Самовозбуждение асинхронного генератора: Асинхронный электрический генератор.Возбуждение асинхронного генератора

Содержание

Асинхронный электрический генератор.Возбуждение асинхронного генератора

Принцип работы асинхронного электрического генератора

Во всех случа­ях асинхронная электрическая машина потребляет из сети реактивную мощность, необходимую для создания магнитного поля. При автономной работе асинхронной электрической машины в генераторном режиме магнитное поле в воздушном зазоре создается в результате взаимодействия магнитной движущийся силы магнитной силы всех фаз и магнитной движущийся силы обмотки ротора. Характер распределения магнитной движущийся силы точ­но такой же, как и в асинхронном электрическом двигателе(АД) , он также определяет характер распределения магнитного поля на полюсном делении. В асинхронном генераторе этот поток весьма близок к си­нусоидальному и при вращении ротора индуцирует в фазах статора и в обмотке ротора ЭДС Е| и Е2, которые можно принять синусоидальными.
В отличие от асинхронного электрического двигателя в  асинхронном электрическом генераторе в данном случае ЭДС Е1 и Е2 являются активными, поддерживают ток в соответствующих цепях и в нагрузке, подклю­ченной к выходным зажимам.

В установившемся режиме работы основные соотношения для асинхронного электрического генератора с самовозбуждением определя­ются из схемы замещения. Основное отличие только в том, что к ее выводам подключено сопро­тивление нагрузки 2Н = Кн +]ХН и конденсаторы для обеспечения само­возбуждения и регулирования на­пряжения при изменении нагрузки асинхронного электрического генератора  с сопротивлениями Хс = 1/соС и Хск = 1/соСк.
Как видно, напряжение при работе под нагрузкой изменяется как за счет падения напряжения на сопротивлениях r1 и х1, так и за счет сни­жения магнитного потока Фот , связанного с размагничивающим действи­ем магнитной движущийся силы  ротора. Если магнитная цепь асинхронного электрического генератора выполнена с достаточно силь­ным насыщением, то поток Фот остается почти постоянным и напряжение U1 при увеличении нагрузки изменяется в меньшей степени, а его внешняя характеристика получается более «жесткой».

Способы регулирования напряжения автономного асинхронного генератора. Самовозбуждение асинхронного электрического генератора

Особенности самовозбуждения асинхронного генератора. Асинхронный элетродвигатель, под­ключенный к трехфазной сети переменного тока, при частоте вращения ротора, больше, чем частота вращения поля статора, переходит в генера­торный режим и отдает в сеть активную мощность, потребляя из сети ре­активную мощность, необходимую для создания вращающегося магнитно­го поля взаимной индукции. Тормозной электромагнитный момент, дейст­вующий на роторе, преодолевается приводным двигателем — дизелем, гид­ротурбиной, ветродвигателем и т.п.
Для возбуждения  асинхронного электрогенератора необходимо наличие источника реактивной мощности — батареи конденсаторов или синхронно­го компенсатора, подключенных к обмотке статора. При этом почти есте­ственной представляется работа асинхронного генератора  при сверх синхронном скольжении, ко­гда скорость вращения ротора выше скорости вращающегося магнитного поля. Однако практически асинхронный генератор может возбуждаться при частоте вращения ротора, значительно меньшей синхронной, причем значения напряжения и частоты тока оказываются пропорциональными частоте вращения ротора и, кроме того, зависящими от схемы соединения конденсаторов. Так, в эксперименте ( по опытным данным гл. инж. Штефана А.М. (НК ЭМЗ, г. Н.Каховка)) конденсаторный асинхронный мотор-редуктор типа АИРУ112-М2 при соединении бата­реи конденсаторов емкостью 3×120 мкФ в «звезду» возбуждается при ско­рости пр= 2133 об/мин с напряжением ГГф = 60 В и током фазы 1ф = 0,8 А, а при соединении тех же конденсаторов в «треугольник» напряжение  =52 В и ток 1ф = 1,4А возникают при скорости пр= 1265 об/мин.

Весьма интересное явление наблюдалось в асинхронном генераторе серии А ИМН 90-L4 при включении емкости 40 мкФ только в одну из трех фаз. В этом случае возбуждение асинхронного генератора наступило при скорости п2 = 1369 об/мин с параметрами U1ф = =209 В, I = 1,29 А, Г = 44 Гц. При емкости С = 60 мкФ, включенной в одну из фаз, параметры возбуждения асинхронного электрогенератора были равны: п2 — 1300 об/мин, U = 500 В, I = 6,4 А, Г = 124 Гц. При увеличении частоты вращения ротора до син­хронной (1500 об/мин) наблюдалось увеличение частоты тока до 400Гц. В некоторых случаях, наоборот, не удавалось добиться устойчивого возбуж­дения асинхронного генератора  даже при сверх синхронной частоте вращения ротора. Например, для намагниченных гладких стального массивного и шихтованного рото­ров самовозбуждения не возникало при любых величинах присоединенной емкости.

Для массивного стального ротора с тонким экраном из меди, а также для массивного стального зубчатого ротора с торцовыми медными конца­ми АГ устойчиво возбуждается при расчетном значении емкости. Асин­хронная машина с гладкими роторами из меди или алюминия возбуждает­ся без каких-либо дополнительных воздействий извне.

Таким образом, физические процессы самовозбуждения асинхронного генератора с пол­ным основанием можно отнести к недостаточно изученным, что связано, по нашему мнению, с преимущественным использованием до настоящего времени АМ в качестве двигателя, с разработкой для него теории, расчет­ных методик и проектирования, а для генераторного режима эти машины проектировались и выпускались достаточно редко.
В маломощных системах генерирования применяются, как правило, АМ, предназначенные для работы в двигательном режиме с конденсатор­ным возбуждением.

Описание процесса самовозбуждения на принципе остаточной намагниченности магнитной цепи.

Современные работы по са­мовозбуждению АГ с помощью статических конденсаторов по­строены на трех подходах. Один из них базируется на принципе остаточной намагниченности маг­нитной цепи машины, начальная ЭДС от которой затем усиливает­ся емкостным током в статоре . Рассмотрим этот подход.

Автономная работа асинхронного генератора в режиме самовозбуждения от потока остаточного намагничивания возмож­на, если к выводам обмотки статора подключить конденсаторы, необходи­мые как источник реактивной мощности от для возбуждения магнитного поля асинхронного электрогенератора, а при его работе на активно-индуктивную нагрузку эти конденсаторы должны служить источником реактивной мощности 0Н и для нагруз­ки.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Асинхронный генератор с самовозбуждением




⇐ ПредыдущаяСтр 77 из 101Следующая ⇒

Генераторный режим работы асинхронной машины рассматривался в § 24-5. При этом было выяснено, что асинхронный генератор потребляет реактивный намагничивающий ток для создания магнитного потока й поэтому должен работать параллельно с сетью переменного тока, к которой присоединены другие машины или установки (например, синхронные генераторы), способные снабжать

Рис. 29-6. Схема асинхронного генератора АГ с местной нагрузкой R и конденсаторной батареей С {а) и векторная диаграмма (б)

реактивным током асинхронные генераторы идругих потребителей. Наряду с этим асинхронный генератор может работать также л режиме самовозбуждения на отдельную сеть, получая реактивный ток возбуждения от конденсаторов, прнключаемых к зажимам асинхронного генератора.

‘Для выяснения некоторых положений рассмотрим схему рис. 29-6, на которой изображен асинхронный генератор АГ, работающий параллельно с сетью и потребляющий из нее реактивный (индуктивный) ток lL= / . Этот ток создает в генераторе магнитное поле, в то время как активный ток 1а, вырабатываемый генератором АГ, полностью потребляется местным Потребителем R. Приключим теперь к зажимам, генератора конденсаторы С такой емкости, чтобы потребляемый

Рис 29-7. Схема замещения самоВоз-буждающегося асинхронного генератора с нагрузкой Zatи емкостным сопротивлением конденсаторной батареи хс

ими из сети емкостный ток /с по величине был равен току IL, Очевидно, что при этом потребляемый из сети ток

Рубильник Р можно поэтому отключить, и асинхронный генератор АГ будет работать на изолированную местную сеть с приемниками RnC. Так как при этом, с одной стороны, генератор продолжает потреблять ток IL = 1ш, а с другой стороны, конденсаторы продолжают потреблять ток /с = lh, то можно сделать следующие выводы:

1) источниками реактивного намагничивающего тока /м = /j. для генератора теперь являются конденсаторы;

2) утверждения «конденсатор потребляет из сети (или от асинхронного генератора) емкостный ток» и «конденсатор отдает в сеть (яля асинхронному генератору) индуктнвйый ток» равноценны; 3) равноценны также утверждения «асинхронная машина потребляет из сети индуктивный ток» и «асинхронная машина отдает в сеть емкостный ток».


В практике энергетических систем термины «реактивный ток» и «реактивная мощность» принято связывать с отстающим (индуктивным) током. При этом говорят, что конденсаторы отдают в сеть реактивный ток и, реактивную мощность и являются гейераторами реактивной мощности.

Из «казааиого следует, что при чисто активной нагрузке асинхронного генератора мощность конденсаторов должна равняться реактивной (намагничивающей) мощности генератора. Если же нагрузка будет иметь смешанный активно-индуктивный характер, то мощность конденсаторной батареи необходимо соответственно увеличить, чтобы она покрывала также реактивную мощность нагрузки. При смешай-ной активно-емкостной нагрузке требуется конденсаторная батарея меньшей мощности, а при определенных условиях эта батарея становится излишней.

Схема замещениа-асинхронного генератора с самовозбуждением при помощи конденсаторов и с нагрузкой ZSTизображена на рис. 29-7. На основании этой схемы могут быть найдеды все соотношения и величины, характеризующие режим работы генератора. В частности, на основе баланса реактивных мощностей с учетом потерь реактивной мощности в сопротивлениях хЛ, x’oiи хымождо определить необходимую мощность « необходимую емкость конденсаторов. Векторная диаграмма самого асинхронного генератора с самовозбуждением имеет обычный вид и не зависит от того, откуда генератор потребляет необходимую реактивную мощность.

Рис. 29-8. К выяснению условий самовозбуждения асинхронного генератора

Выяснив в общих чертах работу асинхронного генератора с самовозбуждением в установившемся режиме, рассмотрим процесс его самовозбуждения на холостом ходу (рис. 29-8), пренебрегая активными сопротивлениями.



Ввиду наличия потока остаточного намагничивания ротора асинхронной машины, при вращении ротора в обмотке статора индуктируется некоторая э д. с. £ост (рис. 29-8). Эта э. д. с. вызывает в конденсаторах ток 1′с, который, протекая по обмотке статора машины, усиливает его магнитный поток. В результате индуктируемая э. д. с. и ток конденсатора увеличиваются и т. д.

На рис. 29-8 зависимость индуктируемой в обмотке статора генератора э. д.с. £i от намагничивающего тока в этой обмотке /м или от тока конденсатора /с = /м изображена в виде кривой холостого хода или кривой намагничивания (жО1 + + хм)1сПрямая U =• хс1сопределяет зависимость напряжения конденсатора от его тока. Процесс самовозбуждения на рис. 29-8 условно изображен ступенчатой линией. Э. д. с. остаточного намагничивания вызывает в конденсаторе ток

Очевидно, что процесс самовозбуждения асинхронного генератора во многом аналогичен процессу самовозбуждения генератора постоянного тока (см. § 9-4).

Выше предполагалось, что первоначальный толчок тока статора при самовозбуждении возникает в результате действия потока остаточного намагничивания. Вместе с тем роль первоначального толчка может сыграть также ток разряда предварительно заряженной конденсаторной батареи, наводка тока внешним магнитным полем и флуктуация электронов в цепи обмотки статора. Последние две причины на практике часто оказываются недостаточно сильными для развития самовозбуждения.

Мощность конденсаторной батареи самовозбуждающегося асинхронного генератора достаточно велика (до 70—100% от номинальной мощности генератора), что делает установку дорогой. В связи с этим такие генераторы находят в настоящее время весьма ограниченное применение. Иногда явление самовозбуждения асинхронной машины с подключенными к ней конденсаторами используется для торможения асинхронных двигателей после отключения их от сети. Торможение при этом происходит за счет потерь, возникающих в самовозбужден-ной машине и приключенных к ней сопротивлениях.

Самовозбуждение асинхронной машины возможно также при включении конденсаторов во вторичную цепь, однако этот случай ввиду малой частоты в цепи ротора малоэкономичен.

§ 29-3. Асинхронные машины с массивным ротором

Ротор асинхронной машины можно изготовить из массивной стальной поковки и без пазов. В этом случае роль обмотки ротора играет сам массивный ротор, в котором вращающееся магнитное поле будет индуктировать токи.

Массивный ротор имеет большое преимущество в прочности. В связи с этим асинхронные двигатели на высокие скорости вращения (10 000—100 000 об/мин)

строятся с массивным ротором. Такие двигатели применяются в различных установках специального характера, в частности в гироскопических навигационных устройствах, и питаются током повышенной частоты (400—1000 гц).

Активное г2и индуктивное хлсопротивления массивного ротора ввиду сильно выраженного поверхностного эффекта значительно зависят от скольжения. Так, в случае / = 50 гц при пуске (s = 1) эквивалентная глубина проникновения токов в роторе составляет только около Змм, приs= 0,02 — около 20мм, npns = = 0,001 — около 100 мм. Поэтому при пуске сопротивление г2 весьма велико и хлмало, а с уменьшением скольжения сопротивление г2уменьшается и ха2 увеличивается. Вследствие подобного изменения параметров геометрическое место токов машины с массивным ротором имеет вид, изображенный на рис. 29-9 сплошной линией. Для сравнения там же

штриховой линией показана круго- fy^$=/

вая диаграмма асинхронного двигателя с постоянными- параметрами.

В результате сильного проявления поверхностного эффекта пусковой момент двигателя смассивным ротором достаточно велик ая= 1,5-V- 2,0). Однако двигатели малой и средней мощности с массивными роторами при /= 50гц имеют низкие к. п. д. и коэффициент мощности, так как при Рис. 29-9. Геометрическое место токов скольжении s = 0,02 -з- 0,05 глу- асинхронной машины с массивным ро-бина проникновения тока и потокатором

в сталь ротора мала, активное и

магнитное сопротивления ротора магнитному потоку велики, вследствие чего двигатель имеет большое номинальное скольжение и большой намагничивающий ток. С увеличением геометрических размеров машины, а также при увеличении номинальной скорости вращения рабочие характеристики двигателя улучшаются. Так, асинхронный двигатель с массивным ротором на / = 50 гц и Ря= = 20 000-з- 50 000 кет имел бы номинальное скольжение значительно менее 1%. В двигателях относительно небольшой мощности на высокие скорости вращения для улучшения рабочих характеристик иногда внешнюю поверхность массивного стального ротора покрывают медью. С этой же целью применяются медные кольца, прикрепленные к торцевым поверхностям массивного ротора. Роль этих колец аналогична торцовым короткозамыкающим кольцам беличьей клетки, и активное сопротивление ротора с такими кольцами уменьшается. Иногда на цилиндрической поверхности ротора выполняют также пазы, но без укладки в них обмотки. При этом площадь внешней рабочей поверхности ^ротора, нагруженной токами, увеличивается, что приводит к уменьшению активного сопротивления ротора.

§ 29-4. Линейные и дуговые асинхронные машины

Если представить себе, что обычный круглый статор асинхронного двигателя разрезан по осевой плоскости и выпрямлен в плоскость или разогнут по дуге большего радиуса, чем радиус исходного круглого статора, то получится статор линейной (рис. 29-10, о) или дуговой (рис. 29-10, б) асинхронной машины. Трехфазная обмотка такого статора создает в воздушном зазоре в пределах сердечника статора соответственно бегущее или вращающееся магнитное поле.

Движущаяся часть линейной машины называется бегуном, а движущаяся часть дуговой машины — ротором. Бегун и ротор могут иметь конструкцию, свойственную роторам нормальных короткозамкнутых асинхронных машин, т. е. иметь сердечники из листовой электротехнической стали и обмотку

Рис. 29-9. Геометрическое место токов асинхронной машины с массивным ротором

типа беличьей клетки, расположенную в пазах сердечника бегуна и ротора. Они могут быть изготовлены также массивными — из стали или чугуна, и в этом случае роль вторичной обмотки выполняет само тело бегуна или ротора.’ Линейную асинхронную машину можно выполнить также в виде двух статоров, обращенных друг к другу, и бегуном при этом служит проводящее тело, расположенное в зазоре между сердечниками статоров. Проводящее вторичное тело в виде шины может быть также неподвижным, а „статор» — находиться на движущемся экипаже. Такие устройства перспективны для высокоскоростного пассажирского транспорта.

Принцип действия рассматриваемых машин одинаков с принципом действия нормальных асинхронных машин: бегущее или вращающееся поле статора индуктирует в обмотке бегуна или ротора токи, в результате взаимодействия которых с магнитным полем возникают электромагнитные силы, действующие на бегун и ротор. В установившемся режиме скольжение бегуна или ротора относительно магнитного поля обычно невелико.

Особенностью дуговой машины является то, что ее скорость вращения не связана так жестко с числом пар полюсов р и частотой fi, как в нормальной асинхронной машине. Действительно, пусть статор .машины (рис. 29-10, 6) имеет р пар полюсов’ и занимает дугу с центральным углом а,-За один период тока вращающееся поле перемещается на 2т или на угол ajp, а в тече» ние одной секунды поле совершает

оборотов. Выбирая различные а, полу чаем различные скорости вращения. Щщ а = 2я имеем нормальную асинхронную машину с

«i=/i/P. об/сек.

P#c. 29-10, Линейная (а) я дуговая (б) асинхронные машины

Линейные асинхронные машины можно использовать для получения возвратно-поступательного движения. При этом производится периодическое пере* ключеиие обмотки статора (изменение чередования фаз) и. машина работает в циклическом режиме ускорения, движения и торможения. Такой режим в энергети; ческом отношении невыгоден, так как в течение каждого цикла работы при уско^ рении и торможении бегуна бесполезно теряется относительно большое количество-энергии в виде тепла, выделяемого в обмотках. Количество теряемой энергии тем больше, чем больше масса бегуна и его максимальная скорость. В связи с этим Явигатели возвратно-поступатального движения не получили заметного распространения. Применение линейных и дуговых асинхронных машин и родственных им магнитогидродинамическ’их машин (см, §29-5) в качестве электрических машин специального назначения расширяется.

В линейных и дуговых асинхронных машинах возникают краевые эффекты, вызванные ‘уем. что их статоры не» замкнуты в кольцо и имеют конечную длину. Вследствие этого энергетические показатели линейных и дуговых машин хуже» чем у нормальных асинхронных машин.

§ 29-5. Магнитогидродинамические машины переменного тока

Одной из разновидностей магнитогидродинамических машин переменного тока являются индукционные насосы для жидких металлов, которые подразделяются на линейные и винтовые [58].

Линейные индукционные насосы родственны линейным асинхронным машинам (см. § 29-4) и делятся на плоские и цилиндрические.

Плоские насосы (рис. 29-11) имеют обычно два индуктора, каждый из которых состоит из сердечник-а 1 и многофазной (обычно трехфазной) обмотки 2. Между индукторами находится плоский канал прямоугольного сеченияЗ с жидким металлом. Стенки канала в зависимости от свойств жидкого металла могут быть как металлическими, так и керамическими. Между стенками канала и индукторами в большинстве случаев имеется слой тепловой изоляции. Бегущее магнитное

Рис. 29-Я. Устройство плоского линейного индукционного насоса для жидких металлов

поле индукторов наводит в жидком металле токи, и вследствие взаимодействия этих токов с магнитным полем возникают электромагнитные силы, действующие на частицы жидкого металла. В результате развивается напор, и жидкий металл прихоцвт в движение по направлению движения поля с некоторым скольжением относительно его.

Цилиндрические насосы имеют канал кольцевого сечения, внутри которого расположен сердечник без обмотки, а снаружи — с обмоткой. Обмотка создает магнитное поле, бегущее вдоль оси канала.

Представление о винтов ом индукционном насосе можно получить, если предположить, что ротор асинхронного двигателя заторможен, зубцы ротора вместе с обмоткой срезаны и в зазоре, образовавшемся между внешним и внутренним сердечниками, навит винтовой канал.

Индукционные насосы находят применение в исследовательских, транспортных и промышленных установках с ядерными реакторами на быстрых нейтронах, в которых для отвода тевда используются жидкометаллические теплоносители (натрий, кадий, их сплавы и др.). Создаются также разные установки для металлургии и Литейного производства. Все виды индукционных насосов обратимы, и насосы могут работать в режиме асинхронного генератора, если по их каналам за счет внешнего источника прокачивать жидкий металл со скоростью выше скорости движения поля. Магнитогидродинамические генераторы с жидкими металлами, а также с парами жидких металлов имеют перспективы практического применения в разных энергетических установках, в том числе с ядерными реакторами [58]. Предложены различные конструктивные разновидности подобных генераторов. Однако на пути их создания имеются различные трудности, из которых можно отметить проблему разгона жидких металлов за счет содержащейся в них тепловой энергии.

§ 29-6. Асинхронный преобразователь частоты

Асинхронный преобразователь частоты (рис. 29-12) состоит из трехфазной асинхронной машины AM с фазным ротором и соединенного с ней приводного двигателя Д. Одна из обмоток асинхронной машины, например обмотка статора, приключается к первичной сети с частотой fltа вторичная обмотка питает вторичную сеть током частоты скольжения f2 = sfj.

Асинхронная машина AM работает либо в тормозном, режиме противовклю-чения, когда s > 1 и f2 > fi. либо в режиме двигателя, когда s < 1 и f2 > fv В двигательном режиме ротор AM вращается в направлении вращения поля, а в тормозном — против направления вращения поля. Генераторный режим работы AM в преобразователях частоты обычно не используется.

рели пренебречь потерями, то первичная мощность AM

Pi = Pbh>

а вторичная мощность, или мощность скольжения,

Механическая мощность, развиваемая двигателем Д, Pux = P2-Pi = (s-\)P1.

При s > 1, когда fi>f\, приводной двигатель Д работает в режиме двигателя и Рт> 0. При s > 1 двигатель Д работает в действительности в режиме генератора и Рмх < 0.

Приводным двигателем Д обычно служит асинхронный или синхронный двигатель. Если величину вторичной частоты необходимо регулировать, то возбуждение первичной обмотки AM частотой производится от вспомогательной синхронной или коллекторной машины с регулируемой частотой. Для этой же цели в качестве двигателя Д можно, использовать машину постоянного тока и регулировать скорость ее вращения. Если /а > fuто Р2 > Pi, и для облегчения работы контактных колец и щеток в качестве первичной обмотки с током частоты ^ используется обмотка ротора. В простейшем случае, когда регулирования величины частоты f2 не требуется, приводной синхронный или асинхронный двигатель Д и первичную обмотку AM можно питать от общей сети с промышленной частотой Д. При этом скорость вращения приводного двигателя и всего агрегата, если в случае использования асинхронного приводного двигателя, пренебречь его скольжением, равна



Рекомендуемые страницы:

§ 154. Самовозбуждение асинхронного генератора

ГЛАВА XV

АСИНХРОННАЯ МАШИНА КАК ГЕНЕРАТОР

§ 154. Самовозбуждение асинхронного генератора.

Выше было указано, что асинхронная машина в качестве генератора вообще само­стоятельно в единственном числе на сеть работать не может, а может только работать в параллельном соединении с синхронными машинами. Внеся некоторое усложнение в схему, можно, однако, заставить асинхронную машину даже в единственном числе генерировать энергию переменного тока.

Для этой цели необходимо приключить параллельно к статорной обмотке конденсаторы С, как изображено на фиг.  159.



Фиг. 159. Самовозбуждающийся асинхронный генератор.

Опыты показывают, что асинхронная машина AM, вращаемая двигателем М,   при   наличии   параллельно приключенных конденсаторов С достаточной емкости и при наличии достаточной величины остаточной индукции в роторе может генерировать энергию переменного тока, частота которого зависит от скорости вращения ротора.

Процесс самовозбуждения асинхронной машины при этом будет протекать следующим образом:

Благодаря наличию в роторе машины небольшого остаточного потока Ф0 с числом пар полюсов, равным числу пар полюсов статорной обмотки при вращении ротора, остаточное поле ротора наведет в статорной обмотке электродвижущую силу Е0. Вследствие этого в конденсаторы С направится ток IC = E0ωC. Из теории синхронных машин известно, что опережающий (емкостный) ток IC машины создает реакционные ампервитки, которые, действуя в ту же сторону, что и ампервитки тока возбуждения, складываются с последними, что влечет за собой увеличение потока машины.

Поэтому с увеличением потока машины с Ф0 до Ф0 + ΔФ произойдет соответственное возрастание э. д. с. с Е0 до Е0 + ΔЕ. Возросшая величина э. д. с. вызовет соответственное увеличение емкостного тока IC, что повлечет за собой дальнейшее увеличение потока и э. д. с. машины и т. д.

Таким образом мы будем наблюдать постепенное нарастание напряжения машины до некоторой конечной величины.

Этот процесс самовозбуждения длится, так же как и в машинах постоянного тока, 1—2—3 сек, в зависимости от мощности машины и величины емкости С.

Так же как и в случае шунтового генератора постоянного тока, здесь можно графически найти ту э. д. с. Е, до которой возбудится асинхронный генератор при данной величине параллельно включенной емкости.

Для отыскания Е мы должны решить два уравнения:

Уравнение (154,1) может быть представлено в виде кривой 1 (фиг. 160), изображающей собой зависимость между э. д. с. одной фазы статора Е и величиной тока IС (который по существу здесь играет роль намагничивающего тока, так как создает магнитное поле асинхронной машины).



Фиг. 160. Характеристика самовозбуждающегося асинхронного генератора.

Таким образом кривая 1 является по существу кривой намагничи­вания и начинается не в начале координат, а несколько выше благодаря существованию небольшой э. д. с. от остаточной индукции Е0.

Уравнение (154,2) может быть представлено в виде U = ωCIС .

Отсюда видно, что это уравнение первой степени может быть графически представлено в виде прямой 2, проходящей через начало координат.

Для графического решения двух вышенаписанных уравнений находим точку пересечения а двух линий 1 и 2, тогда вертикальный отрезок ab будет по числовой величине в некотором масштабе равен той э. д. с. Е, до которой возбудится асинхронный генератор. Большого практического значения конденсаторное самовозбуждение асинхронного генератора не имеет ввиду невозможности получить вполне устойчивую работу такой системы и ввиду затруднений, связанных с невозможностью простой регулировки э. д. с. такой машины.

 

Асинхронный генератор принцип работы

Что такое асинхронный генератор

Асинхронные генераторы тока помогут вам при отключении электроэнергии в загородном доме или при стройке зданий в не оборудованных электрическими сетями районах.

Такой генератор – это, конечно, электрический двигатель, но приводится он в движение не электроэнергией, а альтернативными источниками питания.

Асинхронные генераторы — это альтернативные источники электрической энергии. 

Устройство генератора

Данный генератор состоит из двух частей, одна из которых является неподвижной и называется статор и является основанием.

Подвижная часть называется ротором, он вращается внутри статора.

Статор и ротор изготавливают из специальной электротехнической стали, которая очень хорошо проводит магнитные потоки, образующиеся при их работе.

Асинхронные генераторы могут быть как трехфазными, так и однофазными. Это зависит от количества и типа соединения обмоток в статоре и роторе.

Токопроводящую часть роторов выполняют алюминия и электротехнической стали.

При начале вращения генератора двигателем внутреннего сгорания, расположенном на одной платформе вместе с генератором, образуется бегущее магнитное поле, которого впоследствии преобразуется в электрический ток.

Принцип работы

Частота и мощность получаемого электрического тока на прямую зависят от скорости вращения генератора. Чем выше скорость вращения генератора, тем больше мощность и напряжение.

Если скорость падает, то понижаются и характеристики электрического тока. Поэтому на многих генераторах устанавливается автоматическое регулирование этих параметров, чтобы они не отразились на качестве выдаваемой энергии.

К недостаткам асинхронных генераторов можно отнести тот факт, что они сами являются потребителями реактивной мощности, и вследствие перегрузки при запуске в статорной обмотке будут протекать значительные токи, которые могут привести к выходу обмотки из строя. Для ликвидации данного дефекта конструкции используются конденсаторы.

Применение

Асинхронные генераторы рекомендуется использовать, если к параметрам напряжения не применяются высокие требования, генератор работает в плохой окружающей обстановке (например, повышенная запыленность), не возможно качественно обслуживать генератор при эксплуатации, а также если существует возможность перегрузок и аварийных режимов работы.

Принцип работы генератора заключается в постоянном нахождении в режиме торможения с ротором, который вращается с опережением, но все-таки в той же ориентации, что и магнитное поле у статора.

В зависимости от используемого типа обмотки ротор может быть фазным или короткозамкнутым.

Созданное при помощи вспомогательной обмотки вращающееся магнитное поле начинает индуцировать его на роторе, которое и вращается вместе с ним.

Частота и напряжение на выходе напрямую зависит от количества оборотов, так как магнитное поле не регулируется и остается неизменным.

Типы асинхронных генераторов

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

АСИНХРОННЫЙ АВТОНОМНЫЙ ГЕНЕРАТОР





⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 15

Асинхронная машина, подключенная к трехфазной сети переменного тока, при частоте вращения n2 > n1переходит в генераторный режим. При этом реактивную мощность, необходимую для возникновения вращающего магнитного поля, машина получает из сети. Можно также обеспечить работу асинхронной машины в качестве автономного генератора, если подавать в обмотку статора необходимую реактивную мощность от батареи конденсаторов.

В автономном асинхронном генераторе (рис. 2.71, а) к выходу генератора AГ, приводимого во вращение каким-либо первичным двигателем Д, параллельно нагрузке в каждую фазу подключают конденсатор С. При активной нагрузке реактивная мощность, поступающая от конденсатора, Qcдолжна быть равна реактивной (намагничивающей) мощности генератора Qр, необходимой для создания его магнитного потока. При смешанной активно-индуктивной нагрузке мощность Qcдолжна покрывать также реактивную мощность Qрн нагрузки. Схема замещения асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением изображена на рис. 2.71, б.

