Kdy se indukční motory používají jako generátory?

Indukční motor lze použít jako generátor, což je režim známý jako indukční generátor. Motor se může přepnout do režimu generátoru za specifických podmínek, hlavně pro speciální aplikace. Zde jsou hlavní situace a podmínky, za kterých lze indukční motor použít jako generátor:

1. Provoz nad synchronní rychlostí

Podmínky:

Rychlost přesahuje synchronní rychlost: Když rychlost rotoru indukčního motoru překročí synchronní rychlost, může fungovat jako generátor. Synchronní rychlost je určena frekvencí napájecí sítě a počtem pólů v motoru. ns = 120f/p

Kde:

ns je synchronní rychlost (ot/min).

f je frekvence napájecí sítě (Hz).p je počet párov pólů v motoru.

Princip:

Když rychlost rotoru překročí synchronní rychlost, směr, ve kterém rotorové vodiče řezají statorové magnetické pole, se obrátí, což způsobí, že indukovaný proud v rotoru se také obrátí. Toto vygeneruje magnetické pole v rotoru, které protiví statorovému magnetickému poli, vytvářejíc elektromagnetický točivý moment, který převádí motor z absorpce elektrické energie na generování elektrické energie.

2. Pohánění externím primárním pohonem

Podmínky:

Externí primární pohon: Externí primární pohon (např. vodní turbína, větrná turbína nebo dieslový motor) musí pohnat rotor na rychlost překračující synchronní rychlost.

Aplikace:

• Výroba energie z větru: Větrné turbíny pohání indukční generátory, aby převedly větrnou energii na elektrickou energii.

• Výroba hydroenergie: Vodní turbíny pohání indukční generátory, aby převedly vodní energii na elektrickou energii.

• Výroba energie z dieselu: Dieslové motory pohání indukční generátory pro použití v malých elektrárnách nebo nouzových zdrojích energie.

3. Propojení s sítí

Podmínky:

Paralelní k síti: Indukční generátory obvykle potřebují být připojeny k síti, aby obdržely nezbytný excitační proud. Indukční generátory nemohou poskytnout potřebný excitační proud samostatně a musí jej získat ze sítě nebo jiného zdroje energie.

Princip:

Když je indukční generátor připojen k síti, excitační proud poskytnutý sítí umožňuje rotorovi vygenerovat magnetické pole, tímto generující elektrickou energii. Připojení k síti zlepšuje stabilitu a spolehlivost systému.

4. Samostatný provoz

Podmínky:

Samovzbuzený provoz: V některých případech mohou indukční generátory pracovat v samovzbuzeném režimu, využívají reziduální magnetizaci a paralelní kondenzátory k dosažení samovzbuzení. Tento způsob je vhodný pro malé, samostatné systémy výroby energie.

Princip:

Při samovzbuzeném provozu potřebuje indukční generátor počáteční magnetické pole (obvykle poskytované reziduální magnetizací) a paralelní kondenzátory, aby poskytly nezbytnou reaktivní energii pro udržení provozu generátoru.

5. Generování při proměnné rychlosti

Podmínky:

Primární pohon s proměnnou rychlostí: Indukční generátory lze použít přímo pro generování při proměnné rychlosti v určitém rozsahu, aniž by bylo nutné složité převodovky nebo ovládací systémy.

Aplikace:

• Výroba energie z větru: Když se rychlost větru mění, mění se i otáčky větrné turbíny, a indukční generátory se mohou přizpůsobit těmto změnám, aby dosáhly generování při proměnné rychlosti.

• Výroba hydroenergie: Když se mění průtok vody, mění se i otáčky vodní turbíny, a indukční generátory se mohou přizpůsobit těmto změnám, aby dosáhly generování při proměnné rychlosti.

Výhody

• Jednoduchá konstrukce: Indukční generátory nepotřebují složité excitační systémy, což je činí jednoduchými v konstrukci a snadno udržitelnými.

• Snadné připojení k síti: Indukční generátory lze snadno připojit k síti a jsou jednoduché k ovládání.

• Ekonomika: Indukční generátory jsou ekonomické a vhodné pro malé a střední systémy výroby energie.

Nevýhody

• Potřeba excitačního proudu: Indukční generátory potřebují obdržet excitační proud ze sítě nebo jiného zdroje energie a nemohou pracovat samostatně.

• Faktor výkonu: Indukční generátory obvykle potřebují paralelní kondenzátory k zlepšení faktoru výkonu; jinak mohou ovlivnit efektivitu dodávky energie.

Shrnutí

Indukční motor lze použít jako generátor za specifických podmínek, hlavně pro aplikace jako je výroba energie z větru, hydroenergie a dieselového paliva. Poháněním nad synchronní rychlostí a poháněním externím primárním pohonem se indukční motor může přepnout do režimu generátoru, převádějíc mechanickou energii na elektrickou energii.