Hvornår bruges induktionsmotorer som generatorer?

En induktionsmotor kan bruges som generator, en driftsform kendt som en induktionsgenerator. Motoren kan skifte til generator-tilstand under specifikke forhold, hovedsageligt til specialanvendelsesscenarier. Her er de vigtigste situationer og forhold, hvorunder en induktionsmotor kan bruges som generator:

1. Drift over synkronhastighed

Forhold:

Hastighed overstiger synkronhastighed: Når rotorhastigheden i induktionsmotoren overstiger synkronhastigheden, kan den fungere som generator. Synkronhastigheden bestemmes af strømfrekvensen og antallet af poler i motoren. ns = 120f/p

Hvor:

ns er synkronhastigheden (omdrejninger pr. minut).

f er strømfrekvensen (Hz).p er antallet af polepar i motoren.

Princip:

Når rotorhastigheden overstiger synkronhastigheden, vendes retningen, hvori rotorkonduktorerne krydser statormagnetfeltet, om, hvilket også vender den inducerede strøm i roteren. Dette genererer et magnetfelt i roteren, der modsætter sig statormagnetfeltet, og skaber en elektromagnetisk drejmoment, der konverterer motoren fra at absorbere elektrisk energi til at producere elektrisk energi.

2. Drevet af en ekstern primær drevende enhed

Forhold:

Ekstern primær drevende enhed: En ekstern primær drevende enhed (som en vandturbin, vindturbin eller dieselmotor) skal drikke roteren til en hastighed, der overstiger synkronhastigheden.

Anvendelser:

• Vindkraftproduktion: Vindturbiner driver induktionsgeneratoren for at konvertere vindenergi til elektrisk energi.

• Vandkraftproduktion: Vandturbiner driver induktionsgeneratoren for at konvertere vandenergi til elektrisk energi.

• Dieselkraftproduktion: Dieselmotorer driver induktionsgeneratoren til anvendelse i små kraftstationer eller nødstrømforsyninger.

3. Drift forbundet med nettet

Forhold:

Parallel med nettet: Induktionsgeneratoren skal typisk være forbundet med nettet for at modtage den nødvendige opspændingsstrøm. Induktionsgeneratoren kan ikke selv levere den påkrævede opspændingsstrøm og skal hente den fra nettet eller en anden strømkilde.

Princip:

Når en induktionsgenerator er forbundet med nettet, gør opspændingsstrømmen, som nettet leverer, det muligt for roteren at producere et magnetfelt, hvilket resulterer i produktion af elektrisk energi. Forbindelsen til nettet forbedrer systemets stabilitet og pålidelighed.

4. Selvlavende drift

Forhold:

Selvopspænding: I nogle tilfælde kan induktionsgeneratoren fungere i selvopspændende tilstand ved hjælp af restmagnetisering og parallelle kondensatorer for at opnå selvopspænding. Denne metode er egnet til små, selvstændige kraftproduktionssystemer.

Princip:

I selvopspændende drift kræver induktionsgeneratoren et initialt magnetfelt (normalt leveret af restmagnetisering) og parallelle kondensatorer for at levere den nødvendige reaktive effekt, der er nødvendig for at opretholde generatoroperationen.

5. Variabelhastighedsproduktion

Forhold:

Variabelhastighedsprimærdrevende enhed: Induktionsgeneratoren kan bruges direkte til variabelhastighedsproduktion inden for et bestemt område uden behov for komplekse gearboks- eller kontrolsystemer.

Anvendelser:

• Vindkraftproduktion: Når vindhastigheder varierer, ændres rotationshastigheden for vindturbinen, og induktionsgeneratoren kan tilpasse sig disse ændringer for at opnå variabelhastighedsproduktion.

• Vandkraftproduktion: Når vandføringen varierer, ændres rotationshastigheden for vandturbinen, og induktionsgeneratoren kan tilpasse sig disse ændringer for at opnå variabelhastighedsproduktion.

Fordele

• Enkel struktur: Induktionsgeneratoren har ikke brug for komplekse opspændingssystemer, hvilket gør dem simple i struktur og lette at vedligeholde.

• Let netforbindelse: Induktionsgeneratoren er nemme at forbinde til nettet og er simple at styre.

• Økonomisk: Induktionsgeneratoren er kostnadseffektive og egnede til små og mellemstore kraftproduktionssystemer.

Ulemper

• Kræver opspændingsstrøm: Induktionsgeneratoren har brug for at modtage opspændingsstrøm fra nettet eller en anden strømkilde og kan ikke operere uafhængigt.

• Effektfaktor: Induktionsgeneratoren kræver normalt parallelle kondensatorer for at forbedre effektfaktoren; ellers kan de påvirke strømforsyningens effektivitet.

Oversigt

En induktionsmotor kan bruges som generator under specifikke forhold, hovedsageligt til anvendelser som vindkraftproduktion, vandkraftproduktion og dieselkraftproduktion. Ved at køre over synkronhastighed og blive drevet af en ekstern primær drevende enhed, kan induktionsmotoren skifte til generator-tilstand, hvilket konverterer mekanisk energi til elektrisk energi.