2.2.1 Режим генератора постоянного тока

Генератор
постоянного тока вращается с помощью
асинхронного двигателя с частотой
n
(Рис.2.11). Согласно II закону Кирхгофа
напряжение на зажимах генератора будет:

Рис.2.11

Когда
ток I
течет по обмотке якоря,
возникает электромагнитный момент
сопротивления.

То
есть имеем:

Механическая
мощность на валу двигателя преобразуется
в электрическую мощность генератора и
уравнение баланса мощностей будет:

Преобразование
механической энергии в электрическую
удобно объяснить с помощью диаграммы
мощностей (Рис.2.12) и тогда КПД генератора
можно выразить следующей формулой:

Рис. 2.12

На
этом рисунке представлены следующие
величины:

DP_мех—
механические потери мощности на трение
в подшипниках;

DP_я
— электрические и магнитные потери в
якоре;

DP_в —
потери мощности на возбуждение (в
статоре).

Для
объяснения принципа действия генератора
постоянного тока используем логическую
диаграмму (Рис.2.13).

Рис.2.13

С
помощью диаграммы определим
последовательность явлений и событий:

1)
приводной двигатель создает момент М_дв
и вращает с частотой n
якорь генератора;

2)
под действием напряжения U_в
по
цепи статора течет ток I_в,
который создает магнитный поток F_в;

3)
согласно закону
электромагнитной индукции
(ЭМИ) этот поток наводит э. д.с. Е.
Если цепь якоря замкнута, то по ней течет
ток I_я
и на зажимах генератора возникает
напряжение U
= E — I_я
r_вн.

4)
ток I_я
создает магнитный поток F_я,
который суммируется с потоком F_в,
образуя
рабочий поток F_p
(F_p
= F_в
+
F_я).
Этот же ток I_я,
вступая во взаимодействие с рабочим
потоком F_p
создает
электромагнитные
силы
(ЭМС) и соответствующий противодействующий
момент М_г.

2.2.2 Характеристики генераторов постоянного тока

Основными
характеристиками ГПТ являются:

— внешняя
характеристика U = f(I) , n = const., I_в
= const. ;

—
регулировочная характеристика I_в
= f(I) , n = n_н,
U = Uн
;

—
характеристика холостого хода E = f(I_в),
I = 0, n = n_н.

Эти
характеристики зависят от способа
возбуждения генератора.

2.2.3 Генератор
с независимым возбуждением (Рис.2.14)

Рис.2.14

В
этом случае статор питается от
дополнительного источника. Внешняя
характеристика такого генератора U
= f(I)
представлена на рисунке 2.15. Без нагрузки
имеем напряжение холостого хода Uo
= E
, которое в дальнейшем уменьшается, по
мере увеличения тока I.

Рис.2.15 Рис.2.16

При
номинальной нагрузке падение напряжения
DU
достигает 8
— 10%
от величины э. д.с. E.

Для
компенсации падения напряжения необходимо
увеличивать ток возбуждения при
возрастании нагрузки согласно
регулировочной характеристики генератора
I_в
= f(I) (Рис.2.16).

Единственным
недостатком такого генератора является
наличие дополнительного источника для
цепи возбуждения, что уменьшает КПД
машины в целом.

2.2.4 Процесс самовозбуждения генератора постоянного тока

Все
остальные типы генераторов постоянного
тока относятся к генераторам с
самовозбуждением. Рассмотрим процесс
самовозбуждения подробно с помощью
характеристики холостого хода E
= f (I_в)
представленной на рисунке 2.17.

Рис.2.17

Из
анализа этого процесса следует, что
самовозбуждение возможно при соблюдении
трех условий:

1) существование
остаточного намагничивания, которому
соответствует э. д.с. E_o.
Под действием этой э.д.с. протекает
небольшой ток намагничивания, который
создает магнитный поток больший, чем
остаточный. Этот поток наводит э.д.с.
большую, чем E_o
и т.д. Э.д.с. растет,
когда растет ток возбуждения;

2) направление
остаточного магнитного потока должно
совпадать с направлением потока
создаваемого. Этот процесс закончится,
когда
пересекутся две характеристики: холостого
хода E =
f(I_в)
и
цепи возбуждения U_в
= f(I_в).

Точка
A,
представленная на рисунке 2.17 называется
рабочая точка холостого хода.

3)
если увеличивать сопротивление R_в
характеристика U_в
=
f(I_в)
начнет
поворачиваться и для некоторого
сопротивления R_вкр,
называемого критическим, эта линия
станет касательной к характеристике
холостого хода. В этом случае процесс
самовозбуждения прекращается.

Следовательно,
третье условия таково R_в
< R_вкр.

Генераторы постоянного тока

Подробности

Категория: Электрические машины

• генерация
• энергоблок
• постоянный ток

Содержание материала

• Генераторы постоянного тока
• Генератор последовательного возбуждения
• Генератор смешанного возбуждения

Страница 1 из 3

Общие сведения о генераторах постоянного тока

Генераторы постоянного тока выполняются с независимым возбуждением или с самовозбуждением. Независимое возбуждение в большинстве случаев электромагнитное, т. е. на полюсах имеется обмотка возбуждения, по которой проходит постоянный ток от постороннего источника. В машинах малой мощности для создания основного магнитного потока могут применяться постоянные магниты и такие машины называются магнитоэлектрическими.

В генераторе с самовозбуждением ток для обмотки возбуждения поступает с якоря генератора. Возможны три варианта соединения обмотки возбуждения с обмоткой якоря: параллельное, последовательное и смешанное. В соответствии с этим различают генераторы параллельного возбуждения, последовательного возбуждения и смешанного возбуждения (в последнем случае в машине имеются две обмотки возбуждения). Возможно также комбинированное возбуждение, например, независимое с параллельным, независимое с последовательным и т. д.
А. Характеристики генераторов. Схема возбуждения генератора определяет его свойства, которые выражаются характеристиками генератора, т. е. зависимостями между основными величинами, определяющими работу машины. Наиболее важной величиной для генератора является напряжение U на зажимах, которое зависит от тока /„ возбуждения, от тока I нагрузки и от скорости вращения п якоря генератора. Для упрощения графического изображения характеристик и исследования их обычно рассматривается зависимость между двумя величинами при постоянстве остальных.
Зависимость напряжения U от тока /„ при постоянстве тока I и скорости вращения и выражается семейством нагрузочных характеристик U = / (/„). В* частном случае, когда / = О, получается характеристика Холостого хода.

Зависимость напряжения U от тока I при постоянстве тока /в и скорости вращения п выражается семейством внешних характеристик U = /(/). Согласно приведенному определению семейство внешних характеристик для генератора независимого возбуждения показывает зависимость напряжения U от тока I при нерегулируемой цепи возбуждения. Для того чтобы сохранить это же условие для генераторов с самовозбуждением, необходимо снимать внешние характеристики при неизменном сопротивлении гв цепи возбуждения.
В большинстве случаев приводные двигатели генераторов обеспечивают постоянство скорости вращения л. При необходимости учесть влияние изменения скорости вращения п на величину напряжения U можно воспользоваться уравнением (3-22).

Зависимость тока /в от тока / при постоянстве напряжения U и скорости вращения п выражается семейством регулировочных характеристик /в — / (/). При U = О получается характеристика короткого замыкания, для которой обычно оси координат меняют местами, т. е. строят зависимость I = / (/„).
Уже отмечалось большое влияние положения токораздела на результирующий магнитный поток главного полюса и напряжение, снимаемое с коллектора, поэтому при опытном исследовании генератора необходимо, чтобы щетки занимали неизменное положение на коллекторе. В машинах с добавочными полюсами щетки устанавливаются так, чтобы токораздел совпадал с геометрической нейтралью, а в машинах без добавочных полюсов токораздел смещается с геометрической нейтрали по вращению якоря в положение наилучшей коммутации и щеткодержатели закрепляются в этом положении.

Все характеристики могут быть построены по данным расчета генератора или сняты при его испытании.
Б. Номинальные величины. Режим работы машины при условиях, для которых она предназначена при изготовлении, называется номинальным. Номинальный режим работы характеризуется величинами, обозначенными на паспортном щитке машины: номинальным напряжением, номинальной мощностью, номинальным током, номинальной скоростью вращения и т. д.

Номинальной мощностью генератора постоянного тока называется полезная электрическая мощность машины, выраженная в ваттах или в киловаттах.
Прилагательное «номинальный» может относиться и к величинам, не указанным на паспортном щитке машины, но характеризующим номинальный режим работы, как-то: номинальный вращающий момент, номинальный ток возбуждения, номинальный к. п. д.

