Асинхронный двигатель в качестве генератора: Асинхронный электродвигатель в качестве генератора

принцип работы и особенности подключения

Содержание

  • 1 Подготовка к работе
  • 2 Выбор электромотора
  • 3 Особенности разных схем подключения генератора
  • 4 Принцип работы самодельного генератора
  • 5 Рекомендации по эксплуатации и электробезопасности

Для организации альтернативного источника питания в случае пропажи напряжения в бытовой или промышленной электросети удобно использовать генератор. Сделать его можно без особого труда из трехфазного асинхронного электромотора. Существует несколько вариантов подключения. 

Когда пропадает напряжение в стационарной электросети, ток можно получить с помощью альтернативного источника питания – генератора. Это важное, а иногда просто незаменимое приспособление, как для промышленного объекта, так и для частного домовладения. Сделать генератор для дома, дачного участка или мастерской можно из трехфазного асинхронного двигателя своими руками. Рассмотренный далее пример качественного генераторного устройства дает возможность запускать в работу и однофазные бытовые электроприборы, и трехфазное оборудование – правда поочередно, а не одновременно.

Подготовка к работе

Чтобы создать самодельный генератор из электрического трехфазного двигателя, нужно знать, как он работает, а также иметь под рукой необходимые детали. За основу берется силовой агрегат асинхронного типа. Здесь применяется принцип обычной динамо-машины, когда вращательное движение вала электромотора создается принудительным путем. Чтобы отключенный от сети мотор стал источником электроэнергии, необходимо на его якорь передать крутящий момент с помощью механической энергии. Для этого лучше всего подходит двигатель внутреннего сгорания – как бензиновый, так и экономичный газовый или мощный дизельный. Его подсоединяют к электромотору через амортизирующую муфту, чтобы вращение ротора было более плавным.

Хотя получить механическую энергию можно и другим путем. При благоприятных природных и погодных условиях совершенно бесплатно можно задействовать водный поток или ветер. Об этом хорошо знали наши предки, еще много лет назад строя, например, водяные и ветряные мельницы. В наши дни так можно не только обеспечить автономное питание для электроприборов, но также существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Известно даже, что некоторые родовые и религиозные общины, по своим причинам отказавшиеся от поставляемого государством электричества, для вращения ротора электромотора используют запряженных особым способом лошадей. Получаемая таким образом механическая энергия характеризуется еще и реальными живыми лошадиными силами.     

Выбор электромотора

Основой для рассматриваемого генератора станет асинхронный трехфазный электрический двигатель. Необязательно покупать новую модель. Например, достаточно часто такие силовые агрегаты, будучи еще в приличном рабочем состоянии, списываются на различных производственных предприятиях после их модернизации. Затем их можно приобрести по вполне доступной цене или же вовсе достать бесплатно.

Здесь главное обратить внимание на такие моменты:

  • ротор должен быть короткозамкнутого или фазного типа;
  • статор подключается через три отдельных обмотки с возможностью их взаимного соединения по методу «звезда» или «треугольник».

Вращающейся частью агрегата является ротор (он же якорь), а статор находится в неподвижном состоянии. Оба этих элемента конструкции состоят из металлических пластин с пазами, куда накручены обмоточные провода. Выходы статорных обмоток через перемычки подключаются к клеммной коробке и источнику питания. Для формирования нужного тока в витках каждая фаза статора должна получать одинаковое напряжение с угловым смещением примерно на треть окружности.   

Подключение ротора зависит от его типа. Для создания генератора лучше всего подходит короткозамкнутый вариант, имеющий достаточно простую схему подключения. Здесь концы кольцевых перемычек соединяются и закорачиваются, а прижимные контактные щетки отсутствуют. Получается несложная и надежная конструкция, пригодная для множества целей, в том числе и для самодельного генераторного привода. У фазного ротора обмоточные концы соединены с токопроводящими кольцами, соединенными с прижимными щетками и пусковой схемой. Строение такого якоря сложнее, чем короткозамкнутого. Подключение требует больше времени и внимания. Кроме того, нужно постоянно контролировать частоту оборотов и следить, чтобы не отошли щетки или не разомкнулись контакты на кольцах. Хотя из фазного можно легко сделать короткозамкнутый ротор, просто закоротив обмотки между собой в обход контактных колец.

Особенности разных схем подключения генератора

От способа подсоединения статорных обмоток напрямую зависит эффективность работы генератора и его технические параметры. Существует несколько вариантов, из которых самые распространенные такие:

  • Методика «Звезда» считается классической и наиболее практичной для монтажа конденсаторных батарей, которые могут подключаться к одной или двум обмоткам. В первом случае будут доступны по одной двухфазная и трехфазная линии, а во втором можно будет запускать от генератора две группы однофазных электроприборов и один трехфазный аппарат. Рабочие и пусковые конденсаторы управляются отдельными кнопками;
  • Метод соединения «Треугольник» позволяет переключать обмотки с целью получения трехфазного электропитания.

Стабильная и надежная работа самодельного генератора также зависит от правильно подобранных характеристик электромотора. Основные параметры указаны на заводской бирке на корпусе силового агрегата и в паспорте к устройству:

  • мощность;
  • номинальное число оборотов;
  • категория защиты;
  • доступные варианты подключения статорных обмоток;
  • номинальный ток нагрузки;
  • номинал пускового тока;
  • КПД.

При использовании бывшего в употреблении агрегата желательно перепроверить его реальные характеристики с помощью амперметра и вольтметра, а также прозвонить обмотки и убедиться в отсутствии поврежденных проводников.

Принцип работы самодельного генератора

Под действием вращательного движения ротора на статоре образуется магнитное поле и возникает электродвижущая сила. Токовая подпитка витков происходит через подключенные к обмоточным концам конденсаторы, емкость которых должна быть немного больше допустимого номинального напряжения, чтобы генератор мог работать в режиме активной нагрузки и обеспечивать трехфазные вольтажи симметричного типа.

Для производства стабильного стандартного 50-герцового трехфазного (380B) электричества якорь электропривода должен постоянно вращаться с определенной скоростью. Появление магнитных силовых линий в данном случае возможно только тогда, когда эта скорость соответствует величине синхронной частоты и превышает асинхронную составляющую на коэффициент скольжения. Индуктивная нагрузка на генератор сопровождается резким возрастанием необходимой емкости, поэтому для поддержки стабильного напряжения при условиях повышения нагрузки нужно также повышать конденсаторную емкость. 

Такое свойство можно считать одним из минусов асинхронного генератора. Частота его оборотов в обычном рабочем режиме должна быть больше асинхронной частоты на значение скольжения S=2-10%. Если данное условие не соблюдается, то генерируемое напряжение может иметь частоту, не совпадающую с 50-герцовой, и правильная токовая синусоида не получится, а ее искривление будет вызывать частотные скачки. Они плохо сказываются на работе подключенного бытового и промышленного оборудования, имеющего в своей конструкции электромотор.

Наибольшую опасность влечет за собой снижение частоты генератора, поскольку оно сопровождается понижением индуктивного обмоточного сопротивления электромоторов и трансформаторов. А это, в свою очередь, вызывает перегрев и сокращение срока эксплуатации электроприборов. Если генератор применяется исключительно для питания осветительных приборов или нагревателей, то частотные характеристики и токовая синусоида большого значения не имеют.

При принудительном запуске обесточенного электромотора от какого-либо первичного силового агрегата, в момент синхронизации частоты их оборотов по принципу обратимости электромашин на концах обмотки статора под воздействием остаточного электромагнитного поля возникает электродвижущая сила некоторой величины. Если теперь к этим контактам подсоединить конденсаторную батарею (С), то в статорных обмотках появится емкостный опережающий ток намагничивающего действия. Величина напряжения здесь зависит от параметров электромашины и емкости конденсаторов. Так короткозамкнутый асинхронный электромотор превращается в генератор асинхронного типа.  

Типовая схема подключения асинхронного мотора в генераторном режиме выглядит следующим образом:

Методом подбора емкостей конденсаторов можно сравнять генераторную мощность и величину номинального напряжения с аналогичными рабочими параметрами обычного электромотора. Реактивная емкость вычисляется по формуле Q=0.314*C*U2*10 (-6 степени), где C – это конденсаторная емкость, а U=38B для возбуждения асинхронных трехфазных генераторов.

Среди самых энергоемких для примера можно привести такие подключаемые в быту и на производстве устройства, как:

  • сварочные аппараты;
  • электропилы;
  • электропечи;
  • зернодробилки;
  • электрические утюги и прочее.

Рассмотренный способ подсоединения трехфазного электромотора для работы в генераторном режиме считается классическим, но далеко не единственным. Есть и другие прекрасно зарекомендовавшие себя методики, к примеру, когда конденсаторная батарея монтируется на одну или две обмотки генератора.

Рекомендации по эксплуатации и электробезопасности

При всей своей полезности трехфазный ток создает повышенную опасность для здоровья и даже жизни человека. Поэтому одним из приоритетных требований, предъявляемых к работе самодельной электроустановки, является именно безопасность ее эксплуатации. 

С целью обеспечения электробезопасности должны соблюдаться следующие элементарные условия:

  • использование единого щита управления, содержащего измерительные приборы, силовые трехкнопочные выключатели (одна кнопка для включения/выключения питания, две других – для активации пускового и рабочего конденсатора), автоматические выключатели для защиты от короткого замыкания, устройства аварийного отключения при пробое на корпус и прочее;
  • наличие надежного заземляющего контура.

Кроме того, для защиты обслуживающего персонала и оборудования, а также для организации непрерывного техпроцесса широко используется методика автоматического ввода резерва, когда в случае исчезновения напряжения в основной электросети функция обеспечения питания возлагается на генератор, а при возобновлении подачи напряжения управление снова передается стационарной сети.

Организовать автоматический ввод резерва также можно посредством перекидного трехфазного рубильника. 

Во время интенсивной и продолжительной работы генератор начинает перегружаться по мощности, что вызывает чрезмерное нагревание обмоток и пробои в изоляции. Чтобы избежать поломки оборудования и самой автономной электростанции старайтесь соблюдать следующие рекомендации:

  • правильно подбирайте конденсаторную емкость;
  • не подключайте много оборудования, суммарная мощность которого превышает номинал генератора;
  • однофазных потребителей подключайте только на треть всей мощности трехфазного агрегата (в случае наличия двух однофазных линий – на две третьих).

Также следите за частотными показателями. Для этого желательно вывести соответствующий измерительный прибор на общий электрощит. На холостом ходу вольтаж на выходе может быть выше стандартных величин 220 и 380 вольт на 4-6%.

Асинхронный генератор

Расчёт асинхронного генератора

Программы помогут применить обыкновенный асинхронный двигатель в качестве автономного генератора электрической энергии… при наличии механического двигателя, разумеется.

Чтобы асинхронный двигатель начал выдавать электроэнергию раскрутить его ротор выше синхронной частоты вращения недостаточно. Двигатель, рассчитанный на напряжение 380В за счет остаточной намагниченности ротора будет выдавать напряжение всего… 2 — 5В. Для возбуждения асинхронного генератора до номинального напряжения, в данном случае до 380В, к обмотке статора надо подключить три конденсатора, соединённых между собой в звезду или треугольник. Напряжение на клеммах двигателя возрастает до номинального за 2 — 3 секунды.

Возможность использования асинхронного двигателя в качестве генератора проверена лично.

Достоинства: -В качестве генератора можно применить обыкновенный асинхронный двигатель, который относительно дешёв. -Выдаёт переменный ток напряжения 220В. Большинство трёхфазных асинхронных двигателей можно переподключить на напряжение 220В -Не боится короткого замыкания! Самолично замыкал металлической отвёрткой (с изолированной ручкой :)) клеммы работающего асинхронного генератора, после устранения замыкания напряжение восстанавливалось! Правда таким образом можно полностью размагнитить ротор.

Недостатки: -Не любит индуктивной нагрузки, при подключении, например, трансформатора параллельно ему придётся подключить дополнительные конденсаторы. -Частота вращения ротора должна быть стабильной, отклонения не должны превышать 5%. Возбуждение генератора появляется при достижении частоты вращения, близкой к номинальной, при превышении из-за перевозбуждения могут сгореть обмотки. -Мощность асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением на практике ограничивается на уровне 10 киловатт габаритами батареи конденсаторов.

Методика расчёта описана в «Книге сельского электрика». Основная идея заключается в том, что номинальный ток батареи конденсаторов должен быть примерно равен току холостого хода двигателя.

Для расчёта параметров генератора на основе трёхфазного двигателя понадобятся данные с таблички, имеющейся на его корпусе. За основу генератора возьмём, например, двигатель АИР63В2.

Загружаем первую программу с 0-й страницы. В/О, С/П.

Pдв=? Вводим номинальную мощность двигателя, 0,55(кВт), С/П.

кпд=? Вводим кпд двигателя, 72(%), С/П.

cosф=? Вводим коэффициент мощности, 0,83, С/П.

nсин=? Вводим синхронную частоту вращения, 3000(об/мин), С/П.

nдв=? Вводим номинальную частоту вращения, 2730(об/мин), С/П.

nген=? Получаем расчётную частоту вращения ротора генератора, 3296,7033 об/мин. Если механический двигатель имеет другую частоту вращения, например 3100об/мин, вводим 3100(об/мин), С/П. -1, генератор может отдать в нагрузку примерно 0,37кВт, С/П.

Uвых=357,32667 выходное напряжение примерно 357В, С/П.

fвых=47,016667, частота выходного переменного тока равна примерно 47Гц.

Если найти трёхфазный двигатель не удаётся, то в качестве генератора можно применить однофазный асинхронный двигатель. Однофазный двигатель можно добыть, например, раскурочив любимую стиральную машину… 🙂 Конденсатор подключается параллельно рабочей обмотке двигателя.

К сожалению, на бытовых однофазных двигателях обычно не пишут подробные технические данные. Поэтому предварительно нужно измерить ток холостого хода имеющегося двигателя.

Например, имеется однофазный двигатель на 220В, 180Вт 1400 об/мин, без нагрузки потребляет от сети 0,6А.

Загружаем вторую программу, также с 0-й страницы. В/О, С/П.

Pдв=? Вводим мощность двигателя, 180(Вт), С/П.

Uном=? Вводим номинальное напряжение, 220(В), С/П.

Iхх=? Вводим ток холостого хода, 0,6(А), С/П.

nсин=? Вводим синхронную частоту вращения, 1500(об/мин), С/П.

nдв=? Вводим номинальную частоту вращения, 1400(об/мин), С/П.

nген=? Получаем расчётную частоту вращения ротора генератора, 1607,1429 об/мин. Можно ввести другое значение, например 1650 (об/мин), С/П.

С=8,45556936, нужная ёмкость конденсатора примерно равна 8,5мкФ, С/П.

Pвых=129,36, генератор может отдать в нагрузку почти 130Вт. Можно телевизор смотреть… 🙂 С/П.

Uвых=225,866667, выходное напряжение примерно 226В, С/П.

fвых=51,333333, частота выходного переменного тока равна 51Гц.

Используемые в качестве генераторов асинхронные двигатели должны быть рассчитаны на частоту 50Гц! На холостом ходу генератор выдаёт напряжение на 5 — 10% больше расчётного. В зависимости от нагрузки, частота переменного тока будет немного меняться. Если генератор не выдаёт напряжение, то надо на несколько секунд подсоединить к клеммам, ВНИМАНИЕ, ОСТАНОВЛЕННОГО!!! генератора батарею или аккумулятор на 6-12В. Если напряжения нет или оно в разы меньше расчётного, то надо немного увеличить ёмкость конденсаторов.

Сайт работает на микрокомпьютере


Аварийный дизель-генератор и асинхронный двигатель — MATLAB и Симулинк — MathWorks Nordic

Основное содержание

Открытая модель

В этом примере показан инструмент Machine Load Flow блока Powergui для инициализации системы асинхронного двигателя/дизель-генератора.

Г. Сибилль (Hydro-Quebec), Тарик Забайу (ETS)

Описание схемы

Установка, состоящая из резистивной и двигательной нагрузки, питается напряжением 2400 В от распределительной сети 25 кВ через трансформатор звезда-треугольник 6 МВА 25/2 кВ и от аварийного синхронного генератора/дизельного двигателя. Сеть 25 кВ моделируется эквивалентным источником R-L с уровнем короткого замыкания 1000 МВА и нагрузкой 5 МВт. В системе 25 кВ происходит трехфазное замыкание на землю, что приводит к размыканию автоматического выключателя 25 кВ.

Демонстрация

1. Чтобы запустить моделирование в установившемся режиме, синхронная машина и асинхронный двигатель должны быть инициализированы с помощью инструмента Load Flow программы powergui. Параметры потока нагрузки машины и двигателя определяются на вкладке «Распределение нагрузки» двух блоков:

Для синхронной машины: Параметр «Тип генератора» установлен на «PV», что указывает на то, что поток нагрузки выполняется с машина, контролирующая свою активную мощность и напряжение на клеммах. Параметр «Выработка активной мощности P» установлен на 0,

Для асинхронного двигателя: Параметр «Механическая мощность» установлен на 1,492e+006 Вт (2000 л.с.).

2. В меню Powergui выберите «Загрузить поток». Появится новое окно. Сводка настроек потока нагрузки отображается в таблице.

3. Нажмите кнопку «Вычислить», чтобы решить поток нагрузки. В таблице теперь отображаются фактические активные и реактивные мощности машин.

4. Нажмите кнопку «Применить», чтобы применить решение потока нагрузки к модели.

5. Откройте блоки SM и ASM и обратите внимание, что начальные значения были обновлены инструментом Load Flow. Значение постоянного блока, подключенного к входу крутящего момента асинхронного двигателя, также было автоматически установлено равным 7964 Н.

6. Откройте блок регулятора дизельного двигателя. Обратите внимание, что начальное значение механической мощности было установлено на 0,00027 о.е. (844 Вт) инструментом Load Flow.

7. Откройте блок ВОЗБУЖДЕНИЕ и обратите внимание на вкладку Начальные значения, что начальные значения напряжения на клеммах и напряжения возбуждения установлены соответственно на 1,0 и 1,4273 о.е.

8. Щелкните правой кнопкой мыши блок EXCITATION, затем выберите тип системы возбуждения, которую вы хотите имитировать.

Обратите внимание, что начальные значения всех моделей уже предварительно сохранены с одинаковыми начальными значениями. Для модели ST2A дополнительная линия, представляющая начальное значение терминального тока It0, установлена ​​равной 0,2739 о.е.

9. Запустить моделирование. В осциллографах проверьте, что симуляция запускается в установившемся режиме.

Результаты моделирования

Результаты моделирования, полученные с различными системами возбуждения, демонстрируют хорошую стабильность при устранении неисправности. Однако модели ST1A и AC1A обеспечивают лучшую стабильность. Стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается менее чем за 2 секунды с моделью ST1A и менее чем за 3 секунды с моделью AC1A. Результаты, полученные с моделями AC4A и DC2A, менее эффективны: система стабилизируется дольше, стабилизация напряжения на клеммах Vt достигается через 6 секунд. Обратите внимание, что напряжение поля Vf достигает своего предела без насыщения в большинстве моделей.

После устранения неисправности и изолирования, а также для всех моделей возбуждения механическая мощность СД увеличивается с начального значения 0 о.е. до конечного значения 0,80 о.е., требуемого резистивной и моторной нагрузкой (2,49 МВт). Скорость двигателя кратковременно снижается с 1789 об/мин до 1635 об/мин, затем восстанавливается близко к нормальному значению.

У вас есть модифицированная версия этого примера. Хотите открыть этот пример со своими правками?

Вы щелкнули ссылку, соответствующую этой команде MATLAB:

Запустите команду, введя ее в командном окне MATLAB. Веб-браузеры не поддерживают команды MATLAB.

Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и ознакомиться с местными событиями и предложениями. В зависимости от вашего местоположения мы рекомендуем вам выбрать: .

Вы также можете выбрать веб-сайт из следующего списка:

Америка

  • Латинская Америка (Испания)
  • Канада (английский)
  • США (английский)

Европа

  • Бельгия (английский)
  • Дания (английский)
  • Германия (немецкий)
  • Испания (Испания)
  • Финляндия (английский)
  • Франция (французский)
  • Ирландия (английский)
  • Италия (итальяно)
  • Люксембург (английский)
  • Нидерланды (английский)
  • Норвегия (английский)
  • Австрия (Германия)
  • Португалия (английский)
  • Швеция (английский)
  • Швейцария
    • Немецкий
    • Английский
    • Французский
  • Соединенное Королевство (английский)

Азиатско-Тихоокеанский регион

  • Австралия (английский)
  • Индия (английский)
  • Новая Зеландия (английский)
  • 中国
    • 简体中文
    • Английский
  • 日本 (日本語)
  • 한국 (한국어)

Обратитесь в местное отделение

  • Пробная версия ПО
  • Пробная версия ПО
  • Обновления продукта
  • Обновления продукта

Принцип работы индукционного генератора, типы индукционных генераторов

Пожалуйста, поделитесь и распространите информацию:

Принцип работы индукционного генератора :

Давайте посмотрим, каков принцип работы индукционного генератора?

Для трехфазного асинхронного двигателя, если ротор соединен с первичным двигателем и если первичный двигатель способен приводить в движение ротор асинхронной машины со скоростью выше синхронной скорости, будет наблюдаться, что энергия возвращается к сети переменного тока. Затем машина будет работать как индукционный генератор.

Асинхронный генератор

Для асинхронных генераторов значение скольжения отрицательно, поскольку первичный двигатель вращает ротор со скоростью, превышающей синхронную скорость. Асинхронный генератор также называют асинхронным генератором. Так как скорость ротора отличается от синхронной скорости.

Эксплуатация асинхронного генератора:

Характеристика момента-скорости асинхронного двигателя показана на рисунке ниже. Машина будет работать как двигатель, когда скорость ротора ниже синхронной скорости, и как генератор, когда скорость выше синхронной скорости.

Рабочий диапазон машины в качестве генератора ограничен максимальным значением крутящего момента, соответствующим проскальзыванию OP , как показано на рисунке.

Кривая крутящий момент-скорость асинхронной машины

Существует практический верхний предел скорости, при которой асинхронный генератор может работать выше синхронной скорости. Скорость генератора должна быть ниже пускового момента . Если скорость превышает пусковой момент, активная мощность быстро снижается до низкого значения.

Защита, необходимая для асинхронного генератора:

  1. Защита от превышения скорости, обычно с помощью регуляторов или концевых выключателей скорости, необходима для предотвращения достижения генератором критической точки и эффективного производства реальной мощности.
  2.   Реле обратной мощности необходимы для предотвращения работы двигателя. Эти реле определяют направление потока мощности и отключают асинхронный генератор, когда он начинает работать как двигатель.
  3.  В условиях пониженной/превышенной скорости 9Конденсаторы с коэффициентом мощности 0017 и коэффициентом мощности должны быть отключены от генератора с помощью отдельного прерывателя, чтобы предотвратить перевозбуждение и возникновение неконтролируемых высоких напряжений.

Induction Generator Types:
  1. Grid connected Induction generator
  2. Isolated Self-Excited Induction generator
  3. Doubly fed Induction generator-DFIG

1.

Grid Connected Induction Generator Рабочий

Когда асинхронный генератор подключен к сети, система подает реактивную мощность для работы генератора.

Асинхронный генератор, подключенный к сети

Статор асинхронного двигателя подключается к сети электропитания, обеспечивающей возбуждение. Ротор представляет собой короткозамкнутую клетку, состоящую из алюминиевых или медных стержней. Если вал вынужден вращаться со скоростью выше синхронной, скольжение становится отрицательным и асинхронный генератор начинает отдавать энергию в питающую сеть.

2.

Изолированный асинхронный генератор с самовозбуждением Рабочий

Конденсаторная батарея, соединенная треугольником, подключается к клеммам асинхронной машины, как показано на рисунке ниже.

Индукционный генератор с самовозбуждением

Эти конденсаторы, соединенные треугольником, обеспечивают ток возбуждения, необходимый для работы машины в качестве генератора . Эти конденсаторы обеспечивают необходимую реактивную мощность асинхронному генератору для создания напряжения. Эти конденсаторы также обеспечивают реактивную мощность нагрузки.

Когда первичный двигатель вращает ротор, в статоре индуцируется небольшая ЭДС из-за остаточного магнетизма, присутствующего в роторе. Частота ЭДС индукции зависит от скорости вращения ротора. Таким образом, машина работает как асинхронный генератор с самовозбуждением.

Первичным двигателем здесь может быть ветряная мельница.

3.

Работающий индукционный генератор с двойным питанием [DFIG ]

DFIG — это генераторы с регулируемой скоростью, используемые в ветряных турбинах благодаря своим преимуществам.

Работа асинхронного генератора с двойным питанием:

Асинхронные генераторы с двойным питанием подают переменный ток в обмотки статора и ротора. Энергия ветра, захваченная турбиной, преобразуется генератором в электроэнергию и передается в сеть через обмотки статора и ротора.

Основным преимуществом DFIG является то, что он позволяет поддерживать амплитуду и частоту их выходных напряжений на постоянном уровне, независимо от скорости вращения ротора ветряной турбины. Следовательно, DFIG может быть напрямую подключен к сети переменного тока и всегда оставаться синхронизированным.

Детали асинхронного генератора с двойным питанием:

1.

Трехфазная индукционная машина с фазным ротором :

Асинхронный генератор с двойным питанием представляет собой трехфазную асинхронную машину с фазным ротором. Обмотки ротора ветрогенераторов на базе DFIG подключаются с помощью двух встречно-параллельных преобразователей, а обмотки статора напрямую подключаются к сети через силовой трансформатор.

Асинхронный генератор с двойным питанием Рабочий

2.

Встречно-параллельные преобразователи:[Преобразователь переменного/постоянного/переменного тока]:

Два встречно-параллельных преобразователя, а именно RSC-Преобразователь со стороны ротора и GSC-Преобразователь со стороны сети. Эти преобразователи используются для управления напряжением на клеммах и коэффициентом мощности путем подачи реактивной мощности в систему.

  • Преобразователь со стороны ротора-RSC: [AC/DC]

Токосъемные кольца генератора подключены к преобразователю со стороны ротора, который использует звено постоянного тока с преобразователем со стороны сети.

 При получении команд угла наклона и напряжения RSC используется для управления крутящим моментом/скоростью генератора, а также для управления коэффициентом мощности на клеммах статора. RSC управляет токами ротора. Управление токами ротора и их частотой регулирует скольжение и, следовательно, скорость машины.

  • Преобразователь со стороны сети-GSC: [DC/AC]

При получении команды напряжения поддерживает постоянное напряжение в звене постоянного тока и регулирует реактивную мощность или напряжение на клеммах сети.

3.

Конденсатор звена постоянного тока:

Конденсатор звена постоянного тока размещается между двумя преобразователями. Он действует как источник постоянного напряжения, чтобы поддерживать колебания напряжения в звене постоянного тока.

Применение асинхронных генераторов:
  • Существующие асинхронные генераторы, подключенные к сети или питающие, используемые для гидравлических турбин с малым и переменным количеством воды, приводных подъемников для создания тормозного момента.
  • Асинхронные генераторы с самовозбуждением используются для выработки электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии, таких как ветряные генераторы, в изолированных местах. Асинхронные генераторы также используются в качестве автономных источников питания для нагрузок в труднодоступных местах.
  • Асинхронные генераторы двойного питания, используемые на ветряных электростанциях. Преимущество DFIG заключается в обеспечении надежной работы сети с улучшенным качеством электроэнергии.

Различия между синхронными и асинхронными генераторами:
  • Асинхронный генератор не нуждается в возбуждении постоянным током.
  • Подключен к сети Асинхронный генератор будет работать только тогда, когда он подключен к трехфазной сети.
  • Для асинхронных генераторов с самовозбуждением, которые не подключены к сети, для работы требуется источник реактивной мощности, для этого для подачи реактивной мощности используются параллельные конденсаторы.
  • Для асинхронного генератора синхронизация не требуется, поскольку машина будет генерировать только тогда, когда скольжение станет отрицательным.
  • Роторы асинхронных генераторов имеют более низкое сопротивление, чтобы уменьшить потери и проскальзывание.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *