تزامن الآلة المتزامنة AC

المولدات المتزامنة للتيار المتردد هي العمود الفقري لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة في جميع أنحاء العالم وغالبا ما تستخدم لتحقيق الاستقرار في شبكة الطاقة. من الضروري مطابقة تسلسلات الطور ومقادير الجهد وترددات المولد المتزامن مع تلك الخاصة بالطاقة في الشبكة. إذا كان المولد خارج الطور مع الشبكة ، فلن يتمكن المولد من توصيل الطاقة. بينما يتم استخدام المزامنات التلقائية في محطات الطاقة الكبيرة ، يتم توضيح طريقة بسيطة للمزامنة اليدوية هنا. سيقدم هذا الفيديو مولدات متزامنة ثلاثية الطور ويوضح بروتوكولات لضبط مخرجات الجهد والتردد للمزامنة اليدوية للمولد مع شبكة الطاقة.

تتكون الآلات المتزامنة AC من قلب دوار داخلي ، والدوار ، والحلقة الخارجية الثابتة ، الجزء الثابت. المجال المغناطيسي الدوار ثابت ناتج عن جهد تيار مستمر مطبق. يتم إثارة المجال المغناطيسي للجزء الثابت باستخدام تيار متناوب ثلاثي الأطوار ، كل مرحلة متصلة بمجموعة منفصلة من ملفات الجزء الثابت. يؤدي هذا إلى مجال مغناطيسي دوار بحجم ثابت وتردد دوراني يتوافق مع التذبذبات في تيار خط الإمداد. يقترن المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار مما يتسبب في دوران الدوار بنفس سرعة المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت. لمزيد من المعلومات حول خصائص الآلات المتزامنة AC ، يرجى مشاهدة فيديو تعليم العلوم الخاص ب JOVE ، توصيف الآلة المتزامنة للتيار المتردد. عندما يتم تشغيل الماكينة المتزامنة كمولد طاقة ، يطبق المحرك الرئيسي عزم الدوران على الدوار مما يؤدي إلى اختلاف مرن بين الدوار والمجالات المغناطيسية للجزء الثابت. إذا كان عزم الدوران المطبق يعارض حركة الدوار ، فإن الماكينة تمتص الطاقة التفاعلية من النظام لإعادة الماكينة إلى التزامن. إذا كان عزم الدوران المطبق بدلا من ذلك يعزز الدوران ، مما يؤدي إلى إثارة الماكينة بشكل مفرط ، فإن المولد يوفر الطاقة للنظام. يمكن استخدام طريقة المصابيح الثلاثة لتوفير تأكيد مرئي على أن المولد يوفر الطاقة بنفس حجم الجهد والتردد وتسلسل الطور مثل شبكة الطاقة. بالنسبة للمولدات المتزامنة ، يتم التحكم في التردد من خلال تغيير سرعة المحرك الرئيسي. إذا كان المولد وطاقة النظام خارج الطور ، تومض المصابيح. عندما يكون الجهد متطابقا ، يتسبب الفارق الصفري في إيقاف تشغيل جميع المصابيح الثلاثة وتشغيلها في نفس الوقت. الآن بعد أن تم شرح المبادئ الأساسية للمولدات المتزامنة ، سيتم توضيح المزامنة اليدوية لمولد متزامن التيار المتردد مع شبكة الطاقة.

ابدأ بتهيئة محرك DC أو مقياس ديناميكي كمحرك رئيسي. تأكد من إيقاف تشغيل كل من فصل الفصل ثلاثي الأطوار والمحرك المتزامن ومحرك التيار المستمر. مع ضبط Variac على 0٪ ، قم بتوصيله بمخرج ثلاثي الطور. بعد ذلك ، قم بتوصيل الإعداد كما هو موضح. ثم قم بتشغيل مفتاح ثلاثي الأطوار على الجهاز المتزامن. أخيرا ، تأكد من توصيل S1 والمصابيح الثلاثة بالتوازي. ولاحظ أقطاب مجسات عداد الطاقة الرقمية. ثم تحقق من تبديل بدء التشغيل في وضع البدء. مع إيقاف تشغيل S1 ، اضبط التردد اللاسلكي على أقصى مقاومة له. قم بتشغيل مفتاح فصل الفصل ثلاثي الأطوار ثم قم بتشغيل مصدر طاقة التيار المستمر عالي الجهد. بعد ذلك ، اضغط على زر العرض VI الموجود على مصدر الطاقة لعرض جهد التشغيل على التيار وضبط الجهد على 15 فولت. ثم اضغط على START على لوحة إمداد التيار المستمر. يجب أن يحتوي مقياس الدينامومتر على تيار عابر كبير مسحوب من مصدر التيار المستمر. ومع ذلك ، إذا تم تشغيل حد التيار الزائد أو ضوء OCT ، فقم بزيادة حد التيار الزائد. الآن لاحظ الآلة المتزامنة تدور ببطء. أخيرا ، قم بزيادة جهد خرج إمداد التيار المستمر إلى حوالي 160 فولت وقم بقياس سرعة دوران العمود باستخدام تقنية الضوء القوي. بعد ذلك ، اضبط جهد الإمداد من أجل تحقيق سرعة دوران تبلغ 1,800 دورة في الدقيقة. ثم سجل تيار التيار المستمر والجهد.