Генератор независимого возбуждения

Рис. 7-2. Схема генератора независимого возбуждения

На рис. 7-2 приведена схема включения генератора независимого возбуждения. Обмотка возбуждения В соединена с отдельным источником постоянного тока, мощность которого обычно составляет 1—3% номинальной мощности генератора.

Рис. 7-3. Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения
А.   Характеристика холостого хода. Эта характеристика снимается при разомкнутом рубильнике Р. Опыт следует начинать с тока возбуждения /в.Макс> при котором напряжение U0 (равное э. д. с. Е2) превышает номинальное на 10—20% (рис. 7-3). После этого реостатом Л в постепенно уменьшают ток до /в = 0, при котором на зажимах генератора имеется напряжение {70ст> равное 2—3% номинального, обусловленное остаточным магнитным потоком Фост индуктора. Затем изменяют направление тока в обмотке возбуждения и реостатом Яв увеличивают его. При /„ = —/в.с машина полностью размагничена и напряжение на зажимах генератора равно нулю. Дальнейшее увеличение тока возбуждения приводит к увеличению напряжения противоположной полярности до значения Сомакс. при токе — /в.макс» Для снятия восходящей ветви 2 характеристики ток возбуждения уменьшается до нуля и затем после изменения направления увеличивается до значения 4-/в.макс* при котором восходящая и нисходящая ветви характеристики соединяются, образуя узкую гистерезисную петлю, обусловленную явлением гистерезиса в магнитной цепи индуктора. При снятии характеристики холостого хода изменение тока следует производить только в одном направлении, для того чтобы точки соответствовали одной и той же гистерезис- ной петле. Для практических целей используется линия 5, расположенная между восходящей 2 и нисходящей 1 ветвями. Положение на характеристике точки N, соответствующей номинальному напряжению, определяет степень насыщения магнитной цепи. Обычно эта точка лежит в верхней части изгиба характеристики холостого хода, так как работа на прямолинейной части не обеспечивает устойчивого напряжения, а работа на насыщенной части характеристики ограничивает возможность регулирования напряжения.

Рис. 7-4. Нагрузочная характеристика и характеристические треугольники
Б. Нагрузочная характеристика. Эта характеристика располагается ниже и правее характеристики холостого хода вследствие падения напряжения в цепи якоря и размагничивающего действия реакции якоря. На рис. 7-4 линией 1 Представлена характеристика холостого хода, на которой току возбуждения /щ соответствует э. д. с.   При положении токораздела на геометрической нейтрали под влиянием тока /2 в обмотке якоря возникает поперечная реакция якоря, которая вследствие насыщения магнитной цепи оказывает размагничивающее действие, при смещении токораздела с геометрической нейтрали по вращению якоря возникает еще продольная реакция якоря. Если количество витков в катушке возбуждения (на полюсе) wH, то ток возбуждения, соответствующий общей размагничивающей реакции Fad якоря,

Результирующая намагничивающая сила, создающая основной магнитный поток в генераторе, определяется током /в<р = /В1 — 1ва и соответствующая этому току э. д. с. равна i?22. Напряжение на зажимах генератора, согласно уравнению (7-5), будет U± = Е22 /2г2. Соответствующая этому напряжению точка С лежит на нагрузочной характеристике 2, а разность Е2г — Ux определяет общее изменение напряжения при переходе от холостого хода к нагрузке /2 при токе возбуждения /В1.

Прямоугольный треугольник ABC, сторона которого АВ соответствует реакции Fa& якоря в масштабе тока возбуждения, и сторона ВС — падению напряжения /2г2 в масштабе напряжения, называется характеристическим треугольником.
При постоянной нагрузке падение напряжения /2г2 остается практически постоянным, а размагничивающее действие реакции якоря изменяется, поэтому в треугольниках ABC, АхВх и А2В2С2 стороны ВС = ВхСг = В2С2 и AXBX < АВ < А2В2.

При снятых характеристиках холостого хода и нагрузочной построение характеристического треугольника позволяет определить размагничивающее действие реакции якоря. Для этого необходимо при установленном токе возбуждения /В1 определить напряжение на зажимах генератора UA (точку С) и прибавить к нему падение напряжения в цепи якоря /2г2. Затем через точку В провести линию параллельную оси абсцисс до пересечения с характеристикой холостого хода. Полученный отрезок АВ является размагничивающей реакцией якоря в масштабе тока возбуждения.

Рис. 7-5. Внешняя характеристика генератора независимого возбуждения
В. Внешняя характеристика. При снятии внешней характеристики цепь возбуждения не регулируется, т. е. в генераторе независимого возбуждения ток /в поддерживается постоянным. Путем изменения сопротивления внешней цепи изменяется ток / нагрузки генератора. При увеличении нагрузки напряжение на зажимах генератора уменьшается под влиянием двух причин: реакции якоря и падения напряжения в цепи якоря (рис. 7-5).

По внешней характеристике определяется изменение напряжения генератора: повышение напряжения при снятии нагрузки и понижение при увеличении нагрузки. — Относительное изменение напряжения равно разности напряжения при холостом ходе и напряжения при номинальной нагрузке в долях номинального напряжения (7-9)

Относительное изменение напряжения зависит от сопротивления Цепи якоря и от влияния реакции якоря, в машинах без компенсационной обмотки ДС/jjj составляет 0,05-т-0,15.
Внешнюю характеристику можно построить по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику (рис. 7-6). В координатных осях U и /в строится характеристика 1 холостого хода и характеристический треугольник ABC, определенный ранее по характеристикам холостого хода и нагрузочной для номинального тока /н нагрузки. Характеристический треугольник располагается так же, как на рис. 7-4, т. е. его вертикальный катет ВС совпадает с линией установленного тока возбуждения /в1, а вершина А находится на характеристике холостого хода. Положение вершины С

определяет напряжение U на зажимах генератора при номинальной
нагрузке. Это дает возможность получить две точки внешней’ характеристики 2 в координатных осях / и V для установленного тока возбуждения: напряжение U0, соответствующее холостому ходу, и напряжение Ult соответствующее номинальной нагрузке (рис. 7-6). Промежуточные точки внешней характеристики могут быть получены в предположении, что стороны характеристического треугольника изменяются пропорционально току в цепи якоря. Для половинной нагрузки строится треугольник АХВХСХ с уменьшенными в два раза сторонами. Этот треугольник располагается таким образом, чтобы катет ВхСг совпадал с линией установленного тока возбуждения /в1, а вершина находилась на характеристике холостого хода, тогда положение вершины Сх определит величину напряжения U2 для половинной нагрузки генератора. Таким же образом может быть определено напряжение и для других значений нагрузки.

Рис. 7-6. Построение внешней характеристики генератора независимого возбуждения
Г. Регулировочная характеристика. Из внешней характеристики следует, что для поддержания постоянства напряжения на зажимах генератора при уменьшении нагрузки требуется также уменьшать ток возбуждения, а при увеличении нагрузки увеличивать ток возбуждения.
На рис. 7-7 показана регулировочная характеристика, снятая при увеличении нагрузки от нуля до номинальной. В этом случае изменение тока возбуждения определяется отношением
(7-10)
Регулировочная характеристика, так же как внешняя, может быть построена по характеристике холостого хода и характеристическому треугольнику.
Д. Характеристика короткого замыкания. Эта характеристика снимается при напряжении на зажимах генератора, равном нулю, и
строится зависимость / = / (7В), которая обычно выражается прямой линией (рис. 7-8).

Генераторы независимого возбуждения обеспечивают достаточное для практики постоянство напряжения без регулирования его при изменении нагрузки и устойчивую работу при изменении напряжения от нуля до номинального значения.

Рис. 7-8. Характеристика короткого замыкания генератора независимого возбуждения

Недостатком генераторов является необходимость источника постоянного тока для возбуждения. Однако в некоторых случаях

Рис. 7-7. Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения

независимость напряжения цепи возбуждения от напряжения генератора используется как для регулирования напряжения генератора в большом диапазоне, так и для возможности выполнения обмотки возбуждения.
Генераторы независимого возбуждения применяются в установках, где требуется широкий диапазон регулирования напряжения и при напряжении до 12 в и свыше 500 в, когда изготовление обмотки параллельного возбуждения затруднено.

