Máy phát điện không đồng bộ: thiết bị và nguyên lý hoạt động

Máy phát điện không đồng bộ Là một thiết bị thông qua đó có thể cung cấp điện cho các thiết bị công nghiệp, cũng như các thiết bị gia dụng. Loại thiết bị này có đặc điểm là dễ vận hành và thiết kế thuận tiện.

Máy phát điện có cấu tạo đơn giản. Các yếu tố chính của thiết bị là:

• rôto;
• stato.

Đầu tiên là một bộ phận có thể di chuyển được, và yếu tố thứ hai vẫn giữ nguyên vị trí của nó trong quá trình hoạt động. Trong thiết bị, không thể nhận thấy ngay các cuộn dây của dây, để sản xuất đồng thường được sử dụng. Tuy nhiên, có những loại dây quấn, chỉ có điều chúng được làm bằng thanh nhôm và có những đặc điểm cải tiến.

Không gian bên trong chứa đầy các tấm thép và bản thân các thanh nhôm được ép vào các rãnh được cung cấp trong lõi của phần tử di động. Rôto nằm trên trục máy phát, và bản thân nó đứng trên các ổ trục đặc biệt. Việc cố định các phần tử của thiết bị được cung cấp bởi hai nắp kẹp trục từ cả hai phía. Thân máy được làm bằng chất liệu kim loại. Một số dòng máy được trang bị thêm quạt để làm mát thiết bị trong quá trình hoạt động, trên vỏ máy có các cánh tản nhiệt.

Ưu điểm của máy phát điện là khả năng sử dụng chúng trong mạng có điện áp cả 220 V và với tốc độ cao hơn. Để kết nối chính xác của thiết bị, cần phải chọn một mạch phù hợp.

Nhiệm vụ chính của máy phát điện là tạo ra năng lượng điện nhờ cơ năng:

• gió;
• thủy lực;
• nội bộ chuyển đổi sang cơ khí.

Khi rôto bắt đầu quay, các đường sức từ được hình thành trong đường bao của nó. Chúng đi qua các cuộn dây được cung cấp trong stato, tạo ra suất điện động. Chính cô ấy là người chịu trách nhiệm về sự xuất hiện của dòng điện trong các mạch. Điều này xảy ra do kết nối của tải hoạt động với thiết bị.

Một điểm quan trọng cần xem xét để vận hành trơn tru là theo dõi tốc độ quay của trục... Nó phải lớn hơn tần số tạo ra dòng điện xoay chiều. Chỉ số cuối cùng được thiết lập bởi các cực của stato. Nói một cách đơn giản, trong quá trình phát điện, phải đảm bảo sai lệch tần số. Chúng sẽ bị tụt lại phía sau bởi lượng trượt của rôto.

Khi trục quay dưới tác động của xung bên ngoài thu được do sử dụng năng lượng cơ học và từ tính dư, EMF của chính thiết bị phát sinh. Kết quả là, cả hai trường - di động và cố định - tương tác động với nhau.

Dòng điện thu được trong AG có giá trị nhỏ. Để tăng công suất đầu ra, bạn sẽ cần tăng cảm ứng từ.

Máy phát điện không đồng bộ là phổ biến và trong số các ưu điểm của các trạm như vậy là:

• khả năng chống quá tải và ngắn mạch;
• Thiết kế đơn giản;
• một tỷ lệ nhỏ của biến dạng phi tuyến;
• hiệu suất ổn định do giá trị thấp của hệ số rõ ràng;
• ổn áp đầu ra.

Khi kết nối, máy phát điện phát ra một lượng nhỏ nhiệt phản ứng, do đó, thiết kế của nó không yêu cầu lắp đặt thêm các thiết bị làm mát. Điều này giúp bạn có thể bịt kín khoang bên trong của thiết bị một cách đáng tin cậy để bảo vệ thiết bị khỏi hơi ẩm, bụi bẩn.

Do những ưu điểm của mình, máy phát điện được sử dụng tích cực làm nguồn điện trong các lĩnh vực và khu vực sau:

• vận chuyển;
• công nghiệp;
• Nội địa;
• nông nghiệp.

Các đơn vị mạnh mẽ cũng được tìm thấy trong cửa hàng sửa chữa ô tô. Ngoài ra, thiết kế đơn giản hóa của chúng cho phép các thiết bị được sử dụng như các nguồn năng lượng điện. Các thiết bị được kết nối với chúng để hàn, và cũng với sự giúp đỡ của họ, họ sắp xếp việc cung cấp thực phẩm cho những cơ sở y tế.

Do đó, ngay cả những ngôi làng và trang trại ở xa các mạng lưới trung tâm cũng có thể tự cung cấp năng lượng.

Sự khác biệt chính giữa máy phát điện không đồng bộ và máy phát điện đồng bộ là sự sửa đổi thiết kế rôto... Trong phiên bản thứ hai, rôto sử dụng dây quấn. Để tổ chức chuyển động quay của trục và tạo ra cảm ứng từ, thiết bị sử dụng nguồn điện tự ngẫu, thường là máy phát điện có công suất thấp hơn. Nó được đặt song song với trục mà rôto nằm trên đó.

Ưu điểm của máy phát điện đồng bộ là tạo ra năng lượng điện sạch. Ngoài ra, máy dễ dàng đồng bộ với các máy cùng loại khác, và đây cũng là một điểm khác biệt.

Hạn chế duy nhất xem xét tính dễ bị quá tải và ngắn mạch. Ngoài ra, cần lưu ý rằng sự khác biệt giữa hai loại thiết bị nằm ở giá bán. Đơn vị đồng bộ đắt hơn đơn vị không đồng bộ.

Đối với yếu tố rõ ràng, chỉ số của nó thấp hơn nhiều đối với các đơn vị không đồng bộ. Do đó, có thể lập luận rằng loại thiết bị này tạo ra dòng điện thuần túy mà không gây ô nhiễm. Do hoạt động của một máy như vậy, có thể đảm bảo hoạt động đáng tin cậy hơn:

• Bộ lưu điện;
• bộ sạc;
• máy thu hình thế hệ mới.

Việc khởi động các mô hình không đồng bộ nhanh chóng, tuy nhiên, nó đòi hỏi phải tăng dòng khởi động, bắt đầu quay của trục. Thuận lợi là trong quá trình làm việc cấu trúc chịu ít tải phản kháng hơn, do đó có thể cải thiện các chỉ số của chế độ nhiệt. Ngoài ra, hoạt động của máy phát điện không đồng bộ ổn định hơn không phụ thuộc vào tốc độ quay của phần tử chuyển động.

Có một số cách phân loại máy phát điện không đồng bộ. Chúng có thể khác nhau ở các yếu tố sau.

• Loại rôto - phần quay của cơ cấu. Ngày nay, các đơn vị được sản xuất kiểu này cung cấp rôto pha hoặc rôto lồng sóc trong thiết kế của họ. Đầu tiên được trang bị một cuộn dây cảm ứng, là một dây cách điện. Với sự trợ giúp của nó, có thể tạo ra một từ trường động. Tùy chọn thứ hai là một cấu trúc đơn có hình trụ. Bên trong nó có các chốt được trang bị hai vòng khóa.
• Số giai đoạn làm việc. Chúng có nghĩa là đầu ra hoặc cuộn dây stato nằm bên trong thiết bị. Trong trường hợp này, cuối tuần có thể có một hoặc ba giai đoạn. Chỉ số này xác định mục đích của máy phát điện. Tùy chọn đầu tiên có sẵn để hoạt động ở điện áp 220 V, tùy chọn thứ hai - 380 V.
• Sơ đồ kết nối... Có một số cách để tổ chức hoạt động của máy phát điện ba pha. Có thể kết nối các cuộn dây với thiết bị bằng kết nối hình sao hoặc hình tam giác. Chúng cũng có thể được đặt trên các cực của phần tử tĩnh - stato.

Ngày nay khác nhau biến thể động cơ không đồng bộ... Nó có thể là một pha hoặc ba pha để kết nối. Nó có thể được cung cấp với một số cuộn dây hoặc hiện đại hóa thiết kế rôto. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, các sơ đồ kết nối của thiết bị vẫn không thay đổi.

Trong số các chương trình phổ biến là sau đây.

• "Ngôi sao". Trong trường hợp này, cần phải lấy các đầu của cuộn dây stato và nối chúng tại một điểm. Phương pháp này chủ yếu phù hợp với máy phát điện ba pha cần được kết nối với đường dây ba pha ở điện áp cao hơn.

