බලාගාරවල ප්රේරක ජනක යන්ත්ර
ප්රේරක උත්පාදක යනු නවීන බලශක්ති උත්පාදන පද්ධතිවල බහුලව භාවිතා වන තාක්ෂණයකි, විශේෂයෙන් විශ්වාසදායක ක්රියාකාරිත්වය, සාපේක්ෂව සරල නඩත්තුව සහ අනෙකුත් උත්පාදක වර්ග හා සසඳන විට සාපේක්ෂව අඩු ආයෝජන පිරිවැයක් අවශ්ය වන යෙදුම්වල. "උත්පාදක" යන පදය බොහෝ විට සමමුහුර්ත ජනක යන්ත්ර සමඟ සම්බන්ධ වුවද, ප්රේරක ජනක යන්ත්ර වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි - විශේෂයෙන් සුළං ටර්බයින සහ ක්ෂුද්ර ජල විදුලි බලාගාර වැනි පුනර්ජනනීය බලශක්ති උත්පාදන පද්ධතිවල. ප්රේරක ජනක යන්ත්රවල ක්රියාකාරී මූලධර්ම, ඒවායේ ලක්ෂණ, වාසි සහ අවාසි සහ බලශක්ති උත්පාදනයේදී ඒවායේ යෙදීම් මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කෙරේ.
අර්ථ දැක්වීම සහ මූලික මූලධර්ම
සාමාන්යයෙන්, ප්රේරක යන්ත්රයක් ප්රේරක මෝටරයක් ලෙස පුළුල් ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර එය විද්යුත් ශක්තිය යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි. සිත්ගන්නා කරුණ නම්, එම යන්ත්රයම ප්රේරක ජනක යන්ත්රයක් ලෙස ක්රියා කළ හැකි අතර එය යම් වේගයකින් ප්රේරක චලන යන්ත්රයක් මගින් භ්රමණය කළහොත්. ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයේ මූලධර්මය මත ක්රියාත්මක වේ: භ්රමණය වන චුම්භක ක්ෂේත්රයක් පැවතීම සහ චුම්භක ක්ෂේත්රය සහ භ්රමකය අතර වේගයේ වෙනස හේතුවෙන් භ්රමකයේ සහ ස්ටේටරයේ විද්යුත් වෝල්ටීයතාවයක් ප්රේරණය වේ.
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර තේරුම් ගැනීමේ යතුර ස්ලිප් සංකල්පය වන අතර එය චුම්භක ක්ෂේත්රයේ භ්රමණ වේගය (සමමුහුර්ත වේගය) සහ රොටරයේ භ්රමණ වේගය අතර සාපේක්ෂ වෙනසයි. ප්රේරක මෝටරයක, රොටරය සමමුහුර්ත වේගයට වඩා තරමක් සෙමින් භ්රමණය වන බැවින් ස්ලිප් ධනාත්මක වේ. ප්රතිවිරුද්ධව, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක, රොටරය සමමුහුර්ත වේගයට වඩා තරමක් වේගයෙන් භ්රමණය වන බැවින් ස්ලිප් සෘණ වන අතර, ප්රයිම් චලන යන්ත්රයෙන් ලැබෙන යාන්ත්රික ශක්තිය බරට හෝ ජාලයට සපයන විද්යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ.
සමමුහුර්ත වේගය සහ බල උත්පාදන කොන්දේසි
සමමුහුර්ත වේගය තීරණය වන්නේ යන්ත්රයේ සංඛ්යාතය සහ ධ්රැව ගණන අනුව බව සරලව සඳහන් කළහොත්:
– එන්එස් = 120 එෆ් / පී
මෙහි Ns යනු සමමුහුර්ත වේගය (rpm), f සංඛ්යාතය (Hz) සහ P යනු ධ්රