เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

มอเตอร์ซิงโครนัสทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้กันทั่วไป ในอุตสาหกรรมพลังงานสมัยใหม่ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ พลังความร้อน พลังงานนิวเคลียร์ และการผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องยนต์ดีเซล เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสโดยทั่วไปใช้กระแสตรงในการกระตุ้น เมื่อทำงานโดยอิสระ กระแสกระตุ้นสามารถปรับได้เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างสะดวก หากเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อใช้งาน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยโครงข่ายและไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ การปรับกระแสกระตุ้นจึงเป็นการควบคุมตัวประกอบกำลังและกำลังปฏิกิริยาของมอเตอร์

โครงสร้างของสเตเตอร์และโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสเหมือนกับของมอเตอร์ซิงโครนัส โดยทั่วไปจะใช้รูปแบบสามเฟส ยกเว้นขดลวดอาร์มาเจอร์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสขนาดเล็กบางรุ่นที่ใช้รูปแบบเฟสเดียว

ลักษณะการทำงาน

คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส ได้แก่ คุณลักษณะขณะไม่มีโหลดและคุณลักษณะขณะมีโหลด คุณลักษณะเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับผู้ใช้ในการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

คุณลักษณะขณะไม่มีโหลด

เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่ได้ต่อกับโหลด กระแสอาร์มาเจอร์จะเป็นศูนย์ ซึ่งเรียกว่าการทำงานแบบไม่มีโหลด ในขณะนี้ ขดลวดสามเฟสของสเตเตอร์ของมอเตอร์จะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบไม่มีโหลด E0 (สมมาตรสามเฟส) เท่านั้น เนื่องมาจากกระแสกระตุ้น If และขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของ If อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปรากฏการณ์การอิ่มตัวของแกนวงจรแม่เหล็กของมอเตอร์ ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองจึงไม่เป็นสัดส่วนโดยตรง เส้นโค้งที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าแบบไม่มีโหลด E0 และกระแสกระตุ้น If เรียกว่าลักษณะเฉพาะแบบไม่มีโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส

ปฏิกิริยาอาร์มาเจอร์

เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเชื่อมต่อกับโหลดแบบสมมาตร กระแสไฟฟ้าสามเฟสในขดลวดอาร์มาเจอร์จะสร้างสนามแม่เหล็กหมุนอีกสนามหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าสนามแม่เหล็กปฏิกิริยาอาร์มาเจอร์ ความเร็วในการหมุนของสนามแม่เหล็กนี้จะเท่ากับความเร็วในการหมุนของโรเตอร์พอดี และทั้งสองจะหมุนพร้อมกัน

สนามแม่เหล็กปฏิกิริยาของขดลวดอาร์มาเจอร์และสนามแม่เหล็กกระตุ้นของโรเตอร์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสสามารถพิจารณาได้โดยประมาณว่ามีการกระจายตัวตามกฎไซน์ ความแตกต่างของเฟสเชิงพื้นที่ระหว่างสนามทั้งสองขึ้นอยู่กับความแตกต่างของเฟสเชิงเวลาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด E0 และกระแสอาร์มาเจอร์ I สนามแม่เหล็กปฏิกิริยาของขดลวดอาร์มาเจอร์ยังเกี่ยวข้องกับสภาวะโหลดด้วย เมื่อโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นแบบเหนี่ยวนำ สนามแม่เหล็กปฏิกิริยาของขดลวดอาร์มาเจอร์จะมีผลลดอำนาจแม่เหล็ก ทำให้แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลง เมื่อโหลดเป็นแบบคาปาซิทีฟ สนามแม่เหล็กปฏิกิริยาของขดลวดอาร์มาเจอร์จะมีผลเพิ่มอำนาจแม่เหล็ก ทำให้แรงดันไฟฟ้าขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ลักษณะการทำงานของโหลด

โดยหลักแล้วจะหมายถึงลักษณะภายนอกและลักษณะการปรับค่า ลักษณะภายนอกคือความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า U และกระแสโหลด I เมื่อความเร็วอยู่ที่ค่าพิกัด กระแสกระตุ้น และตัวประกอบกำลังของโหลดคงที่ ลักษณะการปรับค่าคือความสัมพันธ์ระหว่างกระแสกระตุ้น If และกระแสโหลด I เมื่อความเร็วและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วอยู่ที่ค่าพิกัด และตัวประกอบกำลังของโหลดคงที่ ดังแสดงในรูปที่ 3 รูปที่ 2 ยังแสดงสถานการณ์ของโหลดแบบต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำ เนื่องจากผลกระทบของสนามแม่เหล็กปฏิกิริยาของอาร์มาเจอร์แตกต่างกัน เส้นกราฟของทั้งสามจึงแตกต่างกันด้วย ในลักษณะภายนอก ระดับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าจากสภาวะไม่มีโหลดไปจนถึงโหลดพิกัดเรียกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า △U ซึ่งโดยทั่วไปจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสอยู่ที่ประมาณ 20% ถึง 40% โดยทั่วไปแล้ว โหลดในภาคอุตสาหกรรมและครัวเรือนต้องการให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ ดังนั้น เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้น กระแสกระตุ้นจะต้องถูกปรับให้เหมาะสม มีลักษณะการปรับ 3 แบบสำหรับคุณสมบัติของโหลดที่แตกต่างกัน แม้ว่าแนวโน้มของลักษณะการปรับจะตรงกันข้ามกับลักษณะภายนอก แต่สำหรับโหลดแบบเหนี่ยวนำและโหลดแบบต้านทานล้วนๆ แนวโน้มจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่โหลดแบบคาปาซิเตอร์โดยทั่วไปจะลดลง

โครงสร้างและการจำแนกประเภท

โครงสร้างของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสแบ่งออกเป็นสองประเภทตามความเร็ว คือ ประเภทความเร็วสูงและประเภทความเร็วต่ำ (ปานกลาง) โดยประเภทความเร็วสูงส่วนใหญ่ใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่วนประเภทความเร็วต่ำ (ปานกลาง) ส่วนใหญ่ใช้ร่วมกับกังหันน้ำความเร็วต่ำหรือเครื่องยนต์ดีเซล ในแง่ของโครงสร้าง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสความเร็วสูงส่วนใหญ่ใช้โรเตอร์แบบซ่อนขั้ว ในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสความเร็วต่ำ (ปานกลาง) ส่วนใหญ่ใช้โรเตอร์แบบนูนขั้ว

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสความเร็วสูง

เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าส่วนใหญ่ต่อพ่วงกับตัวขับเคลื่อนหลักแบบแกนร่วม โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจึงใช้กังหันไอน้ำความเร็วสูงเป็นตัวขับเคลื่อนหลัก ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันไอน้ำจึงมักใช้มอเตอร์ 2 ขั้วความเร็วสูง โดยมีความเร็วรอบสูงถึง 3000 รอบต่อนาที (ที่ความถี่ไฟฟ้า 60 เฮิรตซ์ จะอยู่ที่ 3600 รอบต่อนาที) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์ 4 ขั้ว โดยมีความเร็วรอบ 1500 รอบต่อนาที (เมื่อความถี่ไฟฟ้า 60 เฮิรตซ์ จะอยู่ที่ 1800 รอบต่อนาที) เพื่อให้ได้ความเร็วสูงและกำลังสูง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสความเร็วสูงจึงใช้คุณลักษณะโครงสร้างดังต่อไปนี้ ประการแรก ใช้โรเตอร์แบบขนาน และประการที่สอง ติดตั้งระบบระบายความร้อนเฉพาะ

หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โปรดติดต่อทีมงาน Beidou Power เรามีประสบการณ์มากกว่าสิบปีในการผลิตและจำหน่ายอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้า พร้อมทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้บริการ เลือก Beidou Power คือการเลือกที่มั่นใจได้ ยินดีต้อนรับการตรวจสอบโรงงาน ณ สถานที่จริง