Synchrongenerator: Gerät, Typen und Anwendungen

Ein Synchrongenerator ist ein spezielles Gerät, mit dem jede Energie in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Solche Geräte sind mobile Stationen, Wärme- oder Solarbatterien und spezielle Geräte. Abhängig von der Art des Generators wird die Möglichkeit seiner Verwendung bestimmt, daher lohnt es sich, das Gerät genauer zu verstehen.

Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte das Unternehmen von Robert Bosch erstmals etwas Ähnliches wie einen Generator. Das Gerät war in der Lage, einen Motor zu zünden. Bei den Tests stellte sich heraus, dass die Maschine nicht für den Dauereinsatz geeignet ist, die Entwickler konnten jedoch das Gerät verbessern.

1890 stellte das Unternehmen fast vollständig auf die Produktion dieser Geräte um, da sie große Popularität erlangten. 1902 konstruierte ein Schüler von Bosch eine Zündung mit Hochspannung. Das Gerät konnte einen Funken zwischen den beiden Elektroden der Kerze erzeugen, was das System vielseitiger machte.

Der Beginn der 60er Jahre des XX Jahrhunderts war die Ära der Verbreitung von Generatoren auf der ganzen Welt. Und waren die Geräte früher nur in der Automobilindustrie gefragt, können solche Geräte heute ganze Häuser mit Strom versorgen.

Das Design solcher Einheiten umfasst nur zwei Hauptelemente:

• Rotor;
• Stator.

Die Hauptaufgabe des Generators besteht darin, eine Energieart in elektrische Energie umzuwandeln. Mit seiner Hilfe ist es möglich, abhängigen Geräten die erforderliche Strommenge zur Verfügung zu stellen, damit diese verwendet werden können.

Um die Leistung eines Generators zu beurteilen, müssen Sie sich seine Eigenschaften ansehen. Im Prinzip sind sie die gleichen wie bei einer Station, die Gleichstrom erzeugt. Die wichtigsten Parameter der Bewertung sind mehrere Faktoren.

• Leerlauf. Sie stellt die Abhängigkeit der EMK von der Stärke der bewegten Ströme dar, die für die Erregung der Dämpferspule verantwortlich sind. Mit seiner Hilfe ist es möglich, die Magnetisierungsfähigkeit der Ketten zu bestimmen.
• Äußeres Merkmal. Impliziert eine parallele Beziehung zwischen Spulenspannung und Laststrom. Der Wert hängt von der Art der Belastung des Geräts ab. Zu den Gründen, die Änderungen verursachen können, gehören eine Zunahme oder Abnahme der EMF des Geräts sowie ein Spannungsabfall an den Wicklungen der installierten Spule, die sich im Gerät befindet.
• Einstellung. Stellt die Beziehung dar, die sich zwischen Feldströmen und Lastströmen bildet. Durch die Überwachung dieses Indikators wird die Funktionsfähigkeit und der Schutz von Synchroneinheiten sichergestellt. Dies ist einfach zu erreichen, wenn Sie die EMF ständig anpassen.

Es ist nicht so schwer herauszufinden, wie das Gerät funktioniert. Es besteht darin, einen magnetischen Rahmen zu drehen, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Beim Drehen des Rahmens erscheinen magnetische Linien, die beginnen, seine Kontur zu kreuzen.Die Kreuzung trägt zur Bildung eines elektrischen Stroms bei.

Um zu bestimmen, wohin sich die elektrischen Energieflüsse bewegen, ist es notwendig, die Gimbal-Regel zu verwenden. Es sei darauf hingewiesen, dass in einigen Bereichen die aktuelle Bewegung gegenläufig ist. Die Richtungen ändern sich ständig, wenn Sie den nächsten Pol erreichen, der sich auf dem Magneten befindet. Dieses Phänomen wird Wechselstrom genannt, und die Verbindung des Rahmens mit einem separaten Magnetring kann diesen Zustand beweisen.

Die Beziehung zwischen der Größe des Stroms im Rahmen und der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors des Systems ist proportional. Auf diese Weise, Je mehr sich der Rahmen dreht, desto mehr Strom kann der Generator liefern. Dieser Indikator wird durch die Drehzahl gekennzeichnet.