الآن قم بمزامنة المولد باستخدام طريقة المصابيح الثلاثة مع الجهاز المجمع بالكامل كما هو موضح. قم بتبديل مفتاح بدء التشغيل على جانب الجهاز المتزامن للتشغيل والتحقق من تشغيل المصابيح الثلاثة. بعد ذلك ، اضبط التردد اللاسلكي على جهد الإمداد بشكل متكرر لتحقيق جهد مولد يبلغ 120 فولت. اضبط تردد VG على عداد الطاقة الرقمي إلى 60 هرتز. القيم في حدود +/- 2٪ مقبولة. ثم قم بزيادة ناتج Variac قليلا إلى 120 فولت. في هذه المرحلة ، يوفر كل من الشبكة والمولد 120 فولت بتردد 60 هرتز. سجل قراءات الجهد والتيار والطاقة على كل من عدادات الطاقة بما في ذلك علامات + أو -. أخيرا ، استخدم نمط إضاءة المصابيح لتأكيد أو ضبط المزامنة. في طريقة المصابيح الثلاثة ، بمجرد تحقيق جهد التيار المتردد المطلوب ، يتم تشغيل المصابيح وإطفاؤها في نفس الوقت. إذا تم استيفاء تسلسل طور A و B و C من الشبكة بالتسلسل A و C و B من الماكينة ، فإن دورة المصابيح حيث أن الفولتية عبر المصابيح لا تضيف أبدا ما يصل إلى الصفر في جميع المراحل الثلاث في نفس الوقت. إذا كانت المصابيح الثلاثة تدور بدلا من ذلك وتومض خارج المتزامنة ، فإن المولد والشبكة لهما تسلسلات طور مختلفة عبر مجموعة المصابيح. تحديد التسلسلات. أحدهما مثل ABC ، والآخر باسم ACB. ثم لضبط التسلسل ، قم أولا بإعادة Variac إلى 0٪ واضغط على STOP على لوحة إمداد الطاقة. بعد تقليل جهد التيار المستمر مرة أخرى إلى 15 فولت ، قم أخيرا بتبديل المرحلتين B و C على جانب المولد. إذا كانت جميع المصابيح الثلاثة مشرقة وخافتة بشكل متزامن ، فإن المولد والشبكة لهما نفس تسلسل الطور ويتم مزامنتهما بشكل صحيح. خلاف ذلك ، كرر تعديل تسلسل الطور في اللحظة التي تنطفئ فيها جميع الأضواء ، قم بتشغيل المفتاح S1. الآن يجب أن تظل جميع الأضواء مطفأة لأن S1 يعمل الآن كدائرة كهربائية قصيرة عبر محطاتها. تتم مزامنة المولد لاحقا مع الشبكة.

كثيرا ما تستخدم الآلات المتزامنة في التطبيقات الصناعية لتثبيت الطاقة. يوضح عامل قدرة الماكينة ما إذا كان بإمكان الماكينة توفير طاقة تفاعلية في ظل ظروف معينة. تخزين الطاقة وإطلاقها لتحقيق الاستقرار في الشبكة. عند العمل بهذه الطريقة ، يطلق على الجهاز اسم المكثف المتزامن. في استخدام الرياح كمصدر للطاقة المتجددة ، فإن توربينات طاقة الرياح هي المحرك الرئيسي للمولد المتزامن. من أجل منع المولد من التوقف عند الأحمال العالية ، يتم التحكم في زوايا شفرة دوار التوربينات بشكل تفاضلي لتحسين معدل الدوران في سرعات الرياح المتغيرة. لنقل طاقة الرياح المولدة إلى الشبكة ، تستخدم توربينات الرياح واجهة مزامنة تلقائية لنقل الطاقة بأمان إلى خطوط المرافق.

لقد شاهدت للتو مقدمة JOVE لمزامنة الماكينة المتزامنة بالتيار المتردد. يجب أن تفهم الآن كيفية ضبط مخرجات الجهد والتردد للمولدات المتزامنة ثلاثية الطور. قم بمزامنة المولد يدويا مع شبكة الطاقة وقياس تأثيرات تغيرات التيار الميداني والسرعة على خرج طاقة المولد. شكرا للمشاهدة!