Sünkroonne kolmefaasiline generaator: kirjeldus, seadme disain, tööpõhimõte

Universaalne sünkroonne kolmefaasiline generaator on esitatud spetsiifilise vahelduvvoolu mehhanismi kujul, mis on ette nähtud teatud tüüpi energia muundamiseks elektrienergiaks. Just see seade vastutab päikesepaneelide, elektrostaatiliste masinate ja galvaaniliste elementide toimimise eest. Praktikas määravad nende seadmete kasutamise ainult tehnilised kirjeldused.

Lühike kirjeldus

Iga spetsialist teab, et kolmefaasiline sünkroongeneraator on ennast tõestanud kui kvaliteetne ja võimas üksus, millel on spetsiifiline vahelduvvoolu struktuur ja seda hinnatakse erinevates tööstusharud. Sisseehitatud pöörlev elektromagnet on võimeline tekitama magnetvoo, mis liigub läbi kasutatava staatorimähise kolme faasi. Selle tulemusena on võimalik saavutada sama sagedusega muutuv EMF soontes. Väärib märkimist, et mis tahes faasinihe toimub eranditult teatud nurga all, mis on võrdne ühe kolmandikuga magnetväljade pöörlemisest.

Tootjad ise märgivad tõsiasja, et generaator on varustatud nii, et armatuur toimib võimsa elektromagnetina. Kui võll pöörleb turbiinilt, siseneb süsteemi elekter ja rootori mähis saab toite sellest voolust. Selle interaktsiooni käigus muutub armatuur omamoodi elektrimagnetiks, mis pöörleb koos võlliga. Just sünkroonsed kolmefaasilised turbo- ja hüdrogeneraatorid toodavad kõige kasulikumat energiat.

Lisaks kasutavad paljud spetsialistid selliseid seadmeid edukalt elektrimootoritena paigaldistes, mille võimsustase ületab 50 kW. Kui sünkroonseade töötab, siis mootorigraafikus on alalisvooluallikas ühendatud rootoriga, aga staator on ühendatud kolmefaasilise kaabliga.

Mudelivaliku mitmekesisus

Tänapäeval on müügil mitut tüüpi sünkroongeneraatoreid, mis kõik saavad teatud ülesannetega suurepäraselt hakkama. Tänu sellele saab iga tarbija valida endale sobivaima seadme mudeli, millel on vajalikud jõudlusomadused. Järgmist tüüpi generaatorite järele on tänapäeval suur nõudlus:

• Kahekordset tüüpi asünkroonne seade. Sellises generaatoris on ühendatud nii rootori kui ka staatori mähised. Töögraafik on asünkroonne.
• Turbo. Seade erineb generaatori kaudse pooluse struktuuri poolest ja on valmistatud erinevat tüüpi turbiinidest. Peamised positiivsed omadused hõlmavad suurt pöörete arvu, mis varieerub vahemikus 6 tuhat pööret minutis. minutis.
• Sünkroonkompensaator. Selline seade on reaktiivvõimsuse tarnija, tänu millele kasutatakse seda aktiivselt elektrienergia kvaliteedi parandamiseks.
• Hüdro. Rootoril on kõigist analoogidest märkimisväärne erinevus, kuna seal on spetsiaalsed poolused. Seda kasutatakse elektri tootmiseks, see töötab eranditult madalatel kiirustel.

Sünkroongeneraatorseade

Kvaliteetsel staatoril on sarnane tööpõhimõte asünkroonmootoriga. Selle korpus on kokku pandud üksikutest elektriterasest plaatidest, kõik osad on eraldatud spetsiaalsete isolatsioonikihtidega. Vahelduvvoolu mähis asub spetsiaalsetes soontes. Sünkroonsete kolmefaasiliste generaatorite arvukad eelised on mõjutanud seda, et neid kasutatakse aktiivselt erinevates tööstusharudes. Kogu mähise juhtmestik on isoleeritud ja fikseeritud, mis on ohutuks tööks eriti oluline, kuna see sektsioon vastutab koormuse ühendamise eest.

