Что такое синхронный генератор: Синхронный и асинхронный генератор — Мир Антенн

Содержание

Синхронный и асинхронный генератор

Электричество есть везде. Уже настал тот день, когда с этим сложно спорить. Даже там, куда не дотянулась централизованная электросеть, вовсю используются дизельные и бензиновые генераторы, которые получили широкое распространение не так давно, несмотря на почти двухсотлетнюю историю. Сегодня ассортимент генераторов очень велик, и существует множество способов их классификации, один из которых – классификация по степени синхронизации.

Применительно к электрогенераторам, синхронизация – это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.

Синхронный генератор

Как известно, в дизельном или бензиновом генераторе электрический ток образуется после прохождения вращающегося магнитного поля через обмотку. При этом в синхронном электрогенераторе ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.

После запуска генератора он создаёт вокруг себя слабое магнитное поле, которое с увеличением оборотов становится сильнее. В конце концов, число оборотов ротора и магнитного поля синхронизируются, что позволяет получить на выходе наиболее стабильный ток.

В отличие от асинхронного генератора, синхронный агрегат уязвим при перегрузках, поскольку превышение допустимой нагрузки может вызвать сильный скачок напряжения в обмотке ротора. С другой стороны, важным преимуществом синхронного генератора является его способность кратковременно выдавать ток мощностью в 3-4 раза выше номинального, что позволяет подключать к нему такие устройства, как насосы, компрессоры, холодильники и т.д. Иными словами, он предназначен для электроприборов с высокими стартовыми токами. Несмотря на свою уязвимость, стоимость синхронных генераторов выше, чем асинхронных устройств.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор работает в режиме торможения: ротор вращается в одном направлении со статором, но скорость его вращения изначально выше. При этом частота вращения магнитного поля всегда остаётся неизменной, а регулированию поддаётся лишь скорость вращения ротора. Такие генераторы малоуязвимы при коротком замыкании и хорошо защищены от внешних воздействий (пыли, низкой температуры, влаги и т.д.).

Недостатками асинхронного генератора можно назвать обязательное наличие конденсаторов и зависимость частоты выходного тока от стабильности работы дизельного или бензинового двигателя. При этом стоимость такого устройства ниже, чем синхронного, но применяется оно реже. Асинхронные генераторы рекомендуется использовать для подключения устройств, не требующих высокого стартового напряжения и устойчивых к его перепадам.

Синхронные и асинхронные генераторы. Отличия и особенности.

Синхронные и асинхронные генераторы. Отличия и особенности

Эта статья будет посвящена такому вопросу как «различия между синхронными и асинхронными генераторами». Казалось бы вопрос довольно простой и не требует детального разбирательства, можно открыть учебник физики и все прочесть, да и в интернете должно быть много информации. Все верно, но учебник физики есть не у всякого, а в интернете слишком много противоречивой информации.

Различные сайты размещают у себя противоречивые определения одного и того же.

В этой статье мы дадим точное, максимально полное и понятное описание.

Про то, что такое электростанция, генератор и двигатель Вы уже прочти или же можете прочесть в статье на нашем сайте, которая так и называется: «Что такое генератор/электростанция».

Первое определение синхронного генератора будет техническим, а второе более практическим. Первое поможет понять устройство и принцип его работы, а второе применить знания и точнее определиться с типом генератора, который Вам необходим.

Синхронный генератор

I. Синхронный генератор – механизм, работающий в режиме генерации энергии, в котором частота вращения магнитного поля стартора равна частоте вращения ротора. Ротор с магнитными полюсами создает вращающееся магнитное поле, которое пересекая обмотку стартера, наводит в ней ЭДС.

В синхронном генераторе ротор выполнен в виде постоянного магнита или электромагнита. Число полюсов ротора может быть два, четыре и т.д., но ОБЯЗАТЕЛЬНО кратно двум. В бытовых электростанция чаще всего применяют ротор с двумя полюсами. Именно этим объясняется частота вращения двигателя электростанции – 3000 об/мин.

При старте электростанции, ротор создает слабое магнитное поле, но с ростом оборотов, увеличивается и ЭДС в обмотке возбуждения. Напряжение с этой обмотки через блок автоматической регулировки (AVR) поступает на ротор, контролируя выходное напряжение за счет изменения магнитного поля. Рассмотрим на примере: Подключение индуктивной нагрузки размагничивает генератор и снижает напряжение, а подключение емкостной нагрузки вызывает подмагничивание генератора и рост напряжения. Такое явление носит название «реакция якоря».

Обеспечение стабильного выходного напряжения происходит за счет изменения магнитного поля ротора путем регулирования тока в его обмотке. Это происходит за счет использования блока автоматической регулировки (AVR). Основным достоинством синхронного генератора является высокая стабильность выходного напряжения. Несовершенство синхронных генераторов – это возможность перегрузки по току, так как при превышении допустимой нагрузки, регулятор может слишком сильно поднять то к в обмотке ротора. Также синхронные генераторы требует периодического обслуживания, пусть и не очень частого.

II. Синхронный генератор – тип генератора, который способен кратковременно выдавать ток в 3-4 раза выше номинального. Также синхронные генераторы оптимальны для подключения оборудования с высокими стартовыми токами. Это электродвигатели, насосы, компрессоры, дисковые пилы и прочий электроинструмент. Для подключения сварочных аппаратов тоже желательно использовать электростанции с синхронными генераторами.

Асинхронный генератор

I.Асинхронный генератор – асинхронный двигатель, работающий в режиме торможения.

В этом случае ротор вращается в одном направлении с магнитным полем стартера, но с опережением.

Различают короткозамкнутые и фазные роторы в зависимости от типа обмотки. Вращающееся магнитное поле, создаваемое вспомогательной обмоткой стартора, индуцирует на роторе магнитное поле, которое вращаясь вместе с ротором, наводит ЭДС в рабочей обмотке стартора, тоже принцип, что в синхронном генераторе. Вращающееся магнитное поле остается всегда неизменным и не поддается регулировке, поэтому частота и напряжение на выходе генератора зависят от частоты оборотов ротора, которые в свою очередь, зависят от стабильности работы двигателя электростанции.

Генераторы асинхронного типа имеют малую чувствительность к короткому замыканию и высокую степень защиты от внешних воздействий. О классах защиты мы поговорим немного позднее. Цена генераторов такого типа ниже, что является еще одним плюсом.

Асинхронные генераторы менее распространены из-за ряда недостатков: такой генератор потребляет намагничивающий ток значительной силы, поэтому для его работы требуются конденсаторы; ненадежность работы в экстремальных условиях; зависимость напряжения и частоты тока от устойчивости работы двигателя.

II. Асинхронный генератор – генератор, который можно использовать только с приборами не имеющими высоких стартовых токов и устойчивыми к незначительным перепадам напряжения. Такие генераторы стоят дешевле чем синхронные и имеют более высокий класс защиты от внешних условий.

Классы защиты генераторов

Этот параметр обозначается буквами (IP) и двумя цифрами, которые и несут смысловую нагрузку. Разберемся поподробнее.

Синхронные генераторы сейчас чаще всего соответствуют классу IP 23, тогда как асинхронные – IP 54. Хотя в последнее время все больше производителей начинают выводить на рынок синхронные генераторы с таким же высоким классом защиты (IP 54) как и у асинхронных генераторов. Такая разница в классах защиты объясняется конструктивными особенностями генераторов обоих типов. На синхронном генераторе находятся катушки индуктивности, а асинхронный генератор имеет более простую конструкцию (еще говорят «закрытую»), поскольку его ротор напоминает маховик.

Расшифровка:

• 0-защита отсутствует
• 1-защита от предметов > 50 мм
• 2-защита от предметов > 12 мм
• 3-защита от предметов > 2.5 мм
• 4-защита от предметов > 1 мм
• 5-защита от пыли

Вторая цифра означает:

• 0-защита отсутствует
• 1-защита от вертикально падающих капель воды

• 2-защита от капель воды, падающих под углом 15 градусов к вертикали
• 3-защита от брызг воды, падающих под углом 60 градусов к вертикали
• 4-защита от водяной пыли, распыленной со всех сторон
• 5-защита от струй воды со всех сторон

Надеемся, что после прочтения этой статьи Вам станет немного проще выбрать генератор, который подойдет Вам больше всего.

Специалисты интернет магазина

генераторов и электростанций «Мега-ватт»

Статор (англ. stator, от лат. sto — стою) электромашины, неподвижная часть электрической машины, выполняющая функции магнитопровода и несущей конструкции. Стартор состоит из сердечника и станины.

Ротор в технике [от лат. roto — вращаю (сь)], 1) вращаюшаяся часть двигателей и рабочих машин, на которой расположены органы, получающие энергию от рабочего тела

[3] Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

ЭДС можно выразить через напряжённость электрического поля сторонних сил (Eex). В замкнутом контуре (L) тогда ЭДС будет равна:

, где dl — элемент длины контура.

ЭДС, так же как и напряжение, измеряется в вольтах.

При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную эдс, частота которой f = р^.п, где р и n — соответственно число пар полюсов и частота вращения ротора. Быстроходные С. г. (турбогенераторы) имеют малое число пар полюсов (р = 1, 2), а в тихоходных (гидрогенераторах) р достигает нескольких десятков. Величина эдс регулируется изменением тока в обмотке ротора.

Щеточный узел требует замены или ремонта.

Асинхронный или синхронный генератор? Советы по выбору

Главная
Статьи
Асинхронный или синхронный генератор? Советы по выбору

Генератором называют установку, предназначенную для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии вращения бензинового или дизельного двигателя. Таким образом генератор состоит из двигателя бензинового или дизельного и преобразователя крутящего момента в электроэнергию.

Преобразователи тоже бывают разные. По типу преобразователя генераторы бывают синхронные и асинхронные. Так какой же лучше и какой выбрать? На самом деле однозначного ответа на этот вопрос не существует. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками.

Возьмем, к примеру, синхронный электрогенератор. В нем частота вращения электромагнитного поля статора равна частоте вращения ротора двигателя. Для синхронного генератора характерна высокая стабильность напряжения на выходе, колебания как правило составляют не более 1%. Однако возможны перегрузки, если к нему подключать много приборов. Ток в обмотке ротора чрезмерно увеличивается.

Асинхронный генератор работает иначе. Здесь вращение ротора двигателя отстает по скорости от вращения поля статора. Таким образом асинхронный генератор работает в режиме торможения. Такие генераторы малочувствительны к коротким замыканиям и внешним воздействиям, просты в эксплуатации и обслуживании, они стоят дешевле и поэтому получили наибольшее распространение. Однако их можно использовать только с приборами, устойчивыми к незначительным перепадам напряжения.

Таким образом, если Вы работаете с высокоточными приборами, для которых очень важно поддерживать стабильное напряжение, то лучше раскошелиться и купить синхронный генератор. Во всех остальных случаях Вам подойдет генератор асинхронного типа.

Асинхронные и синхронные электрогенераторы в Уфе

Наша компания занимается поставками бензиновых и дизельных электростанций в Уфе. Мы предлагаем широкий ассортимент как синхронных, так и асинхронных генераторов от ведущих мировых производителей по самым низким в регионе ценам. Если Вы хотите купить электрогенератор, но всё еще не определились, какой тип Вам нужен, просто позвоните или напишите нам, и наши опытные специалисты подберут для Вас генератор, который лучше всего подойдет для обеспечения энергией Ваших электроприборов.

Синхронный генератор — это… Что такое Синхронный генератор?

Синхронный генератор

Синхронная машина, работающая в генераторном режиме.

