Milloin induktiokoneita käytetään generaattoreina?

Induktiomotoria voidaan käyttää generaattorina, toimintatapana tunnettu induktiogeneraattori. Motori voi siirtyä generaattoritilaan tiettyjen olosuhteiden vallitessa, pääasiassa erityissovellusten yhteydessä. Tässä ovat pääasialliset tilanteet ja olosuhteet, joissa induktiomotoria voidaan käyttää generaattorina:

1. Ylikierrosnopeuden toiminta

Olosuhteet:

Nopeus ylittää synkroninopeuden: Kun induktiomotorin rotatorin nopeus ylittää synkroninopeuden, se voi toimia generaattorina. Synkroninopeus määräytyy sähköntarjonnan taajuudesta ja motorin polttoparien määrästä. ns = 120f/p

Missa:

ns on synkroninopeus (kiertomomentti).

f on sähköntarjonnan taajuus (Hz).p on motorin polttoparien määrä.

Periaate:

Kun rotatorin nopeus ylittää synkroninopeuden, rotatorin johtimet leikkaavat statorin magneettikentän suunnan käänteiseen suuntaan, mikä aiheuttaa rotatorissa virran suunnan kääntymisen. Tämä luo rotatoriin magneettikentän, joka vastustaa statorin magneettikenttää, luoden sähkömagneettisen kiertomuodon, joka muuttaa motorin sähkön kuluttajasta tuottajaksi.

2. Ulkoisen perusmoottorin ajamana

Olosuhteet:

Ulkoiset perusmoottorit: Ulkomainen perusmoottori (kuten vesiturbiini, tuuliturbiini tai dieselmoottori) täytyy ajaa rotatoria yli synkroninopeuteen.

Sovellukset:

• Tuulivoiman tuotanto: Tuuliturbiinit ajavat induktiogeneraattoreita muodostaakseen tuulivoiman sähkövoimaksi.

• Vesienergian tuotanto: Vesiturbiinit ajavat induktiogeneraattoreita muodostaakseen vesienergian sähkövoimaksi.

• Dieselin voiman tuotanto: Dieselmoottorit ajavat induktiogeneraattoreita pienille voimaloille tai hätävaraukselle.

3. Verkon yhdistetty toiminta

Olosuhteet:

Rinnakkain verkon kanssa: Induktiogeneraattorien pitää yleensä olla yhdistetty verkkoon saadakseen tarvittavan jännitevirran. Induktiogeneraattorit eivät voi tuottaa vaadittua jännitevirtaa itse ja sen täytyy saada sitä verkosta tai muusta energianlähteestä.

Periaate:

Kun induktiogeneraattori on yhdistetty verkkoon, verkon tarjoama jännitevirta mahdollistaa rotatorin magneettikentän luomisen, jolloin se tuottaa sähkövoimaa. Verkon yhdistys parantaa järjestelmän vakautta ja luotettavuutta.

4. Itsenäinen toiminta

Olosuhteet:

Itselouhintatoiminta: Joissakin tapauksissa induktiogeneraattorit voivat toimia itselouhintatilassa, käyttäen jäännösmagneittistä ja rinnakkaista kondensaattoreita itselouhintaan. Tämä menetelmä sopii pienille, itsenäisille sähköntuotantojärjestelmille.

Periaate:

Itselouhintatoiminnassa induktiogeneraattori tarvitsee alkuperäisen magneettikentän (yleensä jäännösmagneittisen) ja rinnakkaisten kondensaattoreiden tarjoaman tarvittavan reaktiivisen tehon ylläpitääkseen generaattorin toimintaa.

5. Muuttuva nopeuden tuotanto

Olosuhteet:

Muuttuva nopeus perusmoottorilla: Induktiogeneraattoreita voidaan käyttää suoraan muuttuvan nopeuden tuotannossa tietyssä rajassa ilman monimutkaisten vaihteisto- tai ohjausjärjestelmien tarvetta.

Sovellukset:

• Tuulivoiman tuotanto: Kun tuulen nopeudet vaihtelevat, tuuliturbiinin kiertonopeus muuttuu, ja induktiogeneraattorit sopeutuvat näihin muutoksiin saadakseen muuttuvan nopeuden tuotannon aikaan.

• Vesienergian tuotanto: Kun veden virtausmuodot vaihtelevat, vesiturbiinin kiertonopeus muuttuu, ja induktiogeneraattorit sopeutuvat näihin muutoksiin saadakseen muuttuvan nopeuden tuotannon aikaan.

Eduet

• Yksinkertainen rakenne: Induktiogeneraattoreissa ei ole tarvetta monimutkaisiin louhintajärjestelmille, mikä tekee niistä yksinkertaisia rakenteeltaan ja helppoja huollettavaksi.

• Helppo verkon yhdistys: Induktiogeneraattoreita on helppo yhdistää verkkoon, ja ne ovat yksinkertaisia ohjata.

• Taloudellisuus: Induktiogeneraattorit ovat taloudellisia ja sopivat pieniin ja keskisuuriin sähköntuotantojärjestelmiin.

Haitat

• Tarvitsee jännitevirtaa: Induktiogeneraattorit tarvitsevat saada jännitevirtaa verkon tai muun energianlähteen kautta eivätkä voi toimia itsenäisesti.

• Tehoste: Induktiogeneraattorit vaativat yleensä rinnakkaista kondensaattoreita tehosten parantamiseksi; muuten ne voivat vaikuttaa sähköntarjonnan tehokkuuteen.

Yhteenveto

Induktiomotoria voidaan käyttää generaattorina tiettyjen olosuhteiden vallitessa, pääasiassa sovelluksissa, kuten tuulivoiman, vesienergian ja dieselin voiman tuotannossa. Toimimalla ylikierrosnopeudella ja ulkoisen perusmoottorin ajamina, induktiomotori voi siirtyä generaattoritilaan, muuttaen mekaanista energiaa sähköenergiaksi.