Razlika između generatora s izdvojenim polovima i generatora bez izdvojenih polova

Razlike između generatora s izraženim polovima i generatora bez izraženih polova

Generatori s izraženim polovima i generatori bez izraženih polova su dva uobičajena tipa sinkronih generatora, koji značajno razlikuju po strukturi, performansama i primjeni. Ispod je detaljna usporedba ova dva tipa:

1. Struktura rotora

• Generator s izraženim polovima:

• Oblik rotora: U generatoru s izraženim polovima, rotor ima izražene magnetske pole koji se ističu s površine, formirajući vidljive polne podloge. Svaki pol obično sastoji se od željeznog jezgra i navijanja za pobudu.

• Broj polova: Generatori s izraženim polovima obično imaju manji broj polova (npr. 2, 4, 6, 8), s vidljivim razmacima između polova (interpolarne regije).

• Primjena: Generatori s izraženim polovima uglavnom se koriste u niskobrzim, visokokapacitetnim aplikacijama, poput hidroelektrnih generatora i generatora pogonjenih parnim turbine.

• Generator bez izraženih polova:

• Oblik rotora: Rotor generatora bez izraženih polova ima gladku, cilindričnu površinu bez vidljivih ističućih polova. Navijanja za pobudu su unutrašnje ugrnuta u jare u rotoru.

• Broj polova: Generatori bez izraženih polova obično imaju veći broj polova (npr. 12, 16, 24), ravnomjerno raspoređenih oko rotora, s minimalnim interpolarnim regijama.

• Primjena: Generatori bez izraženih polova uglavnom se koriste u visokobrzim, srednjim do malim kapacitetnim aplikacijama, poput generatora pogonjenih parnim turbine i plinskim turbine.

2. Raspodjela zračnog prostore

• Generator s izraženim polovima:

• Neravnomjerna raspodjela zračnog prostore: Zbog ističućih polova, zračni prostor u generatoru s izraženim polovima je manji na polovima i veći u interpolarnim regijama. Ova neravnomjerna raspodjela zračnog prostore dovodi do nesinusoidne distribucije magnetskog polja, što utječe na kvalitet izlaznog naponskog vala.

• Harmonijski sadržaj: Neravnomjerna raspodjela zračnog prostore može rezultirati većim harmonijskim sadržajem u izlaznom napona, posebno trećim harmonikama.

• Generator bez izraženih polova:

• Ravnomjerna raspodjela zračnog prostore: Zračni prostor u generatoru bez izraženih polova je skoro ravnomjeren oko cijele opsežnice, što rezultira boljom sinusoidalnom distribucijom magnetskog polja i boljim kvalitetom izlaznog naponskog vala.

• Harmonijski sadržaj: Ravnomjerna raspodjela zračnog prostore minimizira harmonijski sadržaj, stvarajući čišći naponski val.

3. Elektromagnetske karakteristike

• Generator s izraženim polovima:

• Reaktancija direktnog i kvadratnog osi: U generatoru s izraženim polovima, reaktancija direktnog osi (Xd) i kvadratnog osi (Xq) se razlikuju. Xd je veći jer magnetski tok kroz polove susreće manju otpornost, dok je Xq manji zbog veće otpornosti u interpolarnim regijama.

• Omjer kraćeg spoja (SCR): Generatori s izraženim polovima imaju niži omjer kraćeg spoja, obično u rasponu od 1,0 do 2,0. To rezultira većim strujama kraćeg spoja, ali sporijim oporavkom napona tijekom grešaka.

• Generator bez izraženih polova:

• Reaktancija direktnog i kvadratnog osi: U generatoru bez izraženih polova, reaktancija direktnog osi i kvadratnog osi su skoro jednake zbog ravnomjerne raspodjele zračnog prostore i simetrične putanje magnetskog toka.

• Omjer kraćeg spoja (SCR): Generatori bez izraženih polova imaju viši omjer kraćeg spoja, obično u rasponu od 2,0 do 3,0. To rezultira nižim strujama kraćeg spoja i bržim oporavkom napona tijekom grešaka.

4. Mehaničke karakteristike

• Generator s izraženim polovima:

• Velika inercija rotora: Veći polovi u generatoru s izraženim polovima doprinose većoj inerciji rotora, što ga čini prikladnim za niskobrzne, visoko-inercijske sustave, poput hidroturbina.

• Ventilacija i hlađenje: Razmaci između polova olakšavaju dizajn hladnih kanala, pružajući bolju ventilaciju i performanse hlađenja.

• Generator bez izraženih polova:

• Mala inercija rotora: Kompaktna struktura rotora generatora bez izraženih polova rezultira nižom inercijom, što ga čini prikladnim za visokobrzne, nisko-inercijske sustave, poput parnih turbina.

• Ventilacija i hlađenje: Gladka površina rotora generatora bez izraženih polova čini ventilaciju i hlađenje složenijim, često zahtijeva specijalizirane sustave hlađenja.

5. Karakteristike pokretanja

• Generator s izraženim polovima:

• Visok pokretački moment: Zbog većih polova, generatori s izraženim polovima pružaju veći elektromagnetski moment tijekom pokretanja, što ih čini prikladnima za primjene koje zahtijevaju značajan pokretački moment.

• Generator bez izraženih polova:

• Niži pokretački moment: Generatori bez izraženih polova imaju relativno niži pokretački moment, ali pokazuju bolji dinamički odgovor tijekom visokobrzne operacije.

6. Primjene

• Generator s izraženim polovima:

• Uglavnom se koristi u niskobrzim, visokokapacitetnim sistemima proizvodnje energije, poput hidroelektrnih elektrana i nuklearnih elektrana. Niskobrzne karakteristike generatora s izraženim polovima čine ih idealnim za upotrebu s hidroturbina ili niskobrzne parne turbine.

• Generator bez izraženih polova:

• Uglavnom se koristi u visokobrzim, srednjim do malim kapacitetnim sistemima proizvodnje energije, poput termoelektrana i plinsko-turbinske elektrane. Visokobrzne karakteristike generatora bez izraženih polova čine ih idealnim za upotrebu s parnim turbine ili plinskim turbine.

Sažetak

• Generator s izraženim polovima: Karakterizira ga izraženi magnetski pol, neravnomjerni zračni prostor i prikladan je za niskobrzne, visokokapacitetne primjene poput hidroelektrnih generatora. Prednosti uključuju veći pokretački moment i bolje performanse hlađenja, ali može imati veći harmonijski sadržaj u izlaznom napona.

• Generator bez izraženih polova: Im