 

Рис. 2.71 — Схема включения асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением (а),

его схема замещения (б) и зависимость ЭДС от тока Iс

 

В рассматриваемом асинхронном генераторе возникает процесс самовозбуждения, как и в генераторе постоянного тока с параллельным возбуждением. Ввиду наличия в магнитной системе машины остаточного магнетизма при вращении ротора в обмотке статора индуцируется остаточная ЭДС Еост (рис. 2.71, в), которая создает в конденсаторах ток Iс. Этот ток, проходя по обмотке статора, усиливает его магнитный поток, в результате чего индуцируемая в генераторе ЭДС Еги ток конденсатора увеличиваются. Рассматриваемый процесс продолжается до тех пор (точка А), пока ЭДС Егне станет равной напряжению на конденсаторе Uc. Это условие можно выразить в виде равенства сопротивлений Х1 + Xm= Хс, где Хmиндуктивное сопротивление намагничивающего контура, уменьшающееся из-за насыщения магнитной цепи машины; Хс— емкостное сопротивление конденсатора. В ряде случаев начало процесса самовозбуждения генератора обеспечивается путем разряда на обмотку статора предварительно заряженной конденсаторной батареи.



Автономные асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением обычно выполняют с короткозамкнутой обмоткой ротора. Их используют главным образом на гидроэлектростанциях небольшой мощности, работающих без обслуживающего персонала.

 

Список литературы:

1. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Энергоиздат, 2004.

2. Брускин Д.Э., Зерохович А.Е., Хвостов В.С. Электрические машины. Т.1,2. – М.:, Высш. шк., 1987.

3. Токарев Б.Ф. Электрические машины, — М.: Энергоиздат, 1990.

4. Копылов И.П. Математическое моделирование энергетических машин. Учебник. – М.:, Высш. шк., 2001.

5. Гольдберг, Свириденко Я.С. Проектирование электрических машин. Учебник для ВТУзов. – М.:, Высш. шк., 2001.

6. Иванов-Смоленский А.В. Электрические машины. – М.:, Энергия, 1988.

7. Кацман М.М. Электрические машины. – М.: Энергоиздат, 1990.

8. Вольдек А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия, 1984.

 

Учебное издание

Электрические машины переменного тока (для студентов форм обучения направления подготовки 6.090603 “Электрические системы электроснабжения”, 6.090605 “Светотехника и источники света”, 6.092204 “Электрический транспорт”)

 

 

Авторы: Марина Леонидовна Глебова,

Анатолий Иванович Кузнецов,

Игорь Тимофеевич Карпалюк,

Маргарита Васильевна Чернявская

 

 

Редактор: З.М. Москаленко

Корректор: З.И. Зайцева

 

План 2008, поз. 79

Подп. к печати
Печать на ризографе.
Тираж 200 экз.
Формат 60 х 84 1/16
УСЛ. — печ. л.
Зак. № _________
Бумага офисная.
Уч.-изд.л.
61002, Харьков, ХНАМГ, ул. Революции, 12
Сектор оперативной полиграфии при ИВЦ ХНАГХ
61002, Харьков, ХНАМГ, ул. Революции, 12

 

[1] При изложении теории электрических машин переменного тока по аналогии с трансформатором приняты следующие обозначения: А, В, С — начала фаз; X, Y, Z — концы фаз.

[2] Принимается, что результирующий поток, создаваемый всеми фазными обмотками, имеет синусоидальную форму.











Что такое самовозбуждение в генераторе переменного тока?

1. Железный сердечник ротора обладает некоторым остаточным магнетизмом, но его обычно недостаточно, чтобы в статарной обмотке начал генерироваться ток. Однако, даже если пропустить через обмотку возбуждения генератора ток сигнальной лампочки разряда аккумулятора мощностью всего лишь 2.2 Вт, то этого окажется достаточно для возбуждения требуемого магнитного поля.

2. Эта лампочка также сигнализирует о том, что на аккумулятор не поступает напряжение подзарядки. Она загорается при включении зажигания и горит до тех пор, пока не начнет вращаться генератор. При этом с обмоток статора через диоды пойдет ток на обмотку возбуждения ротора, разность напряжений между контактами лампочки пропадет и лампочка погаснет. Это произойдет в предположении, что на обмотку возбуждения подается со статора напряжение, примерно равное напряжению аккумулятора.

На рис. 3.15 показана принципиальная схема генератора с самовозбуждением. Она отличается по внешнему виду от схемы с внешним возбуждением наличием в ней девяти диодов.

3. В схемах автомобильного электрооборудования обычно параллельно сигнальной лампочке устанавливают еще и резистор с постоянным сопротивлением, так что ток не обмотку возбуждения при пуске двигателя будет поступать всегда, даже в случае, если лампочка перегорела.

4. При работе генератора весь необходимый ток возбуждения снимается с его статарной обмотки отсюда и происходит термин “самовозбуждение”. Ток аккумулятора используется только для того, чтобы началась генерация.

Что такое самовозбуждение в генераторе переменного тока?Что такое самовозбуждение в генераторе переменного тока?

Рис. 3.15. Генератор переменного тока с самовозбуждением.

Следующая запись

Пн Янв 30 , 2012

1. Возбуждение – это термин, используемый инженерами-электриками, означающий создание магнитного поля. Простой магнит, используемый в этой главе для иллюстрации работы генератора, конечно способен создать ток в обмотках генератора, но постоянный магнит перестает быть постоянным под действием вибраций и нагрева. 2. Обычно ротор выполняется в виде электромагнита, изготовленного из мягкой стали […]

Асинхронный режим возбужденной




⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒

Синхронной машины

 

Асинхронный режим возбужденной синхронной машины, возникает в результате ее перегрузки или паде­ния напряжения в сети, а также при подаче возбуждения генера­тору после потери возбуждения или при использовании метода самосинхронизации в двигателе при его асинхронном пуске

При вращении синхронной машины со скольжением s постоянный ток возбуждения if индуктирует в обмотке якоря э. д. с. Ек и токи /к частоты (1 — s) f1. Токи Iк накладываются на ток частоты f1 протекающий в якоре под действием напряжения сети. Так как в самой сети э. д. с. и напряжений частоты (1 — s) f1 нет, то отно­сительно э. д.с.. Поэтому ток Iк в сущности эквивалентен току установившегося ко­роткого замыкания синхронного генератора.

Момент Mk стремится уменьшить скорость вращения ротора и в режиме генератора облегчает, а в режиме двигателя затрудняет вхождение машины в синхронизм.

Отметим, что на холостом ходу или при небольшой нагрузке на валу явнополюсная синхронная машина, вращающаяся с неболь­шим скольжением, способна втянуться в синхронизм и без возбуж­дения, в результате действия реактивного момента, который при s 0 также пульсирует с частотой sf1.

В этом случае после включе­ния тока возбуждения полярность полюсов может не соответство­вать необходимой полярности, и тогда произойдет «проскальзывание» ротора относительно поля якоря на одно полюсное деление, причем одновременно воз­никнет также

 

кратковременный всплеск тока ста­тора. Подобный переход не представляет для машины никакой опасности.

Самовозбуждение синхронной машины

 

В цепях обмотки якоря синхронных машин часто содержатся емкости (емкость между проводами длинных линий передачи и между ними и землей; емкости так называемой продольной компенсации индуктивного сопротивле­ния линий передачи, включаемые последовательно в фазы линии передачи сверхвысокого напряжения — 500 кв и выше; батареи конденсаторов для улучшения коэффициента мощности сети и др.). В таких случаях возможно самовозбуждение синхронных машин, когда вращающаяся машина развивает напряжение и нагружается током при отсутствии тока возбуждения.


Магнитное поле в синхронной машине при этом создается емкостным током I, отдаваемым машиной в сеть, или, что то же самое, индуктивным током, потребляе­мым машиной из сети. При самовозбуждении ротор синхронной машины может вращаться синхронно с магнитным полем статора (синхронное самовозбуждение) или асинхронно с ним (асинхронное самовозбуждение). Для выяснения условии само­возбуждения рассмотрим работу одиноч­ного генератора на емкость (рис.а).

Рис а.

Синхронное самовозбуждение.

 

При на­личии остаточного магнитного потока при вращении ротора в обмотке якоря индук­тируется некоторая э. д. с. Е. Эта э. д. с. при работе по схеме вызывает в цепи якоря емкостный ток I, который создает намагничивающую реакцию якоря. В результате магнитный поток, индукти­руемая в якоре э. д.с. и ток I увеличи­ваются и т.д.

Этот процесс самовозбуждения аналогичен самовозбуж­дению генератора постоянного тока с той лишь разницей, что в данном случае поток машины создается самим током якоря.

На рис. изображена зависи­мость напряжения генератора от емкост­ного тока якоря I.

Если положить rа = 0, то

Зависимость Uг = f (I) практически идентична с характеристикой холостого хода Uг = I (if), если ток возбуждения if привести к обмотке якоря. Вследствие насыщения величина xd вдоль кривой Uг=f(I) изменяется.

С другой стороны, напряжение на конденсаторах

и зависимость Uc= f (I) прямолинейна

В точке А Uг = Uc. и поэтому увеличение I прекращается и процесс самовозбуждения заканчивается.

Самовозбуждение представляет собой нежелательное явление, так как оно неуправляемо и напряжения и токи при этом могут достичь опасных значений.

Асинхронное самовозбуждение



 

Асинхронное возбуждение синхронной машины того же вида, как н в асинхронных машинах происходит н случае, когда емкость настолько велика, что хc < . Этот вид самовозбуждения возможен только при наличии на роторе замкнутых обмоток или контуров тока, в которых при асинхронном вращении ротора относительно поля якоря индуктируются токи. Если при этом ротор в электрическом отношении симметричен (рис. в), то амплитуда тока якоря в установившемся режиме будет постоянной, а при или (явнополюсная машина без успокоительной обмотки) ток якоря пульсирует (рис. г).

В области самовозбуждение носит промежуточный характер, когда относительная скорость ротора и поля якоря резко неравномерна и ротор периодически «проскальзывает» относительно поля якоря на величину полюсного деления. В результате медленные изменения угла нагрузки чередуются с быстрыми (рис.1). Ток якоря при этом также пуль­сирует и самовозбуждение, происходит только при замкнутой об­мотке возбуждения. Такой вид самовозбуждения называют также репульсионно-синхронным.

 

 

Рис в.

Рис г.

Рис 1.

 

 

Синхронные двигатели



Рекомендуемые страницы:

Типы генераторов постоянного тока с раздельным возбуждением и самовозбуждением

Генератор постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Магнитный поток в машине постоянного тока создается катушками возбуждения, по которым проходит ток. Циркулирующий ток в обмотках возбуждения создает магнитный поток, и это явление известно как Возбуждение .

Генераторы постоянного тока

классифицируются по способам возбуждения их поля.

По возбуждению генераторы постоянного тока классифицируются как генераторы постоянного тока с отдельным возбуждением и генераторы постоянного тока с самовозбуждением.Есть также Генераторы постоянного тока с постоянным магнитом .

Генераторы постоянного тока с самовозбуждением далее классифицируются как Генераторы постоянного тока с шунтовой обмоткой ; серии генераторов постоянного тока и составных генераторов постоянного тока.

Генераторы постоянного тока с комбинированной обмоткой подразделяются на генераторы постоянного тока с длинной шунтовой обмоткой и генераторы постоянного тока с короткой обмоткой.

Полюс возбуждения генератора постоянного тока неподвижен, а провод якоря вращается.Напряжение, генерируемое в проводе якоря, имеет переменный характер, и это напряжение преобразуется в постоянное напряжение на щетках с помощью коммутатора.

В комплекте:

Подробное описание различных типов генераторов поясняется ниже.

Генератор постоянного тока с постоянным магнитом

В этом типе генератора постоянного тока нет обмотки возбуждения, размещенной вокруг полюсов. Поле, создаваемое полюсами этих машин, остается постоянным.Хотя эти машины очень компактны, но используются только в небольших размерах, таких как динамо-машины в мотоциклах и т. Д.

Основным недостатком этих машин является то, что магнитный поток, создаваемый магнитами, со временем ухудшается, что изменяет характеристики машины.

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Генератор постоянного тока, обмотка или катушка которого возбуждается от отдельного или внешнего источника постоянного тока, называется генератором постоянного тока с отдельным возбуждением. Поток, создаваемый полюсами, зависит от тока поля в ненасыщенной области магнитного материала полюсов.т.е. поток прямо пропорционален току возбуждения. Но в насыщенной области поток остается постоянным.

Рисунок самовозбуждающегося генератора постоянного тока показан ниже:

types-of-dc-generator-fig-1

Генератор постоянного тока с независимым возбуждением

Здесь,

I a = I L , где I a — ток якоря, а I L — линейный ток.

Напряжение на клеммах определяется как:

types-of-DC-generator-eq1-compressor

Если известно падение контактной щетки, то уравнение (1) записывается как:

types-of-DC-generator-eq2

Развиваемая мощность определяется уравнением, показанным ниже:

types-of-DC-generator-eq3-

Выходная мощность определяется уравнением (4), приведенным выше.

Генератор постоянного тока с самовозбуждением

Самовозбуждающийся Генератор постоянного тока — это устройство, в котором ток на обмотку возбуждения подается самим генератором. В самовозбуждающемся генераторе постоянного тока катушки возбуждения могут быть подключены параллельно якорю последовательно, или он может быть включен частично последовательно и частично параллельно обмоткам якоря.

Генератор постоянного тока с самовозбуждением дополнительно классифицируется как

Шунтирующий генератор

В генераторе с шунтирующей обмоткой, обмотка возбуждения подключена поперек обмотки якоря, образуя параллельную или шунтирующую цепь.Следовательно, на него подается полное напряжение на клеммах. Через него протекает очень небольшой ток возбуждения I sh , потому что эта обмотка имеет много витков тонкой проволоки с очень высоким сопротивлением R sh порядка 100 Ом.

Схема подключения шунтирующего генератора представлена ​​ниже:

types-of-dc-generator-fig-2

Генератор постоянного тока с шунтирующей обмоткой

Ток возбуждения шунта определяется как:

types-of-DC-generator-eq4

Где R sh — сопротивление шунтирующей обмотки возбуждения.

Поле тока I sh практически постоянно при всех нагрузках. Следовательно, шунтирующая машина постоянного тока считается машиной с постоянным магнитным потоком.

Ток якоря определяется как:

types-of-DC-generator-eq5

Напряжение на клеммах определяется уравнением, показанным ниже:

types-of-DC-generator-eq6

Если учитывается падение на щеточном контакте, уравнение напряжения на клеммах становится

types-of-DC-generator-eq7

Генератор обмоток серии

Генератор с последовательной обмоткой Катушки возбуждения включены последовательно с обмоткой якоря.По последовательной обмотке возбуждения проходит ток якоря.

Обмотка последовательного возбуждения состоит из нескольких витков толстой проволоки с большим поперечным сечением и низким сопротивлением, обычно порядка менее 1 Ом, поскольку ток якоря имеет очень большое значение.

Его конвекционная диаграмма показана ниже:

types-of-dc-generator-fig-3 Генератор постоянного тока серии

Ток возбуждения серии

определяется как:

types-of-DC-generator-eq8

R se известен как сопротивление последовательной обмотки возбуждения.

Напряжение на клеммах определяется как:

types-of-DC-generator-eq9

Если учитывается падение на щеточный контакт, уравнение напряжения на клеммах записывается как:

types-of-DC-generator-eq10-

Поток, создаваемый последовательной обмоткой возбуждения, прямо пропорционален току, протекающему через нее. Но это верно только до магнитного насыщения после того, как поток насыщения становится постоянным, даже если ток, протекающий через него, увеличивается.

Генератор комбинированной раны

В генераторе с составной обмоткой есть две обмотки возбуждения.Один включен последовательно, а другой — параллельно обмоткам якоря. Есть два типа генераторов с составной обмоткой.

      • Генератор с длинной шунтовой обмоткой
      • Короткий шунтирующий генератор с составной обмоткой

Для детального изучения генератора составной обмотки см. Раздел «Генератор составной обмотки».

См. Также: Генератор комплексной раны

.Синхронный бесщеточный генератор переменного тока

с самовозбуждением от 5 кВт до 3000 кВт

Синхронный бесщеточный генератор переменного тока с самовозбуждением

Бесщеточный синхронный генератор переменного тока с технологией Stamford.

Технические характеристики

50/60 Гц

Мощность 6,5-2720 кВт

об / мин

1500/1800
Фаза Один / три

Частота

Соединение 3P 4W / Y

Подшипник

Одинарный / двойной
Шаг намотки 2/3

Класс защиты

IP21 / 22/23
Класс изоляции H

AVR

AS440
Тел.Влияние TIF: <50

Регулировка напряжения

± 1,0%
Коэффициент гармоник THF: <2%

Коэффициент мощности

0,8 / 1
Диапазон регулировки напряжения > ± 5%

Система возбуждения

Самовозбуждение

Возможности опции

1: Адаптеры и приводные диски

2: Однофазное напряжение

отрегулируйте

4: Корпус IP23

5: Обогреватели

6: Термистры

7: PMG (SLG224-SLG354)

8: Обновление AVR

Таблица размеров SLG

Стол с сертификатом UL

Механические характеристики

РАМКА

9000 2 Все промышленные стандартные генераторы имеют степень защиты IP21 (NEMA1), также возможна степень защиты IP 23, но номинальная мощность снизится на 5%.

Стандартные морские генераторы — IP23. Воздушный фильтр — это опция, но номинальная мощность генератора снизится на 5% при его установке.

ОСЬ И КЛЮЧ

Все роторы генератора переменного тока должны пройти испытание на баланс, вибрации которого ниже минимума, указанного в BS6861 P.1 G 2.5. Двухподшипниковый генератор переменного тока имеет весы для испытаний с полушпонкой.

КЛЕММНАЯ И КЛЕММНАЯ КОРОБКА

Трехполюсный генератор имеет 12 выводов, выведенных на клеммы в клеммной коробке.Клемма надевается на неприводной конец. Коробка оснащена съемными панелями.

ПЕРЕХОДНИК И МУФТА ДВИГАТЕЛЯ

Генераторы переменного тока новой серии Era SLG имеют две конструкции.

NEW серии Era SLG с одним подшипником, переходник двигателя на SAE00,0,1,2,3,4,5 и 6 дисков муфты на SAE6,5,7,5,8,10,11,5,14,18,21 и 24 доступны.

Двойные подшипники серии New Era SLG, доступны переходники двигателя на SAE0,1,2,3,4 и 5.

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ

.

Ключевые слова: самовозбужденный индукционный генератор (SEIG), однофазная синхронная теория кадров D-Q, статический синхронный компенсатор (STATCOM).

Как улучшить качество электроэнергии

Повышение качества электроэнергии в трехфазной четырехпроводной распределительной системе с использованием VSC с зигзагообразным трансформатором Sajith Shaik *, I.Рагхавендар ** * (Департамент электротехники, Тегала Кришна Редди

Дополнительная информация

Международные электронные журналы

ISSN 2249 5460 Доступно на сайте www.internationalejournals.com International ejournals International Journal of Mathematical Sciences, Technology and Humanities 113 (2014) 1221 1227 НЕЙТРАЛЬНЫЙ ТОК

Дополнительная информация

Как улучшить качество электроэнергии

Компенсация нейтрального тока в трехфазном четырехпроводном DSTATCOM с использованием трехстороннего VSC и зигзагообразного трансформатора 1 Ramya A R, 2 T.М. Васанта Кумар, 3 К. Р. Мохан 1,2,3 Департамент электротехники и электроники

Дополнительная информация

Трехфазные цепи

Трехфазные цепи ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ ТРЕХФАЗНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА 1. Номинальная мощность в лошадиных силах трехфазных двигателей и номинальная мощность трехфазных трансформаторов в кВА на 150% больше, чем у однофазных двигателей

Дополнительная информация

2 Топология и схемы управления

Электродвигатель переменного тока с питанием от возобновляемых источников энергии с PWM J.Павалам 1; Р. Рамеш Кумар 2; R. Mohanraj 3; К. Умадеви 4 Стипендиат PG, M.E.-Power electronics and Drives Excel Колледж инженерии и технологий

Дополнительная информация

Ключевые слова: электрические цепи, пассивные цепи, активные цепи, инвертор источника напряжения, теория реактивной мощности, активные фильтры.

АКТИВНЫЕ СЕТИ Давор Вуятович Технический менеджер, EDF Energy Services Ltd., Великобритания Ключевые слова: электрические цепи, пассивные цепи, активные цепи, инвертор источника напряжения, теория реактивной мощности, активный

Дополнительная информация

ТЕХНОЛОГИЯ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ

Модуль 2.2-2 ТЕХНОЛОГИЯ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ Электрическая система Герхард Дж. Гердес Семинар по возобновляемым источникам энергии 14-25 ноября 2005 г. Нади, Республика острова Фиджи Содержание Модуль 2.2 Типы генераторных систем

Дополнительная информация

Т. ФРАНСИС, Д. НАРАСИМХАРАО

Applications (IJERA) ISSN: 48-96 wwwijeracom ol, Issue 3, May-Jun 0, pp40-46 Преобразователь постоянного тока в постоянный ток с мягким переключением и высоким коэффициентом усиления для возобновляемых источников энергии TFRANCIS M-Tech Scholar, Power electronics

Дополнительная информация

Научная библиотека ученых

Доступно на сайте www.scholarsresearchlibrary.com Научная библиотека Архив прикладных научных исследований, 2010, 2 (2): 380-387 (http://scholarsresearchlibrary.com/archive.html) ISSN 0975-508X

Дополнительная информация

ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1.0 С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Характеристики стандартных двигателей переменного тока Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором — это тип электродвигателя, наиболее широко используемый в промышленности.Эта лидирующая позиция приводит в основном к

Дополнительная информация

Сетевые реакторы и приводы переменного тока

Сетевые реакторы и приводы переменного тока Rockwell Automation Mequon Wisconsin Довольно часто линейные и нагрузочные реакторы устанавливаются на приводы переменного тока без четкого понимания того, почему и каковы положительные и отрицательные последствия

Дополнительная информация

.

Разработка и внедрение усовершенствованного электронного контроллера нагрузки для самовозбужденного индукционного генератора для электрификации сельских районов

В этом документе предлагается альтернативный метод, а именно усовершенствованный электронный контроллер нагрузки (IELC), который является предложением для улучшения качества электроэнергии, поддерживая напряжение на желаемой частоте уровень электрификации села. Дизайн и развитие IELC рассматриваются как микрогидроэнергетическая система. Предлагаемая работа направлена ​​на то, чтобы сконцентрироваться на новых схемах электрификации сельских районов с помощью различных видов гибридных энергетических систем.Целью предлагаемой схемы является поддержание скорости генерации в условиях колебаний спроса в сельской местности. Электронный контроллер нагрузки (ELC) используется для подключения и отключения самосвальной нагрузки во время работы системы, и который поглощает нагрузку, когда потребитель не активен, улучшит образ жизни сельского населения и улучшит уровень жизни. Гидроэлектроэнергия — перспективный вариант электрификации отдаленных деревень Индии. Обычные методы не подходят для работы в качестве автономной системы.Следовательно, проектирование надлежащего ELC имеет важное значение. Улучшенные характеристики электронного управления нагрузкой, протестированные с помощью моделирования при проверке на аппаратной настройке.