Nach den etablierten Standards sollte die optimale Geschwindigkeitsanzeige in den meisten Ländern 50 Hz nicht überschreiten. Das bedeutet, dass der Rotor 50 Schwingungen pro Sekunde ausführen muss. Zur Berechnung des Parameters muss vereinbart werden, dass eine Drehung des Rahmens zu einer Änderung der Stromrichtung führt.

Wenn es der Welle gelingt, sich 1 Mal pro Sekunde zu drehen, bedeutet dies, dass die Frequenz des elektrischen Stroms 1 Hz beträgt. Um 50 Hz zu erreichen, ist es daher erforderlich, die richtige Anzahl von Bildumdrehungen pro Sekunde sicherzustellen.

Die Abhängigkeit ist in diesem Fall umgekehrt proportional. Um eine Frequenz von 50 Hz bereitzustellen, ist es daher erforderlich, die Geschwindigkeit um etwa das Zweifache zu reduzieren.

Außerdem ist zu beachten, dass in einigen Ländern andere Rotordrehzahlen eingestellt sind. Die Standardfrequenz beträgt 60 Hz.

Heute produzieren Hersteller verschiedene Arten von Synchrongeneratoren. Unter den bestehenden Klassifikationen verdienen einige besondere Aufmerksamkeit. Zuallererst lohnt es sich, die Aufteilung der Einheiten nach Design in Betracht zu ziehen. Es gibt zwei Arten von Generatoren.

• Bürstenlos. Die Konstruktion des Generators beinhaltet die Verwendung von Statorwicklungen. Sie werden so platziert, dass die Elementkerne entweder in Richtung der Magnetpole oder der auf der Spule vorgesehenen Kerne ausgerichtet sind. Die maximale Anzahl der Magnetzähne sollte 6 Stück nicht überschreiten.

• Synchron, ausgestattet mit einer Induktivität. Wenn es sich um Verstellmaschinen handelt, die mit geringer Leistung arbeiten, werden Gleichstrommagnete als Rotor verwendet. Ansonsten ist der Rotor die Induktorwicklung.

Die folgende Klassifizierung impliziert die Unterteilung von Mobilstationen in separate Typen.

• Hydrogeneratoren. Eine Besonderheit des Geräts ist ein Rotor mit ausgeprägten Polen. Solche Einheiten werden zur Stromerzeugung verwendet, wenn keine große Anzahl von Umdrehungen des Geräts erforderlich ist.

• Turbinengeneratoren. Der Unterschied ist das Fehlen ausgeprägter Pole. Das Gerät wird aus verschiedenen Turbinen zusammengesetzt und ist in der Lage, die Anzahl der Rotorumdrehungen um ein Vielfaches zu erhöhen.

• Synchron-Kompensatoren. Es wird verwendet, um Blindleistung zu erzielen - ein wichtiger Indikator in Industrieanlagen. Mit seiner Hilfe ist es möglich, die Qualität des gelieferten Stroms zu verbessern und die Spannungsindikatoren zu stabilisieren.

Es gibt mehrere gängige Modelle solcher Geräte.

• Stepper. Sie werden verwendet, um die Funktionsfähigkeit von Antrieben zu gewährleisten, die in Mechanismen mit Start-Stopp-Zyklus eingebaut sind.

• Getriebelos. Wird meist in Stand-alone-Systemen verwendet.

• Kontaktlos. Sie sind als Haupt- oder Backup-Mobilstationen auf Schiffen gefragt.

• Hysterese. Solche Generatoren werden für Zeitzähler verwendet.

• Induktor. Stellen Sie den Betrieb von Elektroinstallationen sicher.

Die ersten sind Geräte, bei denen die Pole deutlich sichtbar sind. Sie zeichnen sich durch eine niedrige Rotordrehzahl aus. Die zweite Kategorie hat einen zylindrischen Rotor in seiner Bauform, der keine hervorstehenden Pole hat.

Synchrongeneratoren sind Geräte zur Erzeugung von Wechselstrom. Sie können solche Geräte an verschiedenen Stationen treffen:

• atomar;
• Thermal;
• Wasserkraftwerke.

Und auch die Einheiten werden aktiv in Transportsystemen eingesetzt. Sie werden in verschiedenen Fahrzeugen und Schiffssystemen eingesetzt. Der Synchrongenerator ist in der Lage, sowohl autark, getrennt vom Stromnetz, als auch gleichzeitig mit diesem zu arbeiten. In diesem Fall ist es möglich, mehrere Geräte gleichzeitig anzuschließen.

Der Vorteil von Wechselstrom-Erzeugungsanlagen ist die Möglichkeit, den zugewiesenen Raum mit Strom zu versorgen. Praktisch, wenn sich das Objekt weit vom zentralen Netzwerk entfernt befindet. Daher sind die Einheiten bei den Besitzern von Farmen in stadtfernen Siedlungen gefragt.

Bei der Auswahl eines Generators ist es wichtig, ein geeignetes und zuverlässiges Gerät zu finden, das den zugewiesenen Bereich mit Strom versorgen kann. Zuerst müssen Sie die technischen Parameter des zukünftigen Geräts festlegen. Experten empfehlen, auf Folgendes zu achten:

• die Masse des Generators;
• Abmessungen des Geräts;
• Energie;
• Spritverbrauch;
• Rauschzahl;
• Dauer der Arbeit.

Und auch ein wichtiger Parameter ist die Fähigkeit, automatisches Arbeiten zu organisieren. Um zu verstehen, wie viele Phasen ein zukünftiger Generator benötigt, müssen Art und Anzahl der daran angeschlossenen Elektrogeräte bestimmt werden.

Der Kauf eines solchen mobilen Kraftwerks ist jedoch nicht immer die beste Entscheidung.

Es wird außerdem empfohlen, vor dem Kauf die Belastung zu berücksichtigen, die während des Betriebs auf das Gerät ausgeübt wird. Jede Phase sollte mit maximal 30% der Gesamtmenge belastet werden. Wenn die Leistung des Generators also 6 kW beträgt, können bei Verwendung von Steckdosen mit einer Spannung von 220 V nur 2 kW verwendet werden.

Die Anschaffung eines Drehstromgenerators ist nur dann gefragt, wenn sich viele Drehstromverbraucher im Haus befinden. Wenn die meisten Geräte einphasig sind, ist es besser, ein entsprechendes Gerät zu kaufen.

Vor dem Starten des Generators muss dieser zunächst eingestellt werden. Zunächst stellen sie die Frequenz des Geräts ein. Dies kann auf zwei Arten erfolgen:

1. ändern Sie das Design des Geräts, nachdem Sie im Voraus vorhergesehen haben, wie viele Pole für den Betrieb des Elektromagneten erforderlich sind;
2. liefern die erforderliche Wellendrehzahl ohne konstruktive Änderungen.

Ein markantes Beispiel sind langsamlaufende Turbinen. Sie bieten eine Rotordrehung von 150 U/min. Verwenden Sie zum Anpassen der Frequenz die erste Methode, indem Sie die Anzahl der Pole auf 40 Stück erhöhen.

Trotz der Tatsache, dass die EMF der Induktion des Geräts mit dem Rotor und seinen Drehungen verbunden ist, ist es aus Sicherheitsgründen unmöglich, die Struktur zu demontieren, um den Parameter zu ändern.

Der EMF-Wert kann durch Anpassen des erzeugten Magnetflusses geändert werden. Es muss erhöht oder verringert werden. Die Windungen bzw. deren Anzahl sind für den Wert des Indikators verantwortlich. Und auch die Stärke des magnetischen Flusses kann durch den von der Spule erzeugten Strom beeinflusst werden.

Die Anpassung beinhaltet die Aufnahme mehrerer Spulen in eine Kette.Dazu müssen Sie zusätzliche Rheostate oder elektronische Schaltungen verwenden. Die zweite Option erfordert die Einstellung des Parameters mit externen Stabilisatoren. Dies gewährleistet einen zuverlässigen Service.

Der Vorteil einer synchronen Mobilstation ist die Möglichkeit, sich mit anderen elektrischen Maschinen eines ähnlichen Typs zu synchronisieren. Gleichzeitig ist es beim Anschließen möglich, die Drehzahlen anzupassen und eine Null-Phasenverschiebung zu gewährleisten. In der industriellen Energietechnik sind in diesem Zusammenhang mobile Kraftwerke gefragt, wo es sehr praktisch ist, sie als Backup-Stromquelle zur Erhöhung der Produktionskapazität bei hohen Lasten einzusetzen.

Siehe unten für Synchron- und Asynchrongenerator.