Generator Sinkron

Motor sinkron yang beroperasi sebagai generator. Ini adalah generator arus bolak-balik yang umum digunakan. Dalam industri tenaga listrik modern, motor ini banyak digunakan dalam pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga termal, pembangkit listrik tenaga nuklir, dan pembangkit listrik tenaga mesin diesel. Karena generator sinkron umumnya menggunakan eksitasi arus searah, ketika beroperasi secara independen, arus eksitasi dapat disesuaikan untuk mengatur tegangan generator dengan mudah. ​​Jika terhubung ke jaringan listrik untuk beroperasi, karena tegangan ditentukan oleh jaringan dan tidak dapat diubah, penyesuaian arus eksitasi menghasilkan pengaturan faktor daya dan daya reaktif motor.

Struktur stator dan rotor generator sinkron sama dengan struktur motor sinkron. Umumnya, keduanya menggunakan bentuk tiga fasa, kecuali pada beberapa generator sinkron berukuran kecil yang menggunakan bentuk satu fasa.

Karakteristik kerja

Karakteristik kinerja utama generator sinkron adalah karakteristik tanpa beban dan karakteristik operasi beban. Karakteristik ini merupakan referensi penting bagi pengguna saat memilih generator.

Karakteristik tanpa beban

Ketika generator tidak terhubung ke beban, arus armatur adalah nol, yang disebut operasi tanpa beban. Pada saat ini, belitan tiga fasa stator motor hanya menghasilkan gaya gerak listrik tanpa beban E0 (simetris tiga fasa) karena arus eksitasi If, dan besarnya meningkat seiring dengan peningkatan If. Namun, karena fenomena saturasi inti rangkaian magnetik motor, keduanya tidak berbanding lurus. Kurva yang mencerminkan hubungan antara gaya gerak listrik tanpa beban E0 dan arus eksitasi If disebut karakteristik tanpa beban generator sinkron.

Reaksi armatur

Ketika generator dihubungkan ke beban simetris, arus tiga fasa pada kumparan jangkar akan menghasilkan medan magnet berputar lainnya, yang disebut medan magnet reaksi jangkar. Kecepatan putarannya sama persis dengan kecepatan putaran rotor, dan keduanya berputar secara sinkron.

Medan magnet reaksi armatur generator sinkron dan medan magnet eksitasi rotor dapat dianggap terdistribusi menurut hukum sinus. Perbedaan fase spasial di antara keduanya bergantung pada perbedaan fase waktu antara gaya gerak listrik tanpa beban E0 dan arus armatur I. Medan magnet reaksi armatur juga berkaitan dengan kondisi beban. Ketika beban generator bersifat induktif, medan magnet reaksi armatur memiliki efek demagnetisasi, menyebabkan tegangan generator menurun; ketika beban bersifat kapasitif, medan magnet reaksi armatur memiliki efek magnetisasi, menyebabkan tegangan keluaran generator meningkat.

Karakteristik pengoperasian beban

Terutama mengacu pada karakteristik eksternal dan karakteristik penyesuaian. Karakteristik eksternal adalah hubungan antara tegangan terminal generator U dan arus beban I ketika kecepatan berada pada nilai nominal, arus eksitasi dan faktor daya beban konstan. Karakteristik penyesuaian adalah hubungan antara arus eksitasi If dan arus beban I ketika kecepatan dan tegangan terminal berada pada nilai nominal dan faktor daya beban konstan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Gambar 2 juga menunjukkan situasi beban resistif, kapasitif, dan induktif. Karena efek medan magnet reaksi armatur yang berbeda, kurva ketiganya juga berbeda. Dalam karakteristik eksternal, tingkat perubahan tegangan dari tanpa beban ke beban nominal disebut laju perubahan tegangan △U, yang umumnya dinyatakan dalam persentase.

Tingkat perubahan tegangan generator sinkron sekitar 20% hingga 40%. Beban industri dan rumah tangga umumnya membutuhkan tegangan yang pada dasarnya tetap tidak berubah. Oleh karena itu, seiring dengan peningkatan arus beban, arus eksitasi harus disesuaikan. Terdapat 3 jenis karakteristik penyesuaian untuk sifat beban yang berbeda. Meskipun tren perubahan karakteristik penyesuaian berlawanan dengan karakteristik eksternal, untuk beban induktif dan resistif murni, trennya meningkat, sedangkan pada beban kapasitif, trennya umumnya menurun.

Struktur dan klasifikasi

Struktur generator sinkron diklasifikasikan menjadi tipe kecepatan tinggi dan kecepatan rendah (menengah) berdasarkan kecepatannya. Tipe kecepatan tinggi sebagian besar digunakan di pembangkit listrik tenaga termal dan pembangkit listrik tenaga nuklir; tipe kecepatan rendah (menengah) sebagian besar dihubungkan dengan turbin air kecepatan rendah atau mesin diesel. Dari segi struktur, generator sinkron kecepatan tinggi sebagian besar menggunakan rotor kutub tersembunyi, sedangkan generator sinkron kecepatan rendah (menengah) sebagian besar menggunakan rotor kutub cembung.

Generator sinkron berkecepatan tinggi

Karena sebagian besar generator dihubungkan secara koaksial dengan penggerak utama, pembangkit listrik tenaga termal menggunakan turbin uap berkecepatan tinggi sebagai penggerak utama, sehingga generator turbin uap biasanya menggunakan motor 2 kutub berkecepatan tinggi, dengan kecepatan mencapai 3000 putaran per menit (pada frekuensi jaringan 60 Hz, kecepatannya adalah 3600 putaran per menit). Pembangkit listrik tenaga nuklir sebagian besar menggunakan motor 4 kutub, dengan kecepatan 1500 putaran per menit (ketika frekuensi jaringan 60 Hz, kecepatannya adalah 1800 putaran per menit). Untuk memenuhi persyaratan kecepatan tinggi dan daya tinggi, generator sinkron berkecepatan tinggi mengadopsi fitur struktural berikut: pertama, menggunakan rotor shunt; kedua, dilengkapi dengan sistem pendingin khusus.

Untuk pertanyaan lebih lanjut mengenai genset, silakan hubungi tim Beidou Power. Dengan pengalaman lebih dari sepuluh tahun dalam produksi dan penjualan peralatan pembangkit listrik, serta tim insinyur yang lebih profesional untuk melayani Anda, memilih Beidou Power berarti memilih ketenangan pikiran. Selamat datang untuk melakukan inspeksi pabrik di lokasi.