Асинхронный генератор. История изобретения. -Силовая техника -Полезная информация
Асинхронный генератор!
ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К 90-м гг. XIX в. уже весьма глубоко была разработана теория электротехники, электрические установки того времени работали преимущественно на постоянном токе. Однако постоянный ток имеет существенный недостаток – он не поддается трансформации, то есть изменению напряжения. Многим ученым и изобретателям стало очевидным, что без переменного тока электротехника в дальнейшем развиваться не сможет.
Одним из аргументов противников переменного тока было – отсутствие для него приемлемых электродвигателей. В конце 80-х гг. XIX в. одними из первых разработкой двигателей переменного тока начали заниматься итальянский физик Г. Феррарис и американский изобретатель сербского происхождения Н. Тесла. Однако созданные ими двухфазные двигатели не смогли найти эффективного практического применения из-за конструктивных недоработок, связанных с теоретическими просчетами.
Блестяще решил вопрос в пользу переменного тока наш соотечественник Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862 – 1919) – изобретатель трехфазного асинхронного электродвигателя и разработчик основных элементов трехфазной системы переменного тока. Большую часть жизни ученый прожил вдали от Родины - в Германии. Многие годы он проработал на фирме AEG (Allgemeine Electrizitalt Gesellshaft – «Всеобщая компания электричества»), начав свою инженерную деятельность в должности шеф-электрика (главного электрика). Основанная в 1881 г. как одно из отделений предприятий американского предпринимателя и изобретателя Томаса Эдисона, к 90-х гг. XIX в. фирма стала самостоятельной, а впоследствии - одним из крупнейших электротехнических предприятий Европы.
Доливо-Добровольский установил, что для создания вращающегося магнитного поля - основы работы асинхронного двигателя - технически и экономически целесообразно приме¬нение симметричной трехфазной магнитной системы, со сдвигом фаз на 1200.
Трехфазный асинхронный электродвигатель, изготовленный Доливо-Добровольским в 1889 г., продемонстрировал высокую эффективность и неоспоримые преимущества перед двухфазными двигателями Феррариса и Тесла. По словам изобретателя: «уже припервом включении выявилось ошеломляющее для представлений того времени действие… попытка остановить его торможением за конец вала от руки блестяще прова¬лилась, и только при особой ловкости было возможно воспрепятствовать таким способом его запуску при включении. Если принять во внимание малые размеры моторчика, это представлялось чудом для всех приглашенных свидетелей». Несмотря на это отношение к переменному току у многих оставалось сдержанным. Корифей электротехники Т. Эдисон отказался даже осмотреть новое изобретение, заявив: «Нет, нет, переменный ток - это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». Вскоре Доливо-Добровольскому удалось решить все основные проблемы, связанные с конструкцией двигателя, устройство которого до настоящего времени принципиально не менялось. Первой демонстрацией практического применения асинхронного двигателя и трехфазной системы стала Международная электротехническая выставка 1891 г. во Франкфурте-на-Майне. Выставку с гидроэлектростанцией на реке Неккар в городе Лауфен соединила 170-километровая линия электропередачи. А 25 августа на выставке зажглась тысяча электроламп, питаемых током от Лауфенской электростанции. Затем был пущен трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, приводивший в действие декоративный дестиметровый водопад. Разработки Доливо-Добровольского вскоре были внедрены в производство. Простой, экономичный и надежный двигатель переменного тока, получил широкое распространение и послужил стимулом для развития техники переменных токов и электроэнергетики в целом. В России фирма AEG в конце 90-х гг. XIX в. развернула сеть агентств в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове и других городах, занимавшихся реализацией изделий своих германских предприятий.
УСТРОЙСТВО
Как известно, генераторная установка состоит из двигателя и генератора, которые соединены соосно. Генераторы бывают асинхронными и синхронными. Асинхронный генератор — это работающая в генераторном режиме асинхронная электрическая машина. Про помощи приводного двигателя ротор асинхронного электрогенератора вращается в одном направлении с магнитным полем, но с большей скоростью. Скольжение ротора при этом становится отрицательным, на валу асинхронной машины появляется тормозящий момент, и генератор передает энергию в сеть. Несмотря на надежность конструкции и простоту обслуживания, асинхронные генераторы применяются в основном как тормозные устройства и вспомогательные источники не очень большой мощности. Асинхронный генератор способен обеспечивать электроэнергией только резистивные приборы.
ПРЕИМУЩЕСТВА АСИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА.
К таким преимуществам относят низкий клирфактор (коэффициент гармоник), характеризующий количественное наличие в выходном напряжении генератора высших гармоник. Высшие гармоники вызывают неравномерность вращения и бесполезный нагрев электромоторов.
17 ноября 2015 г.
Асинхронные генераторы для локомобильных ТЭЦ - № 01 (28) февраль 2017 года - Тепловая энергетика - WWW.EPRUSSIA.RU
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 01 (28) февраль 2017 года
Продолжая эту тему, рассмотрим проблему использования простого и надежного асинхронного генератора на таких ТЭЦ, что будет верно и для других электростанций данного мощностного класса.
На рисунке показан фрагмент упрощенной электротепловой схемы включения паропоршневого двигателя ППД, управляемого по сигналам системы автоматического управления ССАУ, из состава локомобильной ТЭЦ для привода асинхронного электрического генератора ЭГ. Поток острого водяного пара ВП1 подается в ППД от соответствующего парового коллектора ТЭЦ. Поток отработавшего в ППД водяного пара ВП2 утилизируется в бойлер (пароводяной теплообменник) для нагрева воды потребителям. Система стабилизации частоты напряжения – классическая: с выпрямителем ВН и инвертором ИН напряжения высокостабильной частоты (см. выше). Опционально в состав данной системы может входить резервная аккумуляторная батарея АБ. Пунктирной линией условно показана байпасная кабельная сеть.
У любого асинхронного электродвигателя, приводимого во вращение от какого‑либо первичного двигателя, при достижении сверхсинхронной (на 5‑10 % выше синхронной) частоты вращения ротора на выходных клеммах обмотки статора появляется небольшое напряжение частотой 50 Гц от остаточного магнетизма. Если к этим клеммам параллельно с нагрузкой подключить трехфазную батарею конденсаторов, то через последние будет проходить реактивный ток, являющийся для асинхронного генератора намагничивающим. Генераторное напряжение на выходных клеммах обмотки статора будет постепенно возрастать, пока не достигнет некоторого предельного своего значения, зависящего от электрических и магнитных характеристик асинхронной машины и величины емкости конденсаторов.
Емкость конденсаторов необходимо выбирать так, чтобы номинальное напряжение и активная мощность асинхронного генератора соответствовали этим параметрам при его работе в качестве электродвигателя. Емкость на единицу мощности генератора зависит от его напряжения, частоты вращения ротора, мощности и коэффициента мощности нагрузки (Г. Н. Алюшин, Н. Д. Торопцев. Асинхронные генераторы повышенной частоты. Основы теории и проектирования. – М., 1974; Н. Д. Торопцев. Асинхронные генераторы автономных систем.
– М., 1998). Так, индуктивная нагрузка (к примеру, электродвигатель переменного тока), понижающая коэффициент мощности, вызывает резкое увеличение емкости конденсаторов для асинхронного генератора. Кроме этого, с целью стабилизации генераторного напряжения при постоянной частоте вращения первичного двигателя необходимо с повышением электрической нагрузки, особенно индуктивной, увеличивать и емкость конденсаторов. Кстати, здесь уместно отметить, что весьма перспективным и инновационным методом высокоточного поддержания частоты вращения только поршневых двигателей является метод Дубинина – Шкарупы для реализации явления самостабилизации оборотов вала двигателя без организации обратных связей (С. О. Шкарупа. Использование точечного преобразования для аналитического описания переходного процесса в тепловом двигателе дискретного действия// Динамика сложных систем. – 2010. – № 2. – С. 39‑42).
Стабилизировать напряжение асинхронного генератора при постоянстве частоты вращения ротора и изменении электрической нагрузки возможно следующими самыми простыми способами:
1. К генератору постоянно и параллельно подключают базовые конденсаторы, емкость которых необходима для его возбуждения в режиме холостого хода. Рабочие конденсаторы добавляют также параллельно с помощью трехфазного выключателя при нагрузочном режиме работы генератора. С изменением электрической нагрузки соответственно изменяется и суммарная потребная емкость конденсаторов, а напряжение на выходных клеммах обмотки статора, таким образом, стабилизируется.
2. Как и в первом случае, к выходным клеммам обмотки статора генератора постоянно подключают базовые конденсаторы, емкость которых соответствует режиму холостого хода. Электрическую нагрузку генератора разбивают на несколько групп, включаемых со щита управления отдельными выключателями. Параллельно с нагрузкой на каждую группу включают конденсаторы соответствующей емкости, чтобы компенсировать падение напряжения в генераторе, вызванное подключением данной электрической нагрузки.
При включении выключателя одновременно включаются и дополнительные рабочие конденсаторы, а напряжение остается стабильным.
Напряжение асинхронного генератора допустимо регулировать путем изменения частоты вращения первичного двигателя. Оно весьма чувствительно к изменению числа оборотов ротора. Поэтому при чисто активной нагрузке генератора достаточно бывает регулировать частоту вращения первичного двигателя, чтобы напряжение приводимого им асинхронного генератора оставалось стабильным, несмотря на изменение активной нагрузки от холостого хода до максимально допустимой.
Преимущества асинхронного генератора как альтернативы синхронному состоят в том, что базовые асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором являются наиболее надежными электрическими машинами. Они просты по своей конструкции, их могут обслуживать и ремонтировать специалисты средней квалификации. Они дешевле полноценных синхронных генераторов с электронной системой возбуждения, стабилизации напряжения и его частоты. Асинхронный генератор не боится коротких замыканий.
Наряду с отмеченными выше преимуществами асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением, работающий в автономном режиме, имеет ряд недостатков. Они заключаются в том, что напряжение его весьма сильно колеблется при изменении электрической нагрузки и частоты вращения ротора. При индуктивной нагрузке потребная емкость конденсаторов резко возрастает. Как правило, по результатам исследований специалистов из ВИЭСХ, асинхронные генераторы можно использовать при работе электростанций, в том числе ТЭЦ, на чисто осветительную нагрузку, допуская лишь небольшую часть (до 25 %) силовой нагрузки. Однако следует учитывать, что современные энергосберегающие (компактные люминесцентные и светодиодные) лампы не являются чисто активной электрической нагрузкой, как лампы накаливания, и имеют некоторую реактивность. Мощность наибольшего электродвигателя, подключаемого к сети с асинхронным генератором, должна составлять не более 10 процентов от мощности самого генератора.
Асинхронные генераторы с конденсаторным возбуждением рационально применять при мощностях до 15‑20 кВА. Однако этот предел нельзя рассматривать в качестве окончательного.
Мощность асинхронного генератора зависит от величины его скольжения: чем отрицательное скольжение больше, тем выше и мощность, развиваемая генератором. Отрицательное скольжение увеличивается с повышением частоты вращения ротора.
Асинхронные генераторы, которые возбуждаются от конденсаторов, являются самовозбуждающимися. Однако изложенную выше точку зрения, что причиной их самовозбуждения является остаточный магнетизм (остаточное магнитное поле) ротора, сегодня считают ошибочной. Установлено, что самовозбуждения асинхронных генераторов возможно достичь и без остаточного магнетизма ротора. Особенно этот эффект проявляется при высоких частотах вращения ротора.
Завершая рассмотрение вопросов работы и эксплуатации асинхронных генераторов с конденсаторным возбуждением, необходимо сказать несколько слов о современных конденсаторах. Среди отечественных типов можно отметить следующие: КБГ-МН (бумажные), БГТ (бумажные, термостойкие), МБГЧ (бумажные с металлизированными обкладками).
Перспективными для использования при работе с асинхронными генераторами являются отечественные пленочные конденсаторы типа К78–17 (Н. Д. Торопцев. Электрические машины сельскохозяйственного назначения: научно-практическое издание. – М., 2005).
Их металлизированная полипропиленовая пленка толщиной около 6,8 мкм обладает свойством самовосстановления. Такие конденсаторы предназначены для работы в цепях переменного тока номинальной частотой, равной 50 Гц. Номинальное напряжение – 250 и 450 В. По своему внешнему конструктивному исполнению эти конденсаторы выпускаются в цилиндрических корпусах. Массовые и габаритные показатели у конденсаторов типа К78–17 существенно лучше, чем у конденсаторов традиционных конструкций (см. выше). Например, при рабочем напряжении, равном 250 В, и емкости – 10 мкФ масса конденсатора типа МБГЧ составляет 270 г.
При тех же электрических параметрах масса конденсатора типа К78–17 равна 80 г.
Таким образом, при электрической нагрузке локомобильных ТЭЦ, как и любых других электростанций микромощного класса, которая не является очень требовательной к качеству питающего напряжения и его частоты, асинхронные генераторы на базе электродвигателей с короткозамкнутым ротором и простым конденсаторным возбуждением могут стать реальной альтернативой дорогим и сложным по конструкции синхронным генераторам. Речь идет, в первую очередь, об осветительной нагрузке и электродвигателях для привода водяных насосов постоянного напора, ручного электроинструмента, пилорам.
Трехфазный асинхронный генератор
Асинхронному двигателю свойственен принцип обратимости электрических машин, согласно которому, он может работать в режиме асинхронного генератора и отдавать электроэнергию во внешнюю сеть.
Для того чтобы перейти в режим генератора, ротор двигателя должен вращаться другим приводным двигателем (ПД), с частотой больше частоты вращения магнитного поля (синхронной). При этом скольжение двигателя становится отрицательным, а ЭДС ротора меняет свое направление на противоположное. Токи, возникающие под действием ЭДС, меняют свое направление, и генератор начинает отдавать энергию в сеть. Электромагнитный момент на роторе, также меняет свое направление и становится для приводного двигателя тормозящим. Таким образом, на выводах обмотки статора можно получить переменное напряжение, величина которого будет зависеть от схемы соединения.
Для того чтобы создавать вращающееся магнитное поле, генератору требуется реактивная энергия, которую он потребляет из сети, то есть должно происходить возбуждение. Без возбуждения работа генератора невозможна. Именно по этой причине, асинхронный генератор не получил широкого распространения.
Возбуждение может происходить и другим путем – самовозбуждением. При этом к выводам статора подключается батарея конденсаторов, которая является источником реактивной мощности.
Таким образом, генератор может работать автономно, то есть вырабатывать энергию при отсутствии внешнего источника. Это свойство используются в различных ветровых генераторах и на малых гидроэлектростанциях.
Батарея конденсаторов, сильно удорожает всю систему, что также влияет на распространение асинхронных генераторов.
Но генераторный режим асинхронного двигателя используется не только для получения электроэнергии, но и в процессах торможения двигателя. Например, при генераторном торможении, когда груз, опускаясь, заставляет вращаться ротор со скоростью большей синхронной и двигатель начинает отдавать энергию в сеть.
В качестве асинхронных генераторов, в основном применяют двигатели с короткозамкнутым ротором. Так как улучшенные пусковые характеристики двигателя с фазным ротором, в данном случае не требуются.
Читайте также - Асинхронный преобразователь частоты
- Просмотров: 4322
- Главная
- Статьи
- Асинхронный или синхронный генератор? Советы по выбору
- Рассмотрим, источник переменного тока подключен к клеммам статора асинхронной машины.Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, заставляет ротор двигаться за ним (машина действует как двигатель).
- Теперь, если ротор ускоряется до синхронной скорости с помощью первичного двигателя, проскальзывание будет нулевым, и, следовательно, чистый крутящий момент будет нулевым. Ток ротора станет нулевым, когда ротор работает с синхронной скоростью.
- Если ротор заставляют вращаться со скоростью, превышающей синхронную скорость, скольжение становится отрицательным. Ток ротора генерируется в противоположном направлении из-за того, что проводники ротора разрезают магнитное поле статора.
- Этот генерируемый ток ротора создает вращающееся магнитное поле в роторе, которое толкает (силы в противоположном направлении) на поле статора. Это вызывает напряжение статора, которое выталкивает ток, текущий из обмотки статора, против приложенного напряжения. Таким образом, машина теперь работает как индукционный генератор (асинхронный генератор) .
Асинхронные генераторы.
Асинхронные генераторы
Асинхронные генераторы являются одной из разновидностей механического или электромеханического устройства, преобразующего энергию двигателя автономной электростанции в электрическую энергию. Работа асинхронного генератора построена на принципе вращения ротора в одном направлении с магнитным полем, но с большей скоростью. В результате на валу генератора образуется тормозящий момент из-за отрицательного скольжения ротора, благодаря чему и происходит выработка электроэнергии.
Ввиду своих технических особенностей, асинхронные генераторы используются в основном на бытовых электростанциях малой и средней мощности. При этом данные решения не способны выдерживать кратковременных всплесков нагрузки от потребителей. В частности, практически все мощные электроприборы требуют высоких пусковых токов, поэтому выбирая электростанцию с асинхронным генератором необходимо иметь «оперативный» запас мощности, в 2,5-3 раза превышающий мощность подключаемой нагрузки.
Однако при использовании опции стартового усиления данный запас мощности можно сократить до уровня 1,5-2 раза. Эта опция может быть реализована благодаря специальному блоку, автоматически увеличивающему возбуждение генератора при резком увеличении потребляемого тока. Следует отметить, что в некоторых вариантах применения, таких как проведение сварочных работ, блок стартового усиления должен быть включен в обязательном порядке.
По своему техническому устройству, асинхронный генератор является значительно более простым устройством, по сравнению с синхронными аналогами. Так, в частности, ротор здесь представляет собой обычный маховик. Это позволяет обеспечить большую степень защиты от внешних загрязняй и влаги, создать устройство, способное выдерживать короткие замыкания и небольшие перегрузки. Одновременно с этим асинхронные генераторы отличаются малой степенью нелинейных искажений, что позволяет использовать их, в том числе и для обеспечения питания сложной электронной аппаратуры, особенно чувствительной к качеству и стабильности электроснабжения. Именно поэтому асинхронные генераторы является идеальными источниками внешнего питания для приборов, имеющих активную (омическую) нагрузку: электронагревателей, сварочных преобразователей, ламп накаливания, электронных устройств, компьютерной и радиотехники.
К основным преимуществам асинхронных генераторов можно отнести низкий коэффициент гармоник (клирфактор), являющийся одним из показателей неравномерности вращения и, как следствие, бесполезного нагрева мотора. Так, в частности, если у синхронных генераторов клирфактор может достигать 15%, то у асинхронных аналогов данный показатель очень редко превышает 2%. Помимо этого данные решения практически не имеют вращающихся обмоток и электронных деталей, которые, как правило, всегда первыми выходят из строя. Благодаря этому асинхронные генераторы отличаются высокой надежностью и длительным сроком службы.
Источник: пресс-центр Группы Компаний AllGen.
08.
01.2012
Последние статьи на схожую тему
Как выбрать дизель-генератор для дома или дачи
При выборе дизель-генератора следует определить, для каких целей он будет использоваться. Автономные источники энергии бывают резервными и аварийными. Аварийный генератор используется эпизодически, непродолжительное время и рассчитан на малое количество моточасов. Идеально подходит для людей, которые даже на время редких отключений не хотят отказаться от благ цивилизации. Если же от генератора требуется обеспечивать электроэнергией продолжительное время – выбор за резервным генератором, имеющим соответствующий «запас» моточасов.
Советы по эксплуатации дизельных генераторов
Очень часто владельцы электростанций лишь бегло прочитывают основные положения, касающиеся правил и рекомендаций по содержанию дизельного оборудования. В результате пользователь не придерживается установленных компанией-производителем параметров работы устройства, а также игнорирует требования к использованию столь сложной и дорогостоящей техники. Со временем это может привести не только к поломке самого дизельного генератора, но и стать причиной получения производственной травмы кем-либо из обслуживающего персонала.
Бензиновая электростанция как альтернативный источник электрической энергии
Отличным решением при выборе мобильной электростанции является силовая установка, работающая на бензиновом двигателе. Она предназначается для работы в условиях, которые требуют удобства в эксплуатации и экономии. Бензиновые электростанции мощностью около 3 кВт отлично справляются с обеспечением электрической энергией дачи или небольшого загородного дома во время строительства.
Более мощные электростанции от 5 кВт и выше способны обеспечить потребителей при аварийных ситуациях.
Возможно, Вас заинтересуют следующие разделы нашего сайта
Асинхронный генератор.Генератор из асинхронного двигателя.
Общая характеристика генератора в асинхронном режиме
Асинхронный генератор (АГ) является наиболее распространенной электрической машиной переменного тока, применяемой преимущественно в качестве двигателя.
Только низковольтные АГ (до 500 В питающего напряжения) мощностью от 0,12 до 400 кВт потребляют более 40% всей вырабатываемой в мире электроэнергии, а годовой их выпуск составляет сотни миллионов, покрывая самые разнообразные потребности промышленного и сельскохозяйственного производства, судовых, авиационных и транспортных систем, систем автоматики, военной и специальной техники.[ad#строчный]
Эти двигатели сравнительно просты по конструкции, весьма надежны в эксплуатации, имеют достаточно высокие энергетические показатели и невысокую стоимость. Именно поэтому непрерывно расширяется сфера использования асинхронных двигателей как в новых областях техники, так и взамен более сложных электрических машин различных конструкций.
Например, значительный интерес в последние годы вызывает применение асинхронных двигателей в генераторном режиме для обеспечения питанием как потребителей трехфазного тока, так и потребителей постоянного тока через выпрямительные устройства. В системах автоматического управления, в следящем электроприводе, в вычислительных устройствах широко применяются асинхронные тахогенераторы с короткозамкнутым ротором для преобразования угловой скорости в электрический сигнал.
Применение асинхронного режима генератора
[adsense_id=»1″]
В определенных условиях эксплуатации автономных источников электроэнергии применение асинхронный режим генератора оказывается предпочтительным или даже единственно возможным решением, как, например, в высокоскоростных передвижных электростанциях с безредукторным газотурбинным приводом с частотой вращения п = (9…15)103 об/мин.
В работе [82] описан АГ с массивным ферромагнитным ротором мощностью 1500 кВт при п = =12000 об/мин, предназначенный для автономного сварочного комплекса «Север». В данном случае массивный ротор с продольными пазами прямоугольного сечения не содержит обмоток и выполняется из цельной стальной поковки, что дает возможность непосредственного сочленения ротора двигателя в генераторном режиме с газотурбинным приводом при окружной скорости на поверхности ротора до 400 м/с. Для ротора с шихтованным сердечником и к.з. обмоткой типа «беличья клетка» допустимая окружная скорость не превышает 200 — 220 м/с.[ad#строчный]
Другим примером эффективного применения асинхронного двигателя в генераторном режиме является давнее их использование в мини-ГЭС при устойчивом режиме нагрузки.
Асинхронный генератор отличаются простотой эксплуатации и обслуживания, легко включаются на параллельную работу, а форма кривой выходного напряжения у них ближе к синусоидальной, чем у СГ при работе на одну и ту же нагрузку. Кроме того, масса АГ мощностью 5-100 кВт примерно в 1,3 — 1,5 раза меньше массы СГ такой же мощности и они несут меньший объем обмоточных материалов. При этом в конструктивном отношении они ничем не отличаются от обычных АД и возможно их серийное производство на электромашиностроительных заводах, выпускающих асинхронные машины.
Недостатки асинхронного режима генератора,асинхронного двигателя(АД)
Один из недостатков АД — это то, что они являются потребителями значительной реактивной мощности (50% и более от полной мощности), необходимой для создания магнитного поля в машине, которая должна поступать из сети при параллельной работе асинхронного двигателя в генераторном режиме с сетью или от другого источника реактивной мощности (батарея конденсаторов (БК) или синхронный компенсатор (СК)) при автономной работе АГ. В последнем случае наиболее эффективно включение батареи конденсаторов в цепь статора параллельно нагрузке хотя в принципе возможно ее включение в цепь ротора.
Для улучшения эксплуатационных свойств асинхронного режима генератора в цепь статора дополнительно могут включаться конденсаторы последовательно или параллельно с нагрузкой.
Во всех случаях автономной работы асинхронного двигателя в генераторном режиме источники реактивной мощности (БК или СК) должны обеспечивать реактивной мощностью как АГ, так и нагрузку, имеющую, как правило, реактивную (индуктивную) составляющую (соsφн < 1, соsφн> 0).
Масса и размеры конденсаторной батареи или синхронного компенсатора могут превосходить массу асинхронного генератора и только при соsφн =1 (чисто активная нагрузка) размеры СК и масса БК сопоставимы с размером и массой АГ.
Другой, наиболее сложной проблемой является проблема стабилизации напряжения и частоты автономно работающего АГ, имеющего «мягкую» внешнюю характеристику.
При использовании асинхронного режима генератора в составе автономной ВЭУ эта проблема осложняется еще и нестабильностью частоты вращения ротора. Возможные и применяемые в настоящее время способы регулирования напряжения асинхронном режиме генератора.
При проектировании АГ для ВЭУ оптимизационные расчеты следует вести по максимуму КПД в широком диапазоне изменения частоты вращения и нагрузки, а также по минимуму затрат с учетом всей схемы управления и регулирования. Конструкция генераторов должна учитывать климатические условия работы ВЭУ, постоянно действующие механические усилия на элементы конструкции и особенно — мощные электродинамические и термические воздействия при переходных процессах, которые возникают при пусках, перерывах питания, выпадении из синхронизма, коротких замыканиях и других, а также при значительных порывах ветра.
Устройство асинхронной машины,асинхронного генератора
Устройство асинхронной машины с короткозамкнутым ротором показано на примере двигателя серии АМ (рис. 5.1).
Основными частями АД являются неподвижный статор 10 и вращающийся внутри него ротор , отделенный от статора воздушным зазором.
Для уменьшения вихревых токов сердечники ротора и статора набираются из отдельных листов, отштампованных из электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Листы оксидируются (подвергаются термической обработке), что увеличивает их поверхностное сопротивление.
[adsense_id=»1″]
Сердечник статора встраивается в станину 12, являющуюся внешней частью машины. На внутренней поверхности сердечника имеются пазы, в которых уложена обмотка 14. Статорную обмотку чаще всего делают трехфазной двухслойной из отдельных катушек с укороченным шагом из изолированного медного провода. Начала и концы фаз обмотки выводят на зажимы коробки выводов и обозначают так:
начала — СС2, С3 ;
концы — С 4, С5, Сб .
[like_to_read]
Обмотку статора можно соединить звездой (У) или треугольником (Д). Это дает возможность применять один и тот же двигатель при двух различных линейных напряжениях, находящихся в отношении например, 127/220 В или 220/380 В. При этом соединению У соответствует включение АД на высшее напряжение.
Сердечник ротора в собранном виде запрессовывается на вал 15 горячей посадкой и предохраняется от проворачивания при помощи шпонки. На внешней поверхности сердечник ротора имеет пазы для укладки обмотки 13. Обмотка ротора в наиболее распространенных АД представляет собой ряд медных или алюминиевых стержней, расположенных в пазах и замкнутых по торцам кольцами. В двигателях мощностью до 100 кВт и более обмотка ротора выполняется заливкой пазов расплавленным алюминием под давлением. Одновременно с обмоткой отливаются и замыкающие кольца вместе с вентиляционными крылатками 9. По форме такая обмотка напоминает «беличью клетку».
Двигатель с фазным ротором.
Асинхронный режим генератора.[adsense_id=»1″]
Для специальных асинхронных двигателях обмотка ротора может выполняться подобно статорной. Ротор с такой обмоткой помимо указанных частей имеет три укрепленных на валу контактных кольца, предназначенных для соединения обмотки с внешней цепью.
АД в этом случае называется двигателем с фазным ротором или с контактными кольцами.
Вал ротора 15 объединяет все элементы ротора и служит для соединения асинхронного двигателя с исполнительным механизмом.
[/like_to_read]
Воздушный зазор между ротором и статором составляет от 0,4 — 0,6 мм для машин малой мощности и до 1,5 мм у машин большой мощности. Подшипниковые щиты 4 и 16 двигателя служат опорой для подшипников ротора. Охлаждение асинхронного двигателя осуществляется по принципу самообдува вентилятором 5. Подшипники 2 и 3 закрыты снаружи крышками 1 , имеющими лабиринтовые уплотнения. На корпусе статора устанавливается коробка 21с выводами 20 обмотки статора. На корпусе укрепляется табличка 17, на которой указываются основные данные АД. На рис.5.1 обозначено также: 6 — посадочное гнездо щита; 7 — кожух; 8 — корпус; 18 — лапа; 19 — вентиляционный канал.
Асинхронный режим генератора
Понравилось это:
Нравится Загрузка...
ПохожееПуск асинхронного двигателя от дизель-генератора
Пуск асинхронного двигателя от дизель-генератора
| Почти все рекомендации по выбору мощности дизель-генератора сводятся к указаниям, что установленная мощность нагрузки должна составлять 35 - 75% от мощности генератора, реже есть указания на то, что нагрузка может быть как чисто активной, так и индуктивной. Упоминания о том, что генераторы могут быть как синхронными, так и асинхронными тоже редкость. И это странно, ведь от типа применяемой в качестве генератора электрической машины зависит перегрузочная способность системы! Асинхронный электрогенератор является идеальным источником тока для приборов, имеющих активную (омическую) нагрузку: электронагревателей, сварочных преобразователей, ламп накаливания, электронных устройств, компьютерную и радиотехнику. Но перегрузка этих генераторов недопустима, при подключении электромоторов и прочих устройств с индуктивными нагрузками требуется запас по мощности в 3-3,5 раза. По сравнению с асинхронными, синхронные генераторы способны переносить 3-кратные мгновенные перегрузки, а также отличаются более высоким качеством электроэнергии. Синхронный генератор может обеспечивать электроэнергией все типы нагрузок без ограничений. |
|
| Во всех, проанализированных нами рекомендациях, речь идет о средней мощности. И все забывают о том, что пусковой ток асинхронного электродвигателя может во много раз превышать номинальный. Отсюда и возникают все "прелести" режима пуска двигателя от сети соизмеримой мощности. В качестве типичного примера рассмотрим | |
Пусковой режим вентилятора при работе от дизель-генератора
|
(объект -автоматизированный склад одной известнейшей украинской фармацевтической компании). Имеется дизель-генератор 200 кВА с системой автоматического регулирования и два вентилятора с асинхронными двигателями по 37 кВт в системе воздухообмена. При попытке прямого пуска вентилятора, с открытым вентиляционным каналом, срабатывала система защиты генератора от перегрузки по току. Защита отключала генератор при токе в 450 А. Расчетный же пусковой ток двигателя вентилятора мог достигать и 500 А. (Какая мгновенная мощность потребляется при этом -можете посчитать самостоятельно.) Вытяжная же вентиляция обязана включаться без сбоев от системы резервного питания по команде от промышленного контроллера. |
|
| Применение устройства плавного пуска AST2-72-37 кВт исключило срабатывание системы защиты генератора от перегрузки по току. Это означает, что, плавный пуск вентилятора обеспечил: • Уменьшение пускового тока и позволил осуществлять пуск мощных вентиляторов при ограничении максимально допустимой мощности. • Защита от опрокидывания фазы позволяет исключить обратный ход вентилятора. |
|
| Использование устройств плавного пуска вентиляторных нагрузок дает возможность осуществлять включение и отключение коммутационной аппаратуры и электродвигателя на нулевом напряжении, что многократно увеличивает их ресурс, особенно в сетях с резервными дизель-генераторами соизмеримой мощности. | |
Асинхронный или синхронный генератор? Советы по выбору
Генератором называют установку, предназначенную для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии вращения бензинового или дизельного двигателя. Таким образом генератор состоит из двигателя бензинового или дизельного и преобразователя крутящего момента в электроэнергию.
Преобразователи тоже бывают разные. По типу преобразователя генераторы бывают синхронные и асинхронные. Так какой же лучше и какой выбрать? На самом деле однозначного ответа на этот вопрос не существует. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками.
Возьмем, к примеру, синхронный электрогенератор. В нем частота вращения электромагнитного поля статора равна частоте вращения ротора двигателя. Для синхронного генератора характерна высокая стабильность напряжения на выходе, колебания как правило составляют не более 1%. Однако возможны перегрузки, если к нему подключать много приборов. Ток в обмотке ротора чрезмерно увеличивается.
Асинхронный генератор работает иначе. Здесь вращение ротора двигателя отстает по скорости от вращения поля статора. Таким образом асинхронный генератор работает в режиме торможения. Такие генераторы малочувствительны к коротким замыканиям и внешним воздействиям, просты в эксплуатации и обслуживании, они стоят дешевле и поэтому получили наибольшее распространение. Однако их можно использовать только с приборами, устойчивыми к незначительным перепадам напряжения.
Таким образом, если Вы работаете с высокоточными приборами, для которых очень важно поддерживать стабильное напряжение, то лучше раскошелиться и купить синхронный генератор. Во всех остальных случаях Вам подойдет генератор асинхронного типа.
Асинхронные и синхронные электрогенераторы в Уфе
Наша компания занимается поставками бензиновых и дизельных электростанций в Уфе. Мы предлагаем широкий ассортимент как синхронных, так и асинхронных генераторов от ведущих мировых производителей по самым низким в регионе ценам. Если Вы хотите купить электрогенератор, но всё еще не определились, какой тип Вам нужен, просто позвоните или напишите нам, и наши опытные специалисты подберут для Вас генератор, который лучше всего подойдет для обеспечения энергией Ваших электроприборов.
Принцип работы индукционного генератора
| electricaleasy.com
Прежде чем начать объяснение , как работает индукционный (асинхронный) генератор, я предполагаю, что вы знаете принцип работы асинхронного двигателя. В асинхронном двигателе ротор вращается из-за скольжения (т.е.е. относительная скорость между вращающимся магнитным полем и ротором). Ротор пытается догнать синхронно вращающееся поле статора, но безуспешно. Если ротор достигает синхронной скорости, относительная скорость будет равна нулю, и, следовательно, ротор не будет испытывать крутящего момента.
А что, если ротор вращается со скоростью больше синхронной?
Как работают индукционные генераторы?
Индукционный генератор - это не машина с самовозбуждением. Следовательно, при работе в качестве генератора машина получает реактивную мощность от линии питания переменного тока и подает активную мощность обратно в линию.Реактивная мощность необходима для создания вращающегося магнитного поля. Активная мощность, возвращаемая в линию, пропорциональна скольжению выше синхронной скорости.
Генератор индукционный самовозбуждающийся
Понятно, что асинхронной машине для возбуждения требуется реактивная мощность, независимо от того, работает она в качестве генератора или двигателя. Когда индукционный генератор подключен к сети, он забирает из сети реактивную мощность. Но что, если мы хотим использовать индукционный генератор для питания нагрузки без использования внешнего источника (например,грамм. сетка)?К клеммам статора можно подключить конденсаторную батарею для подачи реактивной мощности как на машину, так и на нагрузку. Когда ротор вращается с достаточной скоростью, на выводах статора создается небольшое напряжение из-за остаточного магнетизма. Из-за этого небольшого генерируемого напряжения вырабатывается ток конденсатора, который обеспечивает дополнительную реактивную мощность для намагничивания.
Применение индукционных генераторов:Индукционные генераторы вырабатывают полезную мощность даже при различных скоростях ротора.Следовательно, они подходят для ветряных турбин.
Преимущества: Асинхронные генераторы или Асинхронные генераторы более прочные и не требуют расположения коммутатора и щеток (как это необходимо в случае синхронных генераторов).
Одним из основных недостатков индукционных генераторов является то, что они потребляют довольно большую реактивную мощность.
Разница между синхронным генератором и асинхронным генератором | by Starlight Generator
Синхронный генератор, то есть генератор с той же скоростью ротора, что и вращающееся магнитное поле статора.По конструкции его можно разделить на два типа: вращающийся якорь и вращающееся магнитное поле.
Синхронные генераторы - одни из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, теплоэнергетике, атомной энергетике и выработке дизельной энергии. Синхронный двигатель, работающий в качестве генератора, является одним из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, тепловой энергетике, атомной энергетике и дизельном двигателе.
Электричество. Поскольку синхронный генератор обычно использует возбуждение постоянного тока, когда отдельная машина работает независимо, напряжение генератора можно удобно регулировать, регулируя ток возбуждения. Если он интегрирован в работу сети, напряжение определяется сетью и не может быть изменено. В это время результатом регулировки тока возбуждения является регулировка коэффициента мощности и реактивной мощности двигателя.
Асинхронный генератор - это генератор переменного тока, в котором используется вращающееся магнитное поле с воздушным зазором между статором и ротором для взаимодействия с наведенным током в обмотке ротора.По принципу работы его еще называют «индукционным генератором». Скорость немного выше синхронной скорости. Выходная мощность увеличивается или уменьшается со скоростью скольжения. Он может возбуждаться от электросети или самовозбуждаться от силового конденсатора.
Экономическая эффективность
(1) Электростанция, оснащенная асинхронными генераторами, имеет низкие инвестиционные затраты из-за отсутствия системы возбуждения постоянного тока и синхронных устройств.
(2) Поскольку нет коллекторного кольца, щетки и обмотки возбуждения ротора, затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию низкие.
(3) Ротор асинхронного генератора представляет собой обмотку ротора, аналогичную скрытому полюсу и несинхронному генератору. Следовательно, общий КПД выше, чем у синхронного генератора той же мощности и той же скорости. При том же источнике воды асинхронный генератор может генерировать больше энергии.
(4) Вышеупомянутые экономические преимущества асинхронных генераторов будут частично нивелированы требуемым возбуждением (или дополнительной синхронной емкостью или дополнительными конденсаторами) асинхронного генератора.
(5) Величина возбуждения, необходимого для асинхронного генератора, обратно пропорциональна номинальной скорости двигателя (т. Е. Пропорциональна количеству пар полюсов двигателя). Чем выше скорость, тем меньше возбуждение от целевого значения.
(6) Площадь асинхронного генератора электростанции меньше, чем у синхронной электростанции
Индукционный (асинхронный) генератор с прямым подключением - ESIG
Автор: EnerNex [1]
Большинство ветряных генераторов, установленных в конце 20-го века, были обычными асинхронными (индукционными) генераторами, обычно с фиксированной емкостью для корректировки требований реактивной мощности этого типа генератора.Асинхронный генератор - это, по сути, асинхронный двигатель, в котором скольжение отрицательное, то есть скорость ротора немного опережает поток вращения в обмотке статора. Индукционный генератор имеет ротор с короткозамкнутым ротором, который отбирает ток намагничивания из статора, вызывая высокую потребность в реактивной мощности при магнитном потоке, как при первом включении выключателя генератора. Ветряные турбины с индукционными генераторами с короткозамкнутым ротором, подключенные непосредственно к линии, являются самыми простыми электрически. Хотя в целях аэродинамической эффективности они работают с почти постоянной скоростью, небольшое изменение скорости в зависимости от крутящего момента (и мощности) может значительно уменьшить переходные процессы механического крутящего момента, связанные с порывами ветра и возмущениями со стороны сети.
Диапазон скорости турбины определяется характеристикой зависимости крутящего момента от скорости асинхронного генератора. Для крупных генераторов в современных промышленных турбинах скольжение при номинальном крутящем моменте составляет менее 1%, что приводит к очень небольшому изменению скорости в рабочем диапазоне турбины. При заданной скорости ветра рабочая скорость турбины в установившихся условиях почти линейно зависит от крутящего момента. При резких изменениях скорости ветра механическая инерция трансмиссии ограничивает скорость изменения электрической мощности.
Поскольку индукционный генератор получает свое магнитное возбуждение от сети, на реакцию турбины во время возмущения в сети будет влиять степень нарушения возбуждения. На рисунке справа показано, насколько резко возрастает потребность в реактивной мощности в сети, когда генератор выходит из режима резкого скольжения. Для показанной машины номинальное скольжение составляет около 0,8%, в этот момент машина будет потреблять 340 кВАр из линии с номинальным напряжением. Если бы промах увеличился до 1.0% потребность в реактивной мощности увеличивается почти до 480 кВАр. При скольжении 2,0% потребление реактивной мощности возрастает до 900 кВАр.
Список литературы
Асинхронный асинхронный двигатель в качестве генератора
| Генераторы: асинхронный асинхронный двигатель в качестве генератора связанные темы: Физика энергии, Ветряки |
| Асинхронная генерация в распределительных системах Асинхронная генерация в Системы распределения, файл pdf |
| Асинхронный генератор Асинхронная машина как генератор, компенсация реактивной мощности и самовозбуждение, подключение асинхронной машины к электросети, Соединение звезда-треугольник, КПД и коэффициент мощности, Асинхронная машина оптимизирован для работы генератора, pdf файл |
| Асинхронный генератор с конденсаторным возбуждением pdf файл |
| Асинхронные генераторы комбинации ветряных турбин, трансмиссий и генераторы, подключенные к электросети, pdf файл |
| Асинхронные индукционные генераторы Асинхронные индукционные генераторы, Cage Ротор генератора скольжения |
| Асинхронные индукционные генераторы асинхронный двигатель как генератор, конденсатор |
| Комментарий transformer un moteur asynchrone en gnrateur asynchrone en Franais |
| Комментарий преобразователь un moteur asynchrone en gnrateur asynchrone en Franais pdf file |
| Контролируемый шунт Конденсаторный индукционный генератор с самовозбуждением В этой статье предлагается новый схема регулирования напряжения самовозбужденного индукционного генератора (СЭИГ).Предлагаемый Схема SEIG использует концепцию непрерывно регулируемого конденсатора и управляемый шунтирующий конденсатор SEIG, pdf файл |
| Управление индукционным генератором с двойным питанием для ветроэнергетических установок. относится к реализованной ветроэнергетической системе мощностью 600 кВА с регулируемой скоростью преобразователь электрический на базе индукционной машины с двойным питанием, pdf файл |
| Dubbelgevoede асинхронный генератор на голландском языке, файл в формате pdf |
| Elektrische Aspecten van Windturbinegeneratoren на голландском языке, файл в формате pdf |
| Eolienne basee sur une machine asynchrone en Franais, файл pdf |
| Gnratrices асинхронная индукция машины asynchrone qui transforme de l'nergie mcanique en nergie lectrique.Pour raliser cette трансформация elle doit pour cela tre entrane au-del de la vitesse de synchronisme, en Franais |
| Gnratrices асинхронные gnratrice asynchrone cage d'cureuil, gnratrice asynchrone rotor bobin, gnratrice asynchrone avec rsistance rotorique, en Franais |
| Gnratrices synchrone et asynchrones на французском языке, файл в формате pdf |
| Асинхронный двигатель как генератор Асинхронный двигатель в качестве генератора, двигатели, которые могут работать как генераторы, эти двигатели часто называют «двигателями с короткозамкнутым ротором» и используются в стиральных машинах, сушилках, водяных насосах, двигатель с короткозамкнутым ротором в качестве генератора, часть Домашние генераторы |
| Индукционные генераторы для малых гидросхем pdf файл |
| Индукционный двигатель как генератор 3 фазы Индукция двигатель как генератор, конденсатор |
| Асинхронный двигатель, работающий на скорости выше синхронной. индукционный генератор, pdf файл |
| Исследование самовозбужденных индукционных генераторов для ветряных турбин pdf файл |
| ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 60-50 ЦИКЛОВ КАК ГЕНЕРАТОРЫ Целью данной статьи является описание соединений требуется для преобразования двух наиболее распространенных типов асинхронных двигателей в переменный ток. генераторы.Два типа двигателей, которые легче всего переоборудовать, - трехфазные. "Беличья клетка" |
| ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНДУКЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 60 ЦИКЛОВ В КАЧЕСТВЕ ГЕНЕРАТОРОВ В качестве генератора можно использовать любой двигатель, и любой генератор будет мотор при надлежащих обстоятельствах. Цель данной статьи - описать соединения, необходимые для преобразования двух наиболее распространенных типов индукции двигатели в генераторы переменного тока, pdf файл |
| Выбор Конденсатор для однофазного индукционного генератора с самовозбуждением pdf файл |
| Однофазный трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, как с приводом от генератора |
| Однофазный индукционный генератор с самовозбуждением, с напряжением и частотой Правила использования в удаленных источниках питания pdf file |
| Твердое состояние Контроллеры для асинхронных генераторов занимаются исследованиями на три типа полупроводниковых контроллеров для регулирования напряжения асинхронного генераторы для изолированной выработки электроэнергии, pdf файл |
| Реакция ротора с короткозамкнутым ротором в двухполюсном поле в системе отсчета ротора: Поток волна плотности движется со скоростью скольжения, вызывая в обойме ротора напряжения |
| Турбогенераторы Генераторы, Синхронные машины, Число полюсов, Асинхронные машины, Изменение числа полюсов, Переменное скольжение, Непрямая сетка подключение, Редукторы, Контроллеры, Качество электроэнергии, pdf файл |
| Генератор ветряной турбины на голландском языке, файл в формате pdf |
| Асинхронный асинхронный генератор ветряных турбин - индукционный генератор, Асинхронный - индукционный генератор с двойным питанием (DFIG), синхронный - Несинхронизированный, синхронно-синхронизированный индукционный генератор с двойным питанием |
| Horizontaal |
| Ветряная турбина и система индукционного генератора с двойным питанием Индукционный генератор с двойным питанием от ветряной турбины (фазорный тип) |
| Ветряная электростанция с использованием индукционных генераторов с двойным питанием |
| Horizontaal |
|
|
|
Дома | Карта сайта | Электронная почта: support [at] karadimov.инфо Последнее обновление: 2011-01-02 | Авторские права © 2011-2013 Educypedia. http://educypedia.karadimov.info |
Как асинхронный двигатель работает как генератор при торможении?
Асинхронные двигатели создают крутящий момент на основе РАЗНИЦЫ между скоростью ротора и синхронной скоростью.Приложенное линейное напряжение создает вращающееся магнитное поле, силовые линии которого пересекаются обмотками ротора с короткозамкнутым ротором. Когда эти обмотки перерезают силовые линии, индуцируется ток, создающий вращающееся магнитное поле. Таким образом, у вас есть два притягивающих друг друга магнитных поля. Если асинхронный двигатель ускоряется с помощью ремонтной нагрузки, разница может упасть до 0, и, следовательно, в роторе не будет тока и, следовательно, магнитного поля в роторе.
Крутящий момент может быть в любом направлении в зависимости от относительного направления вращения между вращающимся магнитным полем статора и индуцированным магнитным полем ротора.Если сетевое напряжение не подается, асинхронный двигатель будет генерировать очень небольшое напряжение только из-за остаточного магнетизма. Если обмотки закорочены, произойдет небольшое торможение, но только после того, как оно начнет вращаться.
Рекуперативное торможение работает только при наличии линейного напряжения на статоре. Напряжение в сети и Гц можно изменять с помощью частотно-регулируемого привода, таким образом, величина торможения может изменяться. Подключение - это просто реверсирование: оно также работает, только если на статоре присутствует линейное напряжение.Если асинхронный двигатель остановлен, ничто его не удержит. Тормозной момент доступен только при перерезании линий магнитного потока. В любом случае двигатель должен двигаться, и на статор подается напряжение переменного тока для получения любого крутящего момента.
Термин «рекуперативное торможение» использовался в течение многих лет в отношении асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, но до изобретения частотно-регулируемых приводов с «рекуперативными передними частями» его употребляли неправильно.
Самая простая форма торможения с асинхронным двигателем - это «заглушка» или «реверсирование вилки».В этом случае вы просто включаете двигатель в обратном направлении, пока он все еще работает на полной скорости, обычно всего на несколько секунд. Если ваша система питания и механический привод выдержат это, такая форма торможения резко остановит работу.
Менее опасной формой торможения является «инжекция постоянного тока», когда постоянный ток низкого напряжения подается на статор двигателя в тот момент, когда напряжение питания снимается. Это приведет к более плавной остановке двигателя, чем при его закупорке, но для его работы требуется гораздо больше компонентов в обычной системе управления DOL.Однако теперь он доступен с некоторыми устройствами плавного пуска, имеющими функцию «плавного останова».
Вероятно, лучший способ динамически остановить асинхронный двигатель - это управлять им с помощью частотно-регулируемого привода, а затем просто снижать частоту и плавно останавливать двигатель. Обратной стороной этой системы является то, что частотно-регулируемый привод должен рассеивать энергию торможения.
При нагрузке с низким моментом инерции время замедления может быть установлено достаточно большим, чтобы ограничить рост напряжения шины постоянного тока частотно-регулируемого привода. Если нагрузка имеет большую инерцию или время замедления необходимо уменьшить, к частотно-регулируемому преобразователю можно подключить набор тормозных резисторов для рассеивания энергии и ограничения роста напряжения на шине постоянного тока.
Однако, если количество требуемой энергии торможения велико, то частотно-регулируемый привод должен быть оборудован «регенеративным передним концом» (входной выпрямитель также может действовать как инвертор для обратной подачи в сеть) или отдельный регенеративный блок быть подключенным к шине постоянного тока и обратно к трехфазному источнику питания частотно-регулируемого привода.
Аварийный дизель-генератор и асинхронный двигатель - MATLAB & Simulink
Этот пример показывает инструмент Machine Load Flow блока Powergui для инициализации системы асинхронного двигателя / дизель-генератора.
G. Sybille (Hydro-Quebec), Tarik Zabaiou (ETS)
Описание схемы
Установка, состоящая из резистивной и моторной нагрузки, питается 2400 В от распределительной сети 25 кВ через 6 МВА 25/2 кВ Трансформатор звезда-треугольник и от блока аварийного синхронного генератора / дизельного двигателя. Сеть 25 кВ моделируется эквивалентным источником R-L с уровнем короткого замыкания 1000 МВА и нагрузкой 5 МВт. Трехфазное замыкание на землю происходит в системе 25 кВ, вызывая размыкание выключателя 25 кВ.
Демонстрация
1. Для запуска моделирования в установившемся режиме синхронная машина и асинхронный двигатель должны быть инициализированы с помощью инструмента Load Flow программы powergui. Параметры потока нагрузки машины и двигателя определены на вкладке потока нагрузки двух блоков:
Для синхронной машины: параметр «Тип генератора» установлен на «PV», указывая, что поток нагрузки выполняется с машина, контролирующая его активную мощность и напряжение на клеммах.Параметр «Активная выработка мощности P» установлен на 0.
Для асинхронного двигателя: параметр «Механическая мощность» установлен на 1,492e + 006 Вт (2000 л.с.).
2. В меню Powergui выберите «Поток нагрузки». Появится новое окно. Сводка настроек потока нагрузки отображается в таблице.
3. Нажмите кнопку «Вычислить», чтобы вычислить поток нагрузки. В таблице теперь отображается фактическая активная и реактивная мощности машины.
4. Нажмите кнопку «Применить», чтобы применить решение потока нагрузки к модели.
5. Откройте блоки SM и ASM и обратите внимание, что начальные значения были обновлены инструментом Load Flow. Значение постоянного блока, подключенного к входу крутящего момента асинхронного двигателя, также было автоматически установлено на 7964 Н.
6. Откройте блок управления дизельным двигателем. Обратите внимание, что начальное значение механической мощности было установлено на 0,00027 о.е. (844 Вт) инструментом Load Flow.
7. Откройте блок ВОЗБУЖДЕНИЕ и обратите внимание на вкладке «Начальные значения», что начальные значения напряжения на клеммах и напряжения возбуждения установлены соответственно на 1.0 и 1,4273 о.е.
8. Щелкните правой кнопкой мыши блок ВОЗБУЖДЕНИЕ, затем выберите тип системы возбуждения, которую вы хотите смоделировать.
Обратите внимание, что начальные значения всех моделей уже были предварительно сохранены с одинаковыми начальными значениями. Для модели ST2A дополнительная линия, представляющая начальное значение тока на клеммах It0, установлена на 0,2739 о.е.
9. Запустите моделирование. В осциллографах убедитесь, что симуляция началась в установившемся режиме.
Результаты моделирования
Результаты моделирования, полученные с различными системами возбуждения, показывают хорошую стабильность после устранения неисправности.Однако модели ST1A и AC1A обеспечивают лучшую стабильность. Стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается менее чем за 2 секунды с моделью ST1A и менее чем за 3 секунды с моделью AC1A. Результаты, полученные с моделями AC4A и DC2A, менее эффективны: системе требуется больше времени для стабилизации, стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается через 6 секунд. Обратите внимание, что напряжение поля Vf достигает своего предела без насыщения в большинстве моделей.
После устранения неисправности и изолирования, и для всех моделей возбуждений, механическая мощность СМ увеличивается от своего начального значения 0 о.е. до конечного значения 0.80 о.е., требуемых резистивной нагрузкой и нагрузкой двигателя (2,49 МВт). Скорость двигателя временно снижается с 1789 об / мин до 1635 об / мин, а затем возвращается к своему нормальному значению.
Асинхронный двигатель и генератор с короткозамкнутым ротором
ВОЗВРАЩАТЬСЯ ДОМ
ИНДУКЦИОННАЯ МАШИНА С БЕЛОЧНОЙ КЛЕТКОЙ
Принцип работы двигателя и генератора
Вращающееся намагничивающее поле представлен пространственным вектором B м (или, эквивалентно току намагничивания I м ) движется с синхронной скоростью ω s по отношению к статору (или стационарный) наблюдатель и на скорости скольжения ω sl = ω с - ω м относительно ротора наблюдатель.В моторном режиме работы, где ω м < ω s , ротор эффективно движется назад (по часовой стрелке) относительно поля, вызывая в каждом баре напряжение, имеющее указанную полярность и величину, пропорциональную скольжению скорости u и напряженности поля, действующего на стержень (в соответствии с режущее правило v = Blu). Поскольку магнитное поле синусоидально распределено в пространство, поэтому будут индуцированные напряжения в стержнях ротора.Игнорирование эффектов утечка ротора (т.е. предполагая, что ротор является чисто резистивным), в результате токи ротора совпадают по фазе с индуцированными напряжениями и, следовательно, имеют синусоидальную форму. распределенные в пространстве синусоидально изменяющиеся во времени с частотой скольжения; они могут тогда будет представлен пространственным вектором I r , которые вращаются со скоростью скольжения ω sl относительно ротора и при синхронной скорости ω с по отношению к статору.