С. г. используют обычно в качестве источников переменного тока постоянной частоты и устанавливают на электростанциях, в электрических установках, на транспорте и т. д. Применение С. г. началось в 70-х гг. 19 в. в связи с изобретением свечи П. Н. Яблочкова. Наибольшее распространение имеют С. г. для получения тока промышленной частоты, роторы которых приводятся во вращение паровыми (см. Турбогенератор) или водяными (см. Гидрогенератор) турбинами. С. г. строят также с приводом от газовых турбин, двигателей внутреннего сгорания, ветро- или электродвигателей. Обмотки ротора С. г. питаются постоянным током от отдельного генератора (см. Возбудитель электрических машин), размещаемого обычно на общем валу с С. г. и приводимого совместно с ним во вращение, или от выпрямительного устройства. При вращении ротора его магнитное поле наводит в трёхфазной обмотке статора переменную эдс, частота которой f = р^.п, где р и n — соответственно число пар полюсов и частота вращения ротора.

Быстроходные С. г. (турбогенераторы) имеют малое число пар полюсов (р = 1, 2), а в тихоходных (гидрогенераторах) р достигает нескольких десятков. Величина эдс регулируется изменением тока в обмотке ротора. В С. г. малой мощности иногда применяют конструкции, в которых обмотка переменного тока расположена на роторе, а обмотка возбуждения — на статоре. Особый класс С. г. составляют С. г. с увеличенным числом пар полюсов — для получения тока повышенной частоты (см. Генератор повышенной частоты).

М. Д. Находкин.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Синхронные наблюдения искусственных спутников Земли
Синхронный телеграфный аппарат

Полезное

Смотреть что такое «Синхронный генератор» в других словарях:

СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — генератор переменного тока (см. Генератор электрический), число оборотов к рого в единицу времени (напр. в 1 мин.) строго связано с частотой вырабатываемого тока и числом полюсов и не изменяется при изменении нагрузки. Неизменное число оборотов С … Технический железнодорожный словарь
СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор) … Большой Энциклопедический словарь
синхронный генератор — Тематики электроснабжение в целомэлектротехника, основные понятия EN synchronous alternator … Справочник технического переводчика
синхронный генератор — синхронная электрическая машина, работающая в режиме генератора. Наибольшее распространение имеют синхронные генераторы, в которых ротор приводится во вращение паровой (газовой) или водяной турбиной (турбогенератор, гидрогенератор). * * *… … Энциклопедический словарь
синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m … Automatikos terminų žodynas
синхронный генератор — sinchroninis elektros generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Sinchroninė elektros mašina, veikianti generatoriaus režimu. atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
синхронный генератор — sinchroninis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. synchronous generator vok. Synchrongenerator, m rus. синхронный генератор, m pranc. alternateur synchrone, m … Fizikos terminų žodynas
СИНХРОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — синхронная электрическая машина, работающая в генераторном режиме. Используемые в энергетике С. г. разделяют на турбогенераторы, приводимые во вращение паровыми или газовыми турбинами, л гидрогенераторы, вращаемые гидротурбинами. Различают 1 и 3… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Синхронный генератор — … Википедия
синхронный генератор с индукционным возбуждением — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN induction excited alternatorself excited alternator … Справочник технического переводчика

Синхронный генератор — это… Что такое Синхронный генератор?

Синхронный генератор: Wikimedia Foundation. 2010.

принцип действия, характеристики холостого хода и устройство, параллельная работа.

С какой скоростью вращается ротор?

Синхронный генератор – специальное устройство, посредством которого удается преобразовать любую энергию в электрическую. В роли таких устройств выступают мобильные станции, термические или солнечные батареи, специальная техника. В зависимости от вида генератора определяется возможность его использования, поэтому стоит подробнее разобраться с тем, что представляет собой устройство.

История создания

В конце XIX века компания Роберта Боша впервые разработала нечто похожее на генератор. Устройство было способно зажечь двигатель. В процессе испытаний было выявлено, что машина не подходит для постоянного использования, однако разработчики смогли усовершенствовать аппарата.

В 1890 году фирма практически полностью перешла на производство данного оборудования, так как оно приобрело большую популярность. В 1902 ученик Боша создал зажигание, задействуя высокое напряжение. Устройство было способно добыть искру между двумя электродами свечи, что сделало систему более универсальной.

Начало 60-х годов XX века стало эпохой распространения генераторов по всему миру. И если раньше устройства были востребованы только в автомобилестроении, то сейчас подобные агрегаты способны обеспечить электроэнергией целые дома.

Устройство и назначение

Конструкция подобных агрегатов задействует только два главных элемента:

При этом на валу ротора предусмотрены дополнительные элементы. Это могут быть магниты или обмотка возбуждения. У магнитов зубчатая форма, полюса для получения и передачи тока направлены в разные стороны.

Главная задача генератора заключается в преобразовании одного вида энергии в электрическую. С его помощью удается обеспечить необходимым количеством тока зависимые устройства, чтобы можно было ими воспользоваться.

Характеристики

Чтобы оценить работоспособность генератора, необходимо посмотреть на его характеристики. В принципе они такие же, как у станции, вырабатывающей постоянный ток. Главными параметрами оценки являются несколько факторов.

Холостой ход. Представляет собой зависимость ЭДС от силы движущихся токов, отвечающих за возбуждение демпферной катушки. С его помощью удается определить способность цепей намагнититься.
Внешняя характеристика. Подразумевает параллельную связь между напряжением катушки и нагрузочным током. Величина зависит от типа прикладываемой к устройству нагрузки. Среди причин, способных вызвать изменения, выделяют увеличение или уменьшение ЭДС агрегата, а также падение напряжения на обмотках установленной катушки, которая помещена внутрь устройства.
Регулировка. Представляет зависимость, которая образуется между токами возбуждения и нагрузочным током. Обеспечение работоспособности и защиты синхронных агрегатов достигается за счет отслеживания данного показателя. Достичь этого несложно, если постоянно проводить настройку ЭДС.

Еще один важный параметр – это мощность. Определить значение можно посредством показателей ЭДС, напряжения и углового сопротивления.

Принцип действия

С принципом работы устройства разобраться не так уж сложно. Он заключается во вращении магнитной рамки с целью создания электрического поля. В процессе вращения рамки возникают магнитные линии, начинающие пересекать ее контур. Пересечение способствует образованию электрического тока.

Чтобы определить, куда движутся потоки электрической энергии, необходимо воспользоваться правилом буравчика. При этом стоит отметить, что на некоторых участках движение тока противоположное. Направления постоянно меняются при достижении очередного полюса, который расположен на магните. Такое явление называется переменным током, и доказать это условие способно подключение рамки к отдельному магнитному кольцу.

Зависимость между величиной тока в рамке и скоростью вращения ротора системы пропорциональная. Таким образом, чем сильнее будет вращаться рамка, тем больше электричества сможет поставить генератор. Такой показатель характеризуется частотой вращения.

Согласно установленным нормам, оптимальный показатель частоты вращения в большинстве стран не должен превышать 50 Гц. Это значит, что ротор должен выполнять 50 колебаний в секунду. Для вычисления параметра необходимо условиться, что один поворот рамки приводит к изменению направления тока.

Если вал успевает повернуться 1 раз за секунду, это означает, что частота электрического тока составляет 1 Гц. Таким образом, для достижения показателя в 50 Гц потребуется обеспечить правильное количество вращений рамки за секунду.

В процессе эксплуатации нередко происходит возрастание числа полюсов электромагнита. Их удается задержать посредством уменьшения скорости, с которой вращается ротор.

Зависимость в этом случае обратно пропорциональная. Таким образом, чтобы обеспечить частоту в 50 Гц, потребуется снизить скорость примерно в 2 раза.

Дополнительно стоит отметить, что в некоторых странах установлены другие нормы вращения ротора. Стандартным показателем частоты является показатель в 60 Гц.

Виды

Сегодня производители выпускают несколько видов синхронных генераторов. Среди существующих классификаций особого внимания заслуживают несколько. В первую очередь стоит рассмотреть деление агрегатов по конструктивному устройству. Генераторы бывают двух видов.

Бесщеточный. Конструкция электрогенератора подразумевает использование обмоток статора. Они размещены так, чтобы сердечники элементов совпадали с направлением либо магнитных полюсов, либо сердечников, которые предусмотрены на катушке. Максимальное количество зубьев магнита не должно превышать 6 штук.

Синхронный, оборудованный индуктором. Если речь идет о регулировочных машинах, работающих на небольшой мощности, то в качестве ротора используют магниты постоянного тока. В противном случае ротором является обмотка индуктора.

Следующая классификация подразумевает деление мобильных станций на отдельные виды.

Гидрогенераторы. Отличительная черта устройства – ротор с выраженными полюсами. Такие агрегаты используют для производства электроэнергии там, где нет необходимости в обеспечении большого количества оборотов устройства.

Турбогенераторы. Отличие – отсутствие выраженных полюсов. Устройство собирают из различных турбин, оно способно в несколько раз повысить количество оборотов ротора.

Синхронные компенсаторы. Используется для достижения реактивной мощности – важного показателя на промышленных объектах. С его помощью удается повысить качество подаваемого тока и стабилизировать показатели напряжения.

Выделяют несколько распространенных моделей подобных устройств.

Шаговые. Их используют для обеспечения работоспособности приводов, установленных в механизмах, которые имеют цикл работы старт-стоп.

Безредукторные. В основном используются в автономных системах.

Бесконтактные. Востребованы в качестве основных или резервных мобильных станций на судах.

Гистерезисные. Такие генераторы задействуют для счетчиков времени.

Индукторные. Обеспечивают работу электроустановок.

Еще один вид деления агрегатов – тип используемого ротора. В этой категории генераторы делятся на устройства с явнополюсным ротором и неявнополюсным.

Первые представляют собой устройства, в которых четко просматриваются полюса. Они отличаются небольшой скоростью вращения ротора. Вторая категория имеет в своей конструкции цилиндрический ротор, у которого отсутствуют выступающие полюса.

Область применения

Синхронные генераторы – устройства, предназначенные для добычи переменного тока. Встретить такие устройства можно на различных станциях:

атомных;
тепловых;
гидроэлектростанциях.

А также агрегаты активно используются в транспортных системах. Их применяют в различных автомобилях, в судовых системах. Синхронный генератор способен работать как в автономном режиме, отдельно от электрической сети, так и одновременно с ней. При этом удается подключить сразу несколько агрегатов.

Преимуществом станций, вырабатывающих переменный ток, является возможность обеспечить выделенное пространство электроэнергией. Удобно, если объект находится далеко от центральной сети. Поэтому агрегаты пользуются спросом у владельцев ферм, отдаленных от города населенных пунктов.

Как выбрать?

При выборе генератора важно найти подходящее и надежное устройство, которое сможет обеспечить электроэнергией отведенную площадь. Для начала необходимо определиться с техническими параметрами будущего устройства. Специалисты советуют обратить внимание на:

массу электрогенератора;
габариты устройства;
мощность;
расход топлива;
показатель шума;
продолжительность работы.

А также важным параметром является возможность организации автоматической работы. Чтобы понять, сколько фаз требуется будущему генератору, необходимо определиться с типом и количеством электроприборов, которые будут к нему подключаться.

Например, к однофазному электрогенератору могут подключиться только потребители с одной фазой. Трехфазная заметно расширяет этот показатель.

Однако не всегда покупка подобной мобильной электростанции становится лучшим решением.

