Kas saame vahetuvvoolu tekitada vahetuvvoolumootorist?
Kas saame AC-mootoriga luua AC-voolu?
Jah, AC-mootorit saab kasutada AC-voolu tootmiseks. Tegelikult saab AC-mootor töötada nii mootorina kui ka geneerina, sõltuvalt selle töörežiimist ja ühendamismeetodist. Kui AC-mootor töötab geneerina, nimetatakse seda AC-geneeriks (AC Generator) või AC-alternatoriks. Siin on mõned olulised mõisted ja sammud, mis selgitavad, kuidas AC-mootorit kasutada AC-voolu tootmiseks:
1. Tööprintsiip
1.1 Mootori režiim
Mootori režiim: Mootori režiimis käivitatakse AC-mootor välise AC-vooluga, mis toodab mehaanilist energiat. Staatori ja rootori vaheline suhe mootoris genereerib pöördliikumist.
1.2 Geneeri režiim
Geneeri režiim: Geneeri režiimis käivitatakse AC-mootor mehaanilise energia (nt veesiiriku, tuulepanka või sisseristmasemootori) abil, et toota AC-voolu. Rotori pöördub mootoris, lõikates staatori poolt genereeritud magnetvälja, mille tulemuseks on AC-voolu tekkimine staatori vedelikest.
2. AC-geneeride tüübid
2.1 Sünkronne geneer
Sünkronne geneer: Sünkronse geneeri rotorikiirus on täpselt sünkroonitud AC-voolu sagedusega. Rotoriga on tavaliselt ektsiteerimisvedelik, millele datakse DC-voolu, et luua magnetväli. Staatori vedelikud induktseerivad AC-voolu, mille sagedus on proportsionaalne rotorikiirusega.
Omadused: Väljundvoolu- ja sagedus on väga stabiilsed, mis muudab neid sobivaks suurte elektrijaamade jaoks.
2.2 Induktsioonigeneer
Induktsioonigeneer: Induktsioonigeneeri rotorikiirus on vähegi kõrgem kui sünkroonsed kiirused. Rotoriga on tavaliselt kassikäiguline või vedelikuline ja sellele saab anduda ektsiteerimisvool liustusringide ja penside kaudu. Staatori vedelikud induktseerivad AC-voolu, mille sagedus on lähedane, kuid mitte täpselt võrdne sünkroonsesse sagedusega.
Omadused: Lihtne struktuur ja hooldus, sobivad taastuvenergia süsteemide, nagu tuuleenergia, jaoks.
3. Töötingimused
3.1 Mehaaniline tahvel
Mehaaniline tahvel: Kui AC-mootor töötab geneerina, on vaja välise mehaanilise energia allikaga rotorit käivitada. Tavalised mehaanilised tahvelid hõlmavad veesiirikke, tuulepanke ja sisseristmasemootoreid.
3.2 Ektsiteerimissüsteem
Ektsiteerimissüsteem: Sünkronsete geneeride korral on vaja ektsiteerimissüsteemi, et anda rotorile magnetväli. Ektsiteerimissüsteem võib olla DC-vooluallikas või endektsiteerimissüsteem.
Endektsiteerimissüsteem: Staatori vedelikest genereeritakse AC-vool, mida tasandatakse ja kasutatakse rotorile ektsiteerimisvooluna, moodustades suletud tsüklisüsteemi.
4. Väljundomadused
4.1 Voolu- ja sagedus
Vool: AC-geneeri väljundvool sõltub staatori vedelike disainist ja ektsiteerimisvoolu suurusest.
Sagedus: AC-geneeri väljundvool sõltub rotorikiirusest. Sünkronsete geneeride puhul on sageduse f, rotorikiiruse n ja poolpaaride arvu p vaheline seos: f=（n×p）/60, kus:
f on sagedus (Hertzes, Hz)
n on rotorikiirus (kiiruste minutis, RPM)
p on poolpaaride arv
4.2 Laadi omadused
Laadi omadused: AC-geneeri väljundvoolu- ja sagedus võivad olla mõjutatud laadiga. Vaikses laadiga on vool ja sagedus kõrgemad; rasvas laadiga võivad vool ja sagedus langeda. Reguleerides ektsiteerimisvoolu ja mehaanilist kiirust, saab väljundvoolu- ja sageduse hoida stabiilseks.
5. Rakenduse näited
5.1 Veevoogude energia tootmine
Veevoogude energia tootmine: Veesiirikud käivitavad sünkronseid geneere, et toota stabiilset AC-voolu, mis on laialdaselt kasutusel veevoogude elektrijaamades.
5.2 Tuuleenergia tootmine
Tuuleenergia tootmine: Tuulepannid käivitavad induktsioonigeneere, et toota AC-voolu, mis on laialdaselt kasutusel tuuliparkides.
5.3 Sisseristmasemootori energia tootmine
Sisseristmasemootori energia tootmine: Sisseristmasemootorid käivitavad sünkronseid geneere, et toota AC-voolu, mis on laialdaselt kasutusel mobiilsetes elektrijaamades ja varuelektrijaamades.
Kokkuvõte
AC-mootorit saab kasutada geneerina, tootes AC-voolu, kui seda käivitatakse mehaanilise energia abil. Rakenduse nõudmistest sõltuvalt saab valida sünkronse geneeri või induktsioonigeneeri. Kasutades õiget ektsiteerimissüsteemi ja mehaanilist tahvelit, saab väljundvoolu- ja sageduse hoida stabiilseks, rahuldades erinevaid energia vajadusi.