Hüdrauliliste turbiinidega väikese kiirusega masinate jaoks valmistatakse kvaliteetseid väljaulatuvaid generaatoreid. Kuid nende sõlmede jaoks, mis töötavad vahelduvvooluga kiire pöörlemise põhimõttel, sobivad kõige paremini tugevad kaudsed poolused. Selleks, et seade kestaks võimalikult kaua, tuleb kasutada korralikku jahutust. Kõige sagedamini on võllile paigaldatud spetsiaalsed tiivikud, mis reguleerivad rootori temperatuuri taset mõlemal küljel. Kogu õhk peab olema eelnevalt filtreeritud. Kui süsteem on suletud tüüpi, siis läbib soojusvahetid sama õhku.

Eraldi tasub kaaluda, et süsteemi kiireks ja õigeaegseks jahutamiseks on soovitatav kasutada vesinikku, mis on õhust 14,5 korda kergem. Kuid selle tööpõhimõte on kõige lihtsam.

Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad toota erinevaid induktsioonseadmete mudeleid, kuid iga selline toode sisaldab samu osi:

• Tugev mähis muutuva EMF-iga.
• Võimas püsimagnet või tavaline elektromagnet, mis tekitab vajaliku töövälja.

Suurima magnetvoo saamiseks näevad kõik seadmed ette spetsiaalse struktuuri olemasolu, mis sisaldab kahte terassüdamikku. Töömähised paigaldatakse spetsiaalsetesse soontesse. Üks sisseehitatud südamik on sisemine, see pöörleb ümber vertikaalse või horisontaalse varda, mida tavaliselt nimetatakse rootoriks. Kuid liikumatut südamikku nimetatakse ankruks (staatoriks).

Seadme funktsionaalsed erinevused

Selleks, et seade töötaks tõrgeteta aastaid, peate eelnevalt tutvuma sünkroongeneraatori tööpõhimõttega. Seadme funktsionaalsuse hindamiseks kasutatakse samu omadusi, mis alalisvooluga seadmete puhul. Peamised erinevused kehtivad ainult teatud töötingimuste puhul.

Sünkroonseadme põhiomaduste juurde kehtivad järgmised faktid:

• Pingeindikaatorite vähenemist täheldatakse seadme mähiste aktiivsel ja induktiivsel takistusel. See indikaator võib suureneda, kui seadme enda koormus suureneb.
• Tühikäik. Seadme EMF sõltub suuresti ergastusvooludest, mis samal ajal näitab masina spetsiaalsete ahelate magnetiseerimist.
• Kolmefaasilise generaatori reguleerimisparameetrid. Tootjad märgivad asjaolu, et ergutusvoolud sõltuvad koormusest. Sünkroongeneraatori aktiivse töö käigus on vaja pidevalt säilitada optimaalne pinge klemmides. Selle nõude täitmine on üsna lihtne, peamine on reguleerida seadme EMF-i. Ülem saab ergutusvoolu muuta automaatrežiimis. Aktiiv-mahtuvusliku koormuse korral on pideva pinge pidevaks säilitamiseks vaja ergutusvoolu vähendada.

Komponentelemendid

Sünkroongeneraatori tööpõhimõte ja seade erinevad selle poolest, et seda seadet saab kasutada mootori ja generaatorina. Selle funktsionaalsus võimaldab teil kiiresti üle minna mootori graafikult generaatori graafikule - see sõltub suuresti seadme pidurdus- või pöörlemisjõu toimest. See tööpõhimõte on kvalifitseeritud spetsialistide seas kõrgelt hinnatud. Väärib märkimist, et mootori graafikul siseneb elektrienergia süsteemi ja mehaaniline energia väljub.

Sünkroongeneraatorseade sisaldab järgmisi elemente:

1. Kvaliteetne kerimisseade.
2. Rootor või induktiivpool (pöörlevat või liigutatavat tüüpi). See element on varustatud ergutusmähisega.
3. Mitu sorti võimsaid kaableid, mis taluvad suuri koormusi.
4. Mugav staatori pooli lüliti.
5. Spetsiaalne alaldi.
6. Kvaliteetne rootori mähis.
7. Spetsiaalne alalisvoolu tarnija, mida kasutaja saab juhtida.

Kolmefaasiline generaator on osa mittelineaarsete takistuste vahelduvvooluahelast.

