מחולל תלת פאזי סינכרוני: תיאור, עיצוב יחידה, עקרון הפעולה

גנרטור תלת פאזי סינכרוני אוניברסלי מוצג בצורה של מנגנון AC ספציפי, שנועד להמיר סוג מסוים של אנרגיה לחשמל. יחידה זו היא האחראית על הביצועים של פאנלים סולאריים, מכונות אלקטרוסטטיות ותאים גלווניים. בפועל, השימוש במכשירים אלו נקבע אך ורק לפי המפרט הטכני.

תיאור קצר

כל מומחה יודע שגנרטור סינכרוני תלת פאזי ביסס את עצמו כאיכותי וחזק יחידה, שיש לה מבנה ספציפי של זרם חילופין, וזה מוערך מאוד במגוון תעשיות. האלקטרומגנט המסתובב המובנה מסוגל ליצור שטף מגנטי הנע בשלושת השלבים של פיתול הסטטור המשמש. כתוצאה מכך, ניתן להבטיח ש-EMF משתנה באותו תדירות יתרחש בחריצים. ראוי לציין כי כל הסטת פאזה מתבצעת אך ורק בזווית מסוימת, השווה לשליש מסיבוב השדות המגנטיים.

היצרנים עצמם מציינים את העובדה שהגנרטור מצויד בצורה כזו שהאבזור פועל כאלקטרומגנט רב עוצמה. אם הפיר מסתובב מהטורבינה, אז חשמל נכנס למערכת, ופיתול הרוטור מופעל על ידי זרם זה. במהלך האינטראקציה הזו, האבזור הופך למעין מגנט חשמלי המסתובב יחד עם הציר. גנרטורי הטורבו וההידרו הסינכרוניים התלת פאזיים הם שמייצרים את האנרגיה השימושית ביותר.

בנוסף, יחידות כאלה משמשות בהצלחה מומחים רבים כמנועים חשמליים עבור מתקנים שבהם רמת ההספק עולה על 50 קילוואט. כאשר המנגנון הסינכרוני פועל, אז בגרף המנוע, מקור DC מחובר לרוטור, אך הסטטור מחובר לכבל תלת פאזי.

מגוון דגמים

במבצע היום אתה יכול למצוא כמה סוגים של גנרטורים סינכרוניים, כולם מתמודדים בצורה מושלמת עם משימות מסוימות. הודות לכך, כל צרכן יכול לבחור את הדגם המתאים ביותר של המכשיר, שיהיו לו את מאפייני הביצועים הדרושים. הסוגים הבאים של גנרטורים מבוקשים כיום:

• מכשיר אסינכרוני מסוג כפול. בגנרטור כזה, גם פיתולי הרוטור וגם הסטטור מחוברים. לוח הזמנים של העבודה הוא אסינכרוני.
• טורבו. היחידה שונה במבנה הקוטב המרומז של הגנרטור ועשויה מסוגים שונים של טורבינות. המאפיינים החיוביים העיקריים כוללים מהירות גבוהה של סיבובים, אשר משתנה בתוך 6,000 סל"ד. לדקה.
• מפצה סינכרוני. יחידה כזו היא ספקית של כוח תגובתי, שבזכותה היא משמשת באופן פעיל לשיפור איכות החשמל.
• הידרו. לרוטור יש הבדל משמעותי מכל האנלוגים, מכיוון שיש קטבים מיוחדים. הוא משמש לייצור חשמל, הוא פועל אך ורק במהירויות נמוכות.

מכשיר מחולל סינכרוני

לסטטור איכותי יש עיקרון פעולה דומה עם מנוע אסינכרוני. הגוף שלו מורכב מלוחות בודדים של פלדה חשמלית, כל החלקים מופרדים על ידי שכבות בידוד מיוחדות. פיתול ה-AC ממוקם בחריצים מיוחדים. היתרונות הרבים של גנרטורים תלת פאזיים סינכרוניים השפיעו על העובדה שהם נמצאים בשימוש פעיל בתעשיות שונות. כל החיווט המתפתל מבודד וקבוע, וזה חשוב במיוחד לפעולה בטוחה, מכיוון שסעיף זה אחראי על חיבור העומס.

עבור מכונות מהירות נמוכות עם טורבינות הידראוליות, מיוצרים גנרטורים בולטים באיכות גבוהה. אבל עבור אותם צמתים הפועלים על העיקרון של סיבוב במהירות גבוהה עם זרם חילופין, קטבים מרומזים חזקים הם המתאימים ביותר. על מנת שהיחידה תחזיק זמן רב ככל האפשר, יש להשתמש בקירור מתאים. לרוב, אימפלרים מיוחדים מותקנים על הפיר, המווסתים את רמת הטמפרטורה של הרוטור משני הצדדים. כל האוויר חייב להיות מסונן מראש. אם המערכת היא מסוג סגור, אז אותו אוויר עובר דרך מחליפי החום.

כדאי לשקול בנפרד כי לקירור מהיר ובזמן של המערכת, רצוי להשתמש במימן, שהוא קל פי 14.5 מאוויר. אבל עקרון הפעולה שלו הוא הפשוט ביותר.

טכנולוגיות מודרניות מאפשרות לייצר דגמים שונים של מכשירי אינדוקציה, אבל כל מוצר כזה מכיל את אותם חלקים:

• סלילה חזקה עם EMF משתנה.
• מגנט קבוע חזק או אלקטרומגנט רגיל המייצר את שדה העבודה הנדרש.

על מנת להשיג את השטף המגנטי הגבוה ביותר, כל היחידות מספקות נוכחות של מבנה מיוחד, הכולל שתי ליבות פלדה. פיתולי עבודה מותקנים בחריצים מיוחדים. ליבה אחת מובנית היא פנימית, היא סובבת סביב מוט אנכי או אופקי, אשר נהוג לכנותו רוטור. אבל הליבה הבלתי ניתנת להזזה נקראת עוגן (סטטור).

הבדלים תפקודיים של היחידה

על מנת שהמכשיר יעבוד בצורה חלקה במשך שנים רבות, אתה צריך להכיר את עיקרון הפעולה של גנרטור סינכרוני מראש. כדי להעריך את הפונקציונליות של היחידה, משתמשים באותם מאפיינים כמו עבור מכשירים עם זרם ישר. ההבדלים העיקריים חלים רק על תנאי הפעלה מסוימים.

למאפיינים העיקריים של יחידה סינכרונית העובדות הבאות חלות:

• ירידה במחווני המתח נצפית על ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית של פיתולי המכשיר. מחוון זה יכול לגדול ככל שהעומס על היחידה עצמה גדל.
• הִתבַּטְלוּת. EMF של המכשיר תלוי במידה רבה בזרמי העירור, אשר בו זמנית מצביע על המגנטיזציה של המעגלים המיוחדים של המכונה.
• התאמה של פרמטרים של גנרטור תלת פאזי. היצרנים מציינים את העובדה כי זרמי העירור תלויים בעומס. בתהליך הפעולה הפעילה של גנרטור סינכרוני, יש צורך לשמור כל הזמן על המתח האופטימלי במסופים. זה די פשוט לעמוד בדרישה זו, העיקר לווסת את EMF של היחידה. המאסטר יכול לשנות את זרם העירור במצב אוטומטי. עם עומס פעיל-קיבולי, יש צורך להפחית את זרם העירור כדי לשמור ברציפות על מתח קבוע.

רכיבים מרכיבים

עקרון הפעולה וההתקן של גנרטור סינכרוני שונים בכך שניתן להשתמש ביחידה זו כמנוע וכגנרטור. הפונקציונליות שלו מאפשרת לך לעבור במהירות מלוח הזמנים של המנוע ללוח הזמנים של הגנרטור - זה תלוי במידה רבה בפעולת הבלימה או כוח הסיבוב של הציוד. עקרון עבודה זה מוערך מאוד בקרב אנשי מקצוע מוסמכים. ראוי לציין שבגרף המנוע נכנסת אנרגיה חשמלית למערכת ויוצאת אנרגיה מכנית.

מכשיר מחולל סינכרוני כולל את האלמנטים הבאים:

1. מכשיר פיתול איכותי.
2. רוטור או משרן (סוג מסתובב או נייד). אלמנט זה מסופק עם פיתול עירור.
3. מספר סוגים של כבלים חזקים שיכולים לעמוד בעומסים כבדים.
4. מתג סליל סטטור נוח.
5. מיישר מיוחד.
6. סליל רוטור איכותי.
7. ספק DC ייעודי הניתן לשליטה על ידי המשתמש.

גנרטור תלת פאזי הוא חלק ממעגל זרם חילופין של התנגדויות לא ליניאריות.

