Synchronní a asynchronní generátory – Strojírenská společnost LiderTeh – Strojírenská společnost LiderTeh

<b>Nejprve však princip fungování elektrického generátoru</b>

Princip fungováníVýkon jakéhokoli generátoru je založen na jevu elektromagnetické indukce. Přeměnu mechanické energie motoru (rotační) na energii elektrického proudu znázorňuje následující obrázek:

Pokud se rám otáčí rovnoměrně v jednotném magnetickém poli, objeví se v něm proměnná E.M.F. (elektromotorická síla), jejíž frekvence je rovna frekvenci otáčení rámu. Ať už rámem rotujeme v magnetickém poli, nebo magnetickém poli kolem rámu, nebo magnetickém poli uvnitř rámu, výsledek bude stejný – E.M.F. , měnící se podle harmonického zákona.

Video, princip činnosti generátoru elektrického proudu.

<b>Charakteristické vlastnosti synchronních a asynchronních generátorů:</b>

<b>Synchronní generátor</b>

Jedná se o synchronní elektrický stroj pracující v režimu generátoru, ve kterém se frekvence otáčení magnetického pole statoru rovná frekvenci otáčení rotoru. Rotor se skládá z vinutí, když je přivedeno napětí, na které se objeví magnetické pole s magnetickými póly a vytvoří rotující magnetické pole, které při průchodu statorovým vinutím v něm indukuje EMF.

В v závislosti na typu vinutírotor může být klecový nebo fázový. Rotující magnetické pole vytvářené pomocným statorovým vinutím indukuje magnetické pole na rotoru, které rotací s rotorem indukuje emf v pracovním statorovém vinutí, stejně jako v asynchronním generátoru.

Rotorpři spouštění elektrárny, vytváří slabé magnetické pole, ale s rostoucí rychlostí se zvyšuje i EMF v budícím vinutí. Napětí z tohoto vinutí je přiváděno do rotoru přes automatickou regulační jednotku (AVR), řídící výstupní napětí změnou magnetického pole.

Například, připojená indukční zátěž demagnetizuje generátor a snižuje napětí, a když je připojena kapacitní zátěž, generátor je předpětí a napětí se zvyšuje. Říká se tomu „kotevní reakce“.

Aby byla zajištěna stabilita výstupního napětí je nutné měnit magnetické pole rotoru regulací proudu v jeho vinutí (u synchronních generátorů), kterou zajišťuje jednotka AVR (Automatic Voltage Regulator).

Díky tomuto způsobu nastavení, bez ohledu na změny zatěžovacího proudu a otáček motoru elektrárny, zůstává stabilita výstupního napětí generátoru velmi vysoká, na úrovni ±1 %.

Výhoda synchronních generátorů je vysoká stabilita výstupního napětí, nevýhodou je však možnost proudového přetížení, protože při příliš velkém zatížení může regulátor nadměrně zvýšit proud ve vinutí rotoru, což může vést k poruše.

Více do nevýhody synchronního lze připsat generátory přítomnost sestavy kartáče, které dříve nebo později bude nutné opravit, i když v současnosti je tento nedostatek prakticky odstraněn Protože moderní synchronní generátory jsou většinou bezkomutátorové, jejich rotor nemá sestavu komutátor-kartáč a proud v budicím vinutí (v. rotor) je indukován střídavým magnetickým polem vytvářeným hlavním a/nebo přídavným statorovým vinutím.

<b>Asynchronní generátor</b>

Asynchronní elektrický stroj pracující v režimu brzdění, jehož rotor se otáčí dopředu, ale ve stejném směru jako magnetické pole statoru.

V asynchronním generátoru rotor dokončen trvalý magnet nebo elektromagnet. Počet pólů rotoru může být dva, čtyři atd., ale násobek dvou.

V domácích benzínových a naftových motorech V elektrárnách se zpravidla používá rotor se dvěma póly, který určuje otáčky motoru elektrárny při 3000 ot./min. Dieselové elektrárny s rychlostí otáčení 1500 ot/min využívají čtyřpólový asynchronní generátor.

Rotující magnetické pole vždy zůstává beze změny a nejsou nastavitelné, v důsledku čehož napětí a frekvence na výstupu generátoru závisí na rychlosti rotoru a v důsledku toho na stabilitě otáčení motoru elektrárny.

Navzdory snadné údržbě, nízké citlivosti na zkrat a nízké ceně, asynchronní generátory se používají poměrně zřídka, protože existují řada nevýhod: vysoká cena v závislosti na aktivní indukční povaze zátěže; nespolehlivost provozu při extrémním zatížení; závislost výstupního napětí a frekvence proudu na stabilitě motoru atp.