Forskellen mellem fremstikende pol generatorer og ikke-fremstikende pol generatorer
Forskelle mellem Salient-Pole Generatører og Nonsalient-Pole Generatører
Salient-pole generatører og nonsalient-pole generatører er to almindelige typer synkron generatører, der adskiller sig markant i struktur, ydeevne og anvendelse. Nedenfor følger en detaljeret sammenligning af de to:
1. Rotorstruktur
Salient-Pole Generatør:
Rotorform: I en salient-pole generatør har rotoren distinkte magnetiske poler, der udsticker fra overfladen, og danner synlige polefødder. Hver pole består typisk af et jernkern og en opspændingsvinding.
Antal Poler: Salient-pole generatører har normalt færre poler (som 2, 4, 6, 8), med bemærkelsesværdige huller mellem polerne (interpolar regioner).
Anvendelse: Salient-pole generatører bruges hovedsageligt i lavhastigheds, høj kapacitetsanvendelser, som vandkraftgeneratører og damp turbine-drevne generatører.
Nonsalient-Pole Generatør:
Rotorform: Rotoren i en nonsalient-pole generatør har en glat, cylindrisk overflade uden synlige udstikkende poler. Opspændingsvindingerne er indsat i slotter i rotoren.
Antal Poler: Nonsalient-pole generatører har normalt flere poler (som 12, 16, 24), fordelt jævnt omkring rotoren, med minimale interpolar regioner.
Anvendelse: Nonsalient-pole generatører bruges hovedsageligt i højhastigheds, mellem til små kapacitetsanvendelser, som damp turbine-generatører og gass turbine-drevne generatører.
2. Luftgapfordeling
Salient-Pole Generatør:
Ujævn Luftgap: På grund af de udstikkende poler er luftgabet i en salient-pole generatør mindre ved polerne og større i interpolar regionerne. Dette ujævne luftgap fører til en ikke-sinusformet magnetfeltfordeling, hvilket påvirker kvaliteten af spændingsudgangsbølgen.
Harmonisk Indhold: Det ujævne luftgap kan resultere i højere harmonisk indhold i spændingsudgangen, især tredje harmonik.
Nonsalient-Pole Generatør:
Jævn Luftgap: Luftgabet i en nonsalient-pole generatør er næsten jævnt omkring hele omkredsen, hvilket resulterer i en mere sinusformet magnetfeltfordeling og bedre kvalitet af spændingsudgangsbølgen.
Harmonisk Indhold: Det jævne luftgap minimaliserer harmonisk indhold, producerer en renere spændingsbølge.
3. Elektromagnetiske Karakteristika
Salient-Pole Generatør:
Direkte Akse og Kvadratur Akse Reaktans: I en salient-pole generatør varierer direkte akse reaktans (Xd) og kvadratur akse reaktans (Xq). Xd er større, fordi magnetfloden gennem polerne møder mindre modstand, mens Xq er mindre på grund af den højere modstand i interpolar regionerne.
Kortslutningsforhold (SCR): Salient-pole generatører har et lavere kortslutningsforhold, normalt mellem 1,0 og 2,0. Dette resulterer i højere kortslutningsstrøm, men langsommere spændingsgenvinding under fejl.
Nonsalient-Pole Generatør:
Direkte Akse og Kvadratur Akse Reaktans: I en nonsalient-pole generatør er direkte akse reaktans og kvadratur akse reaktans næsten ens på grund af det jævne luftgap og symmetrisk fluxsti.
Kortslutningsforhold (SCR): Nonsalient-pole generatører har et højere kortslutningsforhold, normalt mellem 2,0 og 3,0. Dette resulterer i lavere kortslutningsstrøm og hurtigere spændingsgenvinding under fejl.
4. Mekaniske Karakteristika
Salient-Pole Generatør:
Stor Rotorinertie: De større poler i en salient-pole generatør bidrager til en højere rotorinertie, hvilket gør den egnet til lavhastigheds, høj inerti systemer, som vandkraftturbiner.
Ventilation og Køling: Hullerne mellem polerne faciliterer designet af kølekanaler, hvilket giver bedre ventilation og køleperformance.
Nonsalient-Pole Generatør:
Lille Rotorinertie: Den kompakte rotorstruktur i en nonsalient-pole generatør resulterer i lavere inerti, hvilket gør den egnet til højhastigheds, lav inerti systemer, som damp turbiner.
Ventilation og Køling: Den glatte rotoroverflade i en nonsalient-pole generatør gør ventilation og køling mere kompleks, ofte kræver specialiserede kølesystemer.
5. Startkarakteristika
Salient-Pole Generatør:
Høj Startmoment: På grund af de større poler leverer salient-pole generatører højere elektromagnetisk moment under opstart, hvilket gør dem egnet til anvendelser, der kræver betydeligt startmoment.
Nonsalient-Pole Generatør:
Lavere Startmoment: Nonsalient-pole generatører har relativt lavere startmoment, men viser bedre dynamisk respons under højhastigheds drift.
6. Anvendelser
Salient-Pole Generatør:
Bruges hovedsageligt i lavhastigheds, høj kapacitets energifremstillings systemer, som vandkraftværker og atomkraftværker. Lavhastighedsegenskaberne hos salient-pole generatører gør dem ideelle til brug med vandkraftturbiner eller lavhastigheds damp turbiner.
Nonsalient-Pole Generatør:
Bruges hovedsageligt i højhastigheds, mellem til små kapacitets energifremstillings systemer, som termiske kraftværker og gas turbine kraftværker. Højhastighedsegenskaberne hos nonsalient-pole generatører gør dem ideelle til brug med damp turbiner eller gas turbiner.
Oversigt
Salient-Pole Generatør: Har distinkte magnetiske poler, ujævnt luftgap, og er egnet til lavhastigheds, høj kapacitetsanvendelser som vandkraftgeneratører. Dens fordele inkluderer højere startmoment og bedre køleperformance, men den kan have mere harmonisk indhold i spændingsudgangen.
Nonsalient-Pole Generatør: Har en glat rotoroverflade, jævnt luftgap, og er egnet til højhastigheds, mellem til små kapacitetsanvendelser som damp turbine-generatører. Dens fordele inkluderer bedre kvalitet af spændingsudgangsbølgen og hurtigere kortslutningsgenvinding, men den har lavere startmoment.
Valget mellem en salient-pole generatør og en nonsalient-pole generatør afhænger af de specifikke anvendelseskriterier, herunder hastighed, kapacitet, startegenskaber og de mekaniske og elektriske behov i systemet.
