Trackery – solární systémy orientace baterií

Asynchronní generátor je asynchronní elektrický stroj (elektromotor) pracující v generátorovém režimu.

Pomocí hnacího motoru (v našem případě turbínového motoru) se rotor asynchronního elektrického generátoru otáčí stejným směrem jako magnetické pole. V tomto případě se prokluz rotoru stane záporným, na hřídeli asynchronního stroje se objeví brzdný moment a generátor přenáší energii do sítě.

K vybuzení elektromotorické síly v jeho výstupním obvodu se využívá zbytková magnetizace rotoru. K tomu slouží kondenzátory.

Asynchronní generátory nejsou náchylné ke zkratům.

Asynchronní generátor je navržen jednodušeji než synchronní generátor (například automobilový generátor): má-li na rotoru indukční cívky, pak je rotor asynchronního generátoru podobný běžnému setrvačníku. Takový generátor je lépe chráněn před nečistotami a vlhkostí, odolnější proti zkratu a přetížení a výstupní napětí asynchronního elektrického generátoru má nižší stupeň nelineárního zkreslení. To umožňuje použití asynchronních generátorů nejen pro napájení průmyslových zařízení, která nejsou kritická pro tvar vstupního napětí, ale také pro připojení elektronických zařízení.

Právě asynchronní elektrický generátor je ideálním zdrojem proudu pro zařízení s aktivní (ohmickou) zátěží: elektrické ohřívače, svařovací měniče, žárovky, elektronická zařízení, počítačová a rádiová zařízení.

Výhody asynchronního generátoru

Mezi takové výhody patří nízký čistý faktor (harmonický faktor), který charakterizuje kvantitativní přítomnost vyšších harmonických ve výstupním napětí generátoru. Vyšší harmonické způsobují nerovnoměrné otáčení a zbytečné zahřívání elektromotorů. Synchronní generátory mohou mít jasný faktor až 15 % a jasný faktor asynchronního elektrického generátoru nepřesahuje 2 %. Asynchronní elektrický generátor tedy vyrábí téměř pouze užitečnou energii.

Další výhodou asynchronního elektrocentrály je, že zcela postrádá rotující vinutí a elektronické části, které jsou citlivé na vnější vlivy a jsou poměrně často náchylné k poškození. Proto asynchronní generátor podléhá malému opotřebení a může sloužit velmi dlouhou dobu.

Výkon našich elektrocentrál je ihned 220/380V AC, které lze použít přímo k domácím spotřebičům (například topidla), k nabíjení baterií, k připojení na pilu a také k paralelnímu provozu s klasickou sítí. V tomto případě zaplatíte rozdíl mezi tím, co se spotřebuje ze sítě a co vygeneruje větrný mlýn. Protože napětí jde přímo do průmyslových parametrů, pak nebudete potřebovat různé měniče (invertory) při připojení větrného generátoru přímo k vaší zátěži. Můžete se například přímo připojit k pile a za přítomnosti větru pracovat, jako byste se jednoduše připojili k síti 380V.

Pokud se rotor asynchronního stroje připojeného k síti s napětím U1 otáčí pomocí primárního motoru ve směru točivého pole statoru, ale rychlostí n2>n1, pak pohyb rotoru vůči poli statoru se změní (ve srovnání s motorovým režimem tohoto stroje), protože rotor předběhne pole statoru.

V tomto případě se skluz stane záporným a směr emf. E1 indukovaný ve vinutí statoru, a proto se směr proudu I1 změní na opačný. V důsledku toho elektromagnetický točivý moment na rotoru také změní směr a z rotace (v režimu motoru) se změní na protipůsobící (ve vztahu ke kroutícímu momentu hnacího motoru). Za těchto podmínek se asynchronní stroj přepne z režimu motoru do režimu generátoru a přemění mechanickou energii primárního motoru na energii elektrickou. V generátorovém režimu asynchronního stroje se může skluz měnit v rozsahu

v tomto případě frekvence emf asynchronního generátoru zůstává nezměněn, protože je určen rychlostí otáčení statorového pole, tzn. zůstává stejná jako frekvence proudu v síti, při které je asynchronní generátor zapnutý.

Vzhledem k tomu, že v generátorovém režimu asynchronního stroje jsou podmínky pro vytvoření točivého pole statoru stejné jako v režimu motoru (v obou režimech je statorové vinutí připojeno k síti s napětím U1), a spotřebovává magnetizační proud I0 ze sítě, asynchronní stroj v generátorovém režimu má speciální vlastnosti: spotřebovává ze sítě reaktivní energii potřebnou k vytvoření rotujícího statorového pole, ale dodává do sítě aktivní energii získanou v důsledku transformace. mechanická energie hlavního hybatele.

Na rozdíl od synchronních generátorů nejsou asynchronní generátory vystaveny nebezpečí vypadnutí ze synchronismu. Asynchronní generátory se však příliš nepoužívají, což je vysvětleno řadou jejich nevýhod ve srovnání se synchronními generátory.

Asynchronní generátor může pracovat i v autonomních podmínkách, tzn. aniž by byly zahrnuty do obecné sítě. V tomto případě se však pro získání jalového výkonu potřebného k magnetizaci generátoru používá skupina kondenzátorů, připojených paralelně k zátěži na svorkách generátoru.

Nezbytnou podmínkou pro takový provoz asynchronních generátorů je přítomnost zbytkové magnetizace rotorové oceli, která je nezbytná pro proces samobuzení generátoru. Malý e.m.f. Eost, indukovaný ve vinutí statoru, vytváří malý jalový proud v obvodu kondenzátoru, a tedy ve vinutí statoru, což zvyšuje zbytkový tok Fost. Následně se rozvíjí proces samobuzení jako u generátoru stejnosměrného proudu s paralelním buzením. Změnou kapacity kondenzátorů můžete změnit velikost magnetizačního proudu a následně i velikost napětí generátorů. Kvůli nadměrné objemnosti a vysoké ceně kondenzátorových baterií se samobuzené asynchronní generátory nerozšířily. Asynchronní generátory se používají pouze v pomocných elektrárnách malého výkonu, například ve větrných elektrárnách.

Moderní elektrocentrály se liší nejen typem motoru (dieselový, turbínový atd.), typem elektrického výkonu (konstantní nebo proměnný), ale také způsobem buzení. Vytváření magnetického pole uvnitř instalace může být nezávislé, magnetické a nezávislé. Samobuzení může být sekvenční, paralelní a smíšené. Elektrické generátory se smíšeným buzením (skládají se ze dvou vinutí, z nichž jedno je připojeno k paralelní zátěži a druhé k prvnímu budícímu vinutí v sérii) se nazývají synchronní nebo hybridní instalace.

Parametry synchronního generátoru

Balení jakéhokoli generátoru, včetně synchronního, obsahuje rotor, stator a sběrnou jednotku proudu – to jsou hlavní součásti jednotky. Synchronní generátor pracuje v režimu, ve kterém se rychlost otáčení rotoru rovná frekvenci otáčení magnetického pole statoru, a proto se instalace nazývá synchronní.

Provozní režimy

Synchronní generátor může pracovat v normálním i abnormálním režimu. Normálním rozumíme provozní režim v rámci přípustných limitů stanovených v GOST a výrobci. Abnormální provozní režim synchronního generátoru zahrnuje provoz jednotky s nouzovými přetíženími, podbuzením nebo ztrátou buzení, v podmínkách poruchy chlazení, asynchronního provozu atd.

Hlavní výhody:

• Vysoká stabilita výstupního napětí
• Práce se zařízeními při vysokých rozběhových proudech
• Schopnost přesně nastavit parametry výstupního napětí a proudu
• Snadné ovládání

Mezi nevýhody patří následující parametry:

• Nízký stupeň krytí (třída IP 23). Konstrukce instalace neumožňuje vyřešit problém ochrany jednotky před prachem, vodou a jinými vnějšími faktory
• Nedostatky sestavy kartáče. Kartáče snižují zdroje jednotky a vyžadují pravidelnou údržbu, čištění a výměnu
• Cena. Prodej synchronních generátorů se vyznačuje vyššími cenami oproti asynchronním analogům

Rozsah použití synchronních instalací je dán kombinací výše uvedených kladů a záporů: vysoký výkon a vynikající kvalita napětí jsou vhodné pro provoz jak v domácích podmínkách, tak v průmyslových elektrárnách. Slabý ochranný systém před vnějšími vlivy však vyžaduje dodatečná opatření. Synchronní generátor si můžete koupit například jako součást elektrárny instalované ve speciální skříni. Tato ochrana zajišťuje vynikající funkčnost instalace za jakýchkoliv podmínek.

Zařízení asynchronního generátoru

Na rozdíl od svého synchronního protějšku má asynchronní generátor jednodušší konstrukci, ale lepší ochranu před vnějšími faktory, odolnost proti zkratu a přetížení. Rotor se otáčí ve stejném směru jako magnetické pole, ale je mírně před ním. V tomto případě se prokluz rotoru stává negativním, což vyvolává vznik brzdného momentu.

Stojí za zmínku, že parametry asynchronního generátoru z něj dělají optimální zdroj elektřiny pro zařízení s aktivní zátěží (počítačové vybavení, svařovací měniče, elektrické ohřívače atd.). Je však třeba mít na paměti, že přetížení je pro takovou instalaci nepřijatelné: rezerva výkonu při připojování zařízení musí být alespoň 3krát.

Typy generátorů

Existují jednofázové a třífázové elektrárny s nesynchronním mechanismem. Asynchronní třífázový generátor se skládá ze stacionárního statoru a rotujícího rotoru. Jednofázový analog obsahuje stator a rotor, jejichž jádra jsou sestavena ze samostatných desek a vinutí je instalováno ve štěrbinách jádra statoru. V praxi se jednofázové asynchronní generátory osvědčily jako ekonomičtější, snadněji se udržují a provozně spolehlivější. Proto se třífázové instalace používají pouze v zařízeních, kde nelze použít jednofázové analogy.

Doplňky:

• Jednoduchost konstrukce
• Žádná sestava kartáče
• Nízká citlivost na zkrat
• Vysoká úroveň ochrany před vnějšími faktory
• Cena: asynchronní generátor můžete koupit mnohem levněji než synchronní jednotku

Tento typ zařízení má však také nevýhody:

• Neschopnost provozu při vysokém špičkovém zatížení
• Nízká přesnost výstupního napětí
• Selhání při dlouhodobém extrémním zatížení

Moderní výrobci nabízejí řadu opatření k odstranění nedostatků, což výrazně zvyšuje poptávku po tomto zařízení na výrobu energie.