Перед покупкой дополнительно рекомендуется учесть нагрузку, которая будет оказана на устройство во время его работы. На каждую фазу должна приходиться нагрузка максимум в 30% от общего количества. Таким образом, если мощность генератора составляет 6 кВт, то в случае использования розеток с напряжением в 220 В удастся задействовать только 2 кВт.

Покупка трехфазного генератора востребована только тогда, когда в доме много трехфазных потребителей. Если большинство приборов однофазные, лучше приобрести соответствующий агрегат.

Эксплуатация

Перед запуском электрогенератора необходимо сначала провести его регулировку. В первую очередь настраивают частоту работы устройства. Сделать это можно двумя способами:

поменять конструкцию агрегата, заранее предусмотрев, какое количество полюсов необходимо для работы электромагнита;
обеспечить требуемую частоту вращения вала без каких-либо изменений в конструкции.

Яркий пример – тихоходные турбины. Они обеспечивают вращение ротора в 150 оборотов в минуту. Для настройки частоты используют первый способ, увеличивая количество полюсов до 40 штук.

Следующим параметром, который необходимо настроить, является ЭДС. Возникает необходимость регулировки из-за изменений характеристик поступающих нагрузок, действующих на мобильную станцию.

Несмотря на то что ЭДС индукции устройства связана с ротором и его вращениями, из-за требований безопасности нельзя разбирать конструкцию, чтобы поменять параметр.

Изменить величину ЭДС можно посредством регулировки образующегося магнитного потока. Его необходимо будет увеличить или уменьшить. За величину показателя отвечают витки обмотки, а точнее, их количество. А также повлиять на мощность магнитного потока можно посредством тока, который образует катушка.

Наладка подразумевает включение в цепь нескольких катушек. Для этого необходимо воспользоваться дополнительными реостатами или электронными схемами. Второй вариант требует настройки параметра за счет внешних стабилизаторов. Это обеспечивает надежное обслуживание.

Преимущество синхронной мобильной станции – это возможность синхронизации с другими электромашинами подобного типа. При этом во время подключения удается сопоставить скорости вращения и обеспечить нулевой фазовый сдвиг. В связи с этим мобильные электростанции востребованы в промышленной энергетике, где очень удобно их использовать в качестве резервного источника тока для повышения производственных мощностей в случае больших нагрузок.

О синхронном и асинхронном генераторе смотрите далее.

Somer — синхронные генераторы Leroy-Somer (Лерой Сомер, Франция)

Модельный ряд синхронных генераторов Leroy-Somer серии LSA-52.3

Частота 50 Гц, напряжение 400 В, частота вращения 1500 об./мин, Cos φ 0,8

Синхронные генераторы (Франция) Leroy-Somer серии LSA-52.3 представлены 5 моделями мощностью 1488 — 2000 кВт / 1860 — 2500 кВА (номинальная сила тока 2678 — 3600 A)

Характеристики генераторов Leroy-Somer LSA-52.3:

4 полюса, 3-х фазный переменный электрический ток
частота тока 50 Гц, напряжение 400 / 230 В
бесщеточные, одноопорные (1 подшипник)
система возбуждения: AREP — независимое возбуждение
автоматический регулятор напряжения (AVR): цифровой регулятор D 510C 3-фазное считывание напряжения
точность регулирования напряжения: ±0,5%
максимальная нагрузка, относительно номинальной мощности: до 1 часа — 110%, до 2 минут — 150%, до 10 секунд – 300%
допустимый ток короткого замыкания: 300% (3 х Inom), 10 с
обмотки генератора: 6 проводов, «шаг 2/3», схема соединения – «звезда»
уровень защиты IP23
изоляция материалом класса H
ресурс работы: 100

Руководство пользователя — синхронные электрогенераторы Leroy-Somer LSA-52.

3 Индукционный генератор

против синхронного генератора

Добро пожаловать в блог Linquip. Сегодня и в этой статье мы проводим сравнение индукционного генератора и синхронного генератора. Как вы, возможно, знаете, машины переменного тока можно разделить на индукционные машины и синхронные машины. И, следовательно, генераторы переменного тока как синхронные генераторы, которые обычно называют генераторами переменного тока и индукционными генераторами или как их называют асинхронными генераторами.

В этой статье мы обсудим каждый из этих генераторов отдельно и сравним их характеристики, чтобы понять, чем они отличаются.Итак, как обычно и во-первых, нам нужно определение каждого из этих генераторов. После того, как мы проясним, что они из себя представляют, нам нужно перейти к следующему разделу, чтобы показать, как они работают. В двух последних разделах мы рассмотрим различия и подробно остановимся на том, чем они отличаются экономически.

Наша команда собрала всю необходимую информацию по этой теме, чтобы избавиться от необходимости читать разноплановый контент на других веб-сайтах. Оставайтесь с нами до конца, чтобы найти ответ на свой вопрос по этой теме.Принципы работы и конструкция синхронных и асинхронных машин существенно различаются. А пока давайте обсудим различия между синхронным генератором и индукционным генератором.

Что такое синхронный генератор?

Синхронный генератор — это генератор переменного тока с той же скоростью ротора, что и вращающееся магнитное поле статора. По конструкции его можно разделить на два типа: вращающийся якорь и вращающееся магнитное поле.Синхронные генераторы — одни из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, тепловой энергетике, атомной энергетике и дизельной энергетике.

Что такое индукционный генератор?

Индукционный генератор — это генератор переменного тока, в котором используется вращающееся магнитное поле с воздушным зазором между статором и ротором для взаимодействия с наведенным током в обмотке ротора. Их обычно называют асинхронными генераторами. Скорость немного выше синхронной скорости.Выходная мощность увеличивается или уменьшается со скоростью скольжения. Он может возбуждаться от электросети или самовозбуждаться от силового конденсатора.

Как работает индукционный генератор?

В предыдущем разделе мы дали вам два простых определения того, что такое индукционный и синхронный генераторы. Далее мы покажем вам, как эти два генератора работают по-разному.

Индукционный генератор вырабатывает электроэнергию, когда его ротор вращается быстрее, чем синхронная скорость.Для типичного четырехполюсного двигателя, у которого есть две пары полюсов на статоре, работающем в электрической сети 60 Гц, синхронная скорость составляет 1800 оборотов в минуту. Тот же четырехполюсный двигатель, работающий в сети 50 Гц, будет иметь синхронную скорость 1500 оборотов в минуту. Двигатель обычно вращается немного медленнее, чем синхронная скорость; Как вы знаете, разница между синхронной и рабочей скоростью называется скольжением и обычно выражается в процентах от синхронной скорости. Например, двигатель, работающий со скоростью 1450 оборотов в минуту и имеющий синхронную скорость 1500 об / мин, работает со скольжением +3.3%.

При нормальной работе двигателя поток статора вращается быстрее, чем вращение ротора. Это заставляет поток статора индуцировать токи ротора, которые создают магнитный поток ротора с магнитной полярностью, противоположной статору. Таким образом, ротор увлекается за потоком статора, а токи в роторе индуцируются с частотой скольжения.

При работе генератора первичный двигатель, такой как турбина или любой другой двигатель, приводит в движение ротор выше синхронной скорости (отрицательное скольжение).Поток статора по-прежнему вызывает токи в роторе, но поскольку поток противоположного ротора теперь разрезает катушки статора, в катушках статора вырабатывается активный ток, и теперь двигатель работает как генератор, отправляя мощность обратно в электрическую сеть.

Как работает синхронный генератор?

Принцип работы синхронного генератора такой же, как и у генератора постоянного тока. Он использует закон электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что когда поток тока индуцируется внутри проводника в магнитном поле, тогда будет относительное движение между проводником, а также магнитное поле.В синхронном генераторе магнитное поле неподвижно, и проводники будут вращаться. Однако на практике проводники якоря неподвижны, и полевые магниты будут вращаться между ними.

Ротор синхронного генератора может быть механически зафиксирован по направлению к валу, чтобы вращаться с синхронной скоростью под действием некоторой механической силы, которая приводит к сокращению магнитного потока в неподвижных проводниках якоря статора. Из-за этого результата прямой резки магнитным потоком в проводниках якоря будут возникать наведенная ЭДС и протекание тока.Для каждой обмотки будет протекать ток в первом полупериоде, а затем во втором полупериоде с определенной временной задержкой 120 °.

Три основных различия между индукционным генератором и синхронным генератором

Теперь, когда вы знаете, как работают индукционный и синхронный генераторы, давайте более подробно остановимся на различиях между двумя типами генераторов. Далее вы узнаете больше о трех наиболее важных различиях между этими двумя генераторами.

1. В синхронном генераторе форма волны генерируемого напряжения синхронизирована и напрямую соответствует скорости вращения ротора. Частота на выходе может быть задана как f = N * P / 120 Гц. где N — частота вращения ротора в об / мин, а P — количество полюсов.

В случае индукционных генераторов частота выходного напряжения регулируется энергосистемой, к которой подключен индукционный генератор. Если индукционный генератор питает автономную нагрузку, выходная частота будет немного ниже (на 2 или 3%), рассчитанной по формуле f = N * P / 120.

2. В генераторе переменного тока или синхронном генераторе требуется отдельная система возбуждения постоянного тока, в то время как индукционный генератор принимает реактивную мощность от системы питания для возбуждения поля. Если индукционный генератор предназначен для питания автономной нагрузки, необходимо подключить конденсаторную батарею для обеспечения реактивной мощности.

3. Конструкция индукционного генератора менее сложна, так как не требует щеток и контактных колец. Щетки необходимы в синхронном генераторе для подачи постоянного напряжения на ротор для возбуждения.

Экономическое сравнение индукционного генератора и синхронного генератора

Здесь мы подошли к последней части этой статьи. Здесь мы рассмотрим различия между двумя генераторами с точки зрения экономической эффективности.

Электростанция, оснащенная асинхронными генераторами, имеет низкие инвестиционные затраты из-за отсутствия системы возбуждения постоянного тока и синхронных устройств. Кроме того, поскольку нет коллекторного кольца, щетки и обмотки возбуждения ротора, затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию невысоки.
Ротор асинхронного генератора представляет собой обмотку ротора, аналогичную скрытому полюсу и несинхронному генератору. Следовательно, общий КПД выше, чем у синхронного генератора той же мощности и той же скорости. При том же источнике воды асинхронный генератор может генерировать больше энергии.
Вышеуказанные экономические преимущества асинхронных генераторов будут частично нивелированы требуемым возбуждением или дополнительной синхронной емкостью или дополнительными конденсаторами асинхронного генератора.
Величина возбуждения, необходимого для асинхронного генератора, обратно пропорциональна номинальной скорости двигателя. Чем выше скорость, тем меньше возбуждение от целевого значения.
Площадь электростанции с асинхронным генератором меньше, чем у электростанции с синхронным генератором.

Заключение

В этой статье мы постарались предоставить всю существенную информацию о различиях индукционных генераторов исинхронные генераторы. мы привели основное определение того, что такое индукционные и синхронные генераторы, а затем перешли к принципам работы каждого из этих генераторов. В следующих разделах мы провели некоторые сравнения этих двух генераторов, чтобы показать, чем они отличаются. наконец, мы изучили различия между двумя генераторами с точки зрения экономической эффективности.

Если у вас есть опыт использования любого из этих двух генераторов и вы знаете о них больше, мы будем очень рады услышать ваше мнение в комментариях на нашем сайте Linquip.Более того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и ждать, пока наши специалисты ответят на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

Синхронный генератор — обзор

9.3.1 Синхронные генераторы

Синхронные генераторы особенно используются в прямых приводах (т. Е. Без механического умножителя). Синхронные генераторы очень выгодны, когда они имеют большое количество полюсов, однако в этом случае частота становится несовместимой с частотой сети, поэтому требуется инвертор.Следовательно, все машины с прямым приводом имеют регулируемую скорость. На рис. 9.20 показана базовая структура WECS на основе синхронного генератора с постоянными магнитами (PMSG).

Рисунок 9.20. Синхронный генератор (с фазным ротором) и преобразователь частоты.

Синхронные генераторы с прямым приводом имеют индуктор (ротор) и требуют щеточных колец для подачи постоянного тока. PMSG становятся все более и более популярными для приложений с регулируемой скоростью и, как ожидается, будут приобретать все большее значение в будущем.

Аэродинамическая ось ротора ветряной турбины и генератора могут быть соединены напрямую (т. Е. Без редуктора). В этом случае генератор представляет собой многополюсный синхронный генератор, рассчитанный на малую скорость. В качестве альтернативы они могут быть соединены через коробку передач, что позволяет использовать генератор с большим числом полюсов. Для работы с переменной скоростью синхронный генератор подключается к сети через два преобразователя мощности для регулировки частоты, которая полностью разделяет скорость генератора и частоту сети.Следовательно, частота генератора будет изменяться в зависимости от скорости ветра, тогда как частота сети останется постоянной.

Система силового преобразователя состоит из двух преобразователей, со стороны сети и со стороны генератора, соединенных между собой цепью постоянного тока.

Основным недостатком этого метода является размер двунаправленного преобразователя, который должен соответствовать мощности генератора переменного тока. Кроме того, необходимо устранить искажения, вызванные гармониками из-за двунаправленного преобразователя, с помощью системы фильтров.Другой недостаток состоит в том, что многополюсная машина требует большого количества полюсов, что увеличивает размер машины по сравнению с генераторами с трансмиссионной муфтой.

Управление активной и реактивной мощностью для PMSG было изучено в работах. [22–28]. В исх. В [22] автор предложил способ управления ветроэнергетической системой, которая подключена к PMSG в условиях неисправности сети. Авторы предложили использовать конденсатор на стороне постоянного тока для кратковременного накопления энергии для компенсации колебаний крутящего момента и скорости, а также для обеспечения стабильной работы ветряной турбины при неисправностях сети. Автор в работе Ref. [23] предложили стратегию управления током, чтобы ограничить сетевой ток, подаваемый на инвертор, и снизить выходную мощность машины во время сбоев в сети.

Стратегия инверторного управления ветроэнергетической системой на основе PMSG при несимметричном трехфазном напряжении была изучена в работе. [24]. Ток короткого замыкания обратной последовательности раскладывается и добавляется к току, рассчитанному контуром фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). Этот метод управления обеспечивает трехфазный синусоидальный сбалансированный ток для стороны сети, однако управление напряжением промежуточного контура не рассматривается.Модель, предложенная в [5]. [25–27] не учитывает обмен энергией с индукторами. Таким образом, для случая сильно разбалансированной системы или для системы с высоким значением индуктивности этот метод не эффективен. В исх. В [28] автор предложил стратегию управления с двумя режимами настройки для раздельного управления током короткого замыкания прямой и обратной последовательности. В первом режиме достигаются сбалансированные токи на стороне сети, а во втором режиме уменьшаются пульсации напряжения промежуточного контура при несимметричных условиях сети.

Используя преобразование Парка, фактическое напряжение и ток статора преобразуются в их эквиваленты d – q , как показано на рис.9.21.

Рисунок 9.21. Парковая модель синхронной машины.

Количества статора выражаются в системе отсчета Парка, связанной с ротором:

(9.12) {vsd = Rsisd + dφsddt − ωgφsqvsq = Rsisq + dφsqdt − ωgφsd

Аналогично, потоки статора равны:

(

) { φsd = Ldisd + φfφsq = Lqisq

L _d и L _q — составляющие индуктивности на прямой и квадратурной оси. Предполагается, что у станка гладкие полюса, поэтому L _d = L _q и φ _f представляет собой взаимный поток.

Подставляя уравнение. (9.12) в уравнение. (9.13) дает:

(9.14) {vsd = Rsisd + Lddisddt − ωgLqisqvsq = Rsisq + Lqdisqdt + ωg (Ldisd + φsd)

Произведенный электромагнитный момент равен:

(9.15) Tem = 3 Lq ( ) isdisq + φfisq)

Окончательные формы уравнений PMSG в системе отсчета d — q следующие:

(9.16) {disddt = −RsLdisd + LqLdωgisq + 1Ldvsddisqdω1 −ωdisq + 1LdvsddisqemLvg + LdqL = 32P ((Ld − Lq) isdisq + φfisq) Tem − Tm − fΩg = JdΩgdt

Что такое синхронный генератор (асинхронный генератор)

Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

Синхронный генератор, то есть генератор переменного тока (генератор переменного тока) с той же скоростью ротора, что и вращающееся магнитное поле статора. По конструкции его можно разделить на два типа: вращающийся якорь и вращающееся магнитное поле.

Синхронный генератор — один из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, тепловой энергетике, атомной энергетике и дизельной энергетике.

Внешние характеристики синхронного генератора обычно относятся к кривой изменения напряжения на клеммах генератора, когда ток нагрузки изменяется в условиях постоянного внутреннего потенциала.Испытание в основном предназначено для проверки синхронного реактивного сопротивления вертикальной оси генератора, то есть внутреннего импеданса генератора. Это важный показатель синхронного генератора с нагрузочной способностью. Однако тиристорные обмотки быстрого возбуждения и демпфирующие обмотки в основном используются в синхронных генераторах, а синхронное реактивное сопротивление вертикальной оси в основном представляет собой переходное значение, которое намного меньше, чем значение в установившемся режиме.

Кроме того, из-за регулирующего воздействия системы возбуждения внешние характеристики могут быть искусственно созданы, которые могут быть положительными или отрицательными.Положительная внешняя характеристика состоит в том, что напряжение на клеммах уменьшается с увеличением тока нагрузки, а отрицательная — напряжение на клеммах увеличивается с увеличением тока нагрузки. Систему общего возбуждения можно регулировать в пределах плюс-минус 15%.

Поскольку синхронный генератор обычно использует возбуждение постоянным током, когда отдельная машина работает независимо, напряжение генератора можно удобно регулировать, регулируя ток возбуждения.Если он включен в электрическую сеть, напряжение не может быть изменено, потому что оно определяется сетью. Результатом регулировки тока возбуждения в это время является регулировка коэффициента мощности и реактивной мощности двигателя.

Характеристики синхронного генератора — это в основном характеристики холостого хода и рабочие характеристики нагрузки. Эти характеристики являются важной основой для выбора генераторов пользователями.

Классификация синхронных генераторов

Вращающийся магнитный полюс

(Большинство синхронных генераторов): полюс находится на роторе, а обмотка якоря — на статоре.Ротор подразделяется на:

Скрытый полюс: высокоскоростной двигатель (паровая турбина), распределенная обмотка;

Яркий полюс: тихоходный двигатель (гидротурбина), сосредоточенная обмотка.

Вращающийся якорь

(малой емкости или специального назначения, например, возбудитель переменного тока синхронного двигателя): магнитный полюс находится на статоре, а обмотка якоря — на роторе.

Скорость изменения напряжения синхронного генератора составляет от 20 до 40%.Как промышленные, так и бытовые нагрузки требуют постоянного напряжения. По этой причине при увеличении тока нагрузки необходимо соответствующим образом регулировать ток возбуждения.

Структура

Структура синхронного генератора делится на высокую и низкую (среднюю) скорость в зависимости от скорости.

Первый в основном используется на тепловых и атомных электростанциях; последнее в основном связано с тихоходными турбинами или дизельными двигателями. В конструкции высокоскоростного синхронного генератора используется ротор со скрытым полюсом, а в синхронном генераторе с низкой (средней) скоростью используется ротор с явным полюсом.

Принцип работы

(1) Создание основного магнитного поля: обмотка возбуждения соединена с постоянным током возбуждения, чтобы установить магнитное поле возбуждения между полярными фазами, то есть устанавливается основное магнитное поле.

(2) Токоведущий провод: Трехфазная симметричная обмотка якоря действует как силовая обмотка и становится носителем индуктивного потенциала или индуцированного тока.

(3) Режущее движение: Первичный двигатель приводит во вращение ротор (подводит механическую энергию к двигателю), а магнитное поле возбуждения между полярными фазами вращается вместе с осью и последовательно разрезает фазные обмотки статора.

(4) Генерация переменного потенциала: из-за относительного режущего движения между обмоткой якоря и основным магнитным полем в обмотке якоря индуцируется трехфазный симметричный переменный потенциал, величина и направление которого периодически меняются. Электропитание переменного тока может подаваться через подводящие провода.

(5) Значение эффекта индуктивного потенциала: эффективное значение наведенного потенциала для каждой фазы.

(6) Частота наведенного потенциала: Частота наведенного потенциала определяется скоростью вращения и парами полюсов синхронного двигателя.

(7) Перекрестное изменение и симметрия: из-за полярности вращающегося магнитного поля полярность индуцированного потенциала меняется; симметрия обмотки якоря обеспечивает трехфазную симметрию наведенного потенциала.

(8) Синхронная скорость с точки зрения качества электроснабжения, частота сети переменного тока, состоящей из множества синхронных генераторов, включенных параллельно, должна быть постоянной величиной, что требует, чтобы частота генератора согласовывалась с частотой сетки.

Разница между синхронным генератором и асинхронным генератором

Синхронный генератор

Преимущества: Коэффициент мощности синхронного генератора можно регулировать. Применение большого синхронного генератора может повысить эффективность работы, когда регулирование скорости не требуется.

Недостаток : Стоимость выше, чем у асинхронного генератора.

Применение: Синхронный генератор в основном используется в дизель-генераторных установках.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор — это генератор переменного тока, в котором используется вращающееся магнитное поле с воздушным зазором между статором и ротором для взаимодействия с наведенным током в обмотке ротора. По принципу работы его еще называют «индукционным генератором». Скорость немного выше синхронной скорости.

Преимущества: Асинхронный генератор — это генератор переменного тока, у которого отношение скорости нагрузки к частоте подключенной электросети непостоянно.Таким образом, он имеет преимущества простой конструкции, удобного изготовления, использования и обслуживания, надежной работы и низкой стоимости. Асинхронные генераторы обладают более высокой производительностью и лучшими рабочими характеристиками, что позволяет удовлетворить требования к трансмиссии большинства промышленного и сельскохозяйственного производственного оборудования из-за того, что их частота вращения близка к постоянной в диапазоне от холостого хода до полной нагрузки.

Недостаток: Поскольку скорость асинхронного генератора имеет определенную разницу со скоростью вращения магнитного поля, производительность регулирования скорости низкая.Более экономично и удобно использовать генераторы постоянного тока для транспортного оборудования, прокатных станов, больших станков, печатного, красильного и бумагоделательного оборудования, которые требуют широкого и плавного диапазона скоростей.

Применение: Асинхронный генератор применяется в ветроэлектростанциях и малых гидроэлектростанциях.

Примечание: Мы можем предоставить оригинальные Stamford, Leroy-Somer, SIEMENS, Marathon, ENGGA, Shanghai KEPU и синхронный генератор Starlight для энергетического оборудования.

Синхронный генератор

как ветроэнергетический генератор

Синхронный генератор как ветрогенератор Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 29.09.2021 Учебные пособия по альтернативным источникам энергии

Синхронный генератор в качестве ветряного генератора

Как и генератор постоянного тока в предыдущем учебном пособии, работа синхронного генератора также основана на законе электромагнитной индукции Фарадея, который работает аналогично генератору переменного тока автомобильного типа. .

