Perbezaan antara penjana kutub menonjol dan penjana bukan kutub menonjol

Perbezaan antara Janaan Salient-Pole dan Janaan Nonsalient-Pole

Janaan salient-pole dan janaan nonsalient-pole adalah dua jenis janaan sinkron yang biasa, berbeza secara signifikan dalam struktur, prestasi, dan aplikasi. Berikut adalah perbandingan terperinci kedua-duanya:

1. Struktur Rotor

• Janaan Salient-Pole:

• Bentuk Rotor: Dalam janaan salient-pole, rotor mempunyai kutub magnetik yang menonjol dari permukaannya, membentuk sepatu kutub yang kelihatan. Setiap kutub biasanya terdiri daripada inti besi dan lilitan penggerak.

• Bilangan Kutub: Janaan salient-pole biasanya mempunyai lebih sedikit kutub (seperti 2, 4, 6, 8), dengan jurang yang ketara antara kutub (wilayah interkutub).

• Aplikasi: Janaan salient-pole kebanyakannya digunakan dalam aplikasi laju rendah, kapasiti tinggi, seperti janaan hidroelektrik dan janaan yang didorong oleh turbin wap.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Bentuk Rotor: Rotor janaan nonsalient-pole mempunyai permukaan silinder yang licin tanpa sebarang kutub yang menonjol. Lilitan penggerak tertanam dalam alur di dalam rotor.

• Bilangan Kutub: Janaan nonsalient-pole biasanya mempunyai lebih banyak kutub (seperti 12, 16, 24), tersebar merata di sekeliling rotor, dengan wilayah interkutub yang minimal.

• Aplikasi: Janaan nonsalient-pole kebanyakannya digunakan dalam aplikasi laju tinggi, kapasiti sederhana hingga kecil, seperti janaan yang didorong oleh turbin wap dan janaan yang didorong oleh turbin gas.

2. Pengagihan Jurang Udara

• Janaan Salient-Pole:

• Jurang Udara Tidak Seragam: Akibat kutub yang menonjol, jurang udara dalam janaan salient-pole lebih kecil pada kutub dan lebih besar di wilayah interkutub. Pengagihan jurang udara yang tidak seragam ini menghasilkan pengagihan medan magnet yang tidak sinusoidal, mempengaruhi kualiti gelombang voltan output.

• Kandungan Harmonik: Jurang udara yang tidak seragam boleh menghasilkan kandungan harmonik yang lebih tinggi dalam voltan output, terutamanya harmonik ketiga.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Jurang Udara Seragam: Jurang udara dalam janaan nonsalient-pole hampir seragam di seluruh lilitan, menghasilkan pengagihan medan magnet yang lebih sinusoidal dan kualiti gelombang voltan output yang lebih baik.

• Kandungan Harmonik: Jurang udara yang seragam mengurangkan kandungan harmonik, menghasilkan gelombang voltan yang lebih bersih.

3. Ciri-ciri Elektromagnetik

• Janaan Salient-Pole:

• Reaktans Sumbu Langsung dan Reaktans Sumbu Kuadratur: Dalam janaan salient-pole, reaktans sumbu langsung (Xd) dan reaktans sumbu kuadratur (Xq) berbeza. Xd lebih besar kerana fluks magnet melalui kutub menghadapi rintangan yang lebih rendah, manakala Xq lebih kecil disebabkan rintangan yang lebih tinggi di wilayah interkutub.

• Nisbah Kortes (SCR): Janaan salient-pole mempunyai nisbah kortes yang lebih rendah, biasanya berkisar antara 1.0 hingga 2.0. Ini menghasilkan arus kortes yang lebih tinggi tetapi pemulihan voltan yang lebih lambat semasa gangguan.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Reaktans Sumbu Langsung dan Reaktans Sumbu Kuadratur: Dalam janaan nonsalient-pole, reaktans sumbu langsung dan reaktans sumbu kuadratur hampir sama disebabkan jurang udara yang seragam dan laluan fluks yang simetri.

• Nisbah Kortes (SCR): Janaan nonsalient-pole mempunyai nisbah kortes yang lebih tinggi, biasanya berkisar antara 2.0 hingga 3.0. Ini menghasilkan arus kortes yang lebih rendah dan pemulihan voltan yang lebih cepat semasa gangguan.

4. Ciri-ciri Mekanikal

• Janaan Salient-Pole:

• Inersia Rotor Besar: Kutub yang lebih besar dalam janaan salient-pole menyumbang kepada inersia rotor yang lebih tinggi, menjadikannya sesuai untuk sistem laju rendah, inersia tinggi, seperti turbin hidroelektrik.

• Pembentangan dan Pendinginan: Jurang antara kutub memudahkan reka bentuk saluran pendinginan, memberikan prestasi pembentangan dan pendinginan yang lebih baik.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Inersia Rotor Kecil: Struktur rotor yang padat dalam janaan nonsalient-pole menghasilkan inersia yang lebih rendah, menjadikannya sesuai untuk sistem laju tinggi, inersia rendah, seperti turbin wap.

• Pembentangan dan Pendinginan: Permukaan rotor yang licin dalam janaan nonsalient-pole membuat pembentangan dan pendinginan lebih kompleks, sering memerlukan sistem pendingin khusus.

5. Ciri-ciri Permulaan

• Janaan Salient-Pole:

• Tork Permulaan Tinggi: Disebabkan kutub yang lebih besar, janaan salient-pole memberikan tork elektromagnetik yang lebih tinggi semasa permulaan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan tork permulaan yang signifikan.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Tork Permulaan Rendah: Janaan nonsalient-pole mempunyai tork permulaan yang relatif lebih rendah tetapi menunjukkan respons dinamik yang lebih baik semasa operasi laju tinggi.

6. Aplikasi

• Janaan Salient-Pole:

• Kebanyakannya digunakan dalam sistem penjanaan kuasa laju rendah, kapasiti tinggi, seperti loji hidroelektrik dan loji kuasa nuklear. Ciri-ciri laju rendah janaan salient-pole menjadikannya ideal untuk digunakan dengan turbin hidro atau turbin wap laju rendah.

• Janaan Nonsalient-Pole:

• Kebanyakannya digunakan dalam sistem penjanaan kuasa laju tinggi, kapasiti sederhana hingga kecil, seperti loji tenaga termal dan loji kuasa turbin gas. Ciri-ciri laju tinggi janaan nonsalient-pole menjadikannya ideal untuk digunakan dengan turbin wap atau turbin gas.

Kesimpulan

• Janaan Salient-Pole: Memiliki kutub magnetik yang ketara, jurang udara yang tidak seragam, dan sesuai untuk aplikasi laju rendah, kapasiti tinggi seperti janaan hidroelektrik. Kelebihannya termasuk tork permulaan yang lebih tinggi dan prestasi pendinginan yang lebih baik, tetapi mungkin mempunyai kandungan harmonik yang lebih tinggi dalam voltan output.

• Janaan Nonsalient-Pole: Memiliki permukaan rotor yang licin, jurang udara yang seragam, dan sesuai untuk aplikasi laju tinggi, kapasiti sederhana hingga kecil seperti janaan turbin wap. Kelebihannya termasuk kualiti gelombang voltan output yang lebih baik dan pemulihan kortes yang lebih cepat, tetapi mempunyai tork permulaan yang lebih rendah.

Pilihan antara janaan salient-pole dan janaan nonsalient-pole bergantung pada keperluan aplikasi tertentu, termasuk laju, kapasiti, ciri-ciri permulaan, dan keperluan mekanikal dan elektrikal sistem tersebut.