עקרון הפעולה

ציוד שהוגדר בצורה שגויה לא יוכל לעבוד בצורה חלקה במשך תקופה ארוכה, תקלות מוקדמות עלולות להתרחש על רקע הופעת כל מיני עומסי יתר, עקב עירור באיכות ירודה של הרשת, כמו גם מעברים תכופים לאסינכרוני מצבים. הגורם האחרון מתעורר לרוב עקב סטיות כלשהן ברשת: עומסים מתחלפים, קצר חשמלי, טעינת פאזה לא אחידה.

יש לציין כי הפעולה היציבה של הגנרטור תלויה גם באיכות הרשת המחוברת, היכן שיש הפרעה בתפקוד של צרכנים בודדים טומנת בחובה אסימטריה ועיוותים אוֹת. במצב כזה, גם העיצוב של היחידה עצמה וגם סלילה שלה עלולים להתחמם יתר על המידה. הנוכחות של ממירים ומיישרים רבי עוצמה טומנת בחובה עיוות סינוסואידי.

כדי שהמכשיר יפעל כראוי, יש לקרר אותו כראוי. אם צריכת המים מגיעה ל-75% מהנומינלי, אזעקת אזהרה מופעלת. כאשר זרימת נוזל הקירור היא בטווח של 50%, המערכת נפרקת תוך שתי דקות. סוג זה של גנרטור עובד על העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית. סליל האבזור נמצא במצב פתוח רק במצב סרק, עקב כך השדה המגנטי הנדרש נוצר אך ורק על ידי פיתול הרוטור. כאשר אלמנט זה מסתובב ממנוע תיל, אז יש לו תדר קבוע.

השדה המגנטי הראשוני נוצר עקב פיתול העירור, והכוח המניע החשמלי נכנס לסליל האבזור. אם האבזור התחיל לנוע רק בגלל סיבוב במהירות מסוימת, אז כל שדה העירור עובר דרך מוליכים של סלילי הסטטור. כתוצאה מכך, משתני EMF מסומנים.

השתמשו במבני עירור

כל היצרנים הגדולים מייצרים גנרטורים, מנועים ומדחסים סינכרוניים המצוידים במבנים מוליכים למחצה חדשניים כגון עירור תלת פאזי. במצבים כאלה, נעשה שימוש בשיטה בטוחה לתיקון זרמי חילופין.

העיקרון של המחולל שונה בכך מבני עירור יכולים לספק את הפרמטרים הבאים לתפקוד:

• מכונה במצב סרק.
• בלימה חשמלית של המכשיר.
• תפקוד במבנה אנרגיה ספציפי עם עומסים קיימים או טעינות חוזרות.
• ניתן להגביר מעט את עירור המחולל הסינכרוני עקב קריטריונים כגון זרם ומתח העומדים ביחס שצוין.
• חיבור לרשת החשמל בתזמון עצמי מדויק.

יישומים

מנועים תלת פאזיים רב תכליתיים משמשים בטכנולוגיות שונות. הפופולריות הגבוהה נובעת מהעובדה שליחידות כאלה יש את הפשטות והאמינות הדרושים של העיצוב, כמו גם מחיר סביר. הגנרטור אינו זקוק לטיפול מיוחד, מגיע לעבודה במהירות וסובל היטב עומסים ארוכי טווח. אספקת חשמל איכותית מתבצעת בדיוק באמצעות מערכת AC תלת פאזית, שכן כל שימוש במנועי DC מצריך התקנה של יחידות נוספות.

גנרטורים תלת פאזיים נחשבים הכרחיים בהנעים למכונות קידוח ומפנה, מנסרות ומסורים עגולים, מעליות, כננות ומנופים. בנוסף, ליחידה כזו יש ביקוש נרחב בענף החקלאות, שבו עיקר העבודה מתבצעת על ידי גורני תופים, מכונות זריעה, חוות תבואה ומעמיסים. מתקנים סינכרוניים משמשים כמקור עיקרי לחשמל זרם חילופין בתחנות הגדולות ביותר, ביחידות ניידות וכלי תחבורה (קטרי דיזל, מכוניות, מטוסים). הגנרטור יכול לפעול גם באופן אוטונומי וגם במקביל לרשת.

המעצבים טוענים כי אותן תחנות שבהן אין אספקת חשמל מרכזית אינן יכולות להסתדר בלי ציוד כזה. הדבר נכון במיוחד לגבי חוות גדולות שנבנו הרחק מההתנחלויות.