Коли використовуються індукційні двигуни як генератори

Індукційний двигун може використовуватися як генератор, режим роботи, відомий як індукційний генератор. Двигун може перейти в режим генератора за певних умов, переважно для спеціальних сценаріїв застосування. Ось основні ситуації та умови, при яких індукційний двигун може використовуватися як генератор:

1. Робота на надсинхронній швидкості

Умови:

Швидкість перевищує синхронну швидкість: Коли швидкість ротора індукційного двигуна перевищує синхронну швидкість, він може працювати як генератор. Синхронна швидкість визначається частотою живлення та кількістю полюсів у двигуні. ns = 120f/p

Де:

ns — це синхронна швидкість (об/хв).

f — це частота живлення (Гц).p — це кількість пар полюсів у двигуні.

Принцип:

Коли швидкість ротора перевищує синхронну швидкість, змінюється напрямок, в якому провідники ротора розрізають магнітне поле статора, що призводить до зміни напрямку індукованого струму в роторі. Це створює магнітне поле в роторі, що протиставляється магнітному полю статора, створюючи електромагнітний момент, який перетворює двигун з поглинання електричної енергії на генерацію електричної енергії.

2. Приводиться в дію зовнішнім первинним двигуном

Умови:

Зовнішній первинний двигун: Зовнішній первинний двигун (такий як водяний турбіна, вітровий генератор або дизельний двигун) повинен привести ротор на швидкість, що перевищує синхронну.

Застосування:

• Виробництво електроенергії за допомогою вітру: Вітрові турбіни приводять індукційні генератори, щоб перетворити енергію вітру на електричну.

• Гідроелектроенергетика: Водяні турбіни приводять індукційні генератори, щоб перетворити енергію води на електричну.

• Дизельна енергетика: Дизельні двигуни приводять індукційні генератори для використання в малих електростанціях або як аварійні джерела живлення.

3. Робота, з'єднана з мережею

Умови:

Паралельно з мережею: Індукційні генератори зазвичай повинні бути підключені до мережі, щоб отримати необхідний струм запалювання. Індукційні генератори не можуть самостійно забезпечити потрібний струм запалювання і повинні отримати його від мережі або іншого джерела живлення.

Принцип:

Коли індукційний генератор підключений до мережі, струм запалювання, наданий мережею, дозволяє ротору створювати магнітне поле, що генерує електричну енергію. Підключення до мережі покращує стабільність та надійність системи.

4. Самостійна робота

Умови:

Самозапалювання: У деяких випадках індукційні генератори можуть працювати в режимі самозапалювання, використовуючи залишкову намагніченість та паралельні конденсатори для досягнення самозапалювання. Цей метод підходить для маленьких автономних систем генерації електроенергії.

Принцип:

При самозапалюванні індукційний генератор потребує початкового магнітного поля (зазвичай наданого залишковою намагніченістю) та паралельних конденсаторів, щоб забезпечити необхідну реактивну потужність для підтримки роботи генератора.

5. Генерація змінної швидкості

Умови:

Первинний двигун змінної швидкості: Індукційні генератори можуть використовуватися безпосередньо для генерації змінної швидкості в певному діапазоні, без потреби складних коробок передач або систем керування.

Застосування:

• Виробництво електроенергії за допомогою вітру: Коли швидкість вітру змінюється, змінюється обертовая швидкість вітрової турбіни, і індукційні генератори можуть адаптуватися до цих змін, щоб досягти генерації змінної швидкості.

• Гідроелектроенергетика: Коли змінюються рівні водного потоку, змінюється обертовая швидкість водяної турбіни, і індукційні генератори можуть адаптуватися до цих змін, щоб досягти генерації змінної швидкості.

Переваги

• Проста конструкція: Індукційні генератори не потребують складних систем запалювання, що робить їх простими у конструкції та легкими у підтримці.

• Легке підключення до мережі: Індукційні генератори легко підключаються до мережі та прості у контролю.

• Економічні: Індукційні генератори економічні та підходять для маленьких та середніх систем генерації електроенергії.

Недоліки

• Потребує струму запалювання: Індукційні генератори потребують отримання струму запалювання від мережі або іншого джерела живлення і не можуть працювати незалежно.

• Коефіцієнт ефективності: Індукційні генератори зазвичай потребують паралельних конденсаторів для покращення коефіцієнта ефективності; інакше, вони можуть впливати на ефективність живлення.

Висновок

Індукційний двигун може використовуватися як генератор за певних умов, переважно для застосувань, таких як виробництво електроенергії за допомогою вітру, гідроелектроенергетика та дизельна енергетика. Робота на надсинхронній швидкості та привод зовнішнім первинним двигуном дозволяють індукційному двигуну перейти в режим генератора, перетворюючи механічну енергію на електричну.