Toimimispõhimõte

Valesti konfigureeritud seadmed ei saa pikka aega sujuvalt töötada, enneaegsed rikked võivad tekkida igasuguste ülekoormuste ilmnemise taustal, mis on tingitud võrgu halva kvaliteediga ergastusest, samuti sagedastest üleminekutest asünkroonsele režiimid. Viimane tegur tekib kõige sagedamini võrgu mis tahes kõrvalekallete tõttu: vahelduvad koormused, lühised, ebaühtlane faasikoormus.

Tuleb märkida, et generaatori stabiilne töö sõltub ka ühendatud võrgu kvaliteedist, kui see on olemas üksikute tarbijate toimimise häired on tulvil asümmeetriat ja moonutusi signaal. Sellises olukorras võib nii seadme konstruktsioon kui ka selle mähis üle kuumeneda. Võimsate muundurite ja alaldite olemasolu on täis sinusoidaalset moonutust.

Et seade korralikult töötaks, peab see olema korralikult jahutatud. Kui veekulu jõuab 75%ni nominaalväärtusest, käivitub hoiatushäire. Kui külmutusagensi vool on 50% piires, tühjendatakse süsteem kahe minutiga. Seda tüüpi generaatorid töötavad elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel. Ankru mähis on avatud asendis ainult tühikäigul, mille tõttu genereerib vajaliku magnetvälja eranditult rootori mähis. Kui see element pöörleb traatmootorist, on sellel konstantne sagedus.

Algne magnetväli moodustub ergutusmähise toimel ja elektriline liikumapanev jõud siseneb armatuuri mähisesse. Kui armatuur hakkas liikuma ainult pöörlemise tõttu teatud kiirusel, siis kogu ergutusväli läbib staatori poolide juhte. Selle tulemusena on näidatud EMF-i muutujad.

Kasutatud ergutusstruktuurid

Kõik suuremad tootjad toodavad generaatoreid, mootoreid ja sünkroonkompressoreid, mis on varustatud uuenduslike pooljuhtstruktuuridega nagu kolmefaasiline ergutus. Sellistes olukordades kasutatakse vahelduvvoolu alaldamiseks ohutut meetodit.

Generaatori põhimõte on selles osas erinev Ergastusstruktuurid võivad pakkuda järgmisi tööparameetreid:

• Masina tühikäik.
• Seadme elektriline pidurdamine.
• Funktsioneerimine konkreetses energiastruktuuris olemasolevate koormuste või ümberlaadimistega.
• Sünkroongeneraatori ergastust saab veidi suurendada selliste kriteeriumide tõttu nagu vool ja pinge, mis vastavad kindlaksmääratud suhtele.
• Täpse iseajastusega ühendatud vooluvõrku.

Rakendused

Multifunktsionaalseid kolmefaasilisi mootoreid kasutatakse erinevates tehnoloogiates. Kõrge populaarsus on tingitud asjaolust, et sellistel üksustel on vajalik disaini lihtsus ja usaldusväärsus ning taskukohane hind. Generaator ei vaja erilist hoolt, saab kiiresti tööle ja talub hästi pikaajalisi koormusi. Kvaliteetne toiteallikas toimub täpselt kolmefaasilise vahelduvvoolusüsteemi kaudu, kuna alalisvoolumootorite kasutamine nõuab täiendavate seadmete paigaldamist.

Kolmefaasilisi generaatoreid peetakse puur- ja treimismasinate, saeveskite ja ketassae, elevaatorite, vintside ja kraanade ajamites asendamatuks. Lisaks on selline agregaat laialdaselt nõutud põllumajandustööstuses, kus põhitöid teevad trummelpeksjad, tuuleõunamasinad, teraviljafarmid, laadurid. Sünkroonseadmeid kasutatakse peamise vahelduvvoolu elektriallikana suurimates jaamades, mobiilsetel üksustel ja transpordivahenditel (diiselvedurid, autod, lennukid). Generaator võib töötada nii autonoomselt kui ka paralleelselt võrguga.

Projekteerijad väidavad, et need jaamad, kus puudub tsentraalne toiteallikas, ei saa ilma selliste seadmeteta hakkama. See kehtib eriti suurfarmide kohta, mis on rajatud asulatest kaugele.