1. Введение

Малые микрогидроэлектростанции сочетают в себе преимущества гидроэнергетики с преимуществами децентрализованного производства электроэнергии без каких-либо недостатков крупномасштабных установок. Малая гидроэнергетика имеет такие преимущества, как экономичное распределение энергии, меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с крупными гидросистемами, независимость от импортного топлива и отсутствие необходимости в дорогостоящем обслуживании.Малая гидроэнергетика может использоваться в качестве децентрализованных энергетических систем для электрификации сельских районов.

Бассет и Поттер предложили трехфазную индукционную машину (IM) в качестве генератора с самовозбуждением, подключенного к стороне переменного тока источника напряжения. Генератор должен приводиться в движение нерегулируемым валом микросистемы с низким напором. Эти системы предназначены для использования на сельских предприятиях в качестве недорогого источника переменного синусоидального регулируемого напряжения постоянного тока высокого качества [1].

Арриллага и Уотсон предложили метод статического преобразования энергии из самовозбужденного индукционного генератора [2].

Murthy et al. предложили простой и экономичный метод управления самовозбужденным индукционным генератором (SEIG) для автономной микрогидроэнергетики [3].

Бхаттачарья и Вудворд проанализировали характеристики балансировки возбуждения самовозбужденных индукционных генераторов (SEIG), питающих несимметричные нагрузки. Дополнительными недостатками SEIG являются плохое регулирование напряжения и необходимость регулируемой реактивной мощности с переменной нагрузкой для поддержания постоянного напряжения на клеммах [4].

Bim et al. проанализированы характеристики стабилизатора напряжения на основе компенсации напряжения для самовозбужденных индукционных генераторов (SEIG), питающих нелинейные нагрузки [5].

Леви представил важность электронного контроллера нагрузки (ELC) для трехфазных индукционных генераторов с самовозбуждением. Предлагаемый генератор был способен генерировать постоянное напряжение и частоту, только если электрическая нагрузка поддерживалась постоянной [6].

Ван и Су представили всесторонний обзор влияния длинных и коротких шунтирующих соединений на генераторы с постоянными магнитами, индукционные генераторы, синхронные генераторы и индукционные генераторы с двойным питанием [7].

Rai et al. представили динамические и установившиеся характеристики автономного самовозбужденного индукционного генератора с контроллером нечеткой логики (SEIG), использующим пассивные элементы [8].

Singh et al. представили систему на основе самовозбужденного индукционного генератора с шунтирующим электронным преобразователем для питания изолированных трехфазных и однофазных линейных или нелинейных нагрузок [9].

Singh et al. представили регулятор напряжения и частоты на основе электронного контроллера нагрузки (IELC) ​​для изолированного асинхронного генератора и продемонстрировали улучшения в характеристиках самовозбужденного индукционного генератора [10].

Куо и Ван предложили анализ изолированного самоиндукционного генератора, питающего нагрузку выпрямителя [11].

Wildi предложил управление напряжением и частотой автономного индукционного генератора (IG). Инвертор источника напряжения (VSI) со схемой сброса нагрузки (DL) используется на его стороне постоянного тока. Частота IG регулируется путем поддержания постоянной синхронной частоты VSI [12].

Bansal представил обзор нескольких решений для автономных трехфазных генераторов с самовозбуждением.Предлагается гибридный синхронный генератор с возбуждением на основе двух различных типов поля возбуждения [13].

Singh et al. продемонстрировали поведение электронного контроллера нагрузки для самовозбужденного индукционного генератора в условиях несимметричного напряжения сети. Явление сначала анализируется теоретически как функция обмена активной и реактивной мгновенной мощностью статора между статором SEIG и преобразователем на стороне сети (GSC) [14].

Baroudi et al. предложили новые методы для топологий силовых преобразователей, состоящих из трехфазного индукционного генератора с самовозбуждением (SEIG) с STATCOM для питания нагрузок динамических асинхронных двигателей [15].

Mahato et al. проанализировали переходные характеристики однофазного саморегулирующегося индукционного генератора с использованием трехфазной машины [16].

Сингх [17] проанализировал производительность шестифазного индукционного генератора с самовозбуждением для автономного производства возобновляемой энергии и смоделировал эффективную систему.

Yokesh et al. (2010) предложили схему регулирования напряжения для самовозбужденного индукционного генератора для промышленных приложений и проанализировали систему с помощью различных условий напряжения и нагрузки.

В данной статье рассматривается микрогидросистема в автономном режиме. Микрогидросистемы состоят из генерирующей станции, выходная мощность которой не превышает 100 кВт. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором может использоваться в качестве генератора, а конденсаторная батарея подходящего номинала подключается как шунтирующим, так и последовательным образом или в комбинации обоих. Он необходим для питания VAR от генератора и нагрузки. Ротор вращается со скоростью, превышающей синхронную скорость двигателя. Выходное напряжение и частота будут поддерживаться в определенных пределах при полной нагрузке.Когда нагрузка потребителя уменьшается, избыточная нагрузка потребляется усовершенствованным электронным контроллером нагрузки. Общая функциональная блок-схема показана на рисунке 1.

2. Материалы и методы
2.1. Формулировка проблемы

Источники микрогидроэнергии доступны во многих местах и ​​обычно встречаются в холмистых районах, где вода течет в виде небольших рек или ручьев. Схематическое устройство микрогидросистемы показано на рисунке 2; он используется для отвода небольшой части этой воды путем выработки электроэнергии.Носовой отсек используется для поддержания постоянного напора; Следовательно, в идеале носовой отсек должен быть всегда заполнен. Лишняя вода перетекает в ту же реку. На рисунке 2 показана типичная структура микрогидросистемы.

Выработка электроэнергии в предлагаемой микрогидросистеме выражается в: = плотность воды (кг / м 3 ), = ускорение свободного падения (м / с 2 ), = расход (л / с) и = напор, (м).

В автономной микрогидросистеме IELC представляет собой твердотельное электронное устройство, предназначенное для регулирования выходной мощности микрогидроэнергетической системы, а также для регулирования напряжения до желаемого уровня.Выходное напряжение и частота будут при полной нагрузке, а полная нагрузка будет учитываться на протяжении всей работы нагрузки потребителя. Усовершенствованный электронный контроллер нагрузки (IELC) ​​поддерживает пониженную нагрузку, а затем избыточная нагрузка расходуется: Следовательно, это конструкция электронного контроллера нагрузки для удовлетворительной работы микрогидросистемы.

2.2. Ограничения проектирования
2.2.1. Генератор

Преобразователь трехфазного асинхронного двигателя в трехфазный индукционный генератор доступны различные конструкции.Здесь трехфазный двигатель с тремя конденсаторами возбуждения для трехфазного выхода может использоваться для этой цели, как показано на рисунке 3.

Обычные однофазные асинхронные двигатели нельзя использовать в качестве однофазных индукционных генераторов с самовозбуждением (SEIG ), поскольку изменения или дополнения необходимы для работы в качестве SEIG. Однофазные индукционные машины с интегральной мощностью в кВт имеют высокую стоимость по сравнению с трехфазными индукционными машинами аналогичного размера. Было обнаружено, что трехфазный SEIG может использоваться для питания однофазных нагрузок.

Двигатель выбирается с учетом выходной мощности и номинального напряжения. Характеристики машины приведены в таблице 1.


Параметр Спецификация

Тип двигателя Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором
Фаза 3 фазы
Напряжение сети 230 В
Номинальная скорость 1485 об / мин
Мощность в лошадиных силах 1 H.П

2.2.2. Конструкция конденсатора возбуждения

Номинальная мощность конденсатора возбуждения выбрана таким образом, чтобы обеспечить номинальное напряжение при полной нагрузке. Номинал конденсатора выбран по

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *