Електротехнічне обладнання мікро гідроелектростанцій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Гідрогенератори

Гідрогенератор - це генератор електричного струму, що приводиться в обертання гідротурбіною. Зазвичай гідрогенератором є синхронний генератор (рис. 31), ротор якого з'єднаний з гідротурбіною (безпосередньо або через передавальні механізми).

Рис.31. Синхронний генератор

Також допустимо використання звичайного асинхронного електродвигуна в генераторному режимі, тобто обертання цього електродвигуна від гідротурбіни теж даватиме електричний струм, але в асинхронному режимі (рис. 32). Однак таке їх застосування обмежується тим, що вони є генераторами активної потужності і споживачами реактивної потужності. Тому асинхронні генератори здатні працювати лише в системі, де є джерело реактивної потужності. Реактивна потужність надходить з допомогою конденсаторів, включених паралельно навантаженню, або з метою поліпшення експлуатаційних властивостей асинхронного генератора додатково встановлюються конденсатори, включені послідовно з навантаженням. Але ККД такого варіанту нижче, ніж використання синхронного генератора.

Рис.32. Асинхронний двигун

Конструкція гідрогенератора переважно визначається положенням осі його ротора, частотою обертання, і навіть типом і потужністю турбіни. Потужні тихохідні гідрогенератори зазвичай виготовляються з вертикальною віссю обертання, швидкохідні генератори з ковшової гідротурбіною - горизонтальною віссю обертання.

Частота обертання гідрогенераторів для мікро ГЕС варіюється від 600 до 1500 обертів за хвилину. Вибір генератора за швидкісними характеристиками залежить від типу турбіни. Крім цього, є конструктивні та експлуатаційні особливості гідрогенераторів. Тихохідні генератори більш довговічні та надійні, але при цьому вони відрізняються великими розмірами та високою вартістю.

Принцип роботи генератора

Принцип дії будь-якого генератора ґрунтується на явищі електромагнітної індукції. Перетворення механічної енергії двигуна (обертальної) в енергію електричного струму пояснює наступний малюнок:

Якщо в однорідному магнітному полі рівномірно обертається рамка, то в ній виникає змінна електрорушійна сила, частота якої дорівнює частоті обертання рамки. Чи будемо ми обертати рамку в магнітному полі, або магнітне поле навколо рамки, або магнітне поле всередині рамки, результат буде один - електрорушійна сила, що змінюється за гармонічним законом.

Відмінні риси синхронних та асинхронних генераторів

Синхронний генератор - це синхронна електрична машина, що працює в режимі генератора, в якій частота обертання магнітного поля статора дорівнює частоті обертання ротора. Ротор складається із обмотки. При подачі напруги на обмотку з магнітними полюсами з'являється магнітне поле, яке створює магнітне поле, що обертається. Це магнітне поле, перетинаючи статорну обмотку, створює в ній електрорушійну силу.

Залежно від типу обмотки, ротор може бути короткозамкнутим або фазним. Магнітне поле, що обертається, створене допоміжною обмоткою статора, індукує на роторі магнітне поле, яке обертаючись разом з ротором, створює електрорушійну силу в робочій обмотці статора.

Ротор при запуску електростанції створює слабке магнітне поле, але зі збільшенням оборотів збільшується і електрорушійна сила в обмотці збудження. Напруга з цієї обмотки через блок автоматичного регулювання (AVR) надходить на ротор, контролюючи вихідну напругу за рахунок зміни магнітного поля. Наприклад, підключене індуктивне навантаження розмагнічує генератор і знижує напругу, а при підключенні ємнісного навантаження відбувається підмагнічування генератора та підвищення напруги. Це називається "реакцією якоря". Для забезпечення стабільності вихідної напруги необхідно змінювати магнітне поле ротора шляхом регулювання струму в його обмотці (для синхронних генераторів), що забезпечується блоком AVR (стабілізатор напруги). Завдяки такому способу регулювання незалежно від зміни струму навантаження і оборотів турбіни ГЕС зберігається висока стабільність вихідної напруги генератора.

Перевагою синхронних генераторів є висока стабільність вихідної напруги, а недоліком - можливість перевантаження струмом, так як при завищеному навантаженні, регулятор може надмірно підвищити струм в обмотці ротора. Ще до недоліків синхронних генераторів можна віднести наявність щіткового вузла, який рано чи пізно доведеться обслуговувати, щоправда, нині цей недолік практично усунений. Оскільки сучасні синхронні генератори є здебільшого безщітковими, їх ротор не має колекторно-щіткового вузла, а струм в обмотці збудження (в роторі) індукується за рахунок змінного магнітного поля, створюваного основною та/або додатковою статорною обмоткою.

Асинхронний генератор - асинхронна електрична машина, що працює в режимі гальмування, ротор якої обертається з випередженням, але в тому ж напрямку, що магнітне поле статора.

В асинхронному генераторі ротор виконаний у вигляді постійного або електромагніта магніту. Число полюсів ротора може бути два, чотири і т.д., але завжди кратно двом. При цьому чим менше швидкість обертання генератора, тим більше полюсів повинен мати генератор.

Магнітне поле, що обертається, залишається завжди незмінним і не регульовано, внаслідок чого напруга і частота на виході генератора залежить від частоти обертів ротора і, отже, від стабільності обертання гідротурбіни.

Незважаючи на простоту обслуговування, малу чутливість до короткого замикання та невисоку вартість, асинхронні генератори застосовуються досить рідко, оскільки мають низку недоліків: ненадійність роботи в екстремальних навантаженнях; залежність вихідної напруги та частоти струму від стабільної роботи гідротурбіни і т.д.

Автори: Картанбаєв Б.А., Жумаділов К.А., Зазульський А.А.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву ТБ-брелок MeegoPad T07 28.11.2015 Незабаром на ринку може з'явитися один з перших міні-комп'ютерів у вигляді брелока з 4 Гбайт оперативної пам'яті. Йдеться про пристрій MeegoPad T07, гроші на випуск якого збираються через краудфандинговий майданчик Indiegogo. Компактний комп'ютер виконано на платформі Intel Cherry Trail. Розробник задіяв 14-нанометровий процесор Atom x5-Z8300. До складу чіпа входять чотири обчислювальні ядра з номінальною тактовою частотою 1,44 ГГц (підвищується до 1,84 ГГц у турбо-режимі). Обробкою графіки працює інтегрований контролер Intel HD Graphics. У оснащення брелока входить флеш-модуль місткістю 32 Гбайт із можливістю розширення за рахунок карти microSD (до 128 Гбайт). Є адаптери бездротового зв'язку Wi-Fi 802.11n та Bluetooth 4.0. Для підключення до телевізора або комп'ютерного монітора використовується конектор HDMI. Крім того, передбачено два порти USB 2.0 для периферії, а також роз'єм Micro-USB для подачі живлення. Габарити складають 106 х 53 х 13,5 мм, вага – 50 грамів. На брелок планується інсталювати операційну систему Windows 10 Home. Поки що ціна пристрою становить близько 110 доларів США.

Інші цікаві новини:

▪ Тришаровий датчик зображення з пам'яттю DRAM для смартфонів

▪ Стандарт 5G

▪ Ультра-міцне магнієве з'єднання

▪ Мобільний телефон Apple iPhone 3G S

▪ Ефективний сонячний елемент із звичайного кремнію

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Афоризми знаменитих людей. Добірка статей

▪ стаття Вилити красу та стрункість світу. Крилатий вислів

▪ статья Яку функцію виконує гусяча шкіра? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на буровій машині. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Жучок. Мікропотужний радіопередавач. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Цукор (сахароза) світиться у темряві під дією тертя. Хімічний досвід

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024