Разница на этот раз заключается в том, что синхронный генератор генерирует трехфазное выходное напряжение переменного тока на своих обмотках статора, в отличие от генератора постоянного тока, который выдает одиночный выход постоянного или постоянного тока. Однофазные синхронные генераторы также доступны для маломощных бытовых систем синхронных генераторов ветряных турбин.

По сути, синхронный генератор представляет собой синхронную электромеханическую машину, используемую в качестве генератора и состоящую из магнитного поля на вращающемся роторе и неподвижного статора, содержащего несколько обмоток, обеспечивающих генерируемую мощность.Система магнитного поля ротора (возбуждение) создается либо с помощью постоянных магнитов, установленных непосредственно на роторе, либо с помощью электромагнитного возбуждения от внешнего постоянного тока, протекающего в обмотках возбуждения ротора.

Этот постоянный ток возбуждения передается на ротор синхронной машины через контактные кольца и угольные или графитовые щетки. В отличие от предыдущей конструкции генератора постоянного тока, синхронные генераторы не требуют сложной коммутации, что позволяет использовать более простую конструкцию. Тогда синхронный генератор работает аналогично автомобильному генератору переменного тока и состоит из двух следующих общих частей:

Основные компоненты синхронного генератора

Статор: — Статор несет три отдельных (3-фазных) якоря. обмотки физически и электрически смещены друг от друга на 120 градусов, создавая выходное напряжение переменного тока.
Ротор: — Ротор несет магнитное поле либо в виде постоянных магнитов, либо в виде катушек с намоткой, подключенных к внешнему источнику постоянного тока через контактные кольца и угольные щетки.

Говоря о «синхронном генераторе», терминология, используемая для описания частей машины, является обратной по сравнению с описанием генератора постоянного тока. Обмотки возбуждения — это обмотки, создающие основное магнитное поле, которые являются обмотками ротора для синхронной машины, а обмотки якоря — это обмотки, в которых индуцируется основное напряжение, обычно называемые обмотками статора.Другими словами, для синхронной машины обмотки ротора являются обмотками возбуждения, а обмотки статора — обмотками якоря, как показано.

Конструкция синхронного генератора

В приведенном выше примере показана базовая конструкция синхронного генератора, имеющего выступающий двухполюсный ротор. Эта обмотка ротора подключена к источнику постоянного напряжения, создающему ток возбуждения I _f. Внешнее напряжение возбуждения постоянного тока, которое может достигать 250 вольт постоянного тока, создает электромагнитное поле вокруг катушки со статическими северным и южным полюсами.

Когда вал ротора генератора вращается лопатками турбины (первичный двигатель), полюса ротора также будут перемещаться, создавая вращающееся магнитное поле, поскольку северный и южный полюса вращаются с той же угловой скоростью, что и лопатки турбины (при условии прямого водить машину). Когда ротор вращается, его магнитный поток разрезает отдельные катушки статора одну за другой, и по закону Фарадея в каждой катушке статора индуцируется ЭДС и, следовательно, ток.

Величина напряжения, индуцированного в обмотке статора, как показано выше, является функцией напряженности магнитного поля, которая определяется током возбуждения, скоростью вращения ротора и количеством витков в обмотке статора.Поскольку синхронная машина имеет три обмотки статора, в обмотках статора генерируется трехфазное напряжение, соответствующее обмоткам A, B и C, которые электрически разнесены на 120 ^o, и это показано выше.

Эта трехфазная обмотка статора подключена непосредственно к нагрузке, и, поскольку эти катушки неподвижны, им не нужно проходить через большие ненадежные контактные кольца, коммутатор или угольные щетки. Кроме того, поскольку основные катушки, генерирующие ток, неподвижны, это облегчает наматывание и изоляцию обмоток, поскольку они не подвергаются вращательным и центробежным силам, что позволяет генерировать более высокие напряжения.

Синхронный генератор с постоянным магнитом

Как мы видели, синхронные машины с возбужденным полем требуют возбуждения постоянного тока в обмотке ротора. Это возбуждение осуществляется с помощью щеток и контактных колец на валу генератора. Однако есть несколько недостатков, таких как необходимость регулярного обслуживания, очистки от угольной пыли и т. Д. Альтернативный подход состоит в использовании бесщеточного возбуждения, при котором вместо электромагнитов используются постоянные магниты.

Как следует из названия, в синхронном генераторе с постоянными магнитами (PMSG) поле возбуждения создается с помощью постоянных магнитов в роторе.Постоянные магниты могут быть установлены на поверхности ротора, встроены в поверхность или установлены внутри ротора. Воздушный зазор между статором и ротором уменьшен для максимальной эффективности и минимизации необходимого количества материала редкоземельного магнита. Постоянные магниты обычно используются в маломощных недорогих синхронных генераторах.

Для низкоскоростных ветряных генераторов с прямым приводом генератор на постоянных магнитах является более конкурентоспособным, поскольку он может иметь большее число полюсов (60 или более полюсов) по сравнению с обычным синхронным генератором с фазным ротором.Кроме того, реализация возбуждения с помощью постоянных магнитов проще, долговечнее, но не позволяет управлять возбуждением или реактивной мощностью. Одним из основных недостатков синхронных генераторов ветряных турбин с постоянными магнитами является то, что без управления потоком ротора они достигают своего максимального КПД только при одной заданной скорости ветра.

Синхронная скорость генераторов

Частота выходного напряжения зависит от скорости вращения ротора, другими словами, от его «угловой скорости», а также от количества отдельных магнитных полюсов на роторе.В нашем простом примере выше синхронная машина имеет два полюса: один северный полюс и один южный полюс. Другими словами, машина имеет два отдельных полюса или одну пару полюсов , (север-юг), также известную как пары полюсов.

Когда ротор совершает один полный оборот, 360 ^o, генерируется один цикл наведенной ЭДС, поэтому частота будет один цикл за каждый полный оборот или 360 ^o. Если мы удвоим количество магнитных полюсов до четырех (две пары полюсов), то при каждом обороте ротора будут генерироваться два цикла наведенной ЭДС и так далее.

Поскольку один цикл наведенной ЭДС создается одной парой полюсов, количество циклов ЭДС, возникающих за один оборот ротора, будет, следовательно, равно количеству пар полюсов P. Итак, если количество циклов на один оборот ротора число оборотов задается как: P / 2 относительно числа полюсов, а число оборотов ротора N в секунду задается как: N / 60, тогда частота (ƒ) наведенной ЭДС будет определяться как:

In В синхронном двигателе его угловая скорость фиксируется частотой питающего напряжения, поэтому N обычно называют синхронной скоростью.Тогда для синхронного генератора с P-полюсом скорость вращения первичного двигателя (лопаток турбины) для получения требуемой выходной частоты наведенной ЭДС 50 Гц или 60 Гц будет:

При 50 Гц

Количество отдельных полюсов	2	4	8	12	24	36	48
Скорость вращения (об / мин)	3,000		250	167	125

при 60 Гц

Количество
отдельных полюсов

36 9036 9036 Скорость вращения
(об / мин)

3,600

1,800

900

600

300

200

150

Таким образом, для данного s В синхронном генераторе, сконструированном с фиксированным числом полюсов, генератор должен работать с фиксированной синхронной скоростью, чтобы поддерживать постоянную частоту наведенной ЭДС на требуемом уровне, 50 Гц или 60 Гц для питания сетевых устройств.Другими словами, частота создаваемой ЭДС синхронизирована с механическим вращением ротора.

Затем сверху мы можем видеть, что для генерации 60 Гц с использованием 2-полюсной машины ротор должен вращаться со скоростью 3600 об / мин, или для генерации 50 Гц с помощью 4-полюсной машины ротор должен вращаться со скоростью 1500 об / мин. мин. Для синхронного генератора, который приводится в действие электродвигателем или парогенератором, эта синхронная скорость может быть легко достигнута, однако при использовании в качестве синхронного генератора ветровой турбины это может быть невозможно, поскольку скорость и мощность ветра постоянно меняется.

Из нашего предыдущего руководства по проектированию ветряных турбин мы знаем, что все ветровые турбины выигрывают от ротора, работающего с оптимальным передаточным числом на конце . Но чтобы получить TSR от 6 до 8, угловая скорость лопастей обычно очень мала, от 100 до 500 об / мин, поэтому, глядя на наши таблицы выше, нам потребуется синхронный генератор с большим количеством магнитных полюсов, например, 12 или выше.

Но кроме этого, потребуется некоторая форма механического ограничителя скорости, такая как бесступенчатая трансмиссия или вариатор, чтобы лопасти ротора вращались с постоянной максимальной скоростью для системы ветряных турбин с прямым приводом.Однако для синхронной машины, чем больше у нее полюсов, тем больше, тяжелее и дороже становится машина, что может быть приемлемым или неприемлемым.

Одним из решений является использование синхронной машины с небольшим числом полюсов, которая может вращаться с более высокой скоростью от 1500 до 3600 об / мин, приводимой в действие через коробку передач. Низкая скорость вращения лопастей ротора ветряных турбин увеличивается за счет редуктора, который позволяет скорости генератора оставаться более постоянной при изменении скорости лопастей турбины, поскольку изменение на 10% при 1500 об / мин представляет меньшую проблему, чем изменение на 10% при 100 об / мин.Этот редуктор может согласовывать частоту вращения генератора с регулируемой частотой вращения лопастей, обеспечивая работу с регулируемой скоростью в более широком диапазоне.

Однако использование коробки передач или шкивов требует регулярного технического обслуживания, увеличивает вес ветряной турбины, создает шум, увеличивает потери мощности и снижает эффективность системы, поскольку требуется дополнительная энергия для привода зубчатых колес редуктора и внутренних компонентов.

Использование системы прямого привода без механической коробки передач дает много преимуществ, но отсутствие коробки передач означает более крупную синхронную машину с увеличением как размера, так и стоимости генератора, который затем должен работать на низких скоростях.Итак, как мы можем использовать синхронный генератор в низкоскоростной ветряной турбине, скорость лопастей ротора которой определяется только силой ветра. Путем выпрямления генерируемого трехфазного источника питания в источник постоянного или постоянного тока.

Синхронные генераторные выпрямители

Диодные выпрямители — это электронные устройства, используемые для преобразования переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток). Выпрямляя выходную мощность синхронного генератора в источник постоянного тока, генератор ветровой турбины может работать на других скоростях и частотах, отличных от его фиксированной синхронной скорости.

Это позволяет преобразовывать выходную переменную частоту и переменное напряжение генератора в постоянное напряжение переменного уровня. Выпрямляя выход из переменного тока в постоянный, генератор теперь можно использовать как часть ветряных систем с зарядкой аккумуляторов или как часть ветроэнергетической системы с регулируемой скоростью. Затем синхронный генератор переменного тока преобразуется в генератор постоянного тока.

Самый простой тип выпрямительной схемы использует схему диодного моста для преобразования переменного тока, генерируемого генератором, в переменный источник постоянного тока, амплитуда которого определяется скоростью вращения генератора.В этой схеме выпрямителя синхронного генератора, показанной ниже, трехфазный выход генератора выпрямляется до постоянного тока с помощью трехфазного выпрямителя.

Схема выпрямителя генератора

Принципиальная схема полномостового трехфазного выпрямителя переменного тока в постоянный показана выше. В этой конфигурации ветряная турбина может работать с генератором на частоте, не зависящей от синхронной частоты, поскольку изменение скорости генератора изменяет частоту генератора. Следовательно, можно изменять скорость генератора в более широком диапазоне и работать с оптимальной скоростью для получения максимальной мощности в зависимости от фактической скорости ветра.

