Razlika med generatorji z izstopajočimi poli in generatorji brez izstopajočih polov
Razlike med generatorji z izstopajočimi poli in brez izstopajočih polov
Generatorji z izstopajočimi poli in brez izstopajočih polov sta dva pogosta tipa sinhronnih generatorjev, ki se bistveno razlikujeta v strukturi, delovanju in uporabi. Spodaj je podrobno primerjava obeh:
1. Struktura rotorja
Generator z izstopajočimi poli:
Oblika rotorja: V generatorju z izstopajočimi poli ima rotor odlično vidne magnetne pole, ki izstopajo iz njegove površine, sestavljajo vidne polne čevlje. Vsak pol običajno sestavlja železni jezgra in vzbuževalna navija.
Število polov: Generatorji z izstopajočimi poli običajno imajo manj polov (na primer 2, 4, 6, 8), s precejšnjo vrzeljo med poli (medpolne regije).
Uporaba: Generatorji z izstopajočimi poli so predvsem uporabljeni v nizkospešnih, visokokapacitetnih aplikacijah, kot so hidroelektrarni generatorji in generatorji, pogonjeni s parnim turbinom.
Generator brez izstopajočih polov:
Oblika rotorja: Rotor generatorja brez izstopajočih polov ima gladko, valjkasto površino brez kakršnih koli vidnih izstopajočih polov. Vzbuževalne navije so vgrajene v klešta vnotri rotorja.
Število polov: Generatorji brez izstopajočih polov običajno imajo več polov (na primer 12, 16, 24), enakomerno porazdeljenih okoli rotorja, z minimalnimi medpolnimi regijami.
Uporaba: Generatorji brez izstopajočih polov so predvsem uporabljeni v visokospešnih, srednje do majhnih kapacitetnih aplikacijah, kot so generatorji, pogonjeni s parnim turbinom, in generatorji, pogonjeni z plinskim turbinom.
2. Porazdelitev zračnega prostora
Generator z izstopajočimi poli:
Nenavidezen zračni prostor: Zaradi izstopajočih polov je zračni prostor v generatorju z izstopajočimi poli manjši na polih in večji v medpolnih regijah. Ta nenavidezen zračni prostor vodi do nenavideznega porazdelitve magnetnega polja, kar vpliva na kakovost valovne oblike izhodnega napetosti.
Vsebnost harmonik: Nenavidezen zračni prostor lahko vodi do višje vsebnosti harmonik v izhodni napetosti, zlasti tretjih harmonik.
Generator brez izstopajočih polov:
Navidezen zračni prostor: Zračni prostor v generatorju brez izstopajočih polov je skoraj navidezen okoli celotnega obsega, kar vodi do bolj sinusnega porazdelitve magnetnega polja in boljše kakovosti valovne oblike izhodne napetosti.
Vsebnost harmonik: Navidezen zračni prostor zmanjša vsebnost harmonik, kar prinaša čistejšo valovno obliko napetosti.
3. Elektromagnetna značilnosti
Generator z izstopajočimi poli:
Direktna os in kvadraturna os reaktivnost: V generatorju z izstopajočimi poli se direktna os reaktivnost (Xd) in kvadraturna os reaktivnost (Xq) razlikujeta. Xd je večja, ker magnetni tok skozi poli sreča manj odpornosti, medtem ko je Xq manjša zaradi večje odpornosti v medpolnih regijah.
Koeficient kratkih povezav (SCR): Generatorji z izstopajočimi poli imajo nižji koeficient kratkih povezav, običajno v območju od 1,0 do 2,0. To prinaša višje tokove pri kratkih povezavah, vendar počasnejšo obnovitev napetosti med nepopravnostmi.
Generator brez izstopajočih polov:
Direktna os in kvadraturna os reaktivnost: V generatorju brez izstopajočih polov so direktna os reaktivnost in kvadraturna os reaktivnost skoraj enaki zaradi navideznega zračnega prostora in simetrične poti toka.
Koeficient kratkih povezav (SCR): Generatorji brez izstopajočih polov imajo višji koeficient kratkih povezav, običajno v območju od 2,0 do 3,0. To prinaša nižje tokove pri kratkih povezavah in hitrejšo obnovitev napetosti med nepopravnostmi.
4. Mehanske značilnosti
Generator z izstopajočimi poli:
Velika rotorska težava: Večji poli v generatorju z izstopajočimi poli prispevajo k višji rotorski težavi, kar ga čini primeren za nizkospešne, visoko-težavne sisteme, kot so hidroturbine.
Ventilacija in hlajenje: Vrzel med poli olajša načrtovanje hladilnih kanalov, kar prinaša boljše zmogljivosti ventilacije in hlajenja.
Generator brez izstopajočih polov:
Mala rotorska težava: Kompaktna struktura rotorja generatorja brez izstopajočih polov prinaša nižjo težavo, kar ga čini primeren za visokospešne, nizko-težavne sisteme, kot so parne turbine.
Ventilacija in hlajenje: Gladka površina rotorja generatorja brez izstopajočih polov čini ventilacijo in hlajenje bolj kompleksnima, pogosto pa zahteva specializirane hladilne sisteme.
5. Značilnosti zaganjanja
Generator z izstopajočimi poli:
Visok zagonski navor: Zaradi večjih polov generatorji z izstopajočimi poli zagotavljajo višji elektromagnetni navor med zaganjanjem, kar jih čini primerne za aplikacije, ki zahtevajo velik zagonski navor.
Generator brez izstopajočih polov:
Nižji zagonski navor: Generatorji brez izstopajočih polov imajo relativno nižji zagonski navor, vendar kažejo boljšo dinamično odzivnost med visokospešnim delovanjem.
6. Uporabe
Generator z izstopajočimi poli:
Predvsem uporabljen v nizkospešnih, visokokapacitetnih sistemih proizvodnje električne energije, kot so hidroelektrarne in jedrske elektrarne. Nizkospešne značilnosti generatorjev z izstopajočimi poli jih činijo idealnimi za uporabo z hidroturbine ali nizkospešnimi parnimi turbine.
Generator brez izstopajočih polov:
Predvsem uporabljen v visokospešnih, srednje do majhnih kapacitetnih sistemih proizvodnje električne energije, kot so termoelektrarne in plinskih turbine. Visokospešne značilnosti generatorjev brez izstopajočih polov jih činijo idealnimi za uporabo z parnimi turbine ali plinskimi turbine.
Povzetek
Generator z izstopajočimi poli: Ima odlično vidne magnetne pole, nenavidezen zračni prostor in je primeren za nizkospešne, visokokapacitetne aplikacije, kot so hidroelektrarni generatorji. Njegove prednosti vključujejo višji zagonski navor in boljše zmogljivosti hlajenja, vendar morda ima večjo vsebnost harmonik v izhodni napetosti.
Generator brez izstopajočih polov: Ima gladko površino rotorja, navidezen zračni prostor in je primeren za visokospešne, srednje do majhne kapacitetne aplikacije, kot so generatorji, pogonjeni s parnim turbinom. Njegove prednosti vključujejo boljšo kakovost valovne oblike izhodne napetosti in hitrejšo obnovitev pri kratkih povezavah, vendar ima nižji zagonski navor.
Izbira med generatorjem z izstopajočimi poli in generatorjem brez izstopajočih polov je odvisna od specifičnih zahtev aplikacije, vključno z hitrostjo, kapaciteto, značilnostmi zaganjanja in mehanskih in električnih potreb sistemov.
