorja. To lahko naredimo s samodejnim spreminjanjem vzbujalnih tokov glede na spremembe obremenitev, kar pomeni, da z aktivnim kapacitivnim bremenom zmanjšamo vzbujevalni tok, da ohranjamo konstantno napetost in jo z aktivno induktivno in aktivno napetostjo povečamo.

Moč sinhronega generatorja je določena z naslednjimi vrednostmi:

• Ustrezna napetost v omrežju.
• Njegova emf.
• Kot merjenja.

Naprava AC

Sinhroni alternator je električni stroj, ki pretvarja mehansko rotacijsko energijo v električno energijo izmeničnega toka. Močni generatorji takšnih tokov namestijo:

• hidrogeneratorski turbogenerator - v elektrarnah;
• AC naprave relativno nizke moči - v avtonomnih sistemih oskrbe z električno energijo (elektrarna s plinskimi turbinami, dizelska elektrarna) in v frekvenčnih pretvornikih (motor-generator).

Trenutno se proizvajajo številne vrste takšnih naprav, vse pa imajo skupen dogovor o glavnih elementih:

• sidro (stator) - fiksno;
• vrti okoli osi rotorja.

V industrijskih generatorjih velikih velikosti se elektromagnet zavrti. Istočasno ostanejo navitja z inducirano EMF v režah statorja nepremična.

V napravah, kot je sinhroni generator z majhno močjo, se magnetno polje ustvari z vrtljivim trajnim magnetom.

Vrste sinhronih enot

Obstajajo naslednje vrste sinhronskih generatorjev:

1. Hidro - v rotorju je razlika zaradi prisotnosti izrazitih polov, ki se uporablja pri proizvodnji električne energije, opravlja delo pri nizkih hitrostih.
2. Turbo - ima razlike v implicitni polarni strukturi generatorja, izdelan je iz različnih vrst turbin, hitrost je precej visoka, doseže okoli 6000 vrtljajev na minuto.
3. Sinhroni kompenzator - ta enota dobavlja jalovo moč, uporablja se za izboljšanje kakovosti električne energije za stabilizacijo napetosti.
4. Asinhrono dvojno napajalno enoto - tovrstna generatorska naprava je sestavljena iz tega, da povezuje oba navitja rotorja in statorja od dobavitelja tokov z različnimi frekvencami. Ustvarjen je asinhroni urnik dela. Razlikuje se tudi po stabilnem delovnem urniku in s tem, da preoblikuje različne tokove faz in se uporablja za reševanje problemov z ozko specializacijo.
5. Bipolarna enota bobna - deluje v grafiki kratek stik deluje v nekaj milisekundah. Prav tako doživljajo visokonapetostne naprave.

Sorte agregatov

Sinhronski generator (motor) je razdeljen na več modelov, ki so zasnovani za različne namene:

• Steperji (impulzi) - se uporabljajo za pogon mehanizmov s ciklom start-stop ali naprav za neprekinjeno premikanje s pulznim kontrolnim signalom (števci, tračne enote, pogoni CNC strojev itd.).
• Gearless - za uporabo v avtonomnih sistemih.
• Brezkontaktna - uporablja se kot elektrarna na ladjah morske in rečne flote.
• Histereza - uporablja se za merilnike časa, v inercijskih električnih pogonih, v sistemih za avtomatski nadzor;
• Induktorski motorji - za napajanje električnih instalacij.

Ločevanje z rotorskim tipom

Po vrsti rotorske naprave je generatorska naprava razdeljena na:

• Čist pol - z zvočniki ali z izrazitimi poli. Ti rotorji se uporabljajo v generatorjih s tihim potekom, pri katerih hitrost vrtenja ne presega 1000 vrtljajev na minuto.
• Implicitni pol je rotor z oblikami valjev, ki nimajo štrlečih polov. Ta sidra so bipolarna in kvadripolna.

V prvem primeru je rotor sestavljen iz prečnega prereza, na katerem so pritrjena jedra polov ali vzbujalni navitji. Drugič, hitre enote s hitrostjo 1500 ali 3000. Rotor je izdelan v obliki valja s precej visoko kakovostnim jeklom z utori, v njih je vgrajena vzbujalna navitja, sestavljena iz posameznih navitij različnih širin.