Обратите внимание, что выходное напряжение трехфазного мостового выпрямителя не является чистым постоянным током. Выходное напряжение имеет уровень постоянного тока вместе с большим изменением переменного тока. Эта форма волны обычно известна как «пульсирующий постоянный ток», который можно использовать для зарядки аккумуляторов, но нельзя использовать в качестве удовлетворительного источника постоянного тока. Чтобы удалить эту пульсацию переменного тока, используется фильтр или схема сглаживания. В этих схемах сглаживания или схемах фильтров пульсаций используются комбинации индукторов и конденсаторов для создания плавного постоянного напряжения и тока.

При использовании как части системы, подключенной к сети, синхронные машины могут быть подключены к сети только тогда, когда их частота, фазовый угол и выходное напряжение такие же, как у сетей, другими словами, они вращаются синхронно. скорость, как мы видели выше. Но, выпрямляя их переменное выходное напряжение и частоту в постоянный источник постоянного тока, мы теперь можем преобразовать это постоянное напряжение в источник переменного тока правильной частоты и амплитуды, согласованный с сетью электросети, используя либо однофазный, либо трехфазный. фазоинвертор.

Инвертор — это устройство, которое преобразует электричество постоянного тока (DC) в электричество переменного тока (AC), которое может подаваться непосредственно в электрическую сеть, поскольку подключенные к сети инверторы работают синхронно с электросетью и производят идентичную электроэнергию. к электросети. Подключенные к сети синусоидальные инверторы для ветряных систем выбираются с входным диапазоном, который соответствует выпрямленному выходному напряжению турбины.

Тогда преимущество непрямого подключения к сети состоит в том, что ветряная турбина может работать с переменной скоростью.Еще одно преимущество выпрямления выходного сигнала генератора состоит в том, что ветряные турбины с синхронными генераторами, которые используют электромагниты в конструкции ротора, могут использовать этот постоянный ток для питания обмоток катушки вокруг электромагнитов в роторе. Однако недостатком непрямого подключения к сети является стоимость, поскольку системе требуется инвертор и два выпрямителя, один для управления током статора, а другой для генерации выходного тока, как показано ниже.

Схема синхронного генератора

Краткое содержание руководства

Синхронный генератор с фазным ротором уже используется в качестве ветрогенератора, но одним из основных недостатков синхронного генератора может быть его сложность и стоимость.Безредукторные генераторы с прямым приводом — это очень медленно вращающиеся синхронные генераторы с большим количеством полюсов для достижения их синхронной скорости. Генераторы с меньшим числом полюсов имеют более высокие скорости вращения, поэтому требуется коробка передач или трансмиссия, увеличивающая стоимость.

Синхронные генераторы вырабатывают электричество, основная выходная частота которого синхронизирована со скоростью вращения ротора. Генераторам, подключенным к сети, требуется постоянная фиксированная скорость для синхронизации с частотой электросети, и необходимо возбуждать обмотку ротора с помощью внешнего источника постоянного тока с помощью контактных колец и щеток.

Основным недостатком одной операции с фиксированной скоростью является то, что она почти никогда не улавливает энергию ветра с максимальной эффективностью. Энергия ветра тратится впустую, когда скорость ветра выше или ниже определенного значения, выбранного в качестве синхронной скорости.

В ветряных турбинах с регулируемой скоростью используются выпрямители и инверторы для преобразования переменного напряжения, переменной частоты на выходе синхронного генератора в фиксированное напряжение, фиксированную частоту 50 Гц или 60 Гц на выходе, требуемую энергосистемой общего пользования.Это позволяет использовать синхронные генераторы с постоянными магнитами, снижая их стоимость. Для низкоскоростных ветряных генераторов с прямым приводом генератор на постоянных магнитах является более конкурентоспособным, поскольку он может иметь большее число полюсов (60 или более полюсов) по сравнению с обычным синхронным генератором с фазным ротором.

В следующем руководстве по ветровой энергии и ветряным генераторам мы рассмотрим работу и конструкцию другого типа электрической машины, называемой индукционным генератором, также известной как «асинхронный генератор».Асинхронные генераторы также могут использоваться для производства электроэнергии переменного тока, подключенного к трехфазной сети.

Чтобы узнать больше о «Синхронных генераторах» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных имеющихся ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки использования синхронных генераторов как части системы ветряных турбин, подключенных к сети, щелкните здесь, чтобы получите копию одной из лучших книг по синхронным генераторам и двигателям прямо на Amazon.

Самые продаваемые продукты, связанные с синхронным генератором

Общие сведения о синхронном генераторе, работе, конструкции, типах и областях применения

Привет, друзья, надеюсь, с вами все в порядке.В сегодняшнем руководстве мы рассмотрим Введение в синхронный генератор . В электротехнике, особенно в производстве энергии, есть 2 основных источника преобразования энергии: первый — это двигатель, а второй — это генератор. Генератор — это устройство, вырабатывающее электрическую энергию, а двигатель — механическую энергию. Двигатели и генераторы далее делятся на двигатели и генераторы переменного и постоянного тока в зависимости от их выработки и использования.

Синхронный генератор — это тип генератора переменного тока.Для выработки энергии в ветряных турбинах используется синхронный генератор паровой турбины или гидротурбины. В сегодняшнем посте мы рассмотрим его конструкцию, работу, метод возбуждения и т. Д., Так что давайте начнем с введения в синхронный генератор.

Введение в синхронный генератор

Синхронный генератор также известен как генератор переменного тока, он преобразует механическую энергию в электрическую.
Электроэнергия, которую мы используем дома или в промышленности, в основном вырабатывается синхронным генератором.
В мире существует множество источников преобразования энергии, но большая часть энергии преобразуется синхронным генератором.

Они преобразуют механическую энергию в электрическую до 1500 мегаватт.
Синхронные генераторы, используемые в нашей промышленности, созданы на основе статического или вращающегося магнитного поля.
Конструкция синхронного генератора, построенного на статическом поле, подобна генератору постоянного тока.
В генераторе вращающегося магнитного поля статический якорь известен как ротор.

Принцип работы синхронного генератора

Работа синхронного генератора основана на законе электромагнитной индукции Фарадея.

ЭДС = dΦ / dt

Этот закон гласит, что скорость изменения потока в любом устройстве будет вызывать в нем ЭДС. Если устройство статично, а поле вращается, оно также создает поле в устройстве.
В случае синхронного генератора ротор вращается, и он создает поле в статоре.
Для понимания ЭДС, индуцированной в любом устройстве, изучите статью о напряжении, индуцированном в контуре

Конструкция синхронного генератора

В синхронном генераторе нет остаточного магнетизма для самовозбуждения, как в асинхронном двигателе и индукционном генераторе.
Внешний источник постоянного тока подается на ротор и создает поле в роторе. Когда мы вращаем ротор механическим способом, его поле связывается с обмотками статора и создает напряжение в статоре.
Для обозначения обмоток в машинах используются два термина: обмотка якоря и обмотка возбуждения.

Обмотки, которые создают основное поле в машине, называемой обмоткой возбуждения, и обмотки, создающие напряжение, называются якорем.
В синхронном генераторе обмотки возбуждения — это обмотки ротора, а обмотки статора — обмотки якоря.

Статор синхронного генератора

Статор является статической частью генератора, он обеспечивает покрытие внутренней конструкции машины.
Он состоит из ламинированных листов алюминия, на его внутренней периферии есть прорези, которые используются для удержания обмоток.

Ротор синхронного генератора

Ротор генератора представляет собой электромагнит, он связан с внешним источником постоянного тока. Внешний источник создает напряжение в роторе, поле ротора индуцирует напряжение в статоре.

Существует 2 основных типа синхронных генераторов.
- Ротор с явным полюсом
- Ротор с невыпадающими полюсами

Ротор с явным полюсом

Этот тип ротора не имеет многих полюсов, которые выполнены на колесных устройствах.
Эти опоры изготовлены из стали и ламинированы.
Обмотки ротора намотаны на эти полюса, а по углам обмотки управляются полюсным башмаком.
Диаметр явнополюсного ротора больше, а его ось короткая.
У явнополюсного ротора 4 полюса или нет.
На данной схеме показан ротор с явнополюсным ротором.

Ротор с невыпадающими полюсами

Слово «выступ» означает выступать. Невыступающий полюс — это такой полюс, который изготавливается с поверхностью ротора, а не выступающими за поверхность, как выступающие полюса.
Этот тип ротора используется там, где требуется 4 или более полюсов на статоре.

Возбуждение синхронного генератора постоянным током

Как мы уже говорили, синхронный генератор не является самозапускающейся машиной.Он должен подключаться к внешнему источнику.
Для возбуждения генератора источник постоянного тока подключен к схеме ротора.

Поскольку ротор вращается, следует помнить о некоторых мерах предосторожности, связанных с подключением ротора к источнику постоянного тока.
- Попробуйте соединить обмотки ротора с источником постоянного тока через контактное кольцо и графитовые щетки, если вы подключите обмотки напрямую к источнику постоянного тока, это вызовет серьезную искру и двигатель выйдет из строя.
- Подключите такой источник постоянного тока к генератору, который остается постоянно соединенным с ротором.
Контактное кольцо — это кольца из металла, они установлены на валу генератора и имеют некоторую изоляцию.
Каждый конец обмотки ротора соединен с контактными кольцами, а статические щетки установлены на контактных кольцах.
Щетки всегда устанавливаются на контактном кольце, потому что они сделаны из графита с меньшим сопротивлением.
Если один вывод источника постоянного тока соединен с одной угольной щеткой, то другой будет соединен со второй щеткой.
Важно отметить, что постоянное напряжение, которое вы подавали на генератор, должно иметь одинаковое значение независимо от изменения скорости и углового положения генератора.

Проблемы контактных колец и щеток синхронного генератора

Как мы уже говорили, мы используем контактное кольцо и угольные щетки для подачи постоянного тока на обмотки ротора.Эти два компонента вызывают определенные трудности.
Поскольку щетки изготовлены из угля, который является мягким материалом, их состояние необходимо контролировать через некоторое время, и, возможно, их следует заменить через некоторое время. Этот процесс увеличивает стоимость обслуживания машины.
Имеется некоторая потеря напряжения на щетках, что увеличивает ток возбуждения и потери мощности на обмотках возбуждения.
Для синхронной машины меньшего размера используется этот метод измерения напряжения, потому что это дешевый метод для этих машин.

Бесщеточные возбудители синхронного генератора

Техника контактного кольца и щетки не подходит для более крупного двигателя и генератора. Для подачи постоянного тока на ротор использовались бесщеточные возбудители.
Бесщеточный возбудитель сам по себе является генератором переменного тока, так как любая машина имеет 2 схемы, первая — якорь, а другая — поле.
Когда этот возбудитель связан с какой-либо синхронной машиной, его схема возбуждения находится на статической части синхронной машины и схемы якоря, установленной на валу машины.

Поскольку на выходе возбудителя используется трехфазный переменный ток, который затем преобразуется в постоянный ток посредством выпрямления, эта схема выпрямления также подключается к валу синхронного генератора.
Затем выход выпрямителя направлен на поле схемы ротора. Изменяя ток возбуждения возбудителя, мы можем легко управлять током возбуждения синхронного генератора.
Поскольку между статором и ротором генератора нет физического соединения, возбудитель требует гораздо меньшего ремонта, чем контактное кольцо и щетки.
Расположение бесщеточного возбудителя с генератором показано на данной схеме.

Пилотный возбудитель синхронного генератора

Чтобы сделать конструкцию синхронного генератора максимально простой и возбуждение генератора независимо от внешней схемы, на машине установлен пилотный возбудитель.
Пилотный возбудитель также является генератором переменного тока, он имеет постоянный магнит вместо схемы якоря, который соединен с валом, а его 3-фазные обмотки соединены со статором.
Он генерирует мощность для схемы возбуждения возбудителя, затем эта мощность управляет схемой возбуждения генератора.
Если пилотный возбудитель относится к валу ротора, то для работы генератора нет необходимости во внешнем источнике питания.
Большая часть синхронных генераторов также имеет контактное кольцо и щетки с бесщеточным возбудителем, на случай аварийного резервного питания имеется резервное питание.
На данной схеме показана схема пилотного возбудителя.

Скорость вращения синхронного генератора

Как мы уже говорили, ротор синхронного генератора представляет собой электромагнит, он соединен с источником постоянного тока.
Направление поля ротора будет направлением вращения ротора.
Скорость вращения поля в машине переменного тока связана с частотой на статоре, выражается как.

f _e = n _m P / 120

- f _e в этом уравнении — частота статора.
- n _m это скорость поля.
- P — количество полюсов
Поскольку скорость вращения ротора равна скорости поля, это уравнение показывает отношение скорости вращения ротора к частоте статора.
Электрическая энергия, генерируемая на частотах в пятьдесят или шестьдесят герц, поэтому генератор должен двигаться с постоянной скоростью.
Например, для выработки энергии в шестьдесят герц в двухполюсной машине скорость ротора должна быть 3600 оборотов в минуту.
А для выработки энергии в пятьдесят герц в 4-полюсной машине скорость ротора должна составлять 1500 оборотов в минуту.

Синхронный генератор против индукционного генератора

Здесь описаны некоторые сходства и различия между синхронными и индукционными генераторами.
В синхронном генераторе скорость вращения ротора равна скорости вращения поля у статора.

f = (Nx P) / 120

Но в случае синхронного генератора частота выходного напряжения контролируется энергосистемой, с которой он связан.
Синхронный генератор не самовозбуждается, поэтому к нему необходимо подключить специальный источник постоянного тока.
В то время как нет необходимости в специальном внешнем источнике для индукционного генератора, так как это самозапуск машины.
Наличие угольных щеток и отдельных источников постоянного тока усложняет конструкцию синхронного генератора и увеличивает его стоимость.
Но индукционный генератор является самозапускаемым и не требует угольных щеток и контактных колец, поэтому его конструкция является самой простой, а стоимость обслуживания также ниже.

Охлаждение синхронного генератора

Когда генератор работает с большой нагрузкой, в генераторе выделяется огромное количество тепла, что может быть опасно для внутренней структуры синхронного генератора.
Для уменьшения или минимизации тепла в генераторе используется несколько методов, описанных здесь.

Система вентиляции с радиальным потоком

В этом способе охлаждения холодный воздух проходит через статор с воздуховодами и выходит с другой стороны статора.

Преимущества радиальной вентиляции

При таком способе охлаждения потери мощности на вентиляцию меньше.
Может использоваться как для генераторов с низким рейтингом, так и с генераторами с высоким рейтингом.

Водородное охлаждение синхронного генератора

В этом методе водород используется для охлаждения генератора. Перед использованием для охлаждения его соотношение с воздухом необходимо контролировать и поддерживать соотношение водорода (9/1) к воздуху.
Как будто воздух существует в среде, где используется водород, он может вызвать выброс.

Разница между синхронным двигателем и синхронным генератором

Синхронный генератор — это такое устройство, которое преобразует механическую энергию первичного двигателя в электрическую, а двигатель преобразует электрическую энергию в механическую.
Но эти двигатели похожи по физической структуре.
Любая синхронная машина, будь то двигатель или генератор, может обеспечивать активную мощность или получать активную мощность от подключенной системы, а также обеспечивать реактивную мощность и получать реактивную мощность от системы.
Все эти 4 возможности этих машин показаны на данном рисунке в виде векторной диаграммы.

Это видно из рисунка.
Уникальная особенность синхронного генератора (обеспечивающего P) заключается в том, что внутреннее генерируемое напряжение E _A находится впереди Vø, но в случае внутреннего генерируемого напряжения двигателя E _A находится позади Vø.
Другой особенностью машины (генератора или двигателя), обеспечивающей реактивную мощность Q, является то, что E _A cosδ> Vø, независимо от того, действует ли машина как генератор или как двигатель.Машина, принимающая Q, имеет E _A cosδ

Применение синхронного генератора

Здесь описаны некоторые применения синхронных генераторов.
В основном используется в таких системах, где требуется постоянная скорость.
Они также поддерживают коэффициент мощности системы.
Почти все электростанции используют синхронные генераторы из-за постоянной частоты, обеспечивающей возможность.

Вы также можете прочитать некоторые разделы, связанные с синхронным генератором, которые перечислены здесь.

Эквивалентная схема синхронного генератора

Фазорная схема синхронного генератора

Мощность и крутящий момент синхронного генератора

Параметры синхронного генератора

Синхронный генератор работает в одиночку

Параллельная работа синхронного генератора

Синхронный генератор параллельно с системой большой мощности

Синхронный генератор параллельно с генератором того же размера

Характеристики синхронного генератора

Кривые мощности синхронного генератора

Переходные процессы синхронного генератора

Итак, друзья, это подробная статья о синхронном генераторе. Я упомянул все, что связано с синхронным генератором в этом руководстве.Увидимся в следующем учебнике. Эквивалентная схема синхронного генератора.

Автор: Генри

http://www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер и закончил известный инженерный университет, а также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также пишу технический контент, мое хобби — изучать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Синхронный генератор | BMET Wiki

Синхронный двигатель или генератор переменного тока

Синхронный генератор или обычно называемый генератором переменного тока — это электромеханическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. В большинстве генераторов переменного тока используется вращающееся магнитное поле, но иногда используются линейные генераторы. В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно это слово относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в движение автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания.В Великобритании большие генераторы переменного тока на электростанциях, приводимые в движение паровыми турбинами, называются турбогенераторами.

Принцип действия

Генераторы переменного тока вырабатывают электричество по тому же принципу, что и генераторы постоянного тока, а именно, когда магнитное поле вокруг проводника изменяется, в проводнике индуцируется ток. Обычно вращающийся магнит, называемый ротором, вращается внутри стационарного набора проводников, намотанных катушками на железном сердечнике, называемом статором. Поле пересекает проводники, генерируя электрический ток, поскольку механическое воздействие заставляет ротор вращаться.

Вращающееся магнитное поле индуцирует переменное напряжение в обмотках статора. Часто имеется три набора обмоток статора, физически смещенных таким образом, что вращающееся магнитное поле создает три фазных тока, смещенных на одну треть периода относительно друг друга.

Магнитное поле ротора может создаваться индукцией (в «бесщеточном» генераторе переменного тока), постоянными магнитами (в очень маленьких машинах) или обмоткой ротора, запитанной постоянным током через контактные кольца и щетки.Магнитное поле ротора может быть даже обеспечено стационарной обмоткой возбуждения с подвижными полюсами в роторе. В автомобильных генераторах переменного тока всегда используется обмотка ротора, которая позволяет управлять напряжением, генерируемым генератором переменного тока, путем изменения тока в обмотке возбуждения ротора. Машины с постоянными магнитами избегают потерь из-за тока намагничивания в роторе, но имеют ограниченные размеры из-за стоимости материала магнита. Поскольку поле постоянного магнита постоянно, напряжение на клеммах напрямую зависит от скорости генератора.Бесщеточные генераторы переменного тока обычно являются более крупными машинами, чем те, которые используются в автомобилях. Большие генераторы переменного тока на электростанциях, приводимые в действие паровой турбиной, называются турбогенераторами. Это абсолютно справедливо для больших объемов использования.

Синхронные скорости

Выходная частота генератора зависит от количества полюсов и скорости вращения. Скорость, соответствующая определенной частоте, называется синхронной скоростью для этой частоты.В этой таблице приведены несколько примеров:

Поляки	об / мин при 50 Гц	об / мин при 60 Гц
2	3000	3600
4	1500	1800
6	1000	1200
8	750	900
10	600	720
12	500	600
14	428.6	514,3
16	375	450
18	333,3	400
20	300	360

В общем, один цикл переменного тока создается каждый раз, когда пара полюсов поля проходит через точку на неподвижной обмотке. Соотношение между скоростью и частотой:, где — частота в Гц (циклы в секунду).число полюсов (2,4,6 …) и скорость вращения в оборотах в минуту (об / мин). Очень старые описания систем переменного тока иногда дают частоту в единицах чередования в минуту, считая каждый полупериод как одно чередование ; Таким образом, 12 000 полуколебаний в минуту соответствуют 100 Гц.

Генератор или синхронный генератор, детали, возбуждение, преимущества и различия

(Последнее обновление: 11 сентября 2021 г.)

Генератор:

Генераторы — это рабочая лошадка в электроэнергетике.Электропитание переменного тока будет генерироваться с заданной частотой. Его также называют синхронным генератором . Генератор переменного тока представляет собой электрический генератор , который преобразует механическую энергию, которая обеспечивается с помощью первичного двигателя , в электрическую энергию в виде переменного тока . Электроэнергия вырабатывается в генераторах Генераторы с использованием закона электромагнитной индукции Фарадея. Есть два типа для производства электроэнергии в генераторах переменного тока вращающееся магнитное поле типа 1 со стационарным якорем, тип 2 — вращающийся якорь со стационарным магнитным полем.

Почему он называется синхронным генератором?
Производимая электрическая частота — это , зафиксированная в или , синхронизированная с механической скоростью вращения поля генератора.
Якорь будет в статоре, а поле будет в роторе. Ротор будет электромагнитом и будет приводиться в движение первичным двигателем с некоторой скоростью ω _м / N _м. Когда он будет вращаться, мы получим немного электроэнергии.Это электричество будет иметь частоту, связанную f _e с N _m очень тесно связаны друг с другом.
f = (PN _м) / 120
В синхронном генераторе N _м — синхронная скорость. В синхронном генераторе ротор будет вращаться только с одной скоростью, в отличие от асинхронных двигателей. «F» — частота на выходе генератора. Это утверждение означает, что, например, если мы производим частоту 50 Гц или 60 Гц, генератор будет вращаться с определенной скоростью, которая зависит от количества полюсов.Например, если у нас есть источник питания 50 Гц, а машина имеет 2 полюса. Итак, как известно,
f = (PN _м) / 120
50 = (2N _м) / 120
Н _м = 3000 об / мин
Это означает, что для того, чтобы двухполюсная машина вырабатывала 50 Гц, она должна вращать поле генератора со скоростью 3000 об / мин, любая другая скорость не даст нам 50 Гц.
Теперь, например, если мы увеличим количество полюсов до 4, тогда мы получим частоту 50 Гц.
f = (PN _м) / 120
Переставляя уравнение, получаем:
N _м = (120 футов) / P
N _м = (120 × 50) / 4
Н _м = 1500 об / мин
Это означает, что если мы увеличим количество полюсов, синхронная скорость уменьшится.
Напряжение, генерируемое внутренним напряжением генератора переменного тока:
ЭДС, генерируемая в любой машине переменного тока, определяется уравнением:
E _A = √2 π ∅N _c f
E _A = k ∅ω
В большинстве генераторов переменного тока используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Электроэнергия вырабатывается в генераторах переменного тока за счет электромагнитной индукции для выработки электричества в катушке, либо катушка должна вращаться относительно магнитного поля, либо магнитное поле должно вращаться относительно катушки
Основными частями генератора являются ротор, подшипник статора, контактное кольцо.
Ротор:
Ротор создает вращающееся магнитное поле с помощью неподвижных катушек якоря, а вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря. Этот вид ротора известен как явный полюс.
В случае генератора Генератор магнитное поле вращается относительно катушек. Катушки ротора и якоря являются двумя основными частями генератора переменного тока . Ротор создает вращающийся магнитный поток.Катушки якоря неподвижны, и вращающийся магнитный поток, связанный с ротором, индуцирует электричество в катушках якоря.
Система возбуждения:
Процесс усиления и создания магнитного поля генератора генератора путем подачи необходимого постоянного тока на обмотку возбуждения генератора генератора . Ротор с четырьмя полюсами обмотки ротора возбуждается источником постоянного тока от отдельного источника постоянного тока, называемого возбудителем.
Функция возбуждения:
Подача постоянного тока в обмотку возбуждения для создания магнитного поля
Управление реактивной мощностью и напряжением
Система возбуждения выполняет защитную функцию
Типы системы возбуждения:
Система возбуждения постоянного тока
Система возбуждения переменного тока
Статическая система возбуждения
Система возбуждения постоянного тока:
Два небольших генератора постоянного тока используются в качестве возбудителей.Это самый старый из всех из-за различных проблем. Сейчас это обычно не используется для больших Генератор s.
Система возбуждения переменного тока:
Состоит из генератора переменного тока и тиристоров. Выпрямительный мост напрямую подключен к валу генератора переменного тока или приводится в действие отдельным двигателем. Далее он делится на два типа:
Бесщеточная система возбуждения
Главный возбудитель самовозбуждающийся
Бесщеточная система возбуждения:
Удаление щетки и контактных колец
Простота обслуживания
Быстрое время отклика
Система статического возбуждения:
В этой системе возбуждения нет вращающейся части.Он небольшой по размеру.
Работа генераторов:
Первичный двигатель вращает ротор. Это заставляет поток ротора также вращаться вместе с ним с той же скоростью. Такой вращающийся магнитный поток теперь пересекает катушки якоря, которые установлены вокруг ротора, что создает переменную электромагнитную силу на обмотке. Поскольку для полярного ротора имеется две пары полюсов NS, при повороте ротора на половину оборота наведенная ЭДС занимает один полный цикл.Итак, ясно, что частота наведенной ЭДС прямо пропорциональна количеству полюсов скорости ротора. Несложно установить, что частота наведенной ЭДС, частота вращения ротора и количество полюсов связаны следующей зависимостью:
f = (PN _м) / 120
Из этого соотношения ясно, что частота производимого электричества синхронизируется с механической скоростью вращения для производства трехфазного переменного тока. Еще две такие обмотки якоря размещены при разности фаз 120 градусов в обмотке статора.
Обычно один конец этих трех катушек соединен звездой, а трехфазное электричество отводится с других концов, нейтральный кабель может быть отведен от конца, соединенного звездой. Из уравнения ясно, что для выработки электричества 60 Гц четырехполюсный ротор должен работать со следующей скоростью 1000 и 800 об / мин. Центробежная сила на полюсах ротора будет создаваться при таких огромных оборотах. Столь явные полярные роторы обычно имеют от 10 до 40 полюсов, что требует более низких оборотов. Выступающие и полярные роторы используются, когда первичный двигатель вращается с относительно низкой скоростью от 120 до 400 об / мин.Сердечники полюса используются для эффективной передачи магнитного потока, и они сделаны из довольно толстой стальной пластины. Такая изолированная пластина снижает потери энергии из-за образования вихревых токов. Постоянный ток подается на ротор с помощью пары контактных колец. Это причина, по которой вращающееся магнитное поле приближается к используемому в генераторе генератора .
Контактные кольца должны соответствовать методу вращающейся катушки с якорем для выработки электричества, но с контактными кольцами передача такого высокого напряжения непрактична.Контактные кольца используются для передачи низкого постоянного тока для возбуждения. Небольшой генератор постоянного тока будет использоваться для обеспечения этого постоянного тока, который установлен на том же первичном двигателе. В таком генераторе переменного тока называются самовозбуждающимися, где напряжение изменяется с изменением нагрузки генератора. Желательно поддерживать напряжение на клеммах в заданном пределе. Автоматический регулятор напряжения помогает в достижении этого регулирования напряжения, которое может быть легко достигнуто путем управления током возбуждения. Если напряжение на клеммах ниже желаемого предельного значения, регулятор увеличивает ток возбуждения.Это приведет к увеличению напряжения на клеммах, если напряжение на клеммах ниже указанного предела, будет выполнено обратное.
Преимущества генераторов переменного тока:
Прежде всего, необходимо иметь в виду, что якорь находится снаружи, а полевые столбы — внутри. Полевые полюса находятся на роторе, а ротор движется с помощью первичного двигателя, то есть движутся полюса поля, за счет чего движется продукция. Обмотка якоря, находящаяся на статоре, будет вырабатывать в нем ЭДС.Имея это в виду, мы можем понять следующие моменты:
Изоляция, поскольку вывод, который мы получаем от обмотки якоря, легко изолировать
Не беспокоить и не беспокоить
Поскольку мы получаем выход извне, нам не нужны контактные кольца и щетки, потому что есть вероятность искрения
Поскольку мы используем систему возбуждения, которая обеспечивает выход постоянного тока на обмотку возбуждения, для которой нам потребуется только два контактных кольца
Размер станка уменьшен, так как обмотка якоря больше по размеру и тяжелее обмотки возбуждения.Так что, если мы поместим его внутрь, размер машины будет увеличиваться.
Высокая скорость вращения
Легкое охлаждение
Разница между генератором и генератором:
Есть разница между генератором и генератором Генератор , но многие люди говорят, что обе эти вещи похожи, и они оба делают одно и то же. Итак, генератор и Генератор переменного тока — это одно и то же, это вообще неверно, потому что вы знаете, что обе эти машины используются для преобразования механической энергии в электрическую, и обе потребляют одинаковое количество или одинаковую мощность, которая является механической мощностью и их основной работой. производить электричество, но в чем разница? Разница в их конструкции.Есть определенные отличия:
И генератор переменного тока s, и генераторы используются для выработки электроэнергии. Генератор s также известен как синхронный генератор. Оба выполняют одну и ту же функцию, но они совершенно разные во всех аспектах. Генератор Генератор используется для производства трехфазной энергии из механической энергии. Первое отличие в основном для генератора заключается в том, что под генератором мы подразумеваем машину, которая генерирует постоянный ток, например, генератор постоянного тока, это также может быть генератор переменного тока, который мы назвали индукционным генератором, или генератор переменного тока, который в основном представляет собой асинхронный двигатель, который работает при определенных условиях. .Там, где он вырабатывает электричество, а генератор переменного тока предназначен только для генерации переменного тока, постоянного тока нет. Вы можете понять это по тому факту, что он называется Генератор , поэтому Генератор означает переменный генератор.
Генератор:
В генераторе Генератор энергия, которую мы получаем от первичного двигателя, должна быть преобразована в электрическую мощность переменного тока с определенным напряжением и частотой. В генераторе Генератор индуцирует только переменный ток, постоянного тока нет.
В генераторе Генератор электричество вырабатывается, когда магниты вращаются в статоре или обмотке, что означает, что он имеет вращающееся поле.
Генератор не может заряжать разряженную батарею, и если зарядить ее, то существует вероятность сгорания.
Генератор получает питание от статора
Якорь в генераторе неподвижен во вращающемся магнитном поле
В генераторе у нас есть широкий диапазон оборотов
Генератор считается более эффективным, чем генератор, поскольку он сохраняет свою энергию за счет использования единственной необходимой энергии, а оставшаяся энергия сохраняется.
Мощность генератора . максимальна, чем у генератора. Выходная ЭДС генератора генератора является переменной
Трехфазный Генератор в основном используется, потому что он имеет несколько преимуществ в распределении, производстве и передаче. он также используется в современных автомобилях.
Генератор:
Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, и эта электрическая энергия может быть переменного или постоянного тока.Генератор может индуцировать как переменный, так и постоянный ток.
В генераторах якорь или обмотка проволоки вращаются внутри фиксированного магнитного поля для выработки электричества.
Генератор можно использовать для зарядки разряженного аккумулятора
Генератор получает питание от ротора
Якорь генератора вращается в фиксированном магнитном поле
В генераторе мы имеем узкий диапазон оборотов
Генератор использует всю производимую энергию
ЭДС на выходе генератора постоянная
Генератор переменного тока
используется для питания всего, что требует питания переменного тока, например, света, вентиляторов, больших двигателей и т. Д.в то время как генератор постоянного тока используется для тестирования в лабораториях.

Синхронный и асинхронный генератор

Синхронный генератор

Асинхронный генератор

Синхронные и асинхронные генераторы. Отличия и особенности.

Асинхронный или синхронный генератор? Советы по выбору

Асинхронные и синхронные электрогенераторы в Уфе

Синхронный генератор — это… Что такое Синхронный генератор?

Полезное

Смотреть что такое «Синхронный генератор» в других словарях:

Синхронный генератор — это… Что такое Синхронный генератор?

Смотреть что такое «Синхронный генератор» в других словарях:

принцип действия, характеристики холостого хода и устройство, параллельная работа.

История создания

Устройство и назначение

Характеристики

Принцип действия

Виды

Область применения

Как выбрать?

Эксплуатация

Somer — синхронные генераторы Leroy-Somer (Лерой Сомер, Франция)

Синхронные генераторы (Франция) Leroy-Somer серии LSA-52.3 представлены 5 моделями мощностью 1488 — 2000 кВт / 1860 — 2500 кВА (номинальная сила тока 2678 — 3600 A)

Характеристики генераторов Leroy-Somer LSA-52.3:

Руководство пользователя — синхронные электрогенераторы Leroy-Somer LSA-52.

против синхронного генератора

Синхронный генератор — обзор

9.3.1 Синхронные генераторы

Что такое синхронный генератор (асинхронный генератор)

Принцип работы

как ветроэнергетический генератор

Синхронный генератор в качестве ветряного генератора

Основные компоненты синхронного генератора

Конструкция синхронного генератора

Синхронный генератор с постоянным магнитом

Синхронная скорость генераторов

Синхронные генераторные выпрямители

Схема выпрямителя генератора

Схема синхронного генератора

Краткое содержание руководства

Самые продаваемые продукты, связанные с синхронным генератором

Общие сведения о синхронном генераторе, работе, конструкции, типах и областях применения

Введение в синхронный генератор

Конструкция синхронного генератора

Статор синхронного генератора

Проблемы контактных колец и щеток синхронного генератора

Бесщеточные возбудители синхронного генератора

Пилотный возбудитель синхронного генератора

Синхронный генератор против индукционного генератора

Охлаждение синхронного генератора

Разница между синхронным двигателем и синхронным генератором

Применение синхронного генератора

Автор: Генри

Синхронный генератор | BMET Wiki

Принцип действия

Синхронные скорости

Генератор или синхронный генератор, детали, возбуждение, преимущества и различия

Читайте также

Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Режимы работы нейтрали в электроустановках и электрических сетях

Что такое дребезг контактов: Дребезг контактов, и как с ним бороться

Релейная защита трансформатора: Релейная защита силовых трансформаторов

Добавить комментарий Отменить ответ