Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Асинхронды айнымалы ток қозғалтқышының негізінде үш фазалы (бір фазалы) 220/380 В генераторын жасаудың толық сипаттамасы.

Асинхронды генератордың құрылғысы және жұмыс істеу принципі

Асинхронды генератордың негізгі жұмыс бөліктері ротор (қозғалыс бөлігі) және статор (стационарлық) болып табылады. Суретте ротор оң жақта, ал статор сол жақта.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Ротор құрылғысына назар аударыңыз. Ол мыс сымның орамдарын көрсетпейді.

Шын мәнінде, орамдар бар, бірақ олар екі жағында орналасқан сақиналарға қысқа тұйықталған алюминий өзектерден тұрады. Фотосуретте шыбықтар қиғаш сызықтар түрінде көрінеді.

Қысқа тұйықталған орамдардың дизайны «тиін торы» деп аталатынды құрайды. Бұл тордың ішіндегі кеңістік болат тақталармен толтырылған. Дәлірек айтқанда, алюминий шыбықтар ротордың өзегінде жасалған ойықтарға басылады.

Құрылғысы жоғарыда сипатталған асинхронды машина тиін торлы генератор деп аталады. Асинхронды электр қозғалтқышының дизайнымен таныс кез келген адам осы екі машинаның құрылымындағы ұқсастықты байқаған болуы керек. Шындығында, олар бір-бірінен айырмашылығы жоқ, өйткені генератор режимінде қолданылатын қосымша қоздыру конденсаторларын қоспағанда, индукциялық генератор мен тиін торлы қозғалтқыш дерлік бірдей.
Ротор білікте орналасқан, ол екі жағынан қақпақтармен қысылған мойынтіректерге отырады. Бүкіл құрылым металл корпуспен қорғалған. Орташа және жоғары қуат генераторлары салқындатуды қажет етеді, сондықтан білікке желдеткіш қосымша орнатылады, ал корпустың өзі қырлы болып табылады.

Іс-әрекет принципі

Анықтау бойынша, генератор механикалық энергияны электр тогына түрлендіретін құрылғы. Роторды айналдыру үшін қандай энергия жұмсалатыны маңызды емес: жел, судың потенциалдық энергиясы немесе турбина немесе іштен жану қозғалтқышы арқылы механикалық энергияға түрлендіретін ішкі энергия.

Ротордың айналуы нәтижесінде болат пластиналардың қалдық магниттелуінен пайда болған магниттік күш сызықтары статор орамаларын кесіп өтеді. ЭҚК катушкаларда қалыптасады, ол белсенді жүктемелер қосылған кезде олардың тізбектерінде токтың пайда болуына әкеледі.

Бұл ретте біліктің айналуының синхронды жылдамдығының айнымалы токтың синхронды жиілігінен (статор полюстерінің саны бойынша белгіленген) аздап асуы маңызды. Басқаша айтқанда, ротордың сырғанау шамасы бойынша айналу жылдамдығының асинхрондылығын (сәйкес келмеуін) қамтамасыз ету қажет.

Айта кету керек, осылайша алынған ток аз болады. Шығу қуатын арттыру үшін магнит индукциясын арттыру қажет. Олар конденсаторларды статор катушкаларының терминалдарына қосу арқылы құрылғының тиімділігін арттыруға қол жеткізеді.

Генератор режимінде асинхронды электр қозғалтқышының жұмысы

Егер желіден ажыратылған асинхронды қозғалтқыш кез келген негізгі қозғағыштан айналуға қойылса, онда электр машиналарының қайтымдылық принципіне сәйкес, синхронды жылдамдыққа жеткенде статор орамасының қысқыштарында статордың астындағы кейбір ЭҚК пайда болады. қалдық магнит өрісінің әсері. Егер қазір C конденсаторларының аккумуляторы статор орамасының терминалдарына қосылған болса, онда статор орамаларында жетекші сыйымдылық ток өтеді, бұл жағдайда магниттеледі.

Аккумулятордың сыйымдылығы С белгілі бір сыни мәннен C0 асып кетуі керек, бұл автономды асинхронды генератордың параметрлеріне байланысты: тек осы жағдайда генератор өздігінен қоздырады және статор орамаларында үш фазалы симметриялы кернеу жүйесі орнатылады. Кернеу мәні, сайып келгенде, машинаның сипаттамаларына және конденсаторлардың сыйымдылығына байланысты. Осылайша, асинхронды торлы қозғалтқышты асинхронды генераторға айналдыруға болады.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Асинхронды электр қозғалтқышын генератор ретінде қосудың стандартты схемасы.

Асинхронды генератордың номиналды кернеуі мен қуаты сәйкесінше электр қозғалтқышы ретінде жұмыс істеген кездегі кернеу мен қуатқа тең болатындай етіп сыйымдылықты таңдауға болады.

Кестеде асинхронды генераторларды қоздыру үшін конденсаторлардың сыйымдылықтары көрсетілген (U=380 В, 750….1500 айн/мин). Мұндағы реактивті қуат Q мына формуламен анықталады:

Q = 0,314·U2·C·10-6

мұндағы С – конденсаторлардың сыйымдылығы, мкФ.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Жоғарыда келтірілген деректерден көрініп тұрғандай, асинхронды генератордағы қуат коэффициентін төмендететін индуктивті жүктеме қажетті сыйымдылықтың күрт өсуін тудырады. Жүктеменің артуымен кернеу тұрақтылығын сақтау үшін конденсаторлардың сыйымдылығын арттыру қажет, яғни қосымша конденсаторларды қосу керек. Бұл жағдайды асинхронды генератордың кемшілігі ретінде қарастыру керек.

Қалыпты режимдегі асинхронды генератордың айналу жиілігі сырғанау шамасы бойынша асинхрондыдан асуы керек S = 2 … 10% және синхронды жиілікке сәйкес келеді. Бұл шартты сақтамау өндірілетін кернеудің жиілігінің өнеркәсіптік жиіліктен 50 Гц айырмашылығы болуы мүмкін екеніне әкеледі, бұл жиілікке тәуелді электр тұтынушыларының: электр сорғыларының, кір жуғыш машиналардың, электр қуатымен жұмыс істейтін құрылғылардың тұрақсыз жұмысына әкеледі. трансформатордың кірісі.

Жасалатын жиілікті азайту өте қауіпті, өйткені бұл жағдайда электр қозғалтқыштары мен трансформаторлардың орамдарының индуктивті кедергісі төмендейді, бұл олардың қызып кетуіне және мерзімінен бұрын бұзылуына әкелуі мүмкін.

Асинхронды генератор ретінде сәйкес қуаттағы кәдімгі асинхронды тиін торлы электр қозғалтқышын ешқандай модификациясыз пайдалануға болады.

Аккумуляторды өздігінен өндіру жағдайында кем дегенде 600 В жұмыс кернеуі үшін MBGO, MBGP, MBGT, K-42-4 және т.б. сияқты конденсаторларды пайдалану керек. Электролиттік конденсаторларды қолдануға болмайды.

Үш фазалы электр қозғалтқышын генератор ретінде қосудың жоғарыда аталған нұсқасын классикалық деп санауға болады, бірақ жалғыз емес. Іс жүзінде жақсы жұмыс істейтін басқа әдістер бар. Мысалы, конденсаторлар банкі электр қозғалтқыш-генераторының бір немесе екі орамасына қосылған кезде.

Асинхронды генератордың екі фазалы режимі

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

асинхронды генератордың екі фазалы режимінің схемасы

Мұндай схеманы үш фазалы кернеуді алудың қажеті болмаған кезде пайдалану керек. Бұл ауысу опциясы конденсаторлардың жұмыс сыйымдылығын азайтады, бос режимде бастапқы механикалық қозғалтқышқа жүктемені азайтады және т.б. «қымбат» отынды үнемдейді.

220 В айнымалы бір фазалы кернеуді шығаратын генераторлар ретінде сіз тұрмыстық мақсатта бір фазалы асинхронды тиін торлы электр қозғалтқыштарын пайдалана аласыз: Ока, Волга сияқты кір жуғыш машиналардан, Agidel, BCN суару сорғыларынан және т.б.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Схема: бір фазалы асинхронды қозғалтқыштан генератор

Мұнда конденсаторлар қорын жұмыс орамасына параллель қосуға болады немесе іске қосу орамасына қосылған бар фазалық ауыспалы конденсаторды пайдалануға болады. Бұл конденсатордың сыйымдылығын сәл арттыру қажет болуы мүмкін. Оның мәні генераторға қосылған жүктеменің сипатымен анықталады: белсенді жүктеме (электр пештері, электр шамдары, электр дәнекерлеу үтіктері) шағын сыйымдылықты қажет етеді, индуктивті (электр қозғалтқыштары, теледидарлар, тоңазытқыштар) — көп.

Асинхронды генератордың роторын айналдыруға арналған қозғалтқыш

Енді генераторды басқаратын негізгі қозғаушы туралы бірнеше сөз. Өздеріңіз білетіндей, энергияның кез келген түрлендіруі оның сөзсіз жоғалуымен байланысты. Олардың мәні құрылғының тиімділігімен анықталады. Сондықтан механикалық қозғалтқыштың қуаты асинхронды генератордың қуатынан 50 … 100% артық болуы керек.

Мысалы, асинхронды генератордың қуаты 5 кВт болса, механикалық қозғалтқыштың қуаты 7,5 … 10 кВт болуы керек.

Трансмиссиялық механизмнің көмегімен механикалық қозғалтқыш пен генератордың айналу жиілігі генератордың жұмыс режимі механикалық қозғалтқыштың орташа жылдамдығына орнатылатындай етіп үйлестіріледі. Қажет болса, механикалық қозғалтқыштың жылдамдығын арттыру арқылы генератордың қуатын қысқаша арттыруға болады.

Әрбір автономды электр станциясында қажетті минимум қондырма болуы керек: айнымалы ток вольтметрі (500 В дейін шкаламен), жиілік өлшегіш (дұрысы) және үш ажыратқыш.

Бір коммутатор жүктемені генераторға қосады, қалған екеуі қоздыру тізбегін ауыстырады. Қоздыру тізбегіндегі ажыратқыштардың болуы механикалық қозғалтқышты іске қосуды жеңілдетеді, сонымен қатар генератор орамаларының температурасын тез төмендетуге мүмкіндік береді, жұмыс аяқталғаннан кейін қоздырылмаған генератордың роторы механикалық қозғалтқыштан біраз уақытқа айналады. уақыт. Бұл процедура генератор орамдарының белсенді қызмет ету мерзімін ұзартады.

Егер генератор әдетте айнымалы ток желісіне қосылған жабдықты қуаттандыруы керек болса (мысалы, тұрғын үйдегі жарықтандыру, тұрмыстық техника), онда бұл жабдықты өнеркәсіптік желіден ажырататын екі фазалы қосқышты қамтамасыз ету қажет. генератордың жұмысы кезінде. Екі сымды да ажырату керек: «фаза» және «нөл»!

Қорытындылай келе, кейбір жалпы кеңестер

1. Генератор қауіпті құрылғы болып табылады. 380 В-ты өте қажет болғанда ғана пайдаланыңыз, әйтпесе 220 В пайдаланыңыз.

2. Қауіпсіздік талаптарына сәйкес генератор жерге тұйықтаумен жабдықталуы керек.

3. Генератордың жылулық режиміне назар аударыңыз. Ол бос жүруді «ұнатпайды». Қоздыру конденсаторларының сыйымдылығын мұқият таңдау арқылы жылу жүктемесін азайтуға болады.

4. Генератор тудыратын электр тогының қуаты туралы қателеспеңіз. Егер үш фазалы генератордың жұмысы кезінде бір фаза пайдаланылса, онда оның қуаты генератордың жалпы қуатының 1/3 бөлігін, егер екі фаза — генератордың жалпы қуатының 2/3 бөлігін құрайды.

5. Генератор тудыратын айнымалы токтың жиілігін шығыс кернеуі жанама түрде басқаруға болады, ол «бос» режимде 220/380 В өнеркәсіптік мәннен 4 … 6% жоғары болуы керек.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы

Суретте: асинхронды электр қозғалтқышынан газ генераторы және бензин қозғалтқышы.

Асинхронды электр қозғалтқышының генераторы: схемалар және өндіріс сипаттамасы