Sincronización de la máquina síncrona de CA

Electrical Engineering

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Overview

Fuente: Ali Bazzi, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Connecticut, Storrs, CT.

Trifasicos generadores síncronos de rotor de herida son la principal fuente de energía eléctrica en todo el mundo. Necesitan un motor y un excitador para generar energía. El motor puede ser una turbina por fluido (gas o líquido), así las fuentes de lo fluidos puede ser agua de una presa a través de una boquilla larga, vapor de agua evaporado utilizando carbón quemado, etcetera. Más plantas de energía como carbón, nuclear, gas natural, fuel-oil y otros utilizan generadores síncronos.

El objetivo de este experimento es entender los conceptos de ajuste de las salidas de voltaje y frecuencia de un generador síncrono trifásico, seguido por sincronizar con la red. También se demuestran los efectos del campo actual y las variaciones de velocidad en el generador de potencia de salida.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Ingeniería eléctrica. Sincronización de la máquina síncrona de CA. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Máquinas síncronas se basan en el mismo concepto de campo magnético giratorio que se introdujo para las máquinas de inducción de AC. Tres fases, corrientes en el estator de la máquina, producen un campo magnético giratorio de magnitud constante a una frecuencia deseada. La diferencia entre las máquinas sincrónicas y asincrónicas es que este último ha puesto en cortocircuito bobinas o una "jaula de ardilla" en el lado del rotor, mientras que máquinas síncronas tienen un campo magnético fijo en el lado del rotor. Este campo magnético es proporcionado o por un excitador o imanes permanentes. Máquinas síncronas de imán permanente son cada vez más comunes debido a su alta eficiencia y tamaño compacto, pero por lo general utilizan material de tierras raras, que no es deseable desde una perspectiva estratégica de la disponibilidad material. El término síncrono se utiliza porque el campo magnético de rotor, que es independiente del estator, bloquea el campo magnético giratorio y hace que el rotor gire a la misma velocidad (o velocidad síncrona) como campo de magnético giratorio del estator.

Excitadores proveen el campo DC para el generador y pueden ser cepillado o sin escobillas. La configuración utilizada en esta demostración es un excitador del cepillado, donde DC es aplicado a la bobina de rotor (campo) de la máquina síncrona a través de internos escobillas y anillos rozantes. Excitación de imán permanente es también posible pero más allá del alcance de este experimento.

Para conectar el generador en una planta a la red eléctrica, tres factores en el generador de salida voltajes deben coincidir con los de la red: la magnitud, frecuencia y secuencia de fase. Mientras sincronizadores automáticos se utilizan normalmente en grandes plantas de energía, se utiliza un método sencillo en este video para la sincronización manual. Este método es el método de"tres lámparas". El método proporciona la inspección visual de tener las tres fases en el generador y la red de la misma magnitud, frecuencia y secuencia de fase, cuando todas las lámparas se apagan debido a los voltajes correspondientes, cuyo monto diferencial, visto por las lámparas, es cero.

Después de sincronización y una vez que el generador está vinculado a la red, control de velocidad ya no es necesario para esta demostración, ya que la red actúa como un "bus infinito" donde la dinámica del generador tiene un efecto mínimo sobre la red. Así, la frecuencia y el voltaje del generador leer exactamente como ésos en el lado de la red. Pero todavía hay un cierto efecto de la fuerza motriz: Si el motor intenta acelerar el generador, la velocidad del generador no cambia, pero más bien, el generador produce más potencia en la red. Por ejemplo, si el generador se supone para ser ideal, aumenta la velocidad efectiva aumenta la energía mecánica de entrada, pero ya que la velocidad es fija, la entrada del esfuerzo de torsión aumenta y por lo tanto, la potencia eléctrica de salida del generador aumenta. Sin embargo, si el motor intenta frenar el generador, el par disminuye y, en algún momento, invierte la señal, haciendo que el generador disminuir su potencia de salida hasta que se invierte el flujo de energía, y actúa como un motor.

Procedure

1. fuerza motriz-inicialización

El prime-mover en este experimento es el dinamómetro, que funciona como un motor que gira el rotor del generador (campo).

  1. Asegúrese que el interruptor de desconexión trifásica interruptor de motor síncrono e interruptor motor de la C.C. todos estén apagados.
  2. Compruebe que el VARIAC es 0%.
  3. El VARIAC de alambre a la salida trifásica y conecte la configuración que se muestra en la figura 1.
    1. Utilice el interruptor de tres fases en el lado de la máquina síncrona como "S1."
    2. Tenga en cuenta que son «S1» y la instalación de tres lámparas en paralelo.
    3. También tenga en cuenta la polaridad de las puntas de prueba de medidor de potencia digital.
    4. Compruebe que el interruptor de "Inicio/ejecutar" está en la posición "Start".
  4. Establecer "RF" a la resistencia máxima.
  5. El VARIAC de dejar en 0% y dejar "S1".
  6. Encienda el interruptor de desconexión de tres fases.
    1. Encienda el fuente de alimentación de alto voltaje.
    2. Asegúrese que todas las conexiones estén libres de los terminales de alimentación.
    3. Presione el "V / DIS" botón en la fuente para mostrar la tensión y puntos de operación actuales. Ajuste la perilla de tensión de 15 V.
    4. Pulsa "Start" en el panel de alimentación de CC. El dinamómetro debe tener una gran corriente transitoria de la fuente. Si enciende su luz de "OCT", aumentar el límite de la sobreintensidad de corriente.
  7. La máquina debe girar lentamente.
    1. Aumentar la tensión de salida de alimentación DC a alrededor de 160 V.
    2. Medir la velocidad de giro del eje.
    3. Ajustar la tensión de alimentación con el fin de alcanzar la velocidad de rotación de 1800rpm.
    4. Registro de la corriente continua y voltaje en la pantalla de la fuente.
  8. Dejar intacta la configuración y no apague el dispositivo cualquiera de los equipos.

Figure 1
Figura 1 : Una configuración esquemática del experimento de generador síncrono trifásico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. sincronizar el generador síncrono con la red

  1. El interruptor Start/Run en el lado de la máquina síncrona a "Ejecutar". Ahora deben encender tres lámparas.
    1. Ajustar "RF" y la tensión de alimentación de forma iterativa para lograr VG= 120 V y ajustar la frecuencia de la VG en el metro de energía digital a 60 Hz. valores dentro de +-2% son aceptables.
    2. Aumente ligeramente la salida del VARIAC para lograr VAC1= 120 V.
  2. En esta etapa, la red proporciona 120 V a una frecuencia de 60 Hz.
    1. Registro voltaje, corriente y lecturas de energía en ambos medidores de potencia. No ignore +/-signos delante de cualquier número en los metros.
  3. Las lámparas deben cambiar su patrón de iluminación.
    1. Si las lámparas todos ir brillante y tenue a la vez, entonces el generador y la red tienen la misma secuencia de fase. Llame al a-b-c de la secuencia de tres fases en el uso.
    2. Si las luces de ciclo, como árbol de Navidad se enciende, entonces el generador y la red de secuencias de fase diferentes, donde uno es a-b-c y el otro es a-c-b en el conjunto de lámparas.
      1. En este caso, gire el VARIAC a 0%.
      2. Pulse "Stop" en el panel de suministro de energía.
      3. Reducir el ajuste de voltaje de DC a 15 V.
      4. Cambiar las fases "b" y "c" en el lado VARIAC.
      5. Repita los pasos anteriores comenzando en el paso 2.1.
  4. Este paso requiere una acción rápida: En el momento que apaguen todas las luces, encender "S1". Las luces deben permanecer todos, puesto que «S1» ahora actúa como un corto circuito en sus terminales.
  5. El generador ahora se sincroniza con la red. Registrar el voltaje, corriente y lecturas de energía en ambos medidores de potencia. No ignore las señales.
  6. Dejar la configuración intacta.

3. efecto de la variación de corriente de campo

  1. Ajuste "RF" en unos cinco pasos desde su posición máximo a mínimo y anote lo siguiente para cada paso: eje de velocidad; Esfuerzo de torsión del eje y signo; Voltaje, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia; Voltaje y lecturas de corriente en la fuente de DC.
  2. Si esta variación "RF" proporciona el mismo signo para todas las lecturas de energía:
    1. Ajustar un poco la salida de la fuente DC para lograr un flujo de corriente inversa en la máquina síncrona.
    2. Recuerde que poder negativo significa que la máquina es generación de energía eléctrica.
  3. Ajustar la tensión de alimentación DC en 5 pasos sin sobrepasar un total DC actual en la pantalla de alimentación de 3,5 a. Registro siguiente para cada paso: eje de velocidad; Esfuerzo de torsión del eje y signo; Voltaje, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia; Voltaje y lecturas de corriente en la fuente de DC.
  4. Mantener intacta la configuración.

4. Desmontaje de la instalación

Debe seguir la siguiente secuencia antes de desmontar la instalación:

  1. A su vez el VARIAC de nuevo a 0%.
  2. Apague la fuente de potencia de salida presionando "Stop".
  3. Cuando las máquinas deje de girar, girar el interruptor de "Inicio/ejecutar" a la posición "Start" y apagar "S1".
  4. Apague el interruptor de desconexión de tres fases.
  5. Desmontar la instalación.

Generadores síncronos de corriente alterna son el eje de generación de electricidad en centrales eléctricas por todo el mundo y a menudo se utilizan para estabilizar la red eléctrica. Coincidencia de las secuencias de fase, magnitudes de voltaje y frecuencias del generador síncrono a los de la energía en la red es esencial. Si el generador está fuera de fase con la red, el generador no puede entregar energía. Sincronizadores automáticos se usan en grandes plantas de energía se demuestra aquí un método simple de la sincronización manual. Este video será introducir tres generadores sincrónicos de fase y demuestran protocolos para ajustar la tensión y frecuencia de salidas para la sincronización manual del generador a la red.

Máquinas síncronas AC consisten en girar la base, el rotor y el aro exterior fijo, el estator interior. El campo magnético de rotor es inmóvil inducida por una tensión DC. Campo magnético del estator es excitado mediante tres corriente alterna de fase, cada fase conectada a su propio sistema separado de las bobinas del estator. Esto induce un campo magnético giratorio de magnitud constante y frecuencia de rotación correspondiente a las oscilaciones en la línea de suministro de corriente. Los campos magnéticos del estator y el rotor se juntan provocando el rotor a girar en exactamente la misma velocidad que el campo de magnético giratorio del estator. Para más información sobre las características de máquinas síncronas de AC, por favor, vídeo de Zeus ciencia educación, caracterización de la máquina síncrona AC. Cuando la máquina síncrona funciona como un generador de energía, una fuerza motriz se aplica par al rotor dando por resultado la diferencia de flexión entre el rotor y el estator magnético campos. Si el esfuerzo de torsión aplicado opone el movimiento del rotor, la máquina absorbe potencia reactiva del sistema para poner la máquina en sincronización. Si el torque aplicado en cambio aumenta la rotación, overexciting la máquina, el generador entrega potencia al sistema. Un método de tres lámpara puede utilizarse para una confirmación visual que el generador está entregando potencia en la misma secuencia de tensión la magnitud, frecuencia y fase que la red eléctrica. Generadores sincrónicos, frecuencia se controla con variación de velocidad del motor. Si el generador y la energía del sistema están fuera de fase, las luces parpadean. Cuando el voltaje es partido, un diferencial de cero hace que las tres lámparas para encendido y apagado al mismo tiempo. Ahora que se han explicado los principios básicos de los generadores síncronos, se demostrará la sincronización manual de un generador de CA síncrono a la red.

Empezar por la inicialización de un motor de corriente continua o dinamómetro como la fuerza motriz. Compruebe que el desconectador trifásico, motor síncrono y motor de la C.C. están todos desconectados. Con el Variac al 0%, cable a la toma de corriente de tres fases. A continuación, conecte el conjunto como se muestra. A continuación, el interruptor trifásico de la máquina síncrona. Por último, hacer que S1 y se conectan las tres lámparas en paralelo. Y tenga en cuenta la polaridad de las puntas de prueba de medidor de potencia digital. Compruebe el inicio de funcionamiento de interruptores en la posición inicial. Con S1 apagado, sistema RF a su máxima resistencia. Encienda el interruptor de desconexión de tres fases y luego encienda el fuente de alimentación de alto voltaje. A continuación, pulse el botón de display de VI en la fuente de alimentación para mostrar el voltaje de funcionamiento en corriente y ajustar la tensión de 15 voltios. Luego presione START en el panel de alimentación de CC. El dinamómetro debe tener una gran corriente transitoria de CC. Sin embargo, si el límite de corriente o OCT luz enciende, aumento de la sobre corriente límite. Ahora observe la máquina síncrona girando lentamente. Por último, aumentar la tensión de salida de alimentación DC a alrededor de 160 voltios y medir la velocidad de rotación del eje mediante la técnica de luz estroboscópica. A continuación, ajuste la tensión de alimentación para alcanzar revoluciones 1.800 RPM. Luego registro de la corriente de la C.C. y el voltaje.

Ahora sincronizar el generador usando el método de la lámpara de tres con el aparato completamente montado como se muestra. El interruptor start ejecuta en el lado de la máquina síncrona para ejecutar y comprobar que las tres lámparas en. A continuación ajuste RF en la tensión de alimentación iterativamente para lograr un generador voltaje de 120 voltios. Ajustar la frecuencia de la VG en el medidor digital de potencia a 60 Hz. valores dentro de +-2% son aceptables. Luego aumente ligeramente el Variac a 120 voltios de salida. En esta etapa, la red y generador de ambos ofrecen 120 voltios a una frecuencia de 60 Hz. tensión de registro, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia incluyendo + o -. Por último, utilice el patrón de iluminación de las lámparas para confirmar o ajustar la sincronización. En el método de la lámpara de tres, una vez lograda la tensión deseada, las lámparas ciclos de encendido y apagado al mismo tiempo. Si una fase secuencia de A, B, C de la red se cumple con la secuencia A, C, B de la máquina, ciclo de las lámparas como los voltajes a través de las lámparas nunca Agregue hasta cero en las tres fases al mismo tiempo. Si las tres lámparas en lugar de otro ciclarán y parpadean desincronizadas, entonces el generador y la red tienen fase diferentes secuencias en el conjunto de lámparas. Identificar las secuencias. Uno como el ABC y el otro como ACB. Entonces para ajustar la secuencia, primera vuelta el Variac de nuevo a 0% y pulse detener en el panel de suministro de energía. Después de reducir la tensión de CC a 15 voltios, finalmente cambiar las fases B y C en el lado del generador. Si las tres lámparas están todos a aclarar y se atenúan al mismo tiempo, entonces el generador y la red tienen la misma secuencia de fase y están sincronizados correctamente. Caso contrario, repita la modificación de la secuencia de fase en el instante de apagarán todas las luces, encienda el interruptor S1. Ahora las luces deben todos estar desactivados ya que S1 está actuando ahora como un corto circuito en sus terminales. El generador posteriormente se sincroniza con la red.

Máquinas síncronas se utilizan con frecuencia en aplicaciones industriales para estabilizar el poder. Factor de potencia de la máquina se muestra si la máquina puede entregar potencia reactiva bajo ciertas condiciones. Almacenar y liberar energía para estabilizar la red. Cuando este funcionamiento, la máquina se le llama condensador sincrónico. En el uso del viento como fuente de energía renovable, la turbina de energía eólica es el motor del generador síncrono. Para evitar que el generador de estancamiento hacia fuera en altas cargas, ángulos de la lámina de rotor de turbina son diferencialmente controlados para optimizar la tasa de rotación en velocidades de viento variable. Para la transmisión de la eólica generada a la red, turbinas de viento utilizan una interfaz sincronizador automático para transmitir energía con seguridad a líneas de servicios públicos.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la sincronización de la máquina síncrona de AC. Ahora debería entender cómo ajustar las salidas de voltaje y frecuencia de tres generadores sincrónicos de fase. Sincronizar manualmente el generador a la red eléctrica y los efectos de medida del campo actual y variaciones de velocidad de salida de potencia del generador. ¡Gracias por ver!

Results

La velocidad deseada de la motriz se encuentra a 1.800 RPM ya que la máquina síncrona tiene cuatro postes (P) y opera a una frecuencia f= 60 Hz, por lo tanto la velocidad síncrona es 120f/P= 1.800 RPM.

Cuando sincronización de la máquina síncrona (generador) a la red, motriz de la máquina proporciona la rotación, pero debe proporcionar un campo magnético en el rotor de la máquina. Esto se consigue utilizando la fuente de corriente continua, que suministra a la bobina del rotor y el campo magnético de rotor se construye. Voltaje de CA es inducido en el lado del estator rotativo DC campo magnético en el rotor, y la fuerza del campo magnético de rotor es fijada por la fuente de alimentación. Con el fin de aumentar gradualmente la tensión de salida del estator del lado AC, la fuente de alimentación es aumentada lentamente.

Una vez lograda la tensión deseada, ciclo de las lámparas. Uso de la fase "a" como por ejemplo, se supone que el voltaje de la rejilla del lado es 170cos(120πt) V que tiene un voltaje RMS de 120 V = 170/sqrt(2) y una frecuencia de 60 Hz (2π * 60 rad/s). Una vez la fase de la máquina "a" llega a 170cos(120πt) V, el voltaje en los terminales de la lámpara se convierte en cero y la lámpara se apaga. Sin embargo, es muy difícil de tener ambos voltajes en la misma fase y voltaje de la máquina es más probable que 170cos(120πt + φ) V donde φ es una diferencia de fase cero. Ajustando la magnitud de voltaje, utilizando el campo del rotor de DC y la frecuencia, usando la velocidad de la motriz, deben coincidir con los voltajes en cada una de las fases de la máquina y sus correspondientes tensiones de rejilla lateral debido a los disturbios de tensión y la frecuencia menores.

Si se cumple la secuencia de fase de a-b-c de la red con otra secuencia a-c-b de la máquina, las lámparas de ciclo como los voltajes a través de las lámparas nunca suman cero en las tres fases al mismo tiempo.

La máquina funciona como generador cuando las lecturas de potencia flujo de potencia en la red versus en la máquina. Esto puede notarse en los medidores de potencia.

Applications and Summary

Los generadores síncronos son el eje de generación de electricidad en centrales eléctricas en todo el mundo. Sincronizar un generador a la red se ha convertido en habitual y es típicamente automático comparando las secuencias de fase, magnitudes de voltaje y frecuencias del generador a la red. Control de tensión con el campo magnético de rotor se consigue utilizando "excitadores", mientras que la frecuencia se controla mediante el control de la velocidad de una turbina o motor primario, proporcionando giro mediante vapor, viento, agua u otros líquidos. Controles de frecuencia generalmente se logran utilizando «gobernantes.»

1. fuerza motriz-inicialización

El prime-mover en este experimento es el dinamómetro, que funciona como un motor que gira el rotor del generador (campo).

  1. Asegúrese que el interruptor de desconexión trifásica interruptor de motor síncrono e interruptor motor de la C.C. todos estén apagados.
  2. Compruebe que el VARIAC es 0%.
  3. El VARIAC de alambre a la salida trifásica y conecte la configuración que se muestra en la figura 1.
    1. Utilice el interruptor de tres fases en el lado de la máquina síncrona como "S1."
    2. Tenga en cuenta que son «S1» y la instalación de tres lámparas en paralelo.
    3. También tenga en cuenta la polaridad de las puntas de prueba de medidor de potencia digital.
    4. Compruebe que el interruptor de "Inicio/ejecutar" está en la posición "Start".
  4. Establecer "RF" a la resistencia máxima.
  5. El VARIAC de dejar en 0% y dejar "S1".
  6. Encienda el interruptor de desconexión de tres fases.
    1. Encienda el fuente de alimentación de alto voltaje.
    2. Asegúrese que todas las conexiones estén libres de los terminales de alimentación.
    3. Presione el "V / DIS" botón en la fuente para mostrar la tensión y puntos de operación actuales. Ajuste la perilla de tensión de 15 V.
    4. Pulsa "Start" en el panel de alimentación de CC. El dinamómetro debe tener una gran corriente transitoria de la fuente. Si enciende su luz de "OCT", aumentar el límite de la sobreintensidad de corriente.
  7. La máquina debe girar lentamente.
    1. Aumentar la tensión de salida de alimentación DC a alrededor de 160 V.
    2. Medir la velocidad de giro del eje.
    3. Ajustar la tensión de alimentación con el fin de alcanzar la velocidad de rotación de 1800rpm.
    4. Registro de la corriente continua y voltaje en la pantalla de la fuente.
  8. Dejar intacta la configuración y no apague el dispositivo cualquiera de los equipos.

Figure 1
Figura 1 : Una configuración esquemática del experimento de generador síncrono trifásico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. sincronizar el generador síncrono con la red

  1. El interruptor Start/Run en el lado de la máquina síncrona a "Ejecutar". Ahora deben encender tres lámparas.
    1. Ajustar "RF" y la tensión de alimentación de forma iterativa para lograr VG= 120 V y ajustar la frecuencia de la VG en el metro de energía digital a 60 Hz. valores dentro de +-2% son aceptables.
    2. Aumente ligeramente la salida del VARIAC para lograr VAC1= 120 V.
  2. En esta etapa, la red proporciona 120 V a una frecuencia de 60 Hz.
    1. Registro voltaje, corriente y lecturas de energía en ambos medidores de potencia. No ignore +/-signos delante de cualquier número en los metros.
  3. Las lámparas deben cambiar su patrón de iluminación.
    1. Si las lámparas todos ir brillante y tenue a la vez, entonces el generador y la red tienen la misma secuencia de fase. Llame al a-b-c de la secuencia de tres fases en el uso.
    2. Si las luces de ciclo, como árbol de Navidad se enciende, entonces el generador y la red de secuencias de fase diferentes, donde uno es a-b-c y el otro es a-c-b en el conjunto de lámparas.
      1. En este caso, gire el VARIAC a 0%.
      2. Pulse "Stop" en el panel de suministro de energía.
      3. Reducir el ajuste de voltaje de DC a 15 V.
      4. Cambiar las fases "b" y "c" en el lado VARIAC.
      5. Repita los pasos anteriores comenzando en el paso 2.1.
  4. Este paso requiere una acción rápida: En el momento que apaguen todas las luces, encender "S1". Las luces deben permanecer todos, puesto que «S1» ahora actúa como un corto circuito en sus terminales.
  5. El generador ahora se sincroniza con la red. Registrar el voltaje, corriente y lecturas de energía en ambos medidores de potencia. No ignore las señales.
  6. Dejar la configuración intacta.

3. efecto de la variación de corriente de campo

  1. Ajuste "RF" en unos cinco pasos desde su posición máximo a mínimo y anote lo siguiente para cada paso: eje de velocidad; Esfuerzo de torsión del eje y signo; Voltaje, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia; Voltaje y lecturas de corriente en la fuente de DC.
  2. Si esta variación "RF" proporciona el mismo signo para todas las lecturas de energía:
    1. Ajustar un poco la salida de la fuente DC para lograr un flujo de corriente inversa en la máquina síncrona.
    2. Recuerde que poder negativo significa que la máquina es generación de energía eléctrica.
  3. Ajustar la tensión de alimentación DC en 5 pasos sin sobrepasar un total DC actual en la pantalla de alimentación de 3,5 a. Registro siguiente para cada paso: eje de velocidad; Esfuerzo de torsión del eje y signo; Voltaje, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia; Voltaje y lecturas de corriente en la fuente de DC.
  4. Mantener intacta la configuración.

4. Desmontaje de la instalación

Debe seguir la siguiente secuencia antes de desmontar la instalación:

  1. A su vez el VARIAC de nuevo a 0%.
  2. Apague la fuente de potencia de salida presionando "Stop".
  3. Cuando las máquinas deje de girar, girar el interruptor de "Inicio/ejecutar" a la posición "Start" y apagar "S1".
  4. Apague el interruptor de desconexión de tres fases.
  5. Desmontar la instalación.

Generadores síncronos de corriente alterna son el eje de generación de electricidad en centrales eléctricas por todo el mundo y a menudo se utilizan para estabilizar la red eléctrica. Coincidencia de las secuencias de fase, magnitudes de voltaje y frecuencias del generador síncrono a los de la energía en la red es esencial. Si el generador está fuera de fase con la red, el generador no puede entregar energía. Sincronizadores automáticos se usan en grandes plantas de energía se demuestra aquí un método simple de la sincronización manual. Este video será introducir tres generadores sincrónicos de fase y demuestran protocolos para ajustar la tensión y frecuencia de salidas para la sincronización manual del generador a la red.

Máquinas síncronas AC consisten en girar la base, el rotor y el aro exterior fijo, el estator interior. El campo magnético de rotor es inmóvil inducida por una tensión DC. Campo magnético del estator es excitado mediante tres corriente alterna de fase, cada fase conectada a su propio sistema separado de las bobinas del estator. Esto induce un campo magnético giratorio de magnitud constante y frecuencia de rotación correspondiente a las oscilaciones en la línea de suministro de corriente. Los campos magnéticos del estator y el rotor se juntan provocando el rotor a girar en exactamente la misma velocidad que el campo de magnético giratorio del estator. Para más información sobre las características de máquinas síncronas de AC, por favor, vídeo de Zeus ciencia educación, caracterización de la máquina síncrona AC. Cuando la máquina síncrona funciona como un generador de energía, una fuerza motriz se aplica par al rotor dando por resultado la diferencia de flexión entre el rotor y el estator magnético campos. Si el esfuerzo de torsión aplicado opone el movimiento del rotor, la máquina absorbe potencia reactiva del sistema para poner la máquina en sincronización. Si el torque aplicado en cambio aumenta la rotación, overexciting la máquina, el generador entrega potencia al sistema. Un método de tres lámpara puede utilizarse para una confirmación visual que el generador está entregando potencia en la misma secuencia de tensión la magnitud, frecuencia y fase que la red eléctrica. Generadores sincrónicos, frecuencia se controla con variación de velocidad del motor. Si el generador y la energía del sistema están fuera de fase, las luces parpadean. Cuando el voltaje es partido, un diferencial de cero hace que las tres lámparas para encendido y apagado al mismo tiempo. Ahora que se han explicado los principios básicos de los generadores síncronos, se demostrará la sincronización manual de un generador de CA síncrono a la red.

Empezar por la inicialización de un motor de corriente continua o dinamómetro como la fuerza motriz. Compruebe que el desconectador trifásico, motor síncrono y motor de la C.C. están todos desconectados. Con el Variac al 0%, cable a la toma de corriente de tres fases. A continuación, conecte el conjunto como se muestra. A continuación, el interruptor trifásico de la máquina síncrona. Por último, hacer que S1 y se conectan las tres lámparas en paralelo. Y tenga en cuenta la polaridad de las puntas de prueba de medidor de potencia digital. Compruebe el inicio de funcionamiento de interruptores en la posición inicial. Con S1 apagado, sistema RF a su máxima resistencia. Encienda el interruptor de desconexión de tres fases y luego encienda el fuente de alimentación de alto voltaje. A continuación, pulse el botón de display de VI en la fuente de alimentación para mostrar el voltaje de funcionamiento en corriente y ajustar la tensión de 15 voltios. Luego presione START en el panel de alimentación de CC. El dinamómetro debe tener una gran corriente transitoria de CC. Sin embargo, si el límite de corriente o OCT luz enciende, aumento de la sobre corriente límite. Ahora observe la máquina síncrona girando lentamente. Por último, aumentar la tensión de salida de alimentación DC a alrededor de 160 voltios y medir la velocidad de rotación del eje mediante la técnica de luz estroboscópica. A continuación, ajuste la tensión de alimentación para alcanzar revoluciones 1.800 RPM. Luego registro de la corriente de la C.C. y el voltaje.

Ahora sincronizar el generador usando el método de la lámpara de tres con el aparato completamente montado como se muestra. El interruptor start ejecuta en el lado de la máquina síncrona para ejecutar y comprobar que las tres lámparas en. A continuación ajuste RF en la tensión de alimentación iterativamente para lograr un generador voltaje de 120 voltios. Ajustar la frecuencia de la VG en el medidor digital de potencia a 60 Hz. valores dentro de +-2% son aceptables. Luego aumente ligeramente el Variac a 120 voltios de salida. En esta etapa, la red y generador de ambos ofrecen 120 voltios a una frecuencia de 60 Hz. tensión de registro, corriente y potencia lecturas en ambos medidores de potencia incluyendo + o -. Por último, utilice el patrón de iluminación de las lámparas para confirmar o ajustar la sincronización. En el método de la lámpara de tres, una vez lograda la tensión deseada, las lámparas ciclos de encendido y apagado al mismo tiempo. Si una fase secuencia de A, B, C de la red se cumple con la secuencia A, C, B de la máquina, ciclo de las lámparas como los voltajes a través de las lámparas nunca Agregue hasta cero en las tres fases al mismo tiempo. Si las tres lámparas en lugar de otro ciclarán y parpadean desincronizadas, entonces el generador y la red tienen fase diferentes secuencias en el conjunto de lámparas. Identificar las secuencias. Uno como el ABC y el otro como ACB. Entonces para ajustar la secuencia, primera vuelta el Variac de nuevo a 0% y pulse detener en el panel de suministro de energía. Después de reducir la tensión de CC a 15 voltios, finalmente cambiar las fases B y C en el lado del generador. Si las tres lámparas están todos a aclarar y se atenúan al mismo tiempo, entonces el generador y la red tienen la misma secuencia de fase y están sincronizados correctamente. Caso contrario, repita la modificación de la secuencia de fase en el instante de apagarán todas las luces, encienda el interruptor S1. Ahora las luces deben todos estar desactivados ya que S1 está actuando ahora como un corto circuito en sus terminales. El generador posteriormente se sincroniza con la red.

Máquinas síncronas se utilizan con frecuencia en aplicaciones industriales para estabilizar el poder. Factor de potencia de la máquina se muestra si la máquina puede entregar potencia reactiva bajo ciertas condiciones. Almacenar y liberar energía para estabilizar la red. Cuando este funcionamiento, la máquina se le llama condensador sincrónico. En el uso del viento como fuente de energía renovable, la turbina de energía eólica es el motor del generador síncrono. Para evitar que el generador de estancamiento hacia fuera en altas cargas, ángulos de la lámina de rotor de turbina son diferencialmente controlados para optimizar la tasa de rotación en velocidades de viento variable. Para la transmisión de la eólica generada a la red, turbinas de viento utilizan una interfaz sincronizador automático para transmitir energía con seguridad a líneas de servicios públicos.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a la sincronización de la máquina síncrona de AC. Ahora debería entender cómo ajustar las salidas de voltaje y frecuencia de tres generadores sincrónicos de fase. Sincronizar manualmente el generador a la red eléctrica y los efectos de medida del campo actual y variaciones de velocidad de salida de potencia del generador. ¡Gracias por ver!

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