A diferenza entre xeradores de polo saliente e xeradores de polo non saliente
Diferenzas Entre Xeradores de Pólos Salientes e Xeradores de Pólos Non Salientes
Os xeradores de pólos salientes e os xeradores de pólos non salientes son dous tipos comúns de xeradores síncronos que se diferencian significativamente na estrutura, rendemento e aplicación. A continuación, presenta unha comparación detallada dos dous:
1. Estrutura do Rotor
Xerador de Pólos Salientes:
Forma do Rotor: No xerador de pólos salientes, o rotor ten pólos magnéticos distintos que sobresalen da súa superficie, formando sapatas visibles. Cada polo adoita consistir nun núcleo de ferro e un enrolamento de excitación.
Número de Pólos: Os xeradores de pólos salientes adoitan ter menos pólos (como 2, 4, 6, 8), con espazos notables entre os pólos (regións interpolares).
Aplicación: Os xeradores de pólos salientes úsanse principalmente en aplicacions de baixa velocidade e alta capacidade, como xeradores hidroeléctricos e xeradores impulsados por turbinas de vapor.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Forma do Rotor: O rotor do xerador de pólos non salientes ten unha superficie lisa e cilíndrica sen ningún polo sobresalente visible. Os enrolamentos de excitación están incrustados en ranuras dentro do rotor.
Número de Pólos: Os xeradores de pólos non salientes adoitan ter máis pólos (como 12, 16, 24), distribuídos uniformemente ao redor do rotor, con mínimas rexións interpolares.
Aplicación: Os xeradores de pólos non salientes úsanse principalmente en aplicacions de alta velocidade e capacidade media a pequena, como xeradores impulsados por turbinas de vapor e xeradores impulsados por turbinas de gas.
2. Distribución da Fenda Aérea
Xerador de Pólos Salientes:
Fenda Aérea Non Uniforme: Debido aos pólos sobresalentes, a fenda aérea no xerador de pólos salientes é menor nos pólos e maior nas rexións interpolares. Esta fenda aérea non uniforme leva a unha distribución do campo magnético non sinusoidal, afectando a calidade da onda de tensión de saída.
Contido Armónico: A fenda aérea non uniforme pode resultar en un contido armónico maior na tensión de saída, especialmente harmónicos de terceira orde.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Fenda Aérea Uniforme: A fenda aérea no xerador de pólos non salientes é case uniforme ao redor de toda a circunferencia, resultando nunha distribución do campo magnético máis sinusoidal e mellor calidade da onda de tensión de saída.
Contido Armónico: A fenda aérea uniforme minimiza o contido armónico, producindo unha onda de tensión máis limpa.
3. Características Electromagnéticas
Xerador de Pólos Salientes:
Reactancia do Eixo Directo e Reactancia do Eixo Quadrado: No xerador de pólos salientes, a reactancia do eixo directo (Xd) e a reactancia do eixo quadrado (Xq) difiren. Xd é maior porque o fluxo magnético a través dos pólos encontra menos reluctancia, mentres que Xq é menor debido á maior reluctancia nas rexións interpolares.
Razón de Cortocircuito (SCR): Os xeradores de pólos salientes teñen unha razón de cortocircuito menor, típicamente entre 1,0 e 2,0. Isto resulta en correntes de cortocircuito maiores pero recuperación de tensión máis lenta durante as falhas.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Reactancia do Eixo Directo e Reactancia do Eixo Quadrado: No xerador de pólos non salientes, a reactancia do eixo directo e a reactancia do eixo quadrado son case iguais debido á fenda aérea uniforme e á via de fluxo simétrica.
Razón de Cortocircuito (SCR): Os xeradores de pólos non salientes teñen unha razón de cortocircuito maior, típicamente entre 2,0 e 3,0. Isto resulta en correntes de cortocircuito menores e recuperación de tensión máis rápida durante as falhas.
4. Características Mecánicas
Xerador de Pólos Salientes:
Inercia do Rotor Grande: Os pólos maiores no xerador de pólos salientes contribúen a unha inercia do rotor maior, facéndoo adecuado para sistemas de baixa velocidade e alta inercia, como turbinas hidroeléctricas.
Ventilación e Refrixeración: As fendas entre os pólos facilitan o deseño de conductos de refrixeración, proporcionando unha mellor ventilación e rendemento de refrixeración.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Inercia do Rotor Pequena: A estrutura compacta do rotor no xerador de pólos non salientes resulta en menor inercia, facéndoo adecuado para sistemas de alta velocidade e baixa inercia, como turbinas de vapor.
Ventilación e Refrixeración: A superficie lisa do rotor no xerador de pólos non salientes fai que a ventilación e a refrixeración sexan máis complexas, a miúdo requirendo sistemas de refrixeración especializados.
5. Características de Arranque
Xerador de Pólos Salientes:
Torque de Arranque Alto: Debido aos pólos maiores, os xeradores de pólos salientes proporcionan un torque electromagnético maior durante o arranque, facéndolos adecuados para aplicacions que requiren un torque de arranque significativo.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Torque de Arranque Baixo: Os xeradores de pólos non salientes teñen un torque de arranque relativamente baixo, pero exhiben unha mellor resposta dinámica durante a operación de alta velocidade.
6. Aplicacións
Xerador de Pólos Salientes:
Úsanse principalmente en sistemas de xeración de enerxía de baixa velocidade e alta capacidade, como centrais hidroeléctricas e centrais nucleares. As características de baixa velocidade dos xeradores de pólos salientes fanlles ideais para uso con turbinas hidráulicas ou turbinas de vapor de baixa velocidade.
Xerador de Pólos Non Salientes:
Úsanse principalmente en sistemas de xeración de enerxía de alta velocidade e capacidade media a pequena, como centrais térmicas e centrais de turbinas de gas. As características de alta velocidade dos xeradores de pólos non salientes fanlles ideais para uso con turbinas de vapor ou turbinas de gas.
Resumo
Xerador de Pólos Salientes: Caracteriza-se por pólos magnéticos distintos, fenda aérea non uniforme, e é adecuado para aplicacions de baixa velocidade e alta capacidade, como xeradores hidroeléctricos. As súas vantaxes inclúen un torque de arranque maior e un mellor rendemento de refrixeración, pero pode ter un contido armónico maior na tensión de saída.
Xerador de Pólos Non Salientes: Ten unha superficie lisa do rotor, fenda aérea uniforme, e é adecuado para aplicacions de alta velocidade e capacidade media a pequena, como xeradores impulsados por turbinas de vapor. As súas vantaxes inclúen unha mellor calidade da onda de tensión de saída e unha recuperación de cortocircuito máis rápida, pero ten un torque de arranque menor.
A elección entre un xerador de pólos salientes e un xerador de pólos non salientes depende dos requisitos específicos da aplicación, incluíndo velocidade, capacidade, características de arranque, e as necesidades mecánicas e eléctricas do sistema.
