ژنراتور همزمان: اصل کارکرد ، ویژگی های بیکار و دستگاه ، عملکرد موازی. سرعت چرخش روتور چقدر است؟

2024 نویسنده: Beatrice Philips | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-18 12:10

ژنراتور همزمان دستگاه خاصی است که از طریق آن می توان هرگونه انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. چنین دستگاه هایی عبارتند از ایستگاه های متحرک ، باتری های حرارتی یا خورشیدی و تجهیزات ویژه. بسته به نوع ژنراتور ، امکان استفاده از آن تعیین می شود ، بنابراین ارزش آن را دارد که با جزئیات بیشتر بدانید دستگاه چیست.

تاریخ آفرینش

در پایان قرن نوزدهم ، شرکت روبرت بوش برای اولین بار چیزی شبیه به ژنراتور را توسعه داد. این دستگاه قادر بود موتور را آتش بزند. در طول آزمایشات مشخص شد که دستگاه برای استفاده دائمی مناسب نیست ، اما توسعه دهندگان توانستند دستگاه را بهبود بخشند.

در سال 1890 ، این شرکت تقریباً به طور کامل به تولید این تجهیزات روی آورد ، زیرا محبوبیت زیادی به دست آورد. در سال 1902 ، یکی از دانش آموزان بوش با استفاده از ولتاژ بالا یک احتراق ایجاد کرد. این دستگاه توانست جرقه ای بین دو الکترود شمع ایجاد کند ، که این سیستم را همه کاره کرد.

آغاز دهه 60 قرن بیستم ، عصر گسترش ژنراتورها در سراسر جهان بود . و اگر قبلاً دستگاه ها فقط در صنعت خودرو تقاضا داشتند ، اکنون چنین واحدهایی قادر به تامین برق کل خانه ها هستند.

دستگاه و هدف

طراحی چنین واحدهایی تنها شامل دو عنصر اصلی است:

• روتور ؛
• استاتور

در این مورد ، عناصر اضافی بر روی محور روتور ارائه می شود. اینها می توانند آهن ربا یا سیم پیچ های میدان باشند. آهن ربا دارای شکل دندانه دار هستند ، قطب های دریافت و انتقال جریان در جهات مختلف هدایت می شوند.

وظیفه اصلی ژنراتور تبدیل یک نوع انرژی به انرژی الکتریکی است .با کمک آن ، می توان مقدار مورد نیاز جریان را در اختیار دستگاه های وابسته قرار داد تا بتوان از آنها استفاده کرد.

مشخصات

برای ارزیابی عملکرد یک ژنراتور ، باید به ویژگی های آن توجه کنید. در اصل ، آنها برای ایستگاهی که جریان مستقیم ایجاد می کند یکسان هستند. عوامل متعددی پارامترهای اصلی ارزیابی هستند.

• بیکار این نشان دهنده وابستگی EMF به قدرت جریانهای متحرک مسئول تحریک سیم پیچ میراگر است. با کمک آن می توان توانایی مغناطیسی زنجیره ها را تعیین کرد.
• ویژگی خارجی . یک رابطه موازی بین ولتاژ سیم پیچ و جریان بار را نشان می دهد. مقدار بستگی به نوع بار اعمال شده بر روی دستگاه دارد. از جمله دلایلی که می تواند باعث ایجاد تغییرات شود ، افزایش یا کاهش EMF واحد و همچنین افت ولتاژ در سیم پیچ های سیم پیچ نصب شده ، که در داخل دستگاه قرار می گیرد ، وجود دارد.
• تعدیل نشان دهنده رابطه ای است که بین جریان میدان و جریان بار ایجاد می شود. اطمینان از عملکرد و حفاظت از واحدهای همزمان با نظارت بر این شاخص به دست می آید. اگر به طور مداوم EMF را تنظیم کنید ، رسیدن به این امر آسان است.

پارامتر مهم دیگر قدرت است. مقدار را می توان با استفاده از شاخص های EMF ، ولتاژ و مقاومت زاویه ای تعیین کرد.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

تشخیص نحوه عملکرد دستگاه چندان دشوار نیست. این شامل چرخاندن یک قاب مغناطیسی به منظور ایجاد یک میدان الکتریکی است. در فرایند چرخاندن قاب ، خطوط مغناطیسی ظاهر می شوند که شروع به عبور از کانتور آن می کنند. عبور باعث تشکیل جریان الکتریکی می شود.

برای تعیین اینکه جریان انرژی الکتریکی در کجا در حال حرکت است ، لازم است از قانون گیمبال استفاده شود .لازم به ذکر است که در برخی از مناطق حرکت فعلی برعکس است. وقتی به قطب بعدی که بر روی آهنربا قرار دارد می رسید ، جهت ها دائما در حال تغییر است. این پدیده جریان متناوب نامیده می شود و اتصال قاب به حلقه مغناطیسی جداگانه می تواند این شرایط را ثابت کند.

رابطه بین مقدار جریان در قاب و سرعت چرخش روتور سیستم متناسب است. بدین ترتیب، هرچه قاب بیشتر بچرخد ، ژنراتور برق بیشتری می تواند تامین کند . این شاخص با سرعت چرخش مشخص می شود.

طبق استانداردهای تعیین شده ، شاخص بهینه سرعت در اکثر کشورها نباید از 50 هرتز تجاوز کند. این بدان معناست که روتور باید 50 ارتعاش در ثانیه را انجام دهد. برای محاسبه پارامتر ، لازم است توافق شود که یک چرخش قاب منجر به تغییر جهت جریان می شود.

اگر شفت بتواند 1 بار در ثانیه بچرخد ، این بدان معناست که فرکانس جریان الکتریکی 1 هرتز است . بنابراین ، برای دستیابی به 50 هرتز ، لازم است از تعداد صحیح چرخش فریم در ثانیه اطمینان حاصل شود.

در حین کار ، تعداد قطب های الکترومغناطیس اغلب افزایش می یابد. آنها می توانند با کاهش سرعت چرخش روتور به تأخیر بیفتند.

وابستگی در این مورد نسبت معکوس دارد .بنابراین ، برای ارائه فرکانس 50 هرتز ، لازم است سرعت را حدود 2 برابر کاهش دهید.

علاوه بر این ، باید توجه داشت که در برخی از کشورها نرخ چرخش روتور دیگر تعیین می شود. فرکانس استاندارد 60 هرتز است.

بازدیدها

امروزه تولیدکنندگان چندین نوع ژنراتور همزمان تولید می کنند. در میان طبقه بندی های موجود ، چندین مورد نیاز به توجه ویژه دارند. اول از همه ، ارزش تقسیم بندی واحدها بر اساس طراحی را دارد. ژنراتورها بر دو نوع هستند.

بدون برس . طراحی ژنراتور مستلزم استفاده از سیم پیچ های استاتور است. آنها به گونه ای قرار می گیرند که هسته عناصر با جهت قطب های مغناطیسی یا هسته هایی که روی سیم پیچ ارائه شده اند ، تراز شود. حداکثر تعداد دندانهای مغناطیسی نباید از 6 قطعه تجاوز کند.

همزمان ، مجهز به سلف . اگر ما در مورد تنظیم ماشین آلات با قدرت کم صحبت می کنیم ، از آهنرباهای DC به عنوان روتور استفاده می شود. در غیر این صورت ، روتور سیم پیچ سلف است.

طبقه بندی زیر دلالت بر تقسیم ایستگاه های تلفن همراه به انواع جداگانه دارد

هیدروژنراتورها ویژگی بارز دستگاه روتور با قطب های مشخص است. چنین واحدهایی برای تولید برق در مواردی که نیازی به ارائه تعداد زیادی دور دستگاه نیست استفاده می شود.

ژنراتورهای توربین تفاوت در عدم وجود قطب های مشخص است. این دستگاه از توربین های مختلف مونتاژ شده است ، می تواند تعداد چرخش های روتور را چندین برابر افزایش دهد.

اتصالات انبساط همزمان . برای دستیابی به توان راکتیو - یک شاخص مهم در تاسیسات صنعتی استفاده می شود. با کمک آن می توان کیفیت جریان عرضه شده را بهبود بخشید و شاخص های ولتاژ را تثبیت کرد.

چندین مدل رایج از چنین دستگاه هایی وجود دارد

استپر . آنها برای اطمینان از عملکرد درایوهای نصب شده در مکانیزم هایی که دارای چرخه شروع و توقف هستند استفاده می شود.

بدون دنده بیشتر در سیستم های مستقل استفاده می شود.

بدون تماس آنها به عنوان ایستگاه های تلفن همراه اصلی یا پشتیبان در کشتی ها تقاضا دارند.

هیسترزیس چنین ژنراتورهایی برای شمارنده زمان استفاده می شوند.

القاگر . اطمینان از عملکرد تاسیسات برقی.

نوع دیگر تقسیم واحد نوع روتور مورد استفاده است. در این دسته ، ژنراتورها به دستگاههای قطب برجسته و قطب ضمنی تقسیم می شوند.

اولین دستگاههایی هستند که قطبها در آنها به وضوح قابل مشاهده است. آنها با سرعت روتور کم متمایز می شوند. دسته دوم دارای روتور استوانه ای در طراحی خود است که دارای تیرهای بیرون زده نیست.

منطقه کاربرد

ژنراتورهای سنکرون دستگاههایی هستند که برای تولید جریان متناوب طراحی شده اند. چنین دستگاه هایی را می توانید در ایستگاه های مختلف ملاقات کنید:

• اتمی ؛
• حرارتی ؛
• نیروگاههای برق آبی

و همچنین واحدها به طور فعال در سیستم های حمل و نقل مورد استفاده قرار می گیرند. آنها در وسایل نقلیه مختلف و سیستم های کشتی استفاده می شوند. ژنراتور همزمان می تواند هم به صورت مستقل ، جدا از شبکه الکتریکی و هم همزمان با آن کار کند. در این حالت ، امکان اتصال چندین واحد به طور همزمان وجود دارد.

مزیت ایستگاه های تولید AC امکان تامین برق اختصاص داده شده برای فضای اختصاصی است. مناسب است اگر شیء دور از شبکه مرکزی واقع شده باشد. بنابراین ، واحدها در بین صاحبان مزارع واقع در دور از شهر در شهرک ها تقاضا دارند.

چگونه انتخاب کنیم؟

هنگام انتخاب ژنراتور ، مهم است که یک دستگاه مناسب و قابل اعتماد را پیدا کنید که بتواند برق منطقه اختصاص داده شده را تأمین کند. ابتدا باید در مورد پارامترهای فنی دستگاه آینده تصمیم بگیرید. توصیه کارشناسان به موارد زیر است:

• جرم ژنراتور ؛
• ابعاد دستگاه ؛
• قدرت؛
• مصرف سوخت؛
• شکل سر و صدا؛
• مدت زمان کار

و همچنین یک پارامتر مهم توانایی سازماندهی کار خودکار است. برای درک اینکه چند مولد در آینده نیاز به فاز دارد ، باید نوع و تعداد وسایل برقی که به آن متصل می شوند را تعیین کنید.

به عنوان مثال ، تنها مصرف کنندگان با یک فاز می توانند به یک ژنراتور الکتریکی تک فاز متصل شوند. سه فاز این شاخص را به طور قابل توجهی گسترش می دهد.

با این حال ، خرید چنین نیروگاه تلفن همراه همیشه بهترین تصمیم نیست.

قبل از خرید ، توصیه می شود که بار را که در طول کار بر روی دستگاه وارد می شود ، در نظر بگیرید .هر مرحله باید حداکثر 30 درصد از کل بارگیری شود. بنابراین ، اگر قدرت ژنراتور 6 کیلو وات باشد ، در صورت استفاده از سوکت هایی با ولتاژ 220 ولت ، فقط 2 کیلو وات امکان پذیر است.

خرید ژنراتور سه فاز تنها زمانی مورد نیاز است که تعداد زیادی مصرف کننده سه فاز در خانه وجود داشته باشد. اگر اکثر لوازم تک فاز هستند ، بهتر است یک واحد مناسب خریداری کنید.

بهره برداری

قبل از راه اندازی ژنراتور ، ابتدا باید آن را تنظیم کنید. اول از همه ، فرکانس دستگاه تنظیم می شود. این میتواند با دو راه انجام شود:

1. طراحی واحد را تغییر دهید ، زیرا از قبل پیش بینی کرده اید که چند قطب برای عملکرد الکترومغناطیس لازم است.
2. سرعت شفت مورد نیاز را بدون هیچ گونه تغییر در طراحی ارائه دهید.

نمونه بارز آن توربین های کم سرعت است. آنها چرخش روتور 150 دور در دقیقه را ارائه می دهند. برای تنظیم فرکانس ، از روش اول استفاده کنید ، تعداد قطب ها را به 40 قطعه افزایش دهید.

پارامتر بعدی که باید پیکربندی شود EMF است. به دلیل تغییر در ویژگی های بارهای ورودی وارد شده بر روی ایستگاه تلفن همراه ، تنظیم آن ضروری می شود.

علیرغم این واقعیت که EMF القایی دستگاه با روتور و چرخش های آن مرتبط است ، با توجه به الزامات ایمنی ، جدا کردن ساختار به منظور تغییر پارامتر غیرممکن است.

مقدار EMF را می توان با تنظیم شار مغناطیسی ایجاد شده تغییر داد .نیاز به افزایش یا کاهش دارد. پیچ های سیم پیچ ، یا به عبارت بهتر ، تعداد آنها ، مسئول مقدار شاخص هستند. و همچنین قدرت شار مغناطیسی می تواند تحت تأثیر جریان ایجاد شده توسط سیم پیچ باشد.

تنظیم شامل گنجاندن چندین سیم پیچ در یک زنجیره است. برای انجام این کار ، باید از رئوستات های اضافی یا مدارهای الکترونیکی استفاده کنید. گزینه دوم نیاز به تنظیم پارامتر با استفاده از تثبیت کننده های خارجی دارد.این خدمات قابل اطمینان را تضمین می کند.

مزیت یک ایستگاه تلفن همراه همزمان امکان همگام سازی با سایر ماشین های الکتریکی از نوع مشابه است .در عین حال ، در حین اتصال ، امکان مطابقت با سرعت چرخش و اطمینان از تغییر فاز صفر وجود دارد. در این راستا ، نیروگاه های متحرک در مهندسی برق صنعتی مورد تقاضا هستند ، زیرا استفاده از آنها به عنوان منبع تغذیه پشتیبان برای افزایش ظرفیت تولید در صورت بارهای سنگین بسیار مناسب است.