Σύγχρονες μηχανές και κινητήρες

Εικόνα του όρτες

Είναι οι μηχανές των οποίων η ταχύτητα για έναν δεδομένο αριθμό πόλων είναι μοναδική και καθορίζεται από τη συχνότητα του δικτύου. Η συχνότητα είναι ο αριθμός των κύκλων ανά μονάδα χρόνου. Κάθε βρόχος διέρχεται από έναν βόρειο πόλο και έναν νότιο πόλο.

f=p*n/60

Στην Ευρώπη και στο μεγαλύτερο μέρος του κόσμου η συχνότητα των βιομηχανικών δικτύων είναι 50 Hz και στις ΗΠΑ και σε ορισμένες άλλες χώρες είναι 60 Hz)

Όταν λειτουργεί ως γεννήτρια, η ταχύτητα της μηχανής πρέπει να είναι απόλυτα σταθερή.

Από τον τύπο προκύπτει ότι για μια σύγχρονη μηχανή, που λειτουργεί ως κινητήρας, να περιστρέφεται με διαφορετικές ταχύτητες, πρέπει να τροφοδοτείται με μια μεταβλητή συχνότητα, η οποία είναι συγκεκριμένη για κάθε ταχύτητα. Επειδή όμως το ηλεκτρικό ρεύμα που παρέχεται από τα βιομηχανικά δίκτυα έχει σταθερή συχνότητα, χρειάζεται ένας μετατροπέας συχνότητας.

Πλεονέκτημα

  • Λειτουργεί με πολύ υψηλό συντελεστή ισχύος που δεν χρειάζεται διόρθωση, εξοικονομώντας ενέργεια και χρήματα.
  • Διατηρεί σταθερή ταχύτητα, είναι αυτοσυγχρονισμένο, ακόμη και για διακυμάνσεις φορτίου.
  • Έχει υψηλή απόδοση και είναι πολύ σταθερό.
  • Η ροπή του κινητήρα είναι ανάλογη της τάσης και στον ασύγχρονο κινητήρα είναι ανάλογη του τετραγώνου της τάσης. Έτσι, οι επιπτώσεις της πτώσης τάσης στο δίκτυο είναι μικρότερες
  • Το διάκενο αέρα είναι σχετικά μεγάλο, γεγονός που αυξάνει τη μηχανική ασφάλεια.

Λόγω αυτών των πλεονεκτημάτων, σε κίνηση των Megawatt και σταθερής ταχύτητας, ο σύγχρονος κινητήρας που τροφοδοτείται από το δίκτυο έχει μεγάλη εφαρμογή.

Μειονεκτήματα

  • Ένας σύγχρονος κινητήρας δεν μπορεί να ξεκινήσει από μόνος του. Για να λειτουργήσει πρέπει να τα φέρουμε σε ταχύτητα συγχρονισμού. Επομένως χρειαζόμαστε πρόσθετες εγκαταστάσεις για εκκίνηση.
  • Εάν υπάρχουν ξαφνικές διακυμάνσεις στο φορτίο, η ταχύτητα συγχρονισμού μεταξύ συχνότητας και ταχύτητας μπορεί να χαθεί και το μηχάνημα να σταματήσει.
  • Δυσκολίες εκκίνησης και προβλήματα σταθερότητας.

Ένα σύγχρονο μηχάνημα που τροφοδοτείται απευθείας από το βιομηχανικό δίκτυο δεν είναι, καταρχήν, πολύ κατάλληλο για χρήση ως κινητήρας.

Όταν βλέπουμε το μηχάνημα σε παραγόμενη λειτουργία, αν και από θεωρητική άποψη είναι αδιάφορο να έχουμε τους πόλους του επαγωγέα στον στάτορα και τον βρόχο στον ρότορα με τον βρόχο τοποθετημένο στις υποδοχές του στάτη και τους πόλους του πηνίου να τροφοδοτούνται με συνεχές ρεύμα μέσω δύο δαχτυλίδια ολίσθησης και βούρτσες ή το αντίστροφο. Σε τεχνολογικό και εποικοδομητικό επίπεδο δεν είναι το ίδιο και χρησιμοποιείται η διαμόρφωση.

Για σωστή λειτουργία, οι τάσεις εναλλασσόμενου ρεύματος πρέπει να είναι όσο το δυνατόν παρόμοιες με ένα ημιτονοειδές κύμα. Για αυτό, αφενός, τροποποιείται η χωρική διαμόρφωση του επαγωγικού κύματος και, αφετέρου, ο βρόχος αντικαθίσταται από μια πιο περίπλοκη περιέλιξη.

Με τη διαμόρφωση τριών διαμετρικών πηνίων με τρεις ανεξάρτητες εξόδους και 120º εκτός φάσης για να αποκτήσετε ένα τριφασικό σύστημα.

Τα τελευταία χρόνια, λόγω της ανακάλυψης και βελτίωσης υλικών με πολύ καλές μαγνητικές ιδιότητες με σαμάριο, κοβάλτιο και σπάνιες γαίες, χρησιμοποιούνται σύγχρονοι κινητήρες με μόνιμους μαγνήτες, χωρίς περιέλιξη στη διέγερση.

Πλεονεκτήματα των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη

Απουσία δακτυλίων ολίσθησης και βουρτσών. Τα προβλήματα συντήρησης που σχετίζονται με τα κινούμενα μέρη, τα οποία ήταν τα πιο κρίσιμα μέρη του κινητήρα, εξαφανίζονται

Καθώς δεν υπάρχει περιέλιξη διέγερσης, οι απώλειες Joule στον ρότορα εξαλείφονται, βελτιώνοντας την απόδοση και διευκολύνοντας την ψύξη.

Μειονεκτήματα μόνιμοι μαγνήτες

Τάση απομαγνήτισης των μαγνητών λόγω των μεγάλων ρευμάτων στον οπλισμό και λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που επιτυγχάνονται κατά τη λειτουργία του κινητήρα

Η διέγερση είναι σταθερή και αυτή η τιμή δεν μπορεί να αλλάξει. Κάτι που μειώνει τις ρυθμίσεις λειτουργίας του κινητήρα.

Μπορεί να σας ενδιαφέρει έλεγχος και προστασία βιομηχανικών ηλεκτροκινητήρων.

σε επίπεδο βιομηχανίας

Το κατεξοχήν πεδίο εφαρμογής των σύγχρονων μηχανών είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Σχεδόν όλη η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται παράγεται μέσω σύγχρονων μηχανών στην έκδοση γεννήτριας τους. Μια μέση σύγχρονη γεννήτρια μπορεί να έχει μεταξύ 3 και 100 MVA και σε πυρηνικούς σταθμούς μέχρι 300 – 1000 MVA. Με εξόδους 1500KV και ρεύματα της τάξης των kA.

Ως κινητήρας χρησιμοποιούνται ευρέως στην περιοχή από 3 έως 30 Megawatts, ανταγωνιζόμενοι τους ασύγχρονους.

Σήμερα, με μετατροπείς, ένα σύνολο ηλεκτρονικών μετατροπέων συν ένα σύγχρονο μηχάνημα, είναι ανταγωνιστικές ακόμη και για ισχύ κάτω των 10 kW, ακόμη και με μεταβλητές ταχύτητες. Είναι πιο ακριβή βάση λόγω του μετατροπέα. αλλά είναι ήδη βιομηχανικά κερδοφόρο για αυτές τις δυνάμεις. ανταγωνίζονται κινητήρες συνεχούς ρεύματος και ασύγχρονους κινητήρες.

Φουέντες

  • Βασικές αρχές περιστρεφόμενων ηλεκτρικών μηχανών. Λουίς Σεράνο Ιριμπαρνεγκαράι

Αφήστε ένα σχόλιο