• Вперёд

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• org/ListItem»> Оборудование
• Эл. машины
• Эксплуатация электродвигателей в сельском хозяйстве

Еще по теме:

• Генераторы тяговые ГСТ
• Автомобильные и самолетные генераторы
• Однофазные синхронные генераторы с электромагнитным возбуждением
• Генератор с поперечным возбуждением
• Генераторы с двойной полюсной системой

Основные режимы работы синхронной машины — выдержка из исследования по электрогенератору

Цель этой статьи — освежить базовые знания о режиме работы большого генератора. Содержание было извлечено из исследования Electric Generator.

В этой статье будут представлены самые элементарные принципы работы синхронных машин:

·      Работа без нагрузки

·      Работа двигателя

·      Работа генератора

Как известно, все крупные турбогенераторы являются трехфазными машинами. Таким образом, лучше всего начинать описание работы трехфазной синхронной машины с описания ее магнитного поля.

Вкратце, ток, протекающий по проводнику, создает магнитное поле, связанное с этим током, и путем намотки проводника получается большее поле без увеличения величины тока. Если три фазы обмотки распределены на расстоянии 120 электрических градусов друг от друга, генерируются три сбалансированных напряжения, создавая трехфазную систему.

С помощью простого математического анализа можно показать, что если в уравновешенной трехфазной обмотке текут три уравновешенных тока (равной величины и разнесенные на 120 электрических градусов), то в воздушном зазоре машины создается магнитное поле постоянной величины. Это магнитное поле вращается вокруг машины с частотой, равной частоте токов, протекающих по обмотке.

Важность трехфазной системы, создающей постоянное поле, невозможно переоценить. Поток постоянной величины позволяет преобразовывать внутри электрической машины сотни мегаватт энергии из электрической в ​​механическую и наоборот без серьезных механических ограничений. Важно помнить, что поток постоянной величины создает крутящий момент постоянной величины. Теперь попытайтесь представить, что тот же тип мощности преобразуется пульсирующим потоком (и, следовательно, пульсирующим крутящим моментом), чего чрезвычайно трудно достичь.

Удобно представить основные принципы, описывающие работу синхронной машины, в терминах идеальной машины с цилиндрическим ротором, подключенной к бесконечной шине. Бесконечная шина представляет собой шину постоянного напряжения, которая может отдавать или потреблять активную и реактивную мощность без каких-либо ограничений. Идеальная машина имеет нулевое сопротивление и реактивное сопротивление рассеяния, бесконечную магнитную проницаемость и отсутствие насыщения, а также нулевой реактивный момент сопротивления.

Создание крутящего момента в синхронной машине является результатом естественной тенденции двух магнитных полей выравниваться. Магнитное поле, создаваемое неподвижным якорем, обозначается как φs . Магнитное поле, создаваемое вращающимся полем, составляет φf . Результирующее магнитное поле равно

φr = φs + φf

Поток φr устанавливается в воздушном (или газовом) зазоре машины. ( Жирный шрифт символы обозначают векторные величины.)

Когда крутящий момент, приложенный к валу, равен нулю, магнитные поля ротора и статора идеально выравниваются. На вал вводится мгновенный крутящий момент либо в генераторном режиме, либо в двигательном режиме, между полями статора и ротора создается небольшой угол. Этот угол (λ) называется углом крутящего момента машины.

Работа без нагрузки

Когда идеальная машина подключена к бесконечной шине, трехфазное сбалансированное напряжение ( V1 ) применяется к обмотке статора (в контексте данной работы предполагаются трехфазные системы и машины). Как описано выше, можно показать, что трехфазное сбалансированное напряжение, приложенное к трехфазной обмотке

, равномерно распределенной вокруг сердечника якоря, будет создавать вращающуюся (вращающуюся) магнитодвижущую силу (ммс) постоянной величины ( Фс ). Эта МДС, действуя на сопротивление, встречающееся на ее пути, приводит к магнитному потоку ( φs ) ранее представленный. Скорость, с которой это поле вращается вокруг

центра машины, связана с частотой питания и числом полюсов следующим выражением:

f = электрическая частота в Гц

p = количество полюсов машины

n с = скорость вращающегося поля в оборотах в минуту (об/мин) обмотка возбуждения постоянного тока, крутящий момент не создается, а результирующий поток ( φr ), который в данном случае равен потоку статора ( φs ), намагничивает сердечник до такой степени, что приложенному напряжению ( V1 ) точно противодействует противоэлектродвижущая сила (cemf) ( E1 ).

Состояние недовозбуждения

Если возбуждение ротора немного увеличивается, а крутящий момент не прикладывается к валу, ротор обеспечивает часть возбуждения, необходимого для производства ( E1 ), вызывая эквивалентное снижение ( φs ). Эта ситуация представляет собой состояние недовозбуждения, показанное на рисунке ниже.

При работе в этих условиях машина ведет себя как отстающий конденсатор , что означает, что она поглощает реактивную мощность из сети.

Состояние перевозбуждения

Если возбуждение поля превышает значение, необходимое для производства ( E1 ), токи статора генерируют поток, противодействующий потоку, создаваемому полем. В этом случае говорят, что машина перевозбуждается, как показано на рисунке ниже.

Машина ведет себя как ведущий конденсатор; то есть он подает в сеть реактивную мощность.

Угол нагрузки/крутящего момента (δ)

В условиях холостого хода как угол крутящего момента (λ), так и угол нагрузки (δ) равны нулю. Угол нагрузки определяется как угол между МДС ротора ( Ff ) или потоком ( φf ) и результирующей МДС ( Fr ) или потоком ( φr ). Угол нагрузки (δ) используется чаще всего, потому что он устанавливает пределы крутящего момента, которые машина может достичь простым способом. Нужно знать, что во многих текстах имя угол крутящего момента используется для указания угла нагрузки. Название угол крутящего момента также иногда дается для обозначения угла между напряжением на клеммах ( V1 ) и напряжением возбуждения ( E1 ). Это происходит потому, что реактивное сопротивление рассеяния, как правило, намного меньше, чем реактивное сопротивление намагничивания, и, следовательно, угол нагрузки (δ) и угол между ( V1 ) и ( E1 ) очень похожи. Здесь имя угол степени используется для угла между ( V1 ) и ( E1 ). На двух рисунках выше угол мощности всегда показан равным нулю, поскольку в идеальной машине импедансом рассеяния пренебрегают.

Важно различать электрические и механические углы. При изучении работы синхронной машины все электромагнитные расчеты проводятся на основе электрических величин, т. е. все углы являются электрическими углами. Чтобы преобразовать электрические углы, используемые в расчетах, в физико-механические углы, мы наблюдаем следующее соотношение:

Механический угол = (2/ p) Электрический угол

Работа двигателя

Турбогенераторы редко работают как двигатели. (Один из таких примеров — это когда главный генератор используется в течение короткого периода времени в качестве двигателя, питаемого от преобразователя частоты. Целью этой операции является запуск собственной турбины внутреннего сгорания первичного двигателя). Если к валу приложен тормозной момент, ротор начинает отставать от магнитодвижущей силы (ммс), создаваемой вращающимся якорем ( Фс ). Для поддержания требуемой МДС намагничивания ( Fr ) изменяется ток якоря. Если машина находится в режиме пониженного возбуждения, состояние двигателя на приведенном выше рисунке представляет собой новую векторную диаграмму.

С другой стороны, если машина перевозбуждена, новая векторная диаграмма представлена ​​двигателем на рисунке выше. Активная мощность, потребляемая из сети в этих условиях, равна

Активная мощность = В 1 × I 1 × cos ϕ1 ( на фазу )

При увеличении тормозного момента достигается предел, при котором ротор не может угнаться за вращающимся полем. Затем машина глохнет. Это известно как «выпадение из шага», «вытягивание из шага» или «скольжение шестов». Максимальный предел крутящего момента достигается, когда угол δ равен π/2 электрического.

Принято определять δ как отрицательное значение для работы двигателя и положительное значение для работы генератора. Крутящий момент также является функцией величины φr и φf . При перевозбуждении значение φf больше, чем при недовозбуждении.

Поэтому синхронные двигатели способны развивать большую механическую мощность при перевозбуждении. Точно так же недовозбуждение более склонно приводить к ситуации «вне шага».

Работа генератора

Предположим, что машина работает без нагрузки и к валу приложен положительный крутящий момент; то есть угол потока ротора опережает угол потока статора. Как и в случае работы двигателя, токи статора изменятся, чтобы создать новые условия равновесия, показанные на рисунках выше, под генератор .

Если машина изначально находится в состоянии недовозбуждения, возникает состояние недовозбуждения, показанное на рисунке выше. С другой стороны, если машина перевозбуждается, возникает состояние перевозбуждения, показанное на рисунке выше.