• "Tam giác". Đó là hệ quả của tùy chọn đầu tiên, chỉ kết nối xảy ra tuần tự. Kết quả là, nó chỉ ra rằng cuối của cuộn dây đầu tiên được kết nối với đầu thứ hai, cuối thứ hai - với đầu của thứ ba, v.v. Ưu điểm của phương pháp này là có thể tạo ra công suất cực đại trong quá trình vận hành tổ máy.

• "Hình tam giác sao". Phương pháp này đã kết hợp những ưu điểm của hai phương pháp trước. Nó cung cấp khởi động mềm và phân phối điện năng cao. Để kết nối, bạn sẽ cần sử dụng rơ le thời gian.

Mỗi máy phát điện được kết nối với hệ thống thông qua một chương trình nhất định xác định cách điện được tạo ra. Bất kỳ phương pháp nào trong số này đều ngụ ý việc bố trí hợp lý các dây của cuộn dây của một phần tử tĩnh giữa các cực của lõi của nó, chỉ trong trường hợp này, việc kết nối các dây này được thực hiện theo những cách khác nhau.

Để bắt đầu, cần làm rõ rằng nó sẽ không hoạt động để tạo một trạm di động không đồng bộ từ đầu... Điều có thể làm được nhiều nhất là chế tạo rôto không thay đổi hoặc nâng cấp động cơ loại không đồng bộ lên một thiết kế thay thế.

Để thực hiện công việc hiện đại hóa rôto, chỉ cần dự trữ các sản phẩm chế tạo sẵn là đủ. stato từ động cơ và thực hiện một loạt thí nghiệm. Ý tưởng chính đằng sau việc lắp ráp một máy phát điện tự chế là sử dụng nam châm neodymium. Với sự giúp đỡ của họ, sẽ có thể cung cấp cho rôto số cực cần thiết để tạo ra năng lượng điện.

Bằng cách dán các nam châm vào phôi, trước tiên phải được lắp vào trục, và quan sát cực và góc dịch chuyển, sẽ có thể đạt được kết quả mong muốn. Bạn sẽ cần rất nhiều nam châm, số lượng tối thiểu là 128 miếng. Thiết kế rôto đã hoàn thiện được khớp với stato. Khi thực hiện quy trình này, cần cung cấp khe hở giữa các răng và các cực từ của rôto. Nó nên được tối thiểu.

Trong quá trình này, điều quan trọng là phải thường xuyên làm mát kết cấu.để ngăn ngừa sự biến dạng và mất các đặc tính của từ tính. Nếu mọi thứ được thực hiện một cách chính xác, máy phát điện sẽ hoạt động bình thường.

Chỉ có một vấn đề có thể phát sinh trong quá trình tạo máy phát điện không đồng bộ. Rất khó để tạo ra một thiết kế cánh quạt lý tưởng tại nhà.Do đó, nếu có cơ hội sử dụng máy tiện, tốt hơn hết bạn không nên bỏ qua nó. Việc lắp và làm lại các bộ phận cũng mất rất nhiều thời gian.

Một lựa chọn khác để lấy máy phát điện là chuyển đổi động cơ cảm ứng được sử dụng trên ô tô... Ngoài ra, bạn nên mua một nam châm điện, công suất của nam châm này sẽ đáp ứng các yêu cầu liên quan đến thiết bị trong tương lai. Điều đáng chú ý là khi tìm kiếm một động cơ, bạn cần phải tính đến rằng công suất của nó bằng một nửa giá trị mà bạn muốn đạt được trong máy phát điện.

Để có được thiết kế mong muốn và tổ chức hoạt động hiệu quả, bạn sẽ cần phải mua 3 mô hình tụ điện... Mỗi phần tử phải chịu được điện áp 600 V.

Công suất phản kháng của máy phát điện kiểu không đồng bộ liên quan đến điện dung của tụ điện, vì vậy nó có thể được tính bằng công thức. Cần lưu ý rằng khi tải tăng, công suất máy phát tăng. Như vậy, để đạt được điện áp ổn định trong mạng thì cần phải tăng điện dung của các tụ điện.

Xem video sau về nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ.