Mavzu: Induktorli generatorlar Reja

nduksion generator yoki asenkron generator ning bir turi o'zgaruvchan tok (AC) elektr generatori printsiplaridan foydalanadigan asenkron motorlar elektr energiyasini ishlab chiqarish. Induksion generatorlar rotorlarini sinxron tezlikka nisbatan tezroq mexanik ravishda burish orqali ishlaydi. Oddiy AC induksion dvigatel odatda generator sifatida ishlatilishi mumkin, hech qanday ichki o'zgarishsiz. Induksion generatorlar kabi dasturlarda foydalidir mini gidro elektr stantsiyalari, shamol turbinalari yoki yuqori bosimli gaz oqimlarini past bosimgacha kamaytirishda, chunki ular energiyani nisbatan oddiy boshqaruv yordamida tiklashi mumkin.
Induksion generator odatda qo'zg'alish kuchini elektr tarmog'idan oladi. Shu sababli indüksiyon generatorlari odatda qila olmaydi qora start kuchsizlashtirilgan tarqatish tizimi. Biroq, ba'zida ular fazani tuzatuvchi kondansatörler yordamida o'zlarini hayajonga soladilar.
Senkron generator, uning rotorini tezroq aylantirganda elektr energiyasini ishlab chiqaradi sinxron tezlik. 60 Hz elektr tarmog'ida ishlaydigan odatiy to'rt kutupli dvigatel (statorda ikki juft qutb) uchun sinxron tezlik daqiqada 1800 aylanish (min / min) ni tashkil qiladi. 50 Hz tarmog'ida ishlaydigan xuddi shu to'rt kutupli motor 1500 RPM sinxron tezlikka ega bo'ladi. Dvigatel odatda sinxron tezlikka nisbatan bir oz sekinroq aylanadi; sinxron va ish tezligi o'rtasidagi farq "siljish" deb nomlanadi va odatda sinxron tezlikning foizida ifodalanadi. Masalan, 1450 RPM da ishlaydigan, 1500 RPM sinxron tezlikka ega dvigatel + 3,3% slipda ishlaydi.
Dvigatelning normal ishlashida stator oqimining aylanishi rotor aylanishiga qaraganda tezroq bo'ladi. Bu stator oqimi bilan rotor oqimini hosil qiladigan rotor oqimlarini keltirib chiqaradi magnit qutblanish statorga qarama-qarshi. Shu tarzda, rotor stator oqimi orqasida siljiydi, rotordagi oqimlar siljish chastotasida paydo bo'ladi.
Jeneratör ishida, a asosiy harakat (turbina yoki dvigatel) rotorni sinxron tezligidan yuqori harakatga keltiradi (salbiy siljish). Stator oqimi hali ham rotordagi oqimlarni keltirib chiqaradi, ammo qarama-qarshi rotor oqimi endi stator sariqlarini kesayotganligi sababli, stator sariqlarida faol oqim hosil bo'ladi va vosita endi generator sifatida ishlaydi va elektr tarmog'iga quvvatni qaytaradi.



Induksion generatorning ekvivalent davri
Induksion mashina tashqi tomondan ta'minlanadigan armatura oqimini talab qiladi. Chunki rotor maydoni doimo orqada qoladi stator maydon, indüksiyon mashinasi har doim iste'mol qiladi reaktiv quvvat, generator yoki dvigatel sifatida ishlashidan qat'i nazar.
Rotor oqimini qo'zg'atish uchun stator uchun magnitlangan oqim (reaktiv quvvat) uchun qo'zg'alish oqimining manbai hali ham talab qilinadi. Bu elektr tarmog'idan yoki quvvatni ishlab chiqarishni boshlagandan so'ng generatorning o'zi tomonidan ta'minlanishi mumkin. Asenkron motorlar uchun ishlab chiqarish rejimi rotorni qo'zg'atish zarurati bilan murakkablashadi, bu faqat qoldiq magnitlanish bilan boshlanadi. Ba'zi hollarda, bu qoldiq magnitlanish dvigatelni yuk ostida o'zini qo'zg'atish uchun etarli. Shu sababli, dvigatelni uzib, uni bir lahzali tok tarmog'iga ulash yoki dastlab qoldiq magnetizm bilan zaryadlangan va ish paytida kerakli reaktiv quvvatni ta'minlaydigan kondensatorlarni qo'shib qo'yish kerak. Xuddi shunday indüksiyon motorining quvvat omili kompensatori sifatida xizmat qiladigan sinxron motor bilan parallel ravishda ishlashi. Tarmoqqa parallel ravishda generator rejimidagi xususiyat rotor tezligi haydash rejimiga qaraganda yuqori bo'lishidir. Keyin tarmoqqa faol energiya beriladi.^[1]Asenkron motor ishlab chiqaruvchisining yana bir kamchiligi shundaki, u sezilarli darajada magnitlangan oqimni iste'mol qiladi Men0 = (20-35)%.
Jeneratör odatda ishlab chiqaruvchi tezlikda yoki undan yuqori tezlikda aylanayotganda, indüksiyon mashinasini doimiy manbaga ega bo'lgan kondansatörleri zaryad qilish orqali boshlash mumkin. DC manbai chiqarilgandan so'ng, kondansatörler kuchlanish ishlab chiqarishni boshlash uchun zarur bo'lgan magnitlanish oqimini ta'minlaydi.
Yaqinda ishlaydigan indüksiyon mashinasi, shuningdek, yadroda qolgan qoldiq magnitlanish tufayli o'z-o'zidan kuchlanish va oqim hosil qilishi mumkin.
Faol quvvat
Chiziqqa etkazib beriladigan faol quvvat sinxron tezlikning yuqoriligiga mutanosibdir. Jeneratörning to'liq nominal quvvatiga juda kichik siljish qiymatlarida erishiladi (dvigatelga bog'liq, odatda 3%). Sinxron tezligi 1800 rpm, generator hech qanday quvvat ishlab chiqarmaydi. Haydash tezligi 1860 rpm ga ko'tarilganda (odatiy misol) to'liq chiqish quvvati ishlab chiqariladi. Agar asosiy harakatlantiruvchi generatorni to'liq haydash uchun etarlicha quvvat ishlab chiqara olmasa, tezlik 1800 dan 1860 rpm oralig'ida qoladi.
Kerakli sig'im
A kondansator banki yakka tartibda ishlatilganda dvigatelga reaktiv quvvat etkazib berishi kerak. Taqdim etilgan reaktiv quvvat dvigatel sifatida ishlaganda mashina odatda tortadigan reaktiv quvvatga teng yoki kattaroq bo'lishi kerak.
Tork va siljish
Induksion generatorlarning asosiy asoslari bu konvertatsiya qilishdir mexanik energiya elektr energiyasiga. Buning uchun rotorga sinxron tezlikni tezroq aylantirish uchun unga qo'llaniladigan tashqi moment kerak. Biroq, cheksiz ortib borayotgan moment elektr energiyasini ishlab chiqarishni cheksiz ko'payishiga olib kelmaydi. Armaturadan qo'zg'aladigan aylanadigan magnit maydon momenti rotorning harakatiga qarshi turish va teskari yo'nalishda harakatlanish tufayli tezlikni oshirib yuborish uchun ishlaydi. Dvigatelning tezligi oshib borishi bilan qarama-qarshi moment momentning maksimal qiymatiga etadi (ishdan chiqish momenti), u ish sharoitlari beqaror bo'lgunga qadar ishlashi mumkin. Ideal holda, indüksiyon generatorlari yuk ko'tarish holati va maksimal moment mintaqasi o'rtasidagi barqaror mintaqada eng yaxshi ishlaydi.
Nominal oqim
Generator sifatida ishlaydigan asenkron motor tomonidan ishlab chiqarilishi mumkin bo'lgan maksimal quvvat mashinaning sariqlarining nominal oqimi bilan cheklanadi.

Panjara va mustaqil ulanishlar

Mustaqil generator sifatida ishlatilganda odatiy ulanishlar
Induksion generatorlarda havo bo'shlig'i magnit oqimini o'rnatish uchun zarur bo'lgan reaktiv quvvat a bilan ta'minlanadi kondansatör banki yakka o'zi ishlaydigan tizimda mashinaga ulangan bo'lsa va tarmoqqa ulangan bo'lsa, u havo bo'shlig'ining oqimini ushlab turish uchun tarmoqdan reaktiv quvvat oladi. Tarmoqqa ulangan tizim uchun chastotani va kuchlanishni elektr tarmog'i belgilaydi, chunki u butun tizim bilan taqqoslaganda juda kichikdir. Mustaqil tizimlar uchun chastota va kuchlanish mashina parametrlarining murakkab funktsiyasi, qo'zg'alish uchun ishlatiladigan sig'im va yuk qiymati va turi.
Foydalanadi
Induksion generatorlar ko'pincha ishlatiladi shamol turbinalari va ba'zilari mikro gidro turli xil rotor tezligida foydali quvvat ishlab chiqarish qobiliyati tufayli qurilmalar. Induksion generatorlar boshqa generator turlariga qaraganda mexanik va elektr jihatdan sodda. Ular yana qo'polroq, hech qanday cho'tka talab qilmaydi komutatorlar.
Cheklovlar
Kondensator tizimiga ulangan induksion generator o'z-o'zidan ishlash uchun etarli reaktiv quvvat ishlab chiqarishi mumkin. Yuk oqimi generatorning magnitlanish reaktiv quvvatini va yuk kuchini etkazib berish qobiliyatidan oshib ketganda, generator darhol ishlab chiqarishni to'xtatadi. Yukni olib tashlash kerak va indüksiyon generatorini doimiy oqim manbai yoki mavjud bo'lsa, yadroda qoldiq magnetizm bilan qayta boshlash kerak.^[2]
Induksion generatorlar shamol ishlab chiqaradigan stantsiyalar uchun juda mos keladi, chunki bu holda tezlik har doim o'zgaruvchan omil hisoblanadi. Sinxron motorlardan farqli o'laroq, indüksiyon generatorlari yukga bog'liq va tarmoq chastotasini boshqarish uchun yolg'iz foydalanib bo'lmaydi.
Namunaviy dastur
Misol tariqasida, 10 ot kuchiga ega, 1760 r / min, 440 V, uch fazali asenkron motorni asenkron generator sifatida ishlatishni ko'rib chiqing. Dvigatelning to'liq yuk oqimi 10 A, to'liq quvvat quvvati 0,8 ga teng.
Kondensatorlar deltaga ulangan bo'lsa, faza uchun zarur bo'lgan sig'im:
Ko'rinib turgan kuch S = √3 E I = 1,73 × 440 × 10 = 7612 VA
Faol quvvat P = S cos θ = 7612 × 0,8 = 6090 Vt
Reaktiv quvvat Q =  = 4567 VAR
Asenkron generator sifatida ishlaydigan mashina uchun kondansatör banki har bir faza uchun kamida 4567/3 fazani = 1523 VAR etkazib berishi kerak. Bir kondansatör uchun kuchlanish 440 V ni tashkil qiladi, chunki kondansatörler deltada ulangan.
Imkoniyatli oqim Ic = Q / E = 1523/440 = 3.46 A
Xc = E / Ic = 127 phase fazadagi sig'im reaktivligi
Har bir faza uchun minimal sig'im:
C = 1 / (2 * π * f * Xc) = 1 / (2 * 3.141 * 60 * 127) = 21 mikrofarad.
Agar yuk reaktiv quvvatni ham o'zlashtirsa, kompensatsiya uchun kondensator banki kattalashtirilishi kerak.
60 Gts chastotani yaratish uchun asosiy harakatlanish tezligidan foydalanish kerak:
Odatda, qaymoq mashina dvigatel sifatida ishlaganda to'liq yuk qiymatiga o'xshash bo'lishi kerak, ammo manfiy (generatorning ishlashi):
agar Ns = 1800 bo'lsa, N = Ns + 40 rpm ni tanlash mumkin
Kerakli asosiy harakatlanish tezligi N = 1800 + 40 = 1840 rpm.
Foydalanilgan adabiyotlar

1. K.R. Allaev Elektromexanik o’tkinchi jarayonlar. -T.: TDTU, 2007. - 276 b.

2. Avtomatizatsiya dispetcherskogo upravleniya v elektroenergetike. Pod red. Yu.N. Rudenko.- M.: MEI, 2000.- 646 s.
3. V. A. Venikov «Elektromexanicheskiye perexodniye prosessi» M.: 1985.
4. P.S. Jdanov Voprosi ustoychivosti elektricheskix sistem. M.: Energiya, 1979. - 456 s.