סינכרון מחשב סינכרוני AC

גנרטורים סינכרוניים AC הם עמוד השדרה של ייצור החשמל בתחנות כוח ברחבי העולם ומשמשים לעתים קרובות לייצוב רשת החשמל. התאמת רצפי הפאזה, גדלי המתח והתדרים של הגנרטור הסינכרוני לאלו של הכוח ברשת היא חיונית. אם הגנרטור נמצא מחוץ לפאזה עם הרשת, הגנרטור לא יכול לספק חשמל. בעוד שמסנכרנים אוטומטיים משמשים בתחנות כוח גדולות, מודגמת כאן שיטה פשוטה של סנכרון ידני. סרטון זה יציג גנרטורים סינכרוניים תלת פאזיים וידגים פרוטוקולים להתאמת יציאות המתח והתדר לסנכרון ידני של הגנרטור לרשת החשמל.

מכונות סינכרוניות AC מורכבות מהליבה המסתובבת הפנימית, הרוטור והטבעת הנייחת החיצונית, הסטטור. השדה המגנטי של הרוטור הוא נייח המושרה על ידי מתח DC מופעל. השדה המגנטי של הסטטור נרגש באמצעות זרם חילופין תלת פאזי, כל שלב מחובר לקבוצה נפרדת משלו של סלילי סטטור. זה גורם לשדה מגנטי מסתובב בגודל קבוע ותדירות סיבוב המתאימה לתנודות בזרם קו האספקה. השדות המגנטיים של הסטטור והרוטור מחוברים וגורמים לרוטור להסתובב בדיוק באותה מהירות כמו השדה המגנטי המסתובב של הסטטור. למידע נוסף על המאפיינים של מכונות סינכרוניות AC, אנא צפו בסרטון החינוך המדעי של JOVE, אפיון מכונות סינכרוניות AC. כאשר המכונה הסינכרונית מופעלת כמחולל כוח, מניע ראשי מפעיל מומנט על הרוטור וכתוצאה מכך הפרש גמיש בין הרוטור לשדות המגנטיים של הסטטור. אם המומנט המופעל מתנגד לתנועת הרוטור, המכונה סופגת כוח תגובתי מהמערכת כדי להחזיר את המכונה לסנכרון. אם המומנט המופעל במקום זאת מגביר את הסיבוב, ומרגש יתר על המידה את המכונה, הגנרטור מספק חשמל למערכת. ניתן להשתמש בשיטת שלוש מנורות כדי לספק אישור חזותי לכך שהגנרטור מספק חשמל באותו גודל מתח, תדר ורצף פאזה כמו רשת החשמל. עבור גנרטורים סינכרוניים, התדר נשלט באמצעות שינוי מהירות המניע הראשוני. אם הגנרטור וכוח המערכת אינם בשלבים, המנורות מהבהבות. כאשר המתח תואם, הפרש אפס גורם לכל שלוש המנורות לכבות ולהדליק בו זמנית. כעת, לאחר שהוסברו העקרונות הבסיסיים של גנרטורים סינכרוניים, יודגם סנכרון ידני של גנרטור סינכרוני AC לרשת החשמל.

התחל באתחול מנוע DC או דינמומטר כמניע העיקרי. בדוק שהניתוק התלת פאזי, המנוע הסינכרוני ומנוע ה-DC כבויים. כאשר ה-Variac מוגדר ל-0%, חבר אותו לשקע התלת פאזי. לאחר מכן, חבר את ההגדרה כפי שמוצג. לאחר מכן, הפעל את המתג התלת פאזי במכונה הסינכרונית. לבסוף, ודא ש-S1 ושלושת המנורות מחוברים במקביל. ושימו לב לקוטביות של בדיקות מד הכוח הדיגיטליות. לאחר מכן, בדוק שהפעלת ההתחלה עוברת במצב ההתחלה. כאשר S1 כבוי, הגדר את RF להתנגדות המקסימלית שלו. הפעל את מתג הניתוק התלת פאזי ולאחר מכן הפעל את ספק הכוח DC במתח גבוה. לאחר מכן, לחץ על לחצן התצוגה VI בספק הכוח כדי להציג את נפח ההפעלהtage על הזרם ולהתאים את המתח ל-15 וולט. לאחר מכן לחץ על START בלוח אספקת ה-DC. לדינמומטר צריך להיות זרם חולף גדול הנמשך מאספקת DC. עם זאת, אם מגבלת זרם היתר או נורית OCT נדלקים, הגדל את מגבלת זרם היתר. כעת התבונן במכונה הסינכרונית המסתובבת לאט. לבסוף, הגדל את מתח המוצא של אספקת DC לסביבות 160 וולט ומדוד את מהירות סיבוב הפיר בטכניקת האור המהבהב. לאחר מכן, כוונן את מתח האספקה על מנת להשיג מהירות סיבוב של 1,800 סל"ד. לאחר מכן רשום את זרם ה-DC והמתח.

כעת סנכרן את הגנרטור בשיטת שלוש המנורות עם המנגנון המורכב במלואו כפי שמוצג. העבר את מתג ההפעלה בצד המכונה הסינכרוני להפעלה ובדוק ששלושת המנורות דולקות. לאחר מכן התאם את ה- RF על מתח האספקה באופן איטרטיבי כדי להשיג מתח גנרטור של 120 וולט. התאם את תדר ה- VG במד הכוח הדיגיטלי ל 60 הרץ. ערכים בטווח של +/- 2% מקובלים. לאחר מכן הגדל מעט את תפוקת ה-Variac ל-120 וולט. בשלב זה, הרשת והגנרטור מספקים שניהם 120 וולט בתדר של 60 הרץ. רשום קריאות מתח, זרם והספק בשני מדי החשמל כולל שלטי + או -. לבסוף, השתמש בדפוס התאורה של המנורות כדי לאשר או להתאים את הסנכרון. בשיטת שלוש המנורות, לאחר השגת מתח ה-AC הרצוי, המנורות נדלקות ונכבות בו זמנית. אם רצף פאזה של A, B, C מהרשת נפגש עם רצף A, C, B מהמכונה, מחזור המנורות מכיוון שהמתחים על פני המנורות לעולם לא מסתכמים לאפס בכל שלושת השלבים בו זמנית. אם שלושת המנורות במקום זאת מסתובבות ומהבהבות לא מסונכרנות, אז לגנרטור ולרשת יש רצפי פאזה שונים על פני סט המנורות. זהה את הרצפים. האחד כ-ABC, והשני כ-ACB. לאחר מכן, על מנת להתאים את הרצף, סובב תחילה את ה-Variac בחזרה ל-0% ולחץ על STOP בלוח אספקת החשמל. לאחר הפחתת מתח ה-DC בחזרה ל-15 וולט, החלף סוף סוף שלבים B ו-C בצד הגנרטור. אם שלוש המנורות כולן בהירות ומתעמעמות בו זמנית, אז לגנרטור ולרשת יש את אותו רצף פאזה והם מסונכרנים כהלכה. אחרת, חזור על שינוי רצף הפאזה ברגע שכל האורות נכבים, הפעל את מתג S1. כעת כל האורות צריכים להישאר כבויים מכיוון ש-S1 פועל כעת כקצר חשמלי על פני המסופים שלהם. הגנרטור מסונכרן לאחר מכן עם הרשת.

מכונות סינכרוניות משמשות לעתים קרובות ביישומים תעשייתיים לייצוב הספק. גורם ההספק של המכונה מדגים אם המכונה יכולה לספק כוח תגובתי בתנאים מסוימים. אחסון ושחרור אנרגיה לייצוב הרשת. כאשר הוא פועל בדרך זו, המכונה נקראת מעבה סינכרוני. בשימוש ברוח כמקור אנרגיה מתחדשת, טורבינת כוח הרוח היא המניע העיקרי של הגנרטור הסינכרוני. על מנת למנוע מהגנרטור להיתקע בעומסים גבוהים, זוויות להב רוטור הטורבינה נשלטות באופן דיפרנציאלי כדי לייעל את קצב הסיבוב במהירויות רוח משתנות. כדי להעביר את כוח הרוח שנוצר לרשת, טורבינות רוח משתמשות בממשק סנכרון אוטומטי כדי להעביר כוח בבטחה לקווי השירות.

זה עתה צפיתם בהקדמה של JOVE לסנכרון מכונות סינכרוני AC. כעת עליך להבין כיצד להתאים את יציאות המתח והתדר של גנרטורים סינכרוניים תלת פאזיים. סנכרן ידנית את הגנרטור לרשת החשמל ומדוד את ההשפעות של שינויים בזרם השדה ובמהירות על תפוקת החשמל של הגנרטור. תודה שצפית!