Кога се използват индукционните мотори като генератори?

Индукционен двигател може да се използва като генератор, режим на работа, известен като индукционен генератор. Двигателят може да премине в режим на генератор при специфични условия, главно за специални приложения. Ето основните ситуации и условия, при които индукционен двигател може да се използва като генератор:

1. Работа над синхронна скорост

Условия:

Скоростта надвишава синхронната скорост: Когато скоростта на ротора на индукционния двигател надвиши синхронната скорост, той може да работи като генератор. Синхронната скорост се определя от честотата на напрежението и броя на полюсите в двигателя. ns = 120f/p

Където:

ns е синхронната скорост (об./мин.).

f е честотата на напрежението (Hz).p е броят на парите от полюси в двигателя.

Принцип:

Когато скоростта на ротора надвиши синхронната скорост, посоката, в която проводниците на ротора разрязват магнитното поле на статора, се обърква, причинявайки обратна индуцирана тока в ротора. Това генерира магнитно поле в ротора, което противодейства на магнитното поле на статора, създавайки електромагнитен момент, който преобразува двигателя от абсорбция на електрическа енергия в генериране на електрическа енергия.

2. Привеждане в действие от външен първичен движещ механизъм

Условия:

Външен първичен движещ механизъм: Външен първичен движещ механизъм (като воден турбина, вятърна турбина или дизелов двигател) трябва да приведе ротора в движение на скорост, надвишаваща синхронната скорост.

Приложения:

• Генериране на вятърна енергия: Вятърните турбини привеждат в действие индукционни генератори, за да преобразуват вятърна енергия в електрическа енергия.

• Генериране на водна енергия: Водните турбини привеждат в действие индукционни генератори, за да преобразуват водна енергия в електрическа енергия.

• Генериране на дизелова енергия: Дизеловите двигатели привеждат в действие индукционни генератори за използване в малки електроцентрали или за аварийно захранване.

3. Работа, свързана с мрежата

Условия:

Паралелно с мрежата: Индукционните генератори обикновено трябва да са свързани с мрежата, за да получат необходимата възбудителна тока. Индукционните генератори не могат да предоставят необходимата възбудителна тока самостоятелно и трябва да я получат от мрежата или друг източник на енергия.

Принцип:

Когато индукционният генератор е свързан с мрежата, възбудителната тока, предоставена от мрежата, позволява на ротора да произведе магнитно поле, което поражда електрическа енергия. Свързването с мрежата подобрява стабилността и надеждността на системата.

4. Самостоятелна работа

Условия:

Самовъзбудителна работа: В някои случаи индукционните генератори могат да работят в самовъзбудителен режим, използвайки остатъчна намагничива способност и паралелни кондензатори, за да постигнат самовъзбудителна работа. Този метод е подходящ за малки самостоятелни системи за генериране на енергия.

Принцип:

В самовъзбудителна работа индукционният генератор изисква начално магнитно поле (обикновено предоставено от остатъчна намагничива способност) и паралелни кондензатори, за да предоставят необходимата реактивна мощност, за да поддържат работата на генератора.

5. Генериране при променлива скорост

Условия:

Променливоскоростен първичен движещ механизъм: Индукционните генератори могат да се използват директно за генериране при променлива скорост в определен диапазон, без да са необходими сложни механзми за превключване или контролни системи.

Приложения:

• Генериране на вятърна енергия: Когато скоростта на вятъра варира, скоростта на въртене на вятърната турбина се променя, а индукционните генератори могат да се адаптират към тези промени, за да постигнат генериране при променлива скорост.

• Генериране на водна енергия: Когато скоростта на потока на водата варира, скоростта на въртене на водната турбина се променя, а индукционните генератори могат да се адаптират към тези промени, за да постигнат генериране при променлива скорост.

Преимущества

• Проста конструкция: Индукционните генератори не изискват сложни възбудителни системи, което ги прави простички в конструкция и лесни за поддръжка.

• Лесно свързване с мрежата: Индукционните генератори са лесни за свързване с мрежата и са прости за управление.

• Икономически: Индукционните генератори са икономически и подходящи за малки и средни системи за генериране на енергия.

Недостатъци

• Изисква възбудителна тока: Индукционните генератори трябва да получават възбудителна тока от мрежата или друг източник на енергия и не могат да работят самостоятелно.

• Коефициент на мощност: Индукционните генератори обикновено изискват паралелни кондензатори, за да подобрят коефициента на мощност; в противен случай те могат да повлияят върху ефективността на захранването.

Резюме

Индукционен двигател може да се използва като генератор при специфични условия, главно за приложения като генериране на вятърна, водна и дизелова енергия. Чрез работа на над синхронна скорост и привеждане в действие от външен първичен движещ механизъм, индукционният двигател може да премине в режим на генератор, преобразувайки механична енергия в електрическа енергия.