Generator sinkron: perangkat, jenis, dan aplikasi

Generator sinkron adalah perangkat khusus yang memungkinkan untuk mengubah energi apa pun menjadi energi listrik. Dalam peran perangkat tersebut adalah stasiun bergerak, panel termal atau surya, peralatan khusus. Tergantung pada jenis generator, kemungkinan penggunaannya ditentukan, jadi ada baiknya untuk memahami secara lebih rinci apa perangkat itu.

Pada akhir abad ke-19, perusahaan Robert Bosch pertama kali mengembangkan sesuatu yang mirip dengan generator. Perangkat itu mampu menyalakan mesin. Selama proses pengujian, ditemukan bahwa mesin tidak cocok untuk penggunaan permanen, tetapi pengembang dapat meningkatkan perangkat.

Pada tahun 1890, perusahaan hampir sepenuhnya beralih ke produksi peralatan ini, karena mendapatkan popularitas besar. Pada tahun 1902, mahasiswa Bosch membuat pengapian menggunakan tegangan tinggi. Perangkat ini mampu menghasilkan percikan api antara dua elektroda lilin, yang membuat sistem lebih fleksibel.

Awal tahun 60-an abad XX menjadi era penyebaran genset di seluruh dunia. Dan jika sebelumnya perangkat hanya diminati di industri otomotif, sekarang unit seperti itu dapat memasok listrik ke seluruh rumah.

Desain unit tersebut hanya melibatkan dua elemen utama:

• rotor;
• stator.

Tugas utama generator adalah mengubah satu jenis energi menjadi energi listrik. Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk menyediakan jumlah arus yang diperlukan ke perangkat yang bergantung sehingga dapat digunakan.

Untuk mengevaluasi kinerja generator, Anda perlu melihat karakteristiknya. Pada prinsipnya, mereka sama dengan stasiun yang menghasilkan arus searah. Parameter evaluasi utama adalah beberapa faktor.

• Pemalasan. Ini mewakili ketergantungan EMF pada kekuatan arus bergerak yang bertanggung jawab atas eksitasi kumparan peredam. Dengan bantuannya dimungkinkan untuk menentukan kemampuan sirkuit untuk dimagnetisasi.
• Karakteristik eksternal. Ini menyiratkan hubungan paralel antara tegangan kumparan dan arus beban. Nilainya tergantung pada jenis beban yang diterapkan ke perangkat. Di antara alasan yang dapat menyebabkan perubahan, ada kenaikan atau penurunan EMF unit, serta penurunan tegangan pada belitan koil yang dipasang, yang ditempatkan di dalam perangkat.
• Pengaturan. Merupakan hubungan yang terbentuk antara arus eksitasi dan arus beban. Memastikan kinerja dan perlindungan unit sinkron dicapai dengan memantau indikator ini.Ini mudah dicapai jika Anda terus-menerus menyesuaikan EMF.

Tidak begitu sulit untuk memahami prinsip pengoperasian perangkat. Ini terdiri dari memutar bingkai magnet untuk menciptakan medan listrik. Selama rotasi bingkai, garis-garis magnet muncul yang mulai melintasi konturnya. Crossing berkontribusi pada pembentukan arus listrik.

Untuk menentukan ke mana aliran energi listrik bergerak, Anda perlu menggunakan aturan gimlet. Perlu dicatat bahwa di beberapa daerah aliran arusnya berlawanan. Arah terus berubah ketika mencapai kutub berikutnya, yang terletak di magnet. Fenomena ini disebut arus bolak-balik, dan kondisi ini dapat dibuktikan dengan menghubungkan bingkai ke cincin magnet yang terpisah.

Hubungan antara besar arus dalam rangka dan kecepatan putaran rotor sistem adalah proporsional. Lewat sini, semakin banyak bingkai berputar, semakin banyak listrik yang dapat disuplai oleh generator. Indikator ini ditandai dengan frekuensi rotasi.

Menurut standar yang ditetapkan, kecepatan optimal di sebagian besar negara tidak boleh melebihi 50 Hz. Ini berarti bahwa rotor harus melakukan 50 osilasi per detik. Untuk menghitung parameter, perlu disepakati bahwa satu putaran bingkai menyebabkan perubahan arah arus.

Jika poros memiliki waktu untuk berputar 1 kali per detik, ini berarti frekuensi arus listrik adalah 1 Hz. Jadi, untuk mencapai angka 50 Hz, perlu untuk memberikan jumlah rotasi bingkai per detik yang benar.

Ketergantungan dalam hal ini berbanding terbalik. Jadi, untuk memberikan frekuensi 50 Hz, perlu mengurangi kecepatan sekitar 2 kali.

Selain itu, perlu dicatat bahwa di beberapa negara standar lain untuk rotasi rotor ditetapkan. Indikator frekuensi standar adalah 60 Hz.

Saat ini, produsen memproduksi beberapa jenis generator sinkron. Di antara klasifikasi yang ada, beberapa perlu mendapat perhatian khusus. Pertama-tama, ada baiknya mempertimbangkan pembagian unit sesuai dengan perangkat konstruktif. Generator terdiri dari dua jenis.

• Tanpa sikat. Desain generator melibatkan penggunaan belitan stator. Mereka ditempatkan sedemikian rupa sehingga inti elemen bertepatan dengan arah kutub magnet atau inti yang disediakan pada koil. Jumlah maksimum gigi magnet tidak boleh lebih dari 6 buah.

• Sinkron, dilengkapi dengan induktor. Jika kita berbicara tentang menyesuaikan mesin yang beroperasi pada daya rendah, maka magnet DC digunakan sebagai rotor. Jika tidak, rotor adalah belitan induktor.

Klasifikasi berikut menyiratkan pembagian stasiun bergerak ke dalam jenis yang terpisah.

• Hidrogenerator. Ciri khas perangkat ini adalah rotor dengan kutub yang jelas. Unit semacam itu digunakan untuk menghasilkan listrik di mana tidak perlu menyediakan sejumlah besar putaran perangkat.

• Turbogenerator. Perbedaannya adalah tidak adanya kutub yang diucapkan.Perangkat dirakit dari berbagai turbin, mampu meningkatkan jumlah putaran rotor beberapa kali.

• Kompensator sinkron. Ini digunakan untuk mencapai daya reaktif - indikator penting dalam fasilitas industri. Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk meningkatkan kualitas arus yang disuplai dan menstabilkan indikator tegangan.

Ada beberapa model umum perangkat tersebut.

• Stepper. Mereka digunakan untuk memastikan pengoperasian drive yang dipasang di mekanisme yang memiliki siklus operasi start-stop.

• Tanpa gigi. Terutama digunakan dalam sistem otonom.

• Tanpa kontak. Dituntut sebagai stasiun bergerak utama atau cadangan di kapal.

• Histerisis. Generator semacam itu digunakan untuk penghitung waktu.

• Induktor. Memastikan pengoperasian instalasi listrik.

Yang pertama adalah perangkat di mana kutub terlihat jelas. Mereka dicirikan oleh kecepatan putaran rotor yang rendah. Kategori kedua memiliki rotor silinder dalam desainnya, yang tidak memiliki kutub yang menonjol.

Generator sinkron adalah perangkat yang dirancang untuk menghasilkan arus bolak-balik. Anda dapat bertemu perangkat tersebut di berbagai stasiun:

• atom;
• panas;
• pembangkit listrik tenaga air.

Serta agregat secara aktif digunakan dalam sistem transportasi. Mereka digunakan di berbagai kendaraan, dalam sistem kapal. Generator sinkron mampu beroperasi baik dalam mode mandiri, terpisah dari jaringan listrik, dan bersamaan dengannya.Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menghubungkan beberapa unit sekaligus.

Keuntungan dari stasiun pembangkit arus bolak-balik adalah kemampuan untuk menyediakan ruang yang dialokasikan dengan listrik. Lebih mudah jika objek terletak jauh dari jaringan pusat. Oleh karena itu, unit diminati di antara pemilik peternakan, pemukiman yang jauh dari kota.

Saat memilih generator, penting untuk menemukan perangkat yang cocok dan andal yang dapat memasok listrik ke area yang ditentukan. Pertama, Anda perlu memutuskan parameter teknis perangkat masa depan. Para ahli menyarankan untuk memperhatikan:

• berat generator;
• dimensi perangkat;
• kekuasaan;
• konsumsi bahan bakar;
• indikator kebisingan;
• durasi kerja.

Dan juga parameter penting adalah kemungkinan mengatur pekerjaan otomatis. Untuk memahami berapa banyak fase yang dibutuhkan generator masa depan, Anda perlu memutuskan jenis dan jumlah peralatan listrik yang akan terhubung dengannya.

Namun, pembelian pembangkit listrik seluler semacam itu tidak selalu merupakan solusi terbaik.

Sebelum membeli, disarankan juga untuk mempertimbangkan beban yang akan diberikan pada perangkat selama pengoperasiannya. Setiap fase harus dimuat dengan maksimal 30% dari total. Jadi, jika daya generator 6 kW, maka jika menggunakan soket dengan tegangan 220 V, hanya 2 kW yang dapat digunakan.

Pembelian generator tiga fase hanya diminati ketika ada banyak konsumen tiga fase di rumah.Jika sebagian besar peralatan adalah fase tunggal, lebih baik membeli unit yang sesuai.

Sebelum memulai generator, Anda harus terlebih dahulu melakukan penyesuaian. Pertama-tama, atur frekuensi perangkat. Anda dapat melakukan ini dengan dua cara:

1. ubah desain unit, setelah memperkirakan sebelumnya berapa banyak kutub yang diperlukan untuk pengoperasian elektromagnet;
2. memberikan kecepatan poros yang diperlukan tanpa perubahan desain.

Contoh mencolok adalah turbin kecepatan rendah. Mereka memberikan rotasi rotor pada 150 putaran per menit. Untuk mengatur frekuensi digunakan cara pertama yaitu menambah jumlah tiang menjadi 40 buah.

Terlepas dari kenyataan bahwa ggl induksi perangkat dikaitkan dengan rotor dan rotasinya, karena persyaratan keselamatan, tidak mungkin untuk membongkar struktur untuk mengubah parameter.

Anda dapat mengubah nilai EMF dengan menyesuaikan fluks magnet yang dihasilkan. Itu perlu ditambah atau dikurangi. Putaran belitan, atau lebih tepatnya, jumlahnya, bertanggung jawab atas nilai indikator. Dan juga dimungkinkan untuk mempengaruhi kekuatan fluks magnet melalui arus yang membentuk kumparan.

Penyesuaian melibatkan masuknya beberapa kumparan di sirkuit. Untuk melakukan ini, Anda harus menggunakan rheostat atau sirkuit elektronik tambahan. Opsi kedua memerlukan pengaturan parameter karena stabilisator eksternal. Ini memastikan layanan yang andal.

Keuntungan dari stasiun seluler sinkron adalah kemampuan untuk menyinkronkan dengan mesin lain dari jenis yang sama. Pada saat yang sama, selama koneksi, dimungkinkan untuk membandingkan kecepatan rotasi dan memastikan pergeseran fase nol. Dalam hal ini, pembangkit listrik bergerak sangat dibutuhkan di industri tenaga listrik, di mana sangat nyaman untuk menggunakannya sebagai sumber arus cadangan untuk meningkatkan kapasitas produksi jika terjadi beban berat.

Untuk generator sinkron dan asinkron, lihat di bawah.