Koeling van 'n Sinchrone Generator

Koeling van Sinusgolfgenerators: Metodes, Voordelle en Beperkings

Belangrikheid van Koeling

Koeling is 'n kritieke aspek van die operasie van sinusgolfgenerators. Natuurlike koelingsmeganismes is ontoereikend om die aansienlike hoeveelheid hitte binne alternators te dissipeer. Om hierdie probleem aan te spreek, word gedwonge lugkoelsisteme gebruik. In sodanige sisteme word lug aktief in die alternator geblaas, wat verseker dat 'n groter volume lug oor sy oppervlaktes vloei, effektief 'n beduidende hoeveelheid hitte wegneem. 'n Geslote-sirkel ventilasiesisteem is veral effektief vir die verbetering van die koeling van sinusgolfgenerators. In hierdie opstelling word die warm, skoon lug van die alternator deur 'n watergekoelde hitte-uitruiler gekoel en dan met waaiers terug deur die alternator gesirkuleer.

Om die kontakoppervlakte met die koellug te maksimaliseer, word leidinge in die stator- en rotor-kerns, sowel as in die veldspoels van die generator, ingesluit. Hierdie leidinge kan in 'n radiale of aksiale rigting geconfigureer word, afhangende van die gewenste lugvloei-patroon.

Radiale Vloei Ventilasiesisteem

Beskrywing

In 'n radiale vloei ventilasiesisteem, gaan die koellug via die lugafstand in die stator die leidinge in en vloei radiaal na die agterkant van die stator, waar dit daaropvolgend verwyder word.

Voordelle

• Laag Energieverlies: Die energie wat vir ventilasie benodig word, is geminimeer, wat bydra tot algehele effektiwiteit.

• Versatility: Hierdie sisteem kan toegepas word op beide klein en groot masjiene, wat dit 'n buigsame opsie oor verskillende generatorgroottes maak.

Beperkings

Grootte en Kompaktheid: Die teenwoordigheid van ventilasieleidinge, wat ongeveer 20% van die armatuurlengte kan beset, maak die masjien minder kompak.

Hitte Dissipasie: In vergelyking met ander koelsisteme bied die radiale vloeisisteem relatief laer hitte dissipasie. In sommige gevalle kan die stabiliteit van die sisteem verstoord word as gevolg van fluktuasies in die volume koellug wat deur die masjien vloei.

Aksiale Vloei Ventilasiesisteem

Beskrywing

In hierdie metode word lug gedwong om aksiaal deur paaie te vloei wat deur gaties in die stator en rotor geskep word.

Prestasie en Beperkings

Die aksiale vloei ventilasiesisteem is baie effektief, behalwe vir masjiene met betekenisvolle aksiale lengtes. Een van sy groot nadele is nie-uniforme hitte-oordrag. Die luguitgangsgedeelte van die masjien neig om minder koeling te ontvang omdat die lug verhit raak terwyl dit deur die aksiale leidinge vloei.

Omtrekkende Ventilasie

Beskrywing

By omtrekkende ventilasie word lug by een of meer punte op die buiteperiferie van die statorkern gevoorsien en dan gedwong om omtrekkend deur die leidinge tussen die laminasies te vloei na aangewese uitlaatpunte. Hierdie metode laat toe vir 'n toename in die leidingsarea.

Kombinasies en Oorwegings

In sekere gevalle word omtrekkende ventilasie gekombineer met die radiale vloeisisteem. Dit moet egter met voorbedaglikheid gedoen word om interferensie tussen die twee lugstrome te vermy. Om sulke interferensie te verhoed, word die buitervlakke van die wisselende radiale leidinge tipies gesluit.

Vereistes van Koellug

Vir effektiewe koeling moet die lug wat gebruik word, skoon en vry van stof wees. Stofdeeltjies kan die leidinge blokkeer, hul dwarsdoorsneearea verminder en, gevolglik, die doeltreffendheid van hitte-oordrag deur konduksie verminder. Om skoon lug te verseker, word lugfilters en kaasdoekfilters algemeen gebruik. In sommige situasies word die lug in 'n spuitkamer gewas. Daarbenewens word in die meeste gevalle die lug deur waterkoelers gekoel en dan hergebruik deur resirkulasie.

Beperkings van Lugkoeling

Toerusting en Kos: Vir groot kapasiteitsmasjiene word die waaiers wat die lug sirkuleer, groter en verbruik beduidende hoeveelhede krag. Dit noodsaak die gebruik van hulpbronne, wat duur kan wees.

Kapasiteitsbeperkings: Daar is 'n optimale rating vir masjiene, waarbo die lugkoeling nie langer toereikend is om die temperatuur binne veilige werksgrense te handhaaf nie.

Waterstofkoeling van Sinusgolfgenerators

In 'n waterstofgekoelde sisteem dient waterstofgas as die koelmedium. 'n Meer in-diepte verkenning van hierdie metode kan in die artikel "Waterstofkoeling van Sinusgolfgenerator" gevind word.

Direkte Waterkoeling in Sinusgolfgenerators

Toepassing

Waterstofkoeling blyk ontoereikend vir die onttrekking van hitte uit groot turbo-alternators met kapasiteite van 500 MW of meer. Die groot volume waterstofgas wat vir sodanige masjiene benodig word, kan die gebruik ekonomies onviable maak. In hierdie gevalle word direkte waterkoeling toegepas. In baie groot turbo-generators word die rotors dikwels deur waterstof gekoel, terwyl die statorwindings deur direkte demineraliseerde water gekoel word. Die water word met 'n AC-motor-aangedrewe sentrifugaal pomp gesirkuleer, en patroonfilters word gebruik om onreine stowwe te verwyder. Hierdie filters is spesifiek ontwerp om metalliese korrosieve deeltjies wat in die windings en leidingpyppe gegenereer word, te voorkom om die holle geleiders van die windings in te tree.

Voordelle bo Waterstofkoeling

• Effektiwiteit: Watergekoelde sisteme is vinniger en meer effektief as gevolg van water se hoër termiese geleidbaarheid in vergelyking met waterstof.

• Ruimte Optimering: Die kleiner leidingsarea wat vir water benodig word, laat meer ruimte toe om geleiders binne die gleuves te akkommodeer, wat die ontwerp van die generator optimeer.

Nadele

• Verfyningsvereiste: Die water wat vir koeling gebruik word, moet hoog verfyn wees om 'n toename in sy geleidbaarheid, wat kan lei tot elektriese probleme, te verhoed.

• Kos: Waterkoeling is in die algemeen duurder as waterstofkoeling, wat dit 'n duurder opsie maak vir generatorkoeling.

In opsomming, die koeling van sinusgolfgenerators behels 'n reeks metodes, elkeen met sy eie stel voordelle en beperkings. Die keuse van die gepaste koelmetode hang af van faktore soos die grootte, kapasiteit en operasionele vereistes van die generator.