በኃይል ማመንጫዎች ውስጥ የኢንዳክሽን ማመንጫዎች

በኃይል ማመንጫዎች ውስጥ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች

የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በዘመናዊ የኃይል ማመንጫ ስርዓቶች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ የሚውል ቴክኖሎጂ ሲሆን በተለይም አስተማማኝ አሠራር፣ በአንጻራዊነት ቀላል ጥገና እና ከሌሎች የጄነሬተር ዓይነቶች ጋር ሲነጻጸር በአንጻራዊነት ዝቅተኛ የኢንቨስትመንት ወጪዎችን በሚጠይቁ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል ነው። "ጄነሬተር" የሚለው ቃል ብዙውን ጊዜ ከተመሳሳይ ጀነሬተሮች ጋር የተቆራኘ ቢሆንም፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች ወሳኝ ሚና ይጫወታሉ - በተለይም እንደ ነፋስ ተርባይኖች እና ማይክሮ-ሃይድሮ የኃይል ማመንጫዎች ባሉ ታዳሽ የኃይል ማመንጫ ስርዓቶች ውስጥ። ይህ ጽሑፍ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮችን የአሠራር መርሆዎች፣ ባህሪያቸው፣ ጥቅሞቻቸው እና ጉዳቶቻቸውን እና በኃይል ማመንጫ ውስጥ ያላቸውን አተገባበር ያብራራል።

ፍቺ እና መሰረታዊ መርሆዎች

በአጠቃላይ፣ የኢንዳክሽን ማሽን በስፋት የሚታወቀው የኢንዳክሽን ሞተር በመባል ሲሆን ይህም የኤሌክትሪክ ኃይልን ወደ ሜካኒካል ኃይል ይለውጣል። የሚገርመው ነገር፣ ያው ማሽን በተወሰነ ፍጥነት በዋና ማንቀሳቀሻ ከተሽከረከረ እንደ ኢንዳክሽን ጀነሬተር ሆኖ ሊሠራ ይችላል። የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች የሚሠሩት በኤሌክትሮማግኔቲክ ኢንዳክሽን መርህ ላይ ነው፡ የኤሌክትሪክ ቮልቴጅ የሚሽከረከረው መግነጢሳዊ መስክ በመኖሩ እና በመግነጢሳዊ መስክ እና በሮተር መካከል ባለው የፍጥነት ልዩነት ምክንያት በሮተር እና በስታተር ውስጥ ይነሳሳል።

የኢንዳክሽን ጀነሬተሮችን ለመረዳት ቁልፉ የመንሸራተት ጽንሰ-ሀሳብ ሲሆን ይህም በመግነጢሳዊ መስክ የማዞሪያ ፍጥነት (የተመሳሳይ ፍጥነት) እና በሮተሩ የማዞሪያ ፍጥነት መካከል ያለው አንጻራዊ ልዩነት ነው። በኢንዳክሽን ሞተር ውስጥ፣ ሮተሩ ከተመሳሳይ ፍጥነት በትንሹ ቀርፋፋ ስለሚሽከረከር መንሸራተት አዎንታዊ ነው። በተቃራኒው፣ በኢንዳክሽን ጀነሬተር ውስጥ፣ ሮተሩ ከተመሳሳይ ፍጥነት በትንሹ በፍጥነት ስለሚሽከረከር መንሸራተት አሉታዊ ነው፣ እና ከዋናው ማንቀሳቀሻ የሚገኘው ሜካኒካል ኃይል ወደ ጭነት ወይም አውታረ መረብ የሚቀርብ የኤሌክትሪክ ኃይል ይቀየራል።

የተመሳሰለ ፍጥነት እና የኃይል ማመንጫ ሁኔታዎች

የተመሳሰለ ፍጥነት የሚወሰነው በማሽኑ የፖሊሶች ድግግሞሽ እና ብዛት ነው፣ በቀላሉ የተገለጸው፡

– Ns = 120 f / P

Ns የ synchronous speed (rpm)፣ f የfrequency (Hz) እና P የዋልታዎች ብዛት ሲሆን። ለምሳሌ፣ በ50 Hz ስርዓት ውስጥ 4 ምሰሶዎች ያሉት የሲንchronous speed 1500 rpm ነው። የኢንዳክሽን ማሽን ኃይል እንዲያመነጭ ሮተሩ ከ1500 rpm በትንሹ መዞር አለበት። ይህ ትንሽ ልዩነት የኃይል ፍሰቱን ለመቀልበስ በቂ ነው - ከሜካኒካል ወደ ኤሌክትሪክ።

ይሁን እንጂ፣ ከተመሳሳይ ጀነሬተሮች በተለየ፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች የራሳቸውን መግነጢሳዊ መስክ አያመነጩም። የመስክ ፍሰትን ለማመንጨት ምላሽ ሰጪ (ማግኔቲዚንግ) ኃይል ያስፈልጋቸዋል። ይህ ምላሽ ሰጪ ኃይል ብዙውን ጊዜ የሚገኘው በተናጥል የሚሰራ ከሆነ ከኃይል ፍርግርግ ወይም ከካፓሲተር ባንክ ነው።

ምላሽ ሰጪ የኃይል መስፈርቶች እና የካፓሲተሮች ሚና

የኢንዱክሽን ጀነሬተር አንዱ ባህሪ የሪአክቲቭ ሃይል ፍላጎቱ ነው። ከግሪዱ ጋር ሲገናኝ፣ ግሪዱ የማግኔቲንግ ጅረትን የሚያቀርብ "የማነቃቂያ ምንጭ" ሆኖ ያገለግላል። ይህም የኢንዱክሽን ጀነሬተሮችን ከግሪዱ ጋር ለትይዩ አሠራር ተስማሚ ያደርጋቸዋል ምክንያቱም ቮልቴጅ እና ድግግሞሽ የሚወሰነው በግሪዱ ሲሆን የኢንዱክሽን ጀነሬተሩ ደግሞ በዋናው ማንቀሳቀሻ ሜካኒካዊ ሁኔታዎች ላይ በመመስረት ንቁ ኃይል ይሰጣል።

ለራሱ ብቻውን ለሚሠራበት አሠራር (ከፍርግርግ ውጪ)፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተር ቮልቴጅ ለማመንጨት የማነቃቂያ ኃይል (excitation capacitor) ያስፈልገዋል። ካፓሲተሩ ምላሽ ሰጪ ጅረትን ያቀርባል፣ መግነጢሳዊ ፍሰት ይፈጥራል፣ ይህም ቮልቴጅ በተርሚናሎች ላይ እንዲፈጠር ያስችለዋል። ይህ ስርዓት ራሱን የቻለ የኢንዳክሽን ጀነሬተር (SEIG) ይባላል። ለርቀት አካባቢዎች ማራኪ ቢሆንም፣ ራሱን የቻለ አሠራር የበለጠ ጥንቃቄ የተሞላበት ዲዛይን ይፈልጋል ምክንያቱም ቮልቴጅ እና ድግግሞሽ በጭነት እና በማሽከርከር ፍጥነት በእጅጉ ይነካሉ።

በማመንጨት ስርዓቶች ውስጥ የአሠራር ባህሪያት

የኢንዳክሽን ማመንጫዎች በሃይል ማመንጫ ስርዓቶች ውስጥ በርካታ ልዩ ባህሪያት አሏቸው፡

1. ድግግሞሽ የሚወሰነው በፍርግርግ ወይም ፍጥነት ላይ ነው
በፍርግርግ የተገናኘ ስርዓት ውስጥ፣ ድግግሞሽ ፍርግርግ ይከተላል እና ስለዚህ የተረጋጋ ነው። ራሱን ችሎ በሚሰራ ስርዓት ውስጥ፣ ድግግሞሽ የሚነካው በተርባይን ፍጥነት እና በጭነት ባህሪያት ነው።

2. የቮልቴጅ ቁጥጥር እንደ ሲንክሮን ጀነሬተሮች ጥሩ አይደለም።
የኢንዳክሽን ጀነሬተር የውጤት ቮልቴጅ ጭነቱ እየጨመረ ሲሄድ የመቀነስ አዝማሚያ አለው፣ በተለይም የሪአክቲቭ የኃይል አቅርቦቱ በቂ ካልሆነ።

3. ቀላል የማመሳሰል ችሎታዎች
የዲሲ ማነቃቂያ ስርዓት ስለማያስፈልገው እና ​​እንደ ሲንክሮን ጀነሬተር "ማዕዘኖችን ማሳደድ" ስለማያስፈልገው፣ ከግሪድ ጋር የመገናኘት ሂደቱ ቀላል ሊሆን ይችላል፣ ምንም እንኳን አሁንም ተገቢ ጥበቃ እና የቁጥጥር ሂደቶችን ቢፈልግም።

4. በረብሻ ወቅት ባህሪ
በቮልቴጅ ውድቀት ወቅት የኢንዳክሽን ጀነሬተር ቮልቴጅን የመጠበቅ ችሎታው የተገደበ ነው ምክንያቱም በስርዓቱ ምላሽ ሰጪ ኃይል ላይ በጣም ጥገኛ ነው።

የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች ጥቅሞች

በተወሰኑ የኃይል ማመንጫዎች ውስጥ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉባቸው በርካታ ምክንያቶች አሉ፡

- ቀላል እና ጠንካራ ግንባታ
የዲሲ ማነቃቂያ ስርዓት እና የተንሸራታች ቀለበቶችን አያስፈልገውም (በኬጅ ሮተር አይነት)፣ ስለዚህ የመጥፋት አደጋ ዝቅተኛ ነው።

- ዝቅተኛ የጥገና ወጪዎች
አነስተኛ ክፍሎች ስላሉ፣ መደበኛ ጥገና በአጠቃላይ ቀላል እና ርካሽ ነው።

- ለሜካኒካዊ ጭነቶች ተለዋዋጭነት መቋቋም የሚችል
እንደ ነፋስና የውሃ ፍሰት ላሉ ​​ተለዋዋጭ የኃይል ምንጮች ተስማሚ።

- ከፍርግርግ ጋር ትይዩ ለመስራት ቀላል
ቮልቴጅ እና ድግግሞሽ ፍርግርግን ይከተላሉ፣ ስለዚህ የስርዓት ቁጥጥር AVRዎችን እና የበለጠ ውስብስብ የማነቃቂያ ቅንብሮችን ከሚፈልጉ ትናንሽ ሲንክሮን ጀነሬተሮች የበለጠ ቀላል ነው።

- በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ የተሻለ የሜካኒካል ደህንነት
የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በአንዳንድ ሁኔታዎች እንደ ሲንክሮን ጀነሬተሮች ትልቅ ውስጣዊ ከመጠን በላይ ቮልቴጅ የማጋጠማቸው ዕድላቸው አነስተኛ ነው፣ ምንም እንኳን ጥበቃ አሁንም አስፈላጊ ቢሆንም።

የቴክኒክ ጉድለቶች እና ተግዳሮቶች

ምንም እንኳን ጥቅሞቹ ቢኖሩም፣ የኢንዳክሽን ማመንጫዎችም ገደቦች አሏቸው፡

- ምላሽ ሰጪ ኃይል ይፈልጋል
ይህ ብዙውን ጊዜ ትልቅ ጉዳይ ነው። ስርዓቱ በቂ የሆነ የሪአክቲቭ ካሳ (ለምሳሌ፣ የካፓሲተር ባንኮች ወይም STATCOMs) የማያቀርብ ከሆነ፣ የኃይል ፋክተሩ ደካማ እና የቮልቴጅ ያልተረጋጋ ሊሆን ይችላል።

- የቮልቴጅ እና የድግግሞሽ ቁጥጥር (ለብቻው) ያነሰ የተረጋጋ ነው
ለነጠላ አፕሊኬሽኖች፣ እንደ የቆሻሻ ጭነት መቆጣጠሪያዎች፣ የፍጥነት መቆጣጠሪያዎች እና ተገቢ የሆኑ መያዣዎች ያሉ ተጨማሪ ቅንብሮች ያስፈልጋሉ።

- በተወሰኑ ከፊል ጭነቶች ውጤታማነት ሊቀንስ ይችላል
በማሽኑ ዲዛይን እና የአሠራር መገለጫ ላይ በመመስረት፣ በሁሉም የስራ ቦታዎች ላይ ቅልጥፍና ሁልጊዜ ጥሩ አይደለም።

- በፍርግርግ መቆራረጥ ወቅት አፈጻጸም
የቮልቴጅ መውደቅ ሲከሰት፣ የማግኔቲንግ ጅረት ፍላጎት ሊጨምር ይችላል፣ ሁኔታውን ሊያባብሰው እና በተገላቢጦሽ የማካካሻ መሳሪያ ካልተስተካከለ ጉዞ ሊጀምር ይችላል።

በሃይል ማመንጫ ውስጥ ያሉ አፕሊኬሽኖች

1. የንፋስ ኃይል ማመንጫ (PLTB)
የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በተለይም በቀደምት የንፋስ ተርባይን ዲዛይኖች እና በአንዳንድ ዘመናዊ ውቅሮች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ። በጣም የተለመደው አይነት ድርብ የሚመገብ የኢንዳክሽን ጀነሬተር (DFIG) ሲሆን ይህም ሰፊ የፍጥነት ክልል ስራን እና በሮተር ላይ ባለው የኃይል መቀየሪያ በኩል የተሻለ ምላሽ ሰጪ የኃይል ቁጥጥር እንዲኖር ያስችላል።

2. ማይክሮ ሃይድሮ የኃይል ማመንጫ (PLTMH)
በግሪድ የተገናኙ ማይክሮ-ሃይድሮ ሲስተሞች ውስጥ፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በቀላልነታቸው እና በጥንካሬያቸው ምክንያት ተወዳጅ ናቸው። ከግሪድ ውጭ ባሉ አካባቢዎች፣ ከካፓሲተር ባንኮች ጋር SEIGs ብዙውን ጊዜ የሚመረጡት በአንጻራዊነት ዝቅተኛ ዋጋ ስላላቸው ነው።

3. ባዮማስ ወይም ቆሻሻ-ተኮር ጀነሬተሮች
ዋናው ማንቀሳቀሻ ማሽን በጣም የተረጋጋ ፍጥነት ያለው ማሽን ከሆነ እና ስርዓቱ ከግሪድ ጋር የተገናኘ ከሆነ፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተር ኢኮኖሚያዊ አማራጭ ሊሆን ይችላል።

4. የተረፈ ኃይል አጠቃቀም (የቆሻሻ ኃይል መልሶ ማግኛ)
በአንዳንድ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ፣ ከሂደቱ የሚወጣው ቀሪ ሜካኒካል ኃይል የኢንዳክሽን ጀነሬተርን ለማዞር እና ለውስጣዊ አውታረ መረብ ወይም ለግሪድ ኃይል ለማቅረብ ሊያገለግል ይችላል።

የመከላከያ ገጽታዎች እና ከስርዓቱ ጋር ያለው ግንኙነት

በኃይል ማመንጫ ልምምድ ውስጥ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በቂ የመከላከያ ስርዓት ያስፈልጋቸዋል፣ ከእነዚህም ውስጥ የሚከተሉት ይገኙበታል፡

- ከመጠን በላይ የኤሌክትሪክ እና የአጭር ዑደት ጥበቃ
- ከመጠን በላይ/ከቮልቴጅ በታች ጥበቃ
- የድግግሞሽ ጥበቃ
- የአውታረ መረብ መጥፋት ጥበቃ (ፀረ-ደሴት)፣ በተለይም ከአውታረ መረቡ ጋር ሲገናኝ
- የኃይል ሁኔታ እና የቮልቴጅ መረጋጋትን ለመጠበቅ ምላሽ ሰጪ የኃይል ማካካሻ ቅንብሮች

ለጥሩ ውህደት፣ የስርዓት እቅድ አውጪዎች በተለምዶ የኔትወርክ አቅምን፣ የVAR መስፈርቶችን፣ የኃይል ጥራትን (ኮንቨርተሮችን የሚጠቀሙ ከሆነ ሃርሞኒክስ) እና የሚመለከታቸው የግንኙነት ደረጃዎችን ግምት ውስጥ ያስገባሉ።

ከሲምፑላን

የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች በኃይል ማመንጨት ውስጥ በተለይም በታዳሽ የኃይል አፕሊኬሽኖች እና በአነስተኛ እና መካከለኛ ደረጃ ፋብሪካዎች ውስጥ አስፈላጊ እና በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉ መፍትሄዎች ናቸው። ቀላል ግንባታቸው፣ አስተማማኝነታቸው እና ከግሪድ ጋር ትይዩ አሠራር ቀላልነት ስላላቸው የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች ኢኮኖሚያዊ እና ቴክኒካዊ ጥቅሞችን ይሰጣሉ። ሆኖም ግን፣ ምላሽ ሰጪ የኃይል መስፈርቶች እና የቮልቴጅ/ድግግሞሽ ቁጥጥር ተግዳሮቶች - በተለይም በተናጥል ሁነታ - ተገቢ የሆኑ የካፓሲተር ባንኮችን፣ መቆጣጠሪያዎችን እና ጥበቃን ጨምሮ ጥንቃቄ የተሞላበት የስርዓት ዲዛይን ይፈልጋሉ። በተገቢው ዲዛይን፣ የኢንዳክሽን ጀነሬተሮች ለዘመናዊ የኃይል ስርዓቶች ቀልጣፋ፣ ዘላቂ እና ምላሽ ሰጪ ትውልድ የጀርባ አጥንት ሊሆኑ ይችላሉ።