Важно отметить, что при «видении» с клемм, когда машина работает в режиме недовозбуждения, угол коэффициента мощности (ϕ1) опережает (т.е. I1 опережает V1 ). Это означает, что машина поглощает реактивную мощность из системы.

Противоположное происходит, когда машина находится в перевозбужденном режиме. Что касается работы двигателя, то состояние перевозбуждения в генераторном режиме также позволяет увеличить мощность.

Так как генераторы, как правило, призваны выдавать реактивную мощность вместе с ваттами, они в основном работают в перевозбужденном состоянии.

Модели генераторов постоянного тока

и индивидуальные опции | Innotec Power

Генераторы с маховиком

Просмотрите популярные размеры генераторов с маховиком Innotec, которые используются в системах генераторов постоянного тока. Следующая страница связывает блоки по кВт или сообщает нам конкретные требования к кВт, оборотам в минуту и ​​напряжению.

Руководство по генератору постоянного тока

Проект всей системы является первой отправной точкой при выборе компонентов для генератора постоянного тока. Вопросы, которые следует задать с точки зрения проектирования системы:

Какова цель питания? Зарядка аккумулятора или постоянное питание?

Используется ли первичный двигатель в серийной гибридной модели или он имеет двойную/параллельную функцию?

Определение требований к мощности генератора постоянного тока

Допустим, вы хотите иметь возможность заряжать блок аккумуляторов на 48 В пост. тока с током 50 А. Возьмите оптимальное напряжение заряда аккумуляторного блока (т.е. 56 В пост. тока) и умножьте его на требуемый ток зарядки (55 В пост. тока x 50 А). = 2750 Вт).

Выходная мощность: Вт Требуемая мощность

Выбор первичного двигателя генератора постоянного тока

В этом руководстве мы сосредоточимся на двигателях и турбинах в качестве первичных двигателей. Вам нужно работать в обратном направлении от количества энергии, которое вы хотите производить / или от количества заряда, которое вы хотите для своего аккумуляторного блока. Здесь вам необходимо знать эффективность других компонентов вашей системы (генератор постоянного тока, выпрямитель/контроллер заряда). Предположим, что общие электрические/электронные компоненты имеют КПД 90%. Тогда вам потребуется механический эквивалент 3056 Вт (2750/0,9 = 3055,55). 3056 Вт равны 4,1 лошадиных сил. Затем посмотрите на кривую крутящий момент/эффективность/об/мин вашего первичного двигателя. Если вы используете первичный двигатель исключительно для генератора постоянного тока, то где первичный двигатель наиболее экономичен по топливу для желаемой выходной мощности? Если вы используете первичный двигатель для зарядки и параллельно с механической функцией, то будет ли у вас достаточно механической мощности для обоих при рабочих оборотах? Будут ли они работать одновременно?

Вывод: Целевое число оборотов в минуту для условий пиковой нагрузки; Диапазон оборотов в минуту, которые должен заряжать генератор

Эффективность генератора постоянного тока

Когда Innotec обсуждает головки генератора постоянного тока, мы на самом деле говорим о трехфазном генераторе переменного тока с постоянными магнитами в сочетании с внутренним или внешним выпрямителем/контроллером заряда. Это наиболее эффективный и надежный способ получения электроэнергии постоянного тока. Крайне важно проанализировать различия продуктов на рынке с потенциальными поставщиками и производителями. Производители предлагают широкий спектр эффективности. Чтобы получить по-настоящему эффективную работу, лучше всего получить специальное устройство, соответствующее вашим рабочим оборотам и требованиям к мощности / напряжению. Кривые эффективности генераторов переменного тока будут иметь 2 основные переменные: число оборотов в минуту и ​​условия нагрузки. Соответствие эффективности генератора переменного тока конкретным условиям оборотов / нагрузки, при которых вы хотите работать, будет ключом к достижению максимально возможной эффективности.

Выход: Эффективность при желаемых рабочих оборотах и ​​выходной мощности; Механические размеры генератора постоянного тока

Пассивное и активное выпрямление и управление зарядом

Контроль выходного напряжения будет иметь решающее значение для приложений зарядки. Это обеспечит долговечность батарей системы и обеспечит наиболее эффективную работу. Два способа управления зарядным напряжением:

(1) Используйте пассивный выпрямитель, регулируя скорость первичного двигателя для регулировки напряжения.