آشنایی با ژنراتورهای آ- سنکرون ( بخش دوم )

دیزل ژنراتور

دیزل ژنراتور کوپله آپسان موتورز پارس

دیزل ژنراتور پرکینز

دیزل ژنراتور ولوو

دیزل ژنراتور کامینز

دیزل ژنراتور کوپله فابریک انگلستان

دیزل ژنراتور کامینز پاور

برد کنترل

برد کنترل دیپ سی

برد کنترل پاور کامند

تابلو کنترل

تابلو اتو ماتیک

تابلو سنکرون

عایق حفاظت فیزیکی وصوتی

کنو پی

کانتینر

پروژه ها

صفحه اصلی
 search
قبلی
نصب وراه اندازی
نصب وراه اندازی
مشاهده
معرفی شرکت آپسان موتورز پارس
معرفی شرکت آپسان موتورز پارس
مشاهده
دیزل ژنراتور
دیزل ژنراتور
مشاهده
 محصولات شرکت آپسان موتورز پارس
محصولات شرکت آپسان موتورز پارس
مشاهده
خدمات و پشتیبانی
خدمات و پشتیبانی
مشاهده
جستجو
۱۳۹۶/۴/۲۱ چهارشنبه
( 0)
( 0)
آشنایی با ژنراتورهای آ- سنکرون ( بخش دوم )
آشنایی با ژنراتورهای آ- سنکرون ( بخش دوم )
آشنایی با ژنراتورهای آ- سنکرون
 

انواع ASD

  • ASD از نوع AC (جریان متناوب)
  • ASD از نوع  DC(جریان مستقیم)
در ASD از نوع AC، ولتاژ منبع تغذیه موتورهای القایی و یا سنکرون توسط کنترل‌کننده‌های ولتاژ AC تنظیم و کنترل می‌شود، تا در شرایط خاصی از بار، سرعت در مقدار معینی تثبیت گردد. باید دانست کنترل ولتاژ تغذیه موتورهای القایی می‌›واند توسط سیکلوکنورتور یا اینورتور صورت پذیرد.
در ASD از نوع DC از یکسو ساز یا برشگر استفاده می‌شود تا سرعت مطلوبی برای موتورهای DC از نوع تحریک جداگانه یا موتورهای DC سری حاصل گردد. انتخاب نیمه‌های قدرت برای ASD به منبع تغذیه موجود و مشخصه بار بستگی دارد.

سیستم‌های ASD جهت کنترل سرعت موتورهای القایی «آسنکرون»

سرعت موتورهای القایی که تحت مشخصه گشتاور سرعت مفروضی بار مکانیکی را می‌چرخانند توسط دو روش زیر قابل کنترل است:
1- کنترل سرعت میدان گردنده «سرعت سنکرون»
2- کنترل لغزش رتور
اگر تعداد قطب‌های استاتور ثابت باشد، سرعت سنکرون را می‌توان با تنظیم و کنترل فرکانس تغییر داد و آن را کنترل نمود. همچنین کنترل لغزش در شرایط بارداری توسط تنظیم دامنه ولتاژ یا جریان اعمال شده به استاتور امکان‌پذیر است. در رتورهای سیم‌پیچی شده لغزش رتور را می‌توان از بازیافت توان از مدار رتور تنظیم و کنترل نمود. گاهی اوقات بازیافت توان را توان برگشتی نیز می‌نامند. محرک‌های تنظیم‌پذیر سرعت (ASD) برای کنترل سرعت موتورهای القایی از نقطه‌نظر کاربرد به سه دسته تقسیم می‌شوند:

1- ASD از نوع ولتاژ متغییر و فرکانس ثابت
این سیستم کنترل گاهی به سیستم کنترل ولتاژ استاتور نیز معروف است. در این سیستم ولتاژ اعمال شده به استاتور تغییر کرده و برای این منظور از سیستم کنترل مندرج در فصل 10 (بخش 10-2) استفاده می‌شود. باید دانست در این سیستم فرکانس همواره ثابت است.

2- ASD از نوع فرکانس متغییر
در این سیستم‌ها فرکانس استاتور متغییر کرده و باید دانست در این طرح ولتاژ یا جریان اعمال شده به استاتور نیز تغییر می‌کند.

3- ASD که براساس بازیافت توان لغزشی کار می‌کند
در این سیستم‌ها با استفاده از مدارهای نیمه هادی قدرت که به پایانه رتور وصل می‌شوند، بازیافت توان «یا توان برگشتی» در فرکانس لغزشی به خط تغذیه موتور منتقل می‌گردد. باید دانست فرکانس لغزشی از حاصلضرب فرکانس منبع و لغزش موتور بدست می‌آید. به‌طور کلی در این طرح بر روی مدار رتور کنترل خواهیم داشت.

در این‌جا متذکر می‌شویم که ASD از نوع فرکانس متغییر بر دو نوع است:
الف: طرح‌های حاوی ارتباط DC «جریان مستقیم»
ب: سیکلوکنورتورها
در طرح‌های حاوی ارتباط DC منبع تغذیه AC توسط یکسو ساز، یکسو شده و سپس توسط اینورتور مجدداً به منبع AC دست می‌یابیم. اینورتورها بر دو نوع‌اند:

1- اینورتورهای تغذیه ولتاژ «اینورتورهای ولتاژ»
2- اینورتورهای تغذیه جریان «اینورتورهای جریان»

در اینورتورهای ولتاژ، متغییر تحت کنترل همان ولتاژ و فرکانس اعمالی به استاتور است. در اینورتورهای جریان بر دامنه جریان و فرکانس استاتور کنترل داریم.
اینورتورهای ولتاژ بر دو نوع‌اند:

1- اینورتورهای با موج مربعی
2- اینورتورهای با مدولاسیون عرض یا پهنای پالس (PWM)

ASD از نوع ولتاژ متغییر و فرکانس ثابت

در این‌گونه سیستم‌ها دامنه ولتاژ اعمالی به استاتور کنترل می‌شود. برای این مقصود از کنترل‌کننده ولتاژ استفاده شده و فرکانس اعمالی به استاتور همان فرکانس منبع تغذیه ورودی به کنترل‌کننده ولتاژ است.
شکل (11-3) یک محرک تنظیم‌پذیر سرعت (ASD) را نشان می‌دهد که در آن از یک کنترل‌کننده ولتاژ در سر راه موتور استفاده شده است. این نوع محرک‌ها در سطوح قدرت متوسط و پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. فی‌المثل می‌توان از بادبزن‌های نسبتاً بزرگ یا پمپ‌ها نام برد. در این روش ولتاژ استاتور را می‌توان بین صفر و ولتاژ اسمی در محدود زاویه آتش بین صفر تا 120 درجه تنظیم و کنترل نمود. این سیستم بسیار ساده بوده و برای موتورهای القایی قفس سنجایی کلاس D با لغزش نسبتاً بالا (10 تا 15درصد) مقرون بصرفه است. عملکرد این محرک‌ها زیاد جالب توجه نیست زیرا جریان خط تغذیه حاوی هارمونیک‌های قوی بوده و ضریب توان محرک پایین است از قبل به یاد داریم که گشتاور خروجی موتور القایی سه فاز به قرار زیر است:
الف- گشتاور خروجی به مجذور ولتاژ تغذیه استاتور بستگی دارد.
ب- گشتاور خروجی تابعی از لغزش است.
ج- در تحت لغزش ثابت گشتاور تابعی از مجذور ولتاژ تغذیه می‌باشد.

 
 
  
ذیزل ژنراتور-ولتاژ 3 فاز -ژنراتورهای آ سنکرون
 
 کنترل سرعت موتور القایی سه‌فازه توسط کنترل‌کننده ولتاژ سه‌فاز از نوع AC

مشخصه گشتاور سرعت موتور القایی سه فاز را در تحت ولتاژهای گوناگون اعمالی به استاتور متفاوت است. اگر بخواهیم سرعت موتور را در تحت ولتاژ مفروضی بدست آوریم باید مشخصه گشتاور سرعت بار نیز در دسترس باشد.
معمولاً مشخصه گشتاور سرعت بار بر دو نوع است:
1- بارهای با گشتاور ثابت
2- بارهایی که گشتاور آن متناسب با مجذور سرعت است. (مانند پمپ‌ها و بادبزن‌ها) که به گتشاورهای درجه دوم معروف‌اند. برای این بارها داریم.
که:
KL: عددیست ثابت                TL= KL
TL: گشتاور مکانیکی بار می‌باشد.

  ASD از نوع ولتاژ و فرکانس متغیر

اگر منبع تغذیه استاتور از نوع فرکانس متغیر انتخاب شود. عملکرد محرک‌های تنظیم‌پذیر سرعت (ASD) بهبود می‌یابد. باید دانست که شار در فاصله هوایی موتورهای القایی با ولتاژ اعمالی به استاتور متناسب بوده و با فرکانس منبع تغذیه نسبت عکس دارد. بنابراین اگر فرکانس را کم کنیم تا کنترل سرعت در زیر سرعت سنکرون امکان‌پذیر گردد و ولتاژ را معادل ولتاژ اسمی ثابت نگه داریم و در این صورت شار فاصله هوایی زیاد می‌شود برای جلوگیری از به وقوع پیوستن اشباع به خاطر افزایش شار، ASD از نوع فرکانس متغییر باید از نوع ولتاژ متغییر نیز باشد تا بتواند شار فاصله هوایی را در حد قابل قبولی نگه دارد. معمولاً به این سیستم کنترل، سیستم کنترل VF ثابت نیز گفته می‌شود. یعنی اگر فرکانس را کم کردیم باید ولتاژ را طوری کم کنیم که شار در فاصله هوایی در حد اسمی خود باقی بماند. از این سیستم برای کنترل سرعت موتورهای قفس سنجابی کلاس‌های A,B,C,D استفاده می‌شود.

مُولِدهای همزمان‌های ژنراتورهای سنکرون (Synchronous Generator)

 ماشین‌‌های همزمانی هستند که برای تبدیل توان مکانیکی به جریان الکتریکی متناوب (AC) به‌کار می‌روند.
در مولد همزمان، یک جریان مستقیم (DC) به سیم‌پیچی روتور (چرخانه) اعمال می‌شود که میدان مغناطیسی چرخانه را تولید می‌کند. چرخانه مولد نیز توسط یک محرک اولیه به گردش در می‌آید و به این ترتیب یک میدان مغناطیسی دوار درون ماشین ایجاد می‌شود.
قطب‌های مغناطیسی چرخانه می‌توانند ساختمان برجسته یا صاف داشته باشند. قطب برجسته، قطب مغناطیسی‌ای است که نسبت به سطح چرخانه پیش‌آمدگی داشته باشد و قطب صاف قطب مغناطیسی‌ای است که با سطح روتور هم‌سطح باشد. چرخانه‌های قطب صاف معمولاً برای ماشین‌های دو یا چهار قطبی و روتورهای قطب برجسته برای ماشین‌های چهارقطبی یا بیشتر به‌کار می‌روند.
چون چرخانه در معرض میدان‌های مغناطیسی متغیر قرار دارد، آن را از لایه‌های نازک می‌سازند تا تلفات جریان گردان کاهش یابد.
برای فراهم کردن توان DC برای انتقال به سیم‌پیچی‌های روتور که در حال دوران است دو روش وجود دارد:
  1. با استفاده از حلقه‌های لغزان و جاروبک‌ها
  2.  با استفاده از یک منبع DC خاص که مستقیماً بر روی محور مولد نصب شده‌
مولدهای همزمان طبق تعریف سنکرون یا همزمانند، به این معنی که بسامد الکتریکی تولید شده با سرعت چرخش ژنراتور همزمان است. چرخانه همزمان یک الکترومغناطیس است که به آن جریان DC اعمال می‌شود. میدان مغناطیس چرخانه همراه با چرخش چرخانه می‌چرخد پس بین سرعت چرخش میدان مغناطیس ماشین (nm) و فرکانس الکتریکی ایستانه (استاتور) (fe) رابطه‌ای وجود به صورت معادله‌ی زیر وجود دارد (P نشان‌دهنده‌ی تعداد قطب‌های موجود است .):
 
اندازه‌ی ولتاژ القا شده‌ی در یک فاز معین استاتور نیز از رابطه‌ی زیر به‌دست می‌آید:
 
این ولتاژ به شار ماشین (φ)، فرکانس یا سرعت چرخش (f) و ساختمان ماشین بستگی دارد. ولتاژ (EA)، ولتاژ داخلی تولید شده در یک فاز مولد همزمان است اما این ولتاژی نیست که معمولاً در پایانه‌های مولد ظاهر می‌شود. در حقیقت تنها زمانی ولتاژ داخلی (EA)، برابر با ولتاژ خروجی یک فاز ( ) است که جریانی از آرمیچر ماشین نگذرد. تفاوت بین (EA) و ( ) در اثر چند عامل است:
  1.  اعوجاجی که به علت جریان استاتور در میدان مغناطیسی فاصله‌ی هوایی ایجاد شده و عکس‌العمل آرمیچر نامیده می‌شود.
  2.  خودالقاکنایی پیچک‌های آرمیچر.
  3.  مقاومت پیچک‌های آرمیچر.
  4.  اثر شکل قطب برجسته‌ی چرخانه (این مورد مربوط به چرخانه قطب برجسته می‌شود).
عکس‌العمل آرمیچر موجب تغییر شار در مدار مغناطیسی مولد می‌شود در نتیجه می‌توان برای آن ولتاژی در نظر گرفت (ولتاژ عکس‌العمل آرمیچر) و برای مدل کردن آن از یک القاگر سری با ولتاژ داخلی استفاده کرد: (Xar)
پیچک‌های ایستانه نیز یک خودالقایی و یک مقاومت دارند: (XA) , (RA)
معمولاً راکتانس‌های ناشی از عکس‌العمل آرمیچر و خودالقایی ماشین را با هم ترکیب می‌کنند و به صورت راکتانس همزمان (Xs) نمایش می‌دهند که در این صورت ولتاژ پایانه را می‌توان به صورت زیر بیان کرد (در ماشین‌های همزمان واقعی راکتانس همزمان معمولاً بسیار بزرگ‌تر از مقاومت سیم‌پیچی است):
 مولد همزمان ماشین همزمانی است که به صورت مولد کار می‌‌کند و توان مکانیکی را به توان الکتریکی سه فاز تبدیل می‌‌کند. منبع توان مکانیکی چرخاننده‌ی اولیه می‌‌تواند یک موتور دیزل، یک توربین بخار، یک توربین آبی یا هر وسیله‌ی مشابه دیگر باشد. این منبع هرچه باشد باید صرف‌نظر از میزان تقاضای توان، سرعت تقریباً مشابه‌ای داشته باشد. در غیر این صورت بسامد سیستم قدرت مقدار ثابتی نخواهد بود. تمام توان مکانیکی ورودی مولد همزمان به توان الکتریکی خرجی تبدیل نمی‌شود و اختلاف بین این دو توان تلفات ماشین را نشان می‌دهد. این تلفات را می‌توان به سه قسمت تقسیم کرد:
  •  تلفات گردشی: چون سرعت ماشین سنکرون ثابت است پس تلفات گردشی مولد همزمان نیز ثابت است و شامل تلفات نیز زیر می‌شود: تلفات اصطکاک و تهویه که مربوط به ایجاد تلفات در بوبرینگها، اصطکاک بر اثر مالش بین قطعات و اصطکاک بین قطعات و هوا می‌شود و تلفات هسته در آرمیچر.
  •  تلفات میدان تحریک DC
  •  تلفات بار مسی که ناشی از مقاومت آرمیچر است.
 تلفات سرگردان که به دو قسمت تقسیم می‌شود:
الف- تلفات هسته‌ی آهنی ناشی از شار آرمیچر
ب- تلفات مس اضافی ناشی از اثر پوستی و جریان‌های گردابی در فرکانس‌های همزمان
                                                                                                                            
اندازه‌گیری پارامترهای مدل مولد همزمان
مدار معدلی که برای مولد همزمان به‌دست آمد سه کمیت دارد و برای توصیف دقیق رفتار یک مولد همزمان واقعی باید آنها را تعین کرد:

1- رابطه‌ی بین جریان و شار میدان (جریان میدان و EA)
2- راکتانس همزمان
3- مقاومت آرمیچر

برای پیدا کردن این کمیت‌ها آزمون‌های مختلف طراحی شده‌اند:

آزمون مدار باز

اولین گام در این راه انجام آزمون مدار باز بر روی مولد است. برای انجام این آزمایش، مولد در سرعت نامی چرخانده می‌شود، پایانه‌ها به بار اتصال ندارند و جریان میدان برابر صفر قرار داده می‌شود، سپس جریان میدان را با گام‌های تدریجی افزایش می‌دهند و ولتاژ پایانهای را رد هر گام انداره می‌گیرند چون پایانه‌ها باز هستند و در نتیجه جریانی از مدار نمی‌گذرد پس ولتاژ پایانه برابر EA است و بدین ترتیب می‌توان منحنی EA یا     را برحسب If رسم کرد. این منحنی مشخصه‌ی مدار باز مولد (OCC) نام دارد، که از آن می‌توان ولتاژ تولید شده‌ی داخلی را به ازای هر مقدار جریان ساخت. در شکل یک منحنی به صورت نوعی نشان داده شده است. توجه کنید که منحنی ابتدا خطی است ولی به ازای مفادیر بزرگ جریان پدیده‌ی اشباع تا حدی مشاهده می‌شود و دلیل این پدیده این است که رلوکتانس آهن اشباع نشده در مولد همزمان بسیار کوچکتر از رلوکتانس فاصله‌ی هوایی است پس در ابتدا تقریباً همه‌ی نیروی محرکه مغناطیسی روی فاصله‌ی هوایی قرار دارد و افزایش شار ناشی از آن خطی است، هنگامی‌که آهن به اشباع می‌رسد، رلوکتانس آن به سرعت افزایش می‌یابد و آهنگ افزایش شار در اثر افزایش نیروی محرکه‌ی مغناطیسی کندتر می‌شود. ناحیه‌ی خطی مشخصه‌ی مدار باز، خط فاصله‌ی هوایی نامیده می‌شود.

آزمون اتصال کوتاه
برای انجام این آزمون دوباره جریان میدان در صفر تنظیم می‌شود و پایانه‌های مولد توسط مجموعه‌ای از آمپرمترها اتصال کوتاه می‌شوند. سپس جریان آرمیچر Ia یا جریان خط IL همراه با افزایش جریان میدان اندازه‌گیری می‌شود. این منحنی مشخصه اتصال کوتاه (SCC) نام دارد و در شکل نشان داده شده است.

تعیین راکتانس همزمان

1- ولتاژ تولید شده واقعی EA را به ازای جریان میدان از مشخصه‌ی مدار باز به دست می‌آوریم.
2- جریان اتصال کوتاه Ia را به ازای جریان میدان از مشخصه‌ی اتصال کوتاه به دست می‌آوریم.
3- با استفاده از معادله‌ی            
 
  
   را به‌دست می‌آوریم.                 
 
  
 
 

کار موازی مولدها


در این روش ما Xs > > RA در نظر می‌گیریم که این قضیه با واقعیت موضوع نیز می‌خواند .اما مشکل اساسی‌ای روش این است که در آن ماشین به ازای جریان‌های بزرگ میدان در اشباع قرار دارد، در حالی‌که Ia که از آزمایش اتصال کوتاه به‌دست می‌آید به ازای تمامی جریان‌های میدان در حالت اشباع نشده قرار دارد. بنابراین EA گرفته شده از OCC به ازای یک جریان معین میدان، همان EA شرایط اتصال کوتاه نیست و این تفاوت موجب می‌شود که مقدار Xs تنها تقریبی از مقدار واقعی باشد.
با این وجود جواب به‌دست آمده از این روش تا نقطه‌ی اشباع دقیق است، پس راکتانس همزمان اشباع نشده‌ی ماشین را می‌توان به ازای جریان میدان واقع در ناحیه‌ی خطی (خط فاصله‌ی هوایی) منحنی OCC به آسانی به‌دست آورد.
رفتار مولد زیر بار به شدت تابع توان بار و کار کردن آن به تنهایی یا موازی با دیگر مولدهای همزمان است.

اثر تغییرات بار بر کار مولد همزمان تنها

مولدی یک بار را تغذیه می‌کند اگر بار مولد را زیاد کنیم چه روی می‌دهد؟
افزایش بار به معنی افزایش توان حقیقی و یا واکنشی است که از مولد کشیده می‌شود. این افزایش بار باعث زیاد شدن جریان بار کشیده شده از مولد می‌شود. چون مقاومت میدان تغییر نکرده است، جریان میدان ثابت است و بنابراین شار نیز ثابت است. چون گرداننده‌ی اولیه نیز سرعت w را ثابت نگه می‌دارد اندازه‌ی EA ثابت می‌ماند.
اگر EA ثابت بماند، با تغییر بار چه چیزی تغییر می‌کند؟ اگر EA ثابت بماند با تغییر بار چه چیزی تغییر می‌کرد؟ برای پاسخ دادن به این پرسش از رسم کردن نمودار فازوری و نشان دادن تغییر بار، همراه با در نظر گرفتن محدودیت‌های مولد استفاده می‌کنیم.
- مقاومت مولد را در نظر نمی‌گیریم.
نخست مولدی را در نظر می‌گیریم که با ضریب قدر پس‌فاز کار می‌کند، اگر با همین ضریب توان بار افزایش یابد، اندازه‌ی IA اما نسبت به      همین زاویه‌ی قبلی را خواهد داشت، بنابراین ولتاژ عکس‌العمل آرمیچر jXsIA بزرگتر از قبل می‌شود اما زاویه‌اش تغییری نمی‌کند. چون بردار             باید انتهای     را که به‌عنوان مرجع است به انتهای EA که به رغم تغییرات بار اندازه‌اش تغییر نمی‌کند وصل کند با در نظر گرفتن موارد بالا تنها یک نقطه وجود دارد که در آن ولتاژ عکس‌العمل آرمیچر با موقعیت قبلی‌اش موازی است و اندازه‌اش افزایش یافته است و مشاهده می‌کنیم که با افزایش بار ولتاژ      کاهش نسبتاً شدیدی یافته است.
اینک فرض کنید که بار دارای ضریب توان واحد است. با افزایش بار مشاهده خواهیم کرد که در این بار      اندکی کاهش یافته است. سرانجام فرض کنید که مولد بار پیش‌فاز داشته باشد با زیاد شدن بار افت ولتاژ آرمیچر در بیرون مقدار قبلی‌اش قرار می‌گیرد و Vvarphi افزایش می‌یابد.
تنظیم ولتاژ معیار مناسبی برای مقایسه‌ی رفتار مولدها است. تنظیم ولتاژ (VR) مولد با معادله‌ی زیر تعریف می‌شود:
شکست در تجزیه (خطای lexing): V_F=\frac{{V_nl} –{V_fl}}{V_fl}

که در آن مقدار Vnl ولتاژ بی‌باری مولد و Vfl ولتاژ بار کامل است.
معمولاً ثابت ماندن ولتاژ تغذیه‌ی بار حتی اگر خود بار تغییر کند، وضعیت مطلوبی است. بنابراین راه واضح جبران اثر تغییرات، تغییر دادن EA است. به عنوان مثال فرض کنید یک بار پس‌فاز به مولد افزوده می‌شود و همان‌طور که نشان دادیم ولتاژ پایانه‌ای افت می‌کند، برای جبران این افت اعمال زیر را دنبال می‌کنیم:
- کاهش مقاومت میدان مولد، جریان میدان را افزایش می‌دهد.
- افزایش جریان میدان باعث زیاد شدن شار جانبی می‌شود.
- افزایش شار ماشین ولتاژ داخلی را زیاد می‌کند.
- افزایش EA،  و ولتاژ پایانه‌ای مولد را افزایش می‌دهد.


امروزه به‌ندرت می‌توان مولد همزمانی یافت که مستقل از دیگر مولدها کار کند و به تنهایی بار خودش را تغذیق کند. چنین حالتی را تنها در کاربردهای اندکی، مثلاً‌ به عنوان مولدهای اضطراری می‌توان یافت. در کاربردهای معمولی همیشه تعدادی مولد به‌طور موازی توان موردنیاز بارها را تولید می‌کند.
موازی کردن مولدهای همزمان چندین فایده دارد:
- باری که چند مولد می‌توانند تأمین کنند بیشتر از باری است که یک ماشین به تنهایی تأمین می‌کند.
- داشتن موتدهای زیاد، قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد، چون خرابی یکی از آن‌ها موجب نمی‌شود که تمام توان توان تأمین شده برای بار قطع شود.
- اگر تعداد مولدها زیاد باشد امکان خارج کردن یک یا چند مولد از شبکه برای سرویس و نگه‌داری موجود است.

شرایط لازم موازی کردن

1- مقدار rms ولتاژهای خط دو مولد باید برابر باشد.
2- دو مولد باید ترتیب فاز یکسانی داشته باشند.
3- زوایای فاز باید برابر باشد.
4- بسامد مولد جدید (مولدی که به مدار وارد می‌شود) باید اندکی بیشتر از بسامد سیستم در حال کار باشد.

روش کلی موازی کردن مولدها

فرض کنید بخواهیم مولدی را به سیستم در حال کاری وصل کنیم، برای این کار باید مراحل زیر را انجام دهیم:
نخست با استفاده از ولت‌متر، جریان میدان مولد جدید را تنظیم می‌کنیم تا ولتاژ پایانه‌اش برابر ولتاژ خط سیستم در حال کار شود.
دوم، ترتیب فاز مولد جدید را با ترتیب فاز سیستم در حال کار مقایسه‌ی می‌کنیم. این کار را به چند راه مختلف می‌توان انجام داد، یکی از این راه‌ها روش سه لامپی است. در این روش بین سه لاکپ را با کلیدی که مولد را به سیستم وصل می‌کند موازی می‌کنیم وقتی که زاویه‌ی فاز بین دو سیستم تغییر می‌کند، لامپ‌ها پرنور (اختلاف فاز زیاد) و کم‌نور (اختلاف فاز کم) می‌شود. اگر هرسه لامپ با هم پرنور و کم‌نور شوند، دو سیستم ترتیب فاز یکسانی دارند.
سپس بسامد مولد جدید را باید تنظیم کرد تا بیشتر از بسامد سیستم در حال کار باشد. برای این کار ابتدا با بسامدسنج، بسامدها رال اندازه می‌گیریم تا بسامدهای نزدیک به‌هم به‌دست آید و سپس تغییرات فاز بین دو سیستم را در نظر می‌گیریم وقتی که بسامدها خیلی نزدیک به هم باشند، فاز ولتاژهای دو سیستم نسبت به هم خیلی کند حرکت می‌کند. این تغییرات فاز را مشاهده می‌کنیم و هنگامی‌که زوایای فازها نسبت به هم برابر شوند کلید را می‌بندیم.
چه وقت می‌توان گفت دو سیستم هم‌فازند؟ یک راه ساده مشاهده‌ی سه لامپی است هنگامی که هر سه لامپ خاموشند، اختلاف ولتاژ دو سر آنها صفر است و دو سیستم هم‌فازند. البته این روش زیاد دقیق نیست و راه بهتر استفاده از سنکروسکوپ است.

مشخصه‌های بسامد – توان مولد همزمان

توان خروجی مولد همزمان با بسامد آن مرتبط است. رابطه‌ی بسامد و توان را می‌توان به طور کلی با معادله‌ی زیر بیان کرد:
شکست در تجزیه (خطای lexing): P = {s_p} ({f_nl} – {f_sys})
که در آن:
P: توان خروجی مولد
sp: شیب منحنی
fnl: بسامد بی‌باری
fsys: بسامد کار سیستم

مقادیر نامی مولد همزمان
کمیات نامی ماشین همزمان عبارتند از: ولتاژ، بسامد، سرعت، توان ظاهری (کیلوولت آمپر)، ضریب توان، جریان میدان و ضریب سرویس

ولتاژ، سرعت و بسامد نامی
بسامد نامی مولد همزمان به سیستم قدرتی که به آن متصل است بستگی دارد. امروزه بسامدهایی که معمولاً در سیستم قدرت به کار می‌روند عبارتند از:Hz 50 (در اروپا، آسیا و غیره)،Hz 60 (در امریکا) و Hz 400 (برای مقاصد خاص و کاربردهای کنترلی).
اگر بسامد کار معلوم باشد به ازای تعداد قطب معین تنها یک سرعت چرخش ممکن وجود خواهد داشت:
 

شاید بدیهی‌ترین محدودیت، ولتاژی است که مولد برای کار در آن طراحی شده است. ولتاژ مولد به شار، سرعت چرخش و ساختمان مکانیکی ماشین بستگی دارد. به ازای اندازه‌ی مکانیکی معین بدنه و سرعت معین هرچه ولتاژ مطلوب بیشتر باشد، شار لازم در ماشین بیشتر خواهد بود. اما شار را نمی‌توان به طور نامحدود زیاد کرد، زیرا همیشه یک جریان ماکزیمم مجاز جریان میدان وجود دارد.
جنبه‌ی دیگری که در تعیین ماکزیمم ولتاژ مجاز وجود دارد، ولتاژ شکست عایق سیم‌پیچی است. (ولتاژهای عادی نباید به مقدار ولتاژ شکست نزدیک شود)

توان ظاهری و ضریب توان نامی
دو عامل وجود دارد که حدود توان ماشین‌های الکتریکی را تعیین می‌کند: یکی از آن‌ها گشتاور مکانیکی روی محور ماشین و دیگری گرم شدن سیم‌پیچی‌های آن است. در همه‌ی ماشین‌های همزمان عملی محور استحکام مکانیکی کافی برای تحمل توان در حالت پایدار بسیار بزرگتر از مقدار نامی ماشین را دارد. پس حدود عملی حالت پایدار را گرمایش سیم‌پیچی‌های ماشین تعیین می‌کند.
در مولد همزمان دو سیم‌پیچی وجود دارد و هر دوی آن‌ها باید در برابر گرمایش زیاد حفاظت شود. این دو سیم‌پیچی، سیم‌پیچی آرمیچر و سیم‌پیچی میدان هستند.

کار کوتاه مدت و ضریب سرویس
مهم‌ترین عامل محدودکننده‌ی کار حالت پایدار مولد همزمان، گرم شدن سیم‌پیچی‌های آرمیچر و میدان آن است. اما حد گرمایی معمولاً نقطه‌ای بسیار پایین‌تر از ماکزیمم توانی که مولد از نظر عملی می‌تواند تولید کند قرار دارد. در واقع یک مولد همزمان نوعی می‌تواند در زمان محدود تا 300 درصد توان نامی‌اش تولید کند. (تا این که سیم‌پیچی‌هایش بسوزد)
مولد را می‌توان در توان‌های بیشتر از توان نامی به کار برد مشروط به آن که قبل از برداشتن بار اضافی سیم‌پیچی‌ها بیش از حد اضافی گرم نشده باشند. هرچه توان نامی بیشتر باشد، مدت زمانی که ماشین می‌تواند آن را تحمل کند کمتر می‌شود. ماکزیمم افزایش درجه حرارتی که ماشین می‌تواند تحمل کند به کلاس عایقی سیم‌پیچی‌هایش بستگی دارد. چهار کلاس عایقی وجود دارد:H, F, B, A  عموماً این کلاس‌ها به ترتیب متناظر با افزایش درجه حرارت به مقدار 60، 80، 105، 125 درجه بیشتر از درجه حرارت محیط‌اند. هرچه کلاس عایقی یک ماشین معین بیشتر باشد توانی که بدون گرمایش بیش از حد می‌توان از آن کشید بیشتر است.
گرم شدن بیش از حد سیم‌پیچی‌ها مسأله‌ای بسیار جدی برای ماشین است. یک قاعده سر انگشتی قدیمی می‌گوید به ازای هر 10 درجه افزایش درجه حرارت نسبت به حرارت مجاز سیم‌پیچی‌ها عمر متوسطه ماشین نصف می‌شود. حساسیت مواد عایقی امروزی نسبت به شکست کمتر از این است اما افزایش حرارن هنوز به‌طور مؤثری اثر خود را دارد.
یک سوال در مورد مسأله‌ی گرمایش بیش از حد مطرح است: توان مورد نیازی که باید از ماشین گرفته شود را باید با چه دقتی بدانیم؟ غالباً قبل از نصب، بار فقط به صورت تقریبی معلوم است به همین دلیل ماشین‌هایی با کاربرد عام یک ضریب سرویس دارند. ضریب سرویس به صورت نسبت ماکزیمم توان واقعی ماشین به مقدار نامی پلاک آن تعریف می‌شود. ضریب سرویس یک محدوده‌ی اطمینان برای خطای ناشی از تخمین نامناسب بار فراهم می‌کند.


آشنایی با ژنراتورهای آ- سنکرون ( بخش اول )

 
linkedininstagramgooglefacebook
نظرات کاربران
*نام و نام خانوادگی
0 نظر
* پست الکترونیک
* متن پیام

طراحی شده توسط شرکت طراحی سایت و سایت ساز آنلاین یوتاب - فروشگاه ساز اینترنتیطراحی شده توسط شرکت طراحی سایت و سایت ساز آنلاین یوتاب - فروشگاه ساز اینترنتی