ГЕНЕРАТОРЫ

Электрогенераторы различаются по типу мощности, а также работе от постоянного и переменного тока. В случае генератора переменного тока различают асинхронный и синхронный.

Синхронный генератор обеспечивает более постоянное напряжение и частоту, чем асинхронный.

Двигатель вращает ротор с фиксированной скоростью. Ротор возбуждается постоянным током и создает вращающееся поле, которое создает напряжение в обмотке статора. Это зависит от скорости вращения ротора и величины тока возбуждения. Благодаря своей конструкции синхронный генератор на короткое время может обеспечивать в три раза большую номинальную мощность. Он часто используется в трудно запускаемых станках и электроинструментах, применяется в промышленности, строительстве, также есть отдельные гидрогенераторы для малых ГЭС.

Принцип работы синхронного генератора

На статоре катушки смещены друг относительно друга на 120 градусов, что связано со сдвигом отдельных фаз в сети, который также составляет 120 градусов. Катушки в данном устройстве – биполярные. 

Постоянный ток, протекающий через обмотку ротора, возбуждает синусоидальное магнитное поле в воздушном зазоре. Силовые линии выходят из северного полюса ротора и замыкаются через цепь статора к южному полюсу. Когда ротор вращается со скоростью n1, магнитное поле вращается с той же скоростью, что и силовые линии, пересекающие катушки статора, индуцируя электрическое напряжение. Наибольшее напряжение находится в катушке, которая находится ближе всего к магнитному полюсу ротора.

Индуцированное напряжение в такой катушке имеет значение

Un=4,44 x Øm x f1 x N1 x kv1

В этом отношении стоит отметить такие значения:

  • f1 – произведение механической скорости ротора на количество пар полюсов;
  • N1 – количество витков;
  • kv1 –  коэффициент намотки якоря,
  • Ø –  максимальное значение магнитного потока, которое находится в воздушном зазоре агрегата.

Когда обмотка статора разомкнута, ток не течет, только напряжение индуцируется на катушках. Когда нагрузка подключена к клеммам генератора, электрический ток течет через катушки статора.

Использование синхронных генераторов

Синхронные генераторы используются в энергетике для выработки электроэнергии в широком диапазоне мощностей. Применяются в качестве приводных механизмов в промышленности, например, в качестве приводов для судов и поездов или для насосов и компрессоров.

Синхронная машина получила свое название из-за рабочих характеристики, заключающихся в том, что ротор вращается синхронно с вращающимся полем, определяемым частотой сети.

Это отличает синхронные машины от асинхронных, ротор которых управляет вращающимся полем при работе двигателя и генератора.

Другой отличительной особенностью является то, что в отличие от асинхронных машин для работы синхронных моделей требуется дополнительное поле возбуждения. Прежде чем синхронная машина будет подключена к сети в качестве генератора, она должна быть синхронизирована с сетью после асинхронного пуска.

Функциональные возможности устройства

Функциональные возможности различаются в зависимости от работы генератора.  Ток возбуждения создает магнитное поле, которое вращается вместе с ротором. В синхронных двигателях через обмотку статора создается второе вращающееся поле, с которым синхронно вращается ротор.

В случае синхронных генераторов и турбогенераторов магнитное поле индуцирует напряжение в обмотке статора, которое, как только течет ток, создает вращающееся поле, движущееся синхронно с магнитным полем ротора.

В генераторном режиме ротор движется впереди вращающегося поля, тогда как в синхронных электродвигателях он следует за вращающимся полем. Угол ротора определяет крутящий момент машины. Для стабильной работы он не должен быть больше 90 градусов, так как при этом достигается максимальный крутящий момент. При большем угле ротора машина останавливается. Если синхронный двигатель работает от сети без крутящего момента, он становится фазовращателем, помогает регулировать поток электроэнергии.

Что касается преимуществ и специфики применения, то большие синхронные генераторы достигают КПД более 98% и поэтому являются одними из самых эффективных преобразователей энергии. Еще один плюс – это постоянная рабочая частота, благодаря которой они идеально подходят для применений при стабильной, независимой от нагрузок скорости.

За дополнительной консультацией и оформлением заказа обращайтесь к нашим менеджерам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *