Razlika između generatora sa izdvajajućim polovima i generatora bez izdvajajućih polova

Razlike između generatora sa izraženim polovima i generatora bez izraženih polova

Generatori sa izraženim polovima i generatori bez izraženih polova su dve uobičajene vrste sinkronih generatora, koje značajno razlikuju po strukturi, performansama i primeni. Ispod sledi detaljno poređenje ova dva tipa:

1. Struktura rotora

• Generator sa izraženim polovima:

• Oblik rotora: U generatoru sa izraženim polovima, rotor ima izražene magnetne pole koji se izdvajaju sa njegove površine, formirajući vidljive polne čizme. Svaki pol obično sastoji se od železnog jezgra i navojnice za pobudu.

• Broj polova: Generatori sa izraženim polovima obično imaju manji broj polova (npr. 2, 4, 6, 8), sa značajnim razmacima između polova (mezupolni regioni).

• Primenа: Generatori sa izraženim polovima uglavnom se koriste u niskobrzim, visokokapacitetnim aplikacijama, poput hidroelektrnih generatora i generatora pogonjenih parnim turbinama.

• Generator bez izraženih polova:

• Oblik rotora: Rotor generatora bez izraženih polova ima gladku, cilindričnu površinu bez vidljivih izbačenih polova. Navojnice za pobudu su unutrašnjosti u reze u rotoru.

• Broj polova: Generatori bez izraženih polova obično imaju veći broj polova (npr. 12, 16, 24), ravnomerno raspoređenih oko rotora, sa minimalnim mezupolnim regionima.

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

2. Raspodela vazdušnog prostoreta

• Generator sa izraženim polovima:

• Neravnomerna raspodela vazdušnog prostoreta: Zbog izbačenih polova, vazdušni prostor u generatoru sa izraženim polovima je manji na polovima i veći u mezupolnim regionima. Ova neravnomerna raspodela vazdušnog prostoreta dovodi do neravnomerne distribucije magnetskog polja, što utiče na kvalitet izlaznog naponskog talasa.

• Sadržaj harmonika: Neravnomerna raspodela vazdušnog prostoreta može dovesti do većeg sadržaja harmonika u izlaznom napona, posebno treće harmonike.

• Generator bez izraženih polova:

• Ravnomerna raspodela vazdušnog prostoreta: Vazdušni prostor u generatoru bez izraženih polova je skoro ravnomern around the entire circumference, resulting in a more sinusoidal magnetic field distribution and better output voltage waveform quality.

• Sadržaj harmonika: Ravnomerna raspodela vazdušnog prostoreta smanjuje sadržaj harmonika, proizvodeći čišći naponski talas.

3. Elektromagnetske karakteristike

• Generator sa izraženim polovima:

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

• Koeficijent kraćeg spoja (SCR): Generatori sa izraženim polovima imaju niži koeficijent kraćeg spoja, obično u opsegu od 1,0 do 2,0. To dovodi do većih struja kraćeg spoja, ali sporije oporavak napona tokom grešaka.

• Generator bez izraženih polova:

• Reaktancija direktnog i kvadrantnog osi: U generatoru bez izraženih polova, reaktancija direktnog osi i kvadrantnog osi su skoro jednake zbog ravnomerne raspodele vazdušnog prostoreta i simetrične putanje toka.

• Koeficijent kraćeg spoja (SCR): Generatori bez izraženih polova imaju viši koeficijent kraćeg spoja, obično u opsegu od 2,0 do 3,0. To dovodi do nižih struja kraćeg spoja i bržeg oporavka napona tokom grešaka.

4. Mehaničke karakteristike

• Generator sa izraženim polovima:

• Veliki moment inercije rotora: Veći polovi u generatoru sa izraženim polovima doprinose većem momentu inercije rotora, što ga čini prikladnim za niskobrzne, visoko-inercionalne sisteme, poput hidroturbina.

• Ventilacija i hlađenje: Razmaci između polova omogućavaju projektovanje kanala za hlađenje, pružajući bolju ventilaciju i performanse hlađenja.

• Generator bez izraženih polova:

• Mali moment inercije rotora: Kompaktna struktura rotora generatora bez izraženih polova dovodi do manjeg momenta inercije, što ga čini prikladnim za visokobrzne, nisko-inercionalne sisteme, poput parnih turbin.

• Ventilacija i hlađenje: Gladka površina rotora generatora bez izraženih polova čini ventilaciju i hlađenje složenijim, često zahtevajući specijalizovane sisteme za hlađenje.

5. Pokretne karakteristike

• Generator sa izraženim polovima:

• Visok pokretan moment: Zbog većih polova, generatori sa izraženim polovima pružaju veći elektromagnetski moment tokom pokretanja, što ih čini prikladnim za aplikacije koje zahtevaju značajan pokretan moment.

• Generator bez izraženih polova:

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

6. Primenа

• Generator sa izraženim polovima:

• Uglavnom se koriste u niskobrzim, visokokapacitetnim sistemima proizvodnje električne energije, poput hidroelektrnih elektrana i nuklearnih elektrana. Niskobrzne karakteristike generatora sa izraženim polovima čine ih idealnim za korišćenje sa hidroturbinama ili niskobrznim parnim turbinama.

• Generator bez izraženih polova:

• Uglavnom se koriste u visokobrzim, srednjim do malim kapacitetnim sistemima proizvodnje električne energije, poput termoelektrnih elektrana i elektrana pogonjenih plinskim turbinama. Visokobrzne karakteristike generatora bez izraženih polova čine ih idealnim za korišćenje sa parnim turbinama ili plinskim turbinama.

Sažetak

• Generator sa izraženim polovima: Imа izražene magnetske pole, neravnomernu raspodelu vazdušnog prostoreta, i prikladan je za niskobrzne, visokokapacitetne aplikacije, poput hidroelektrnih generatora. Prednosti uključuju veći pokretan moment i bolje performanse hlađenja, ali može imati više harmonika u izlaznom napona.

• Generator bez izraženih polova: Imа gladku površinu rotora, ravnomernu raspodelu vazdušnog prostoreta, i prikladan je za visokobrzne, srednje do male kapacitetne aplikacije, poput generatora pogonjenih parnim turbinama. Prednosti uključuju bolji kvalitet izlaznog naponskog talasa i brži oporavak od kraćeg spoja, ali ima niži pokretan moment.

Izbor između generatora sa izraženim polovima i generatora bez izraženih polova zavisi od specifičnih zahteva aplikacije, uključujući brzinu, kapacitet, pokretne karakteristike, kao i mehaničke i električne potrebe sistema.