Bugün hepimiz ev tipi elektrik jeneratörlerine aşinayız. Tüketilen yakıta, kullanılan motorun amacına ve tipine bağlı olarak bunlar benzinli, gazlı, dizel ve hatta rüzgar olabilir. elektrik jeneratörleri. Bu cihazlar hayatımızın bir parçası haline geldi ve bunları kırsalda, kamp gezilerinde, şantiyelerde ve garajda kullanmaya alıştık. Birçok elektrik jeneratörü ve elektrikli cihaz türü bu işi bizim için yapıyor. Taşınabilir el tipi elektrik jeneratörleri el fenerlerinin içine yerleştirilmiştir. Solar paneller uzaktan kumandalı cihazlara ve sensörlere güç verin, uzay uyduları ve tırmanma ekipmanları. Ama her zaman böyle değildi. 19. yüzyılın başlarında elektrik ve manyetizma ile ilgili bir dizi keşif patlak verdi.

Elektromanyetik indüksiyonun keşfi, incelenmesi ve yapılan hesaplamalardan sonra, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürebilecek bir elektrik jeneratörü yaratmanın mümkün olduğu ortaya çıktı. Akım elde etmek için kapalı döngü tel, ona giren indüksiyon akışını değiştirmek gerekir. Bu iki şekilde yapılabilir: ya mıknatısı tel bobine göre hareket ettirin ya da tel bobini mıknatısa göre hareket ettirin.

1832 yılında inşa edilen ilk ev yapımı manyetik elektrik akımı jeneratörü çok basit bir kurulumdu. Çizimine bakın: Bobinlerinin sargılarındaki EMF'nin at nalı mıknatısının dönüşüyle ​​​​uyarıldığını görüyorsunuz. Böyle bir makinenin yarattığı akım, galvanik bir hücreden gelen akıma benzemiyordu; bir yandan diğer yana koşuyor, ara sıra yönünü değiştiriyor gibiydi. Bu akıma alternatif adı verildi doğru akım galvanik bir hücre tarafından üretilir.

Başka bir elektrik jeneratörünün kurulumu farklı görünüyordu: bir mıknatısın sabit kutupları arasında döndürülen bir iletken çerçeve. Uçları çerçevenin dönme eksenindeki iki halkaya, kayan kontaklar kullanılarak halkalara bağlandı. elektrik devresi. Halkaların temas noktalarında "artı" veya "eksi" belirdi, bu da bir EMF değişkeninin üretilmesi anlamına geliyordu.

Akıntının değişken olması bir dezavantaj olarak görüldü ve bunu düzeltmenin bir yolunu aramaya başladılar. Bunu yapmak için sözde anahtara başvurdular. Örneğin ikinci makinede çerçevenin her iki ucu, ikiye kesilmiş bir halkaya bağlandı ve her iki yarı da yalıtkan bir madde tabakasıyla yalıtıldı. Bir kayan kontak, döner çerçevenin yalnızca üzerinde "artı" bulunan ucuna dokundu ve ikinci kontak "eksi" ile kapandı. Ancak devredeki akımın yönü sabit olmasına rağmen, çerçevenin her yarım dönüşünde akımın büyüklüğü değişiyordu.

Mevcut değerdeki ani değişiklikleri önlemek için kare sayısı artırıldı. Uçları, elektrik jeneratörünün kesik toplayıcı halkasının taban tabana zıt bölümlerine bağlandı. Böyle bir manyetik jeneratörden gelen akım, sabit olana ne kadar benzerse, dönen tamburda o kadar fazla çerçeve bulunur - rotor (böyle bir makinedeki sabit mıknatıslara stator denir).

Sabit ve elektrik jeneratörleri alternatif akım tasarım olarak elektrik motorlarına çok benzer. Ek olarak, bir DC elektrik motorunun armatürünü döndürürseniz, sargılarında potansiyel bir fark belirir - motor üretmeye başlar elektrik, bir elektrik jeneratörü haline geliyor. Ancak teknik nedenlerden dolayı elektrik akımı jeneratörleri elektrik motorlarından biraz farklı şekilde yapılmıştır.

Örneğin büyük bir termik santraldeki bir AC jeneratörünü ele alalım.

Statorunun içinde elektrik akımının ortaya çıktığı bir sargı vardır. Rotor, iki manyetik kutbu olan bir silindirdir: kuzey ve güney. Rotoru kutup sargılarına doğru akım geçirerek mıknatıslarsanız dış kaynak ve sonra onu döndürmeye başladığınızda, stator sargısında alternatif bir akım görünecektir.

Rotoru uyarmak ve çalıştırmak için genellikle ayrı bir küçük DC jeneratörü kullanılır. Bu elektrik jeneratörü doğrudan rotor miline yerleştirilmiştir. Başka bir tasarım seçeneği daha var - bir uyarıcı jeneratör yerine yarı iletken bir akım doğrultucu çalışır. Elektrik jeneratörünün gücünün önemsiz bir kısmını alır, alternatif akımı düzeltir ve ortaya çıkan akımla rotor sargısına güç verir.

Ülkemiz saniyede 50 devir – 50 Hz alternatif akım frekans standardını benimsemiştir. Bu, bir saniye içinde akımın bir yönde 50 kez, diğer yönde 50 kez akması gerektiği anlamına gelir. Buna göre rotorun saniyede tam olarak 50 devir yani dakikada 3000 devir yapması gerekmektedir. Termik santrallerin elektrik jeneratörleri bu hızda çalışır; bu hız için özel olarak tasarlanmış gaz türbin üniteleri tarafından tahrik edilirler.

Bu, gaz türbini ünitesinin dönüş hızının 3000 rpm olduğu bir termik santraldeki elektrik jeneratöründe olduğu kadar sık ​​görülür. Böylece burada 50 periyotluk frekans korunur.

Kompleks hakkında basit – Elektrik üretimi için elektrik jeneratörleri

• Resim, resim, fotoğraf galerisi.
• Elektrik jeneratörleri - temeller, fırsatlar, beklentiler, gelişim.
• İlginç gerçekler, faydalı bilgiler.
• Yeşil Haber – Elektrik Jeneratörleri.
• Malzemelere ve kaynaklara bağlantılar – Elektrik üretimi için elektrik jeneratörleri.

Bu yazımızda özelliklerinden bahsedeceğiz. temel yapı araba jeneratörleri. Konu hakkında bilgi sahibi olan araç sahipleri için bu yazımız pek ilgi çekici olmayacaktır. Ancak otomobil jeneratörlerine uygulamalı açıdan ilgi duyanlar için bu bilgi faydalı olabilir.

İÇİNDE modern arabalar Doğrultucuda Larionov devresinin kullanıldığı senkron üç fazlı alternatif akım elektrik makineleri jeneratör olarak kullanılır.

Jeneratörün motoru çalıştırdıktan sonra yüke akım verebilmesi için uyarma sargısına güç sağlanması gerekir. Bu, kontak anahtarı çalışma konumuna çevrildiğinde meydana gelir.

Alan sargısındaki akım, ayrı bir ünite olarak yapılabilen veya jeneratörün fırça tertibatına yerleştirilebilen bir voltaj dengeleyici tarafından kontrol edilir. Modern jeneratörlerin büyük çoğunluğunda voltaj dengeleyiciye (SV), doğrultucunun ayrı bir bölümünden güç sağlanır.

Diğer alternatif akım jeneratörleri arasında araba jeneratörü birçok özelliğiyle öne çıkıyor. Öncelikle araba jeneratörü her ne kadar doğru akım üretse de aslında bir alternatif akım jeneratörüdür ve daha sonra bu akım doğrultulur. diyot köprüsü ve doğru akıma dönüşür.

Bu çözüm çok popüler, aynı alternatör asenkron motor DC jeneratöre dönüştürülebilir, sadece bir diyot doğrultucu ekleyin.

AC doğrultmalı jeneratörlere DC valf jeneratörleri denir. Bu tür jeneratörler arasında bir araba jeneratörü bulunur.

Araba jeneratörünün çıkış voltajı sabittir

Bir araba jeneratörünün ayırt edici özelliklerinden biri, çıkış terminallerindeki voltajın, voltaj regülatörü adı verilen özel bir dengeleyici kullanılarak dar bir aralıkta tutulmasıdır. Ama bu sadece sana özel bir şey değil elektrikli makineler.

Gerilim stabilizatörleri birçok kaynakta bulunabilir. kesintisiz güç kaynağı pilleri için enerjiyi aynı ev hidroelektrik santrallerinin mekanik jeneratörlerinden veya buradan alanlar da dahil.

Bir araba jeneratörünün ana ayırt edici özelliği, dönme hızı hiç sabit olmayan içten yanmalı bir motorun krank milinden bir kayış aracılığıyla mekanik enerji almasıdır, çalışma moduna bağlıdır araç V şu an ve hiçbir şekilde DC tüketicilerinin ihtiyaçlarıyla ilgili değildir.

Böylece jeneratörün ve elektronik aksamının görevinin şarj edebilmek olduğu ortaya çıktı. akü ve mevcut armatür hızı ne olursa olsun tüketicilere sabit bir voltaj sağlayın - voltaj 14 volt civarında dar bir koridorda kalmalıdır.

Herhangi bir nedenle voltaj stabilizasyon aralığının dışına çıkarsa, akü şarj akımı aşırı derecede yükselebilir ve elektrolit kolayca kaynayıp gider.

Bu fenomen benzeri görülmemiş bir şey değil; birçok otomobil tutkunu, jeneratördeki voltaj regülatörünün aniden arızalanmasıyla karşılaştı - bu durumda aküdeki elektrolit hızla kaynayıp gidiyor.

Jeneratörden gelen voltaj çok düşükse akü erken boşalır. Birçok sürücü de bu sorunla karşılaştı.

Yani istikrarlı çıkış voltajı — gerekli koşul uygun operasyon araba jeneratörü. Ancak bunu başarmak o kadar kolay değil. Bir arabadaki jeneratör rotorunun dönüş hızındaki değişim aralığı oldukça geniştir. Boştayken yaklaşık 800 - 1200 rpm'dir ve şu anda iyi hız aşırtma- ne tür bir araba olduğuna bağlı olarak 5000'e kadar ve hatta 6000 rpm'ye kadar.

Bir araba jeneratörünün mevcut hız özellikleri

Böylece, bir araba jeneratörünün voltajı, voltaj regülatörü sayesinde neredeyse sabit tutulduğundan, kendi akım-hız karakteristiğine (TSC) sahiptir, çünkü farklı hızlar Rotorun dönüşü, yük akımı farklıdır. Gerilim sabittir, ancak hız ne kadar yüksek olursa, akım da o kadar yüksek olur ve hız ne kadar düşük olursa, jeneratörün güç terminallerinden gelen akım o kadar az olur.

Bu arada, bir araba jeneratörünün bir akım sınırına sahip olması ve bu nedenle kendi kendini sınırlama özelliğine sahip olması dikkat çekicidir. Bu, akım belirli bir sınır değerine ulaştığında, hız ne kadar artarsa ​​artsın akımın artık artmayacağı, artamayacağı anlamına gelir.

Bir araba jeneratörünün mevcut hız karakteristiği (TLC), uluslararası standart olarak benimsenen bir yöntem kullanılarak ölçülür. Bu (karakteristik), amper-saat cinsinden jeneratörün amper cinsinden nominal akımının yarısı (% 50) olan, böyle bir nominal kapasiteye sahip tam olarak şarj edilmiş bir akü ile eşleştirilmiş bir stand üzerinde jeneratörün çalışmasının test edilmesi sırasında çıkarılır. . Karakteristikte önemli noktalar bulunur: n0, nrg, nn, nmax.

Başlangıç ​​rotor hızı n0, yüksüz teorik rotor hızıdır. Karakteristik 2 amperlik bir akımdan başlayarak alınmaya başlandığı için bu nokta, karakteristiğin yatay dönme ekseni ile kesişim noktasına ekstrapolasyonu yapılarak bulunur.

Asgari çalışma frekansı jeneratör nrg'si rölantideki krank mili hızına karşılık gelir. Bu, jeneratör rotoru için yaklaşık 1500 ila 1800 rpm'dir. Belirli bir frekanstaki akım, belirli bir jeneratör için nominal değerin tipik olarak %40 ila 50'sidir. Bu akım, arabadaki minimum sayıda hayati tüketiciye güç sağlamak için yeterli olmalıdır.

Jeneratör rotorunun nominal dönüş hızı nn, tam olarak nominal akımın In üretildiği frekanstır; pasaporta göre nominal değerden az olmamalıdır.

Maksimum jeneratör rotor hızı nmaks, jeneratörün maksimum akımı ürettiği rotor hızıdır ve değeri, test edilen jeneratörün değerinden pek farklı değildir.

Yerli üretilen jeneratörler için, daha önce nominal akımın 5000 rpm'de belirtilmesi alışılmış bir şeydi. Hesaplanan frekans nр aynı zamanda hesaplanan jeneratör akımı Iр için de belirtilmiştir; bu, nominal akımın üçte ikisine eşittir. Bu tasarım modu, jeneratörün bileşenleri çok fazla ısınmadığında çalışma moduna karşılık geldi. Tüm özellikler 14 veya 13 volt voltajda alınmıştır.

Otomotiv jeneratörünün kendi kendine uyarılması ve verimliliği

Bir araba jeneratörü, rölanti krank mili hızındaki frekanstan daha düşük bir rotor hızında kendi kendini uyarmalıdır. Test, jeneratör bir test lambası ile bir aküye bağlandığında kendi kendine uyarılmanın meydana gelmesi gereken bir stand üzerinde gerçekleştirilir.

Bir araba jeneratörünün enerji açısından yetenekleri, verimliliğinin büyüklüğü ile karakterize edilir. Verimlilik ne kadar yüksek olursa, aynı yararlı çıktıyı elektrik gücü biçiminde üretmek için içten yanmalı motordan o kadar az güç alınır.

Jeneratör verimliliği esas olarak şunlara bağlıdır: Tasarım özellikleri spesifik ürün: statordaki plakaların kalınlığı ve setin kalınlığı nedir, plakalar birbirinden ne kadar iyi izole edilmiştir (Foucault akımları ne kadar küçüktür), stator ve rotor sargılarının direnci nedir, nasıl Rotor bilezikleri geniş mi, fırça ve yatakların kalitesi nedir? Vesaire.

Ancak kesin olan bir şey var: Jeneratörün nominal gücü ne kadar yüksek olursa verimlilik de o kadar yüksek olur. Bu arada, otomobil jeneratörlerinin ve genel olarak valf jeneratörlerinin tipik verimliliği %60'ı geçmez.

Bir jeneratörün yeteneklerinin ana göstergesi, mevcut hız karakteristiğidir; belirli bir jeneratörden ne beklenebileceğini, neye güvenilebileceğini açıkça gösterir. İle karakteristik noktalar jeneratör için bir tablo oluşturun.

Örneğin yerli üretim jeneratörlerin özellik tablosu:

Farklı hızlarda ve sıcaklığa ve yüke bağlı olarak çıkış voltajı aralığı, araç jeneratörü voltaj regülatörünün yeteneklerini yansıtır.

Andrey Povny

Genel Hükümler

Verimlilik, yararlı veya sağlanan gücün oranı olarak tanımlanır. P 2 güç tüketimine P 1:

Modern elektrikli otomobillerin sahip olduğu yüksek katsayı yararlı eylem (verimlilik). Böylece, 10 kW gücündeki DC makineler için verimlilik% 83 - 87, 100 kW -% 88 - 93 ve 1000 kW -% 92 - 96 gücündedir. Yalnızca küçük makinelerin verimliliği nispeten düşüktür; örneğin 10 W'luk bir DC motorun verimliliği %30 - 40'tır.

Elektrikli makine verimlilik eğrisi η = F(P 2) yük arttıkça önce hızla artar, sonra verim ulaşır maksimum değer(genellikle nominal yüke yakın bir yükte) ve ağır yükler azalır (Şekil 1). İkincisi şu gerçeğiyle açıklanmaktadır: bireysel türler kayıplar (elektrik BEN bir 2 R ve ek olanlar) faydalı güçten daha hızlı büyür.

Verimliliği belirlemek için doğrudan ve dolaylı yöntemler

Deneysel değerlerden verimliliği belirlemek için doğrudan yöntem P 1 ve P Formül (1)'e göre 2, önemli bir yanlışlık verebilir, çünkü ilk olarak, P 1 ve P 2'nin değeri birbirine yakındır ve ikinci olarak deneysel tespitleri hatalarla ilişkilidir. En büyük zorluklar ve hatalar mekanik gücün ölçülmesinden kaynaklanmaktadır.

Örneğin gerçek güç değerleri P 1 = 1000 kW ve P 2 = 950 kW yerine gerçek verim değeri %2 doğrulukla belirlenebilir.

η = 950/1000 = 0,95

mevcut

Bu nedenle, GOST 25941-83, "Dönen elektrikli makineler. Kayıpları ve verimliliği belirleme yöntemleri", η% ≥% 85 olan makineler için, kayıp miktarının deneysel verilerden belirlendiği, verimliliği belirlemek için dolaylı bir yöntem öngörmektedir. P Σ .

Formül (1)'de yerine koyma P 2 = P 1 - PΣ, anladık

(3)

Buradaki ikameyi kullanma P 1 = P 2 + PΣ, formülün başka bir formunu elde ederiz:

(4)

Elektrik gücünü ölçmek daha uygun ve doğru olduğundan (motorlar için) P 1 ve jeneratörler için P 2), bu durumda formül (3) motorlar için, formül (4) ise jeneratörler için daha uygundur. Bireysel kayıpların ve kayıp miktarının deneysel olarak belirlenmesi için yöntemler PΣ elektrikli makinelere yönelik standartlarda ve elektrikli makinelerin test edilmesi ve araştırılmasına yönelik kılavuzlarda açıklanmıştır. Olsa bile PΣ önemli ölçüde daha az doğrulukla belirlenir P 1 veya PŞekil 2'de ifade (1) yerine formül (3) ve (4) kullanıldığında çok daha doğru sonuçlar elde edilir.

Maksimum verimlilik için koşullar

Farklı kayıp türleri yüke farklı şekillerde bağlıdır. Genellikle bazı kayıp türlerinin yük değiştikçe sabit kaldığı, diğerlerinin ise değişken olduğu varsayılabilir. Örneğin, bir DC jeneratörü sabit bir dönüş hızında ve sabit bir uyarma akısında çalışıyorsa, mekanik ve manyetik kayıplar da sabittir. Aksine armatür sargılarında, ek kutuplarda ve kompanzasyon sargılarında meydana gelen elektriksel kayıplar orantılı olarak değişir. BEN a ² ve fırça kontaklarında - orantılı olarak BEN A. Jeneratör voltajı da yaklaşık olarak sabittir ve bu nedenle belirli bir doğruluk derecesine sahiptir. P 2 ∼ BEN A.

Dolayısıyla, genel, biraz idealize edilmiş bir durumda, şunu varsayabiliriz:

Nerede P 0 – yükten bağımsız olarak sabit kayıplar; P 1 – Birinci dereceye bağlı olarak kayıpların değeri k nominal yükte; P 2 – kareye bağlı olarak kayıpların değeri k ng, nominal yükte.

Hadi değiştirelim P(5)'ten 2'si ve PΣ (7)'den verimlilik formülüne.

(8)

Hangi değerde olduğunu belirleyelim k ng verimliliği, türevini belirlediğimiz maksimum değerine ulaşır Dη/ dk formül (8)'e göre ng'yi sıfıra eşitleyin:

Bu denklem, paydası sonsuza eşit olduğunda sağlanır; yani, k ng = ∞. Bu dava ilgi çekici değil. Bu nedenle payı sıfıra eşitlemek gerekir. Bu durumda elde ederiz

Böylece değişken kayıpların k ng ² × olduğu bir yükte verim maksimum olacaktır. P 2, yükün karesine bağlı olarak sabit kayıplara eşit olur P 0 .

Formül (9)'a göre maksimum verimde yük faktörünün değeri,

(10)

Bir makine belirli bir η max değeri için tasarlanmışsa, o zaman kayıplar k ng × P 1 genellikle nispeten küçüktür, bunu varsayabiliriz

P 0 + P 2 ≈ PΣ = sabit.

Kayıp oranının değiştirilmesi P 0 ve P 2, farklı yükler altında maksimum verimlilik değerine ulaşılabilir. Makine çalışıyorsa çoğu kısım için nominal değere yakın yüklerde, değerin aşağıdaki gibi olması avantajlıdır: k ng [bkz. formül (10)] birliğe yakındı. Makine ağırlıklı olarak hafif yüklerde çalışıyorsa, bu durumda değer açısından avantajlıdır. k ng [bkz. formül (10)] buna uygun olarak daha azdı.

Senkron jeneratör

Jeneratör özellikleri

Senkron jeneratörün (SG) özellikleri, özelliklerine göre değerlendirilir:

1. Rölanti hızının özellikleri: I=0'da ve n= nnom'da E(Iв).

I =0'da, artık manyetik akı küçük bir emk E x'i indükler.

(o zamandan beri).

Manyetik devre doygun hale gelir - eğri kırılır. Nokta (U nom, I in nom) doygunluğun önünde bulunur - SG bu şekilde tasarlanmıştır.

2. Dış karakteristik: Iв = Iв nom'da U(I); cos=sabit; n= nnom.

I =0 U= U 0 olduğunda.

Artan akımla I aktif yük gerilim U düşer.

Gerilim değişimi esas olarak armatür reaksiyonundan kaynaklanmaktadır. Yük aktifse akış biraz değişir.

Aktif endüktif yük ile armatür reaksiyonu boylamasına manyetikliği gidericidir. Akış önemli ölçüde değişir ve bunun sonucunda güçlü değişim Gerilim.

Aktif kapasitif bir yük ile armatür reaksiyonu uzunlamasına mıknatıslanacak, akı artacak ve bu da voltajda hafif bir artışa yol açacaktır.

Gerilim stabilizasyonu, uyarma akımının düzenlenmesiyle sağlanır.

3. Düzenleme karakteristiği: Iв (I) U'da =const; cos=sabit; n= nnom. U= Unom.

Bu karakteristik, SG yükü değiştiğinde, terminallerindeki voltajın değişmeden kalması için uyarma akımının nasıl ayarlanması gerektiğini gösterir (yapay karakteristik).

Tipik olarak, yük I değiştiğinde U = sabitin değişmeden kalması için voltaj regülasyonu, CT'nin bir akım transformatörü olduğu şemaya göre otomatik olarak gerçekleştirilir; T - düşürücü transformatör.

Düzenleme prensibi:

Yük I arttıkça U voltajı düşer (şuna göre) dış özellikler), ancak aynı zamanda akım I y artar, bu da uyarıcı akımında I bir artışa ve manyetik akı, emf ve U voltajında ​​​​bir artışa yol açar.

Senkron jeneratörün kayıpları ve verimliliği

SG dönüşümüne mekanik enerji Elektrikte enerji kayıpları da beraberinde gelir. Senkron jeneratöre şaft tarafından mekanik güç P 1 beslenir.

Rotor ve stator aşağıdaki kayıplara sahiptir:

1) uyarılma kayıpları; R in - uyarma devresinin direnci.

2) - her türlü sürtünmeden kaynaklanan mekanik kayıplar;

3) - stator çekirdeğindeki manyetik kayıplar (mıknatıslanmanın tersine çevrilmesi ve girdap akımları);

(3 faz olduğu için formülde 3). Bu elektromanyetik güç statora aktarılır.

4) - stator sargısındaki kayıplar: .

P 2 - ağa sağlanan faydalı güç.

Kayıplar sabittir (yüke bağlı değildir) ve XX senkron jeneratörün yüksüz kayıplarını oluşturur.

SG'deki tüm kayıpların toplamı nerede?

Bu formülden verimliliğin cos'a bağlı olduğu sonucu çıkar.

SG'nin verimliliği yalnızca yük gücüne değil aynı zamanda cos güç faktörüne de bağlıdır.

SG'nin verimliliği %98-99'a ulaşır.

Bu jeneratörler için hidrojen gazı, su vb. ile soğutma kullanılmaktadır.

Düzenleme aktif güç. Açısal özellikler

Elektromanyetik güç eşittir

Ancak üçgenlerin benzerliğinden vektör diyagramındaki açıları düzenliyoruz. Bacak bd eşittir:

ac E 0 , bc I, yani bca = açısı anlamına gelir. Buradan:

Bu değeri (*) formülünde yerine koyarsak şunu elde ederiz:

Sabit bir uyarma akımında I =const.

SG ağa dahildir ve U=U ağı =const sağlar.

SG'nin açısal dönüş hızı nerede;

Akımın açısal frekansı;

p - SG kutup çiftlerinin sayısı.

P em () veya M em () bağımlılığına SG'nin açısal özellikleri denir.

SG'nin stabilitesini karakterize eder.

Pozitif bir değer jeneratör moduna karşılık gelir.

=Sabitte, SG'deki uyarma akımı I'deki bir artış, elektromanyetik güçte (P em) bir artışa yol açar.

Açı negatifse, bu çalışma moduna karşılık gelir senkron makine Motor modunda.

Jeneratör modunda Mem, rotorun dönüşünü engeller; engelleyicidir.

Jeneratör modunda, rotor alanı öndedir ve stator alanı sürülür. Motor modunda ise durum tam tersidir.

Moment arttıkça kuvvet çizgileri giderek daha fazla deforme olur (gerilir) ve açı artar.

> 90 ise, güç hatları kopar, rotor ile stator arasındaki manyetik kuvvet bozulur, rotor boşluk gibi döner çünkü hiçbir şeyi döndürmez. Bu olguya eşzamanlılığın bozulması denir.

Ne zaman - senkron jeneratör kararlı bir şekilde çalışıyor.

Ağa paralel çalışan bir SG'nin gücünün değiştirilmesi, birincil tahrik motorunun etkilenmesiyle sağlanır.

SG'nin 1 açıda çalışmasına izin verin. Buhar beslemesini arttırdıktan sonra rotor hızlandı ve açı arttı çünkü Tahrik motorunun torku arttı.

Açı arttığında frenleme torku da artıyor ve belirli bir 2 açısında momentler yeni güçle yeniden dengeye ulaşıyordu. Böylece gücü artırdık.

Tahrik motorunun torku aşırı derecede artarsa, frenleme torku bu kadar büyük bir değere ulaşmayacaktır; dengelenmeyecekler ve SG senkronizasyondan düşecek.

Senkronizasyon gücü. SG'nin belirli bir açıda ne kadar kararlı olduğunu gösterir.

Senkron bir jeneratörün enerji dengesi, vektör diyagramı kullanılarak açıklanabilir (Şekil 15.4, B). Vektör Ė hakkında ve bileşenleri mevcut vektör i yönünde yansıtılır; daha sonra emk'nin aktif bileşeni

Bu denklemi şununla çarpalım: efektif değer akım I ve bu şekilde (15.5)'i jeneratörün bir fazı için elektrik güç denklemine dönüştürüyoruz:

Stator R es'in elektrik gücünün, R pr armatür kablolarındaki güç kayıplarından ve elektrik gücünden oluştuğunu gösterir. R, jeneratörün şebekeye enerji sağladığı. Ancak jeneratördeki tellerdeki güç kayıplarına ek olarak, mekanik kayıplar Pmp'nin gücü ve stator ve kutup pabuçlarından P elektrik çeliğindeki histerezis ve girdap akımlarından kaynaklanan güç kayıpları da vardır. Denklem (15.6)'dan, bu kayıpların gücünün elektrik gücü tarafından değil, doğrudan ana taşıyıcının mekanik gücü tarafından karşılandığı açıktır. Senkron bir jeneratörün karşılık gelen enerji diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 15.5. Ayrıca senkron generatörde uyarılma nedeniyle enerji kayıpları meydana gelir. Jeneratörün uyarılması için güç kaybı, DC uyarıcının gücüne eşittir R arabası. Uyarıcı gücü yaklaşık %0,3-1'dir Anma gücü büyük jeneratörler için. Jeneratördeki tüm enerji kayıplarının gücü, yükten neredeyse bağımsız olan sabit kayıpların gücüne ve yüke bağlı olarak değişen değişken kayıpların gücüne bölünür. Sabit kayıpların gücü P pos, mekanik, uyarma ve elektrikli çeliğin güç kayıplarının toplamına eşittir; değişken kayıpların gücü P başına tellerdeki kayıpların gücüne eşittir.

Elektrik gücü jeneratör, aracılığıyla ifade edilir faz gerilimleri ve güncel, P = 3UI cos φ, aynı akımda yükün cos φ değerine bağlıdır. Ancak jeneratör sargılarının iletkenlerinin kesitleri şu şekilde hesaplanır: belirli değer akım ve manyetik devrenin yalıtımı ve kesiti - belirli bir voltaja kadar U; dolayısıyla bu değerler yükün cos φ değerinden bağımsız olarak seçilir. Bu nedenle transformatörlere benzer jeneratör anma gücü onun olduğunu düşündü tam güç S = kullanıcı arayüzü, kilovolt-amper cinsinden ölçülür. Bir jeneratörü tam güç için tasarlanmış bir türbine bağlamak pratik olmayacaktır. S(verimliliğine bölünür), çünkü neredeyse her zaman cos φ< 1. Поэтому турбина к генератору обычно имеет несколько меньшую мощность, чем полная мощность генератора (например, из расчета cos φ = 0,8).

Jeneratörün gücü hacmiyle orantılıdır, bu nedenle jeneratörün nominal gücündeki bir artışla, birim güç başına soğutma yüzeyi azalır, bunun sonucunda yaratılması gerekir. gelişmiş soğutma yapay olarak makine havalandırması yoluyla. Büyük turbojeneratörlerde havalandırma için gereken hava miktarı çok fazladır. Bir arabayı bir saatte soğutmak için, yaklaşık olarak arabanın kendi ağırlığı kadar hava gerekir.

25.000 kVA'dan büyük jeneratörler genellikle hidrojen soğutmasını kullanır. Bu tür bir soğutmanın avantajları, hidrojenin havadan 14 kat daha hafif olması, ısı kapasitesinin 14 kat daha fazla olması, ısıl iletkenliğinin 7 kat olması ve hidrojenin soğutulmuş yüzeyden ısı transfer katsayısının 1,35 kat olmasıdır.

Jeneratör verimliliği ağa bağlı jeneratörün gücünün ana taşıyıcının gücüne oranına eşit; ikincisini jeneratörün gücünün ve makinedeki her türlü kaybın gücünün toplamı olarak temsil etmek uygundur; buradan,

Verimlilik denklemi, yük azaldıkça verimliliğin de azaldığını göstermektedir. İncirde. 15.6, yüke bağlı olarak jeneratör verimliliğinin grafiklerini gösterir. Farklı anlamlarçünkü φ. Jeneratörlerin nominal gücü arttıkça hem jeneratörün hem de ana taşıyıcının verimliliği artar.