סנכרון גנרטור

לא ניתן לחבר מנוע סטטי לפסי חשמל חמים. כאשר המנוע במנוחה, הכוח החשמלי המושרה (EMF) הוא אפס, מה שיכול להוביל לקצר חשמלי אם יתחבר לפסי חשמל חמים. תהליך הסנכרון והציוד המשויך לו נשארים עקביים, בין אם מדובר בהתחברות של גנרטור אחד במקביל לשני או בחיבור גנרטור לחוט אינסופי.

תוכן

• סנכרון באמצעות נורות סנכרון

• יתרונות שיטת הנורה האפילה

• חסרונות שיטת הנורה האפילה

• שיטת שלושת הנורות הבוהקות

• שיטת שתי נורות בוהקות ואחת אפילה

השיטות הבאות בשימוש נפוץ לסנכרון מכונות חשמליות:

סנכרון באמצעות נורות סנכרון

ניתן להשתמש בשלושת נורות הסנכרון כדי להעריך את התנאים הנדרשים להתחברות מקבילה של מכונה נכנסה עם מכונה אחרת או לסנכרון. שיטת הנורה האפילה, לעתים קרובות בשילוב עם וולטמטר, מתוארת להלן. גישה זו היא בדרך כלל לשימוש במכונות חשמליות בעוצמה נמוכה.

ראשית, יש להפעיל את המנוע הראשי של המכונה הנכנסת ולהביא את מהירותה קרובה לערכה המומלץ. לאחר מכן, יש להתאים את זרם השדה של המכונה הנכנסת כך שהמתח החשמלי שלה יהיה זהה למתח של הפסים. ככל שהמכונה הנכנסת מתקרבת לסנכרון, שלושת נורות הסנכרון יבלגנו בתדירות המתאימה להבדל בתדירויות בין המכונה הנכנסת לבין הפסים. כשהשלבים מחוברים נכון, כל שלושת הנורות יאירו וביהירו בו זמנית. אם זה לא קורה, זהו סימן לתצורת שלבים שגויה.

כדי לתיקן את תצורת השלבים, יש פשוט להחליף שניים מהחיבורים של המכונה הנכנסת. אחר כך, יש להתאים את התדירות של המכונה הנכנסת עד לניצוץ מאוד איטי, עם תדירות של פחות מדورة חשוכה מלאה בשניה אחת. אחרי שהתאמת המתח הנכנס הושלמה, יש לסגור את המפסק בסנכרון בדיוק באמצע התקופה האפילה של הנורות.

יתרונות שיטת הנורה האפילה

• כלכלית: שיטה זו זולה יחסית ליישום.

• זיהוי תצורת שלבים קל: מאפשרת הזיהוי הקלים של תצורת השלבים הנכונה.

חסרונות שיטת הנורה האפילה

• סיכון לסנכרון שגוי: הנורות נראות כחושות כאשר המתח עליהן הוא בערך חצי מהמתח המומלץ שלהם. מצב זה יכול לגרום לסגירת המפסק בסנכרון לפני הזמן, גם כשיש עדיין הפרש שלבים בין המכונות.

• פגיעות פלמיות הנורות: פלמיות הנורות נוטות להישרף במהלך ההפעלה.

• מגבלות בהצבת תדירות: הבליגנות של הנורות אינה מספקת מידע לגבי באיזה מקור (המכונה הנכנסת או הפסים) יש תדירות גבוהה יותר.

שיטת שלושת הנורות הבוהקות

בשיטת שלושת הנורות הבוהקות, הנורות מחוברות בין שלבים בצורה צולבת: A1 מחובר ל-B2, B1 ל-C2 ו-C1 ל-A2. כשהשלושה נורות בוהקות וביהירות בו זמנית, זה מאשר כי תצורת השלבים נכונה. הרגע האופטימלי לסגירת המפסק בסנכרון הוא בפסגת התקופה הבוהקת של הנורות.

שיטת שתי נורות בוהקות ואחת אפילה

בגישה זו, נורה אחת מחוברת בין שלבים מתואמים, בעוד שתי הנורות האחרות מחוברות בצורה צולבת בין שני השלבים הנוספים, כפי שמוצג בתמונה להלן.

בשיטה זו, החיבורים מתבצעים באופן הבא: A1 מחובר ל-A2, B1 ל-C2 ו-C1 ל-B2. ראשית, יש להפעיל את המנוע הראשי של המכונה הנכנסת ולהאיץ אותו למהירות המומלצת. אז, יש להתאים את המגנטיזציה של המכונה הנכנסת. דרך התאמה זו, המכונה הנכנסת תיצור מתחים \(E_{A1}\), \(E_{B2}\), \(E_{C3}\), שהם צריכים להיות שווים למתחי הפסים \(V_{A1}\), \(V_{B1}\), ו-\(V_{C1}\) בהתאמה. דיאגרמת החיבור המתאימה מוצגת להלן.

הרגע האופטימלי לסגירת המפסק הוא כאשר הנורה המחוברת ישירות היא אפילה והנורות הצולבות הן בעלות בהירות שווה. אם תצורת השלבים שגויה, רגע זה לא יקרה; במקום זאת, כל הנורות יהפכו לאפלות בו זמנית.

כדי לשנות את כיוון הסיבוב של המכונה הנכנסת, שניים מהחיבוריה מצומדים. בהתחשב בכך שהמצב האפיל של הנורה יכול לקרות במתח רחב יחסית, וולטמטר \(V_1\) מחובר בניצב לנורה המחוברת ישירות. המפסק בסנכרון לסוגר בדיוק כאשר קריאת הוולטמטר מגיעה לאפס.

אחרי הסגירה, המכונה הנכנסת היא כעת מחוברת לפסים במצב "רחף", מוכנה לפעול כגנרטור ולתפוס עומס. לעומת זאת, אם המנוע הראשי מתנתק, המכונה תפעל כמנוע חשמלי.

תחנות כוח, בעת הטמעת מכונות קטנות, משתמשות בדרך כלל בשלוש נורות סנכרון וסינכרוסקופ. עבור הסנכרון של מכונות גדולות מאוד, כל התהליך הוא אוטומטי ומופעל על ידי מערכת מחשבים, המבטיחת דיוק ואמינות גבוהים.