Синхронные генераторы
Современный мир невозможно представить без автономных источников энергоснабжения – дизельных и бензиновых электростанций, находящих свое применение и в быту, и в промышленности, и во всех других отраслях хозяйства. При этом основной частью любой электростанции является генератор – механическое или электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования энергии двигателя в электрическую энергию.
В настоящее время разработано достаточно большое число различных типов генераторов, которые можно классифицировать исходя из следующих параметров:
- тип первичного двигателя: бензиновые или дизельные электростанции, турбинные, гидравлические и т.д.;
- вид вырабатываемого тока: постоянный (дополнительно здесь различают вентильные и коллекторные генераторы) или переменный (однофазные и трехфазные);
- способ возбуждения: внешний, магнитный или самовозбуждение, причем последний способ может быть параллельным, последовательным или смешанным.
И именно электрические генераторы со смешанным самовозбуждением носят название гибридные, или имеют более известное определение – синхронные генераторы, характеризующиеся рядом определенных преимуществ по сравнению с другими типами данных устройств. В частности, при прочих равных условиях, синхронные генераторы требуют меньше мощности силовой установки, что позволяет экономить на топливе, легкие в эксплуатации и управлении, а также вырабатывают ток с более стабильными и качественными характеристиками.
Основной особенностью синхронных генераторов является возможность полностью снижать обороты вплоть до минимально возможных значений в течение того периода, когда снижается потребность в выработке электроэнергии. В то же время генераторы других типов не обладают такими характеристиками – количество оборотов в минуту здесь всегда остается на одном уровне, и снизить их можно только лишь полным отключением устройства.
В целом автономная электростанция с синхронным генератором состоит из нескольких основных компонентов, в том числе: силовая установки (дизельный или бензиновый двигатель, мотор другого типа), регулятор, генератор постоянного тока, устройство преобразования постоянного тока в переменный и аккумуляторы, выполняющих две функции. Во-первых, наличие аккумуляторов позволяет обеспечить надежную работу оборудования, в том числе в случае возникновения кратковременных перерывов с выработкой электроэнергии. А, во-вторых, аккумуляторы заряжаются непосредственно от самой электростанции накапливая постоянный ток. Затем, в случае необходимости, включается преобразователь, постоянный ток переходит в переменный и осуществляет питание подключенных потребителей.
Основная функция регулятора заключена в запуске и остановке электростанции. Помимо этого данное устройство осуществляет общий контроль за всей автономной системой энергоснабжения, постоянно отслеживая и по возможности корректируя все основные характеристики её работы.
Еще одним немаловажным качеством, которым обладают синхронные генераторы, является их компактность, что делает данные решения наиболее оптимальным устройством для использования на ветроэлектростанциях и других современных системах альтернативной энергетики.
Синхронные генераторы, в силу своих конструкционных особенностей, способны легко выдерживать кратковременные пиковые возрастания потребляемой мощности, вплоть до трехкратной перегрузке, что делает их особенно актуальными для питания мощных электрических приборов, требующих высоких стартовых токов. Помимо этого максимально стабильные характеристики питания позволяют обеспечивать электроснабжения любых критических нагрузок, в том числе и сложного электронного оборудования, особенно чувствительного к качеству и надежности внешнего питания.
Принцип работы синхронного генератора основан на возбуждении напряжения в обмотках статора путем создания магнитного поля, появляющегося в результате вращения намагниченного ротора. При этом синхронные генераторы позволяют изменять напряжения на выходе обмоток статора путем регулирования величины тока, что и позволяет данным решения спокойно выдерживать кратковременные трехкратные перегрузки.
Следует отметить, что одним из негативных конструктивных особенностей практически любого обычного генератора является наличие щеточного узла, через который на обмотки ротора передается ток возбуждения. Однако щетки требуют периодической очистки и замены, так как со временем они изнашиваются. Помимо этого обмотки постоянно нагреваются, что приводит к необходимости их воздушного охлаждения, в результате чего снижается степень защиты генератора от влаги, пыли и других загрязнений. Именно поэтому лучше выбирать электростанции с бесщеточными генераторами, которые благодаря своему техническому устройству полностью лишены описанных выше проблем. Так, например, во всех электростанциях профессионального уровня используются только бесщеточные синхронные генераторы.
Последние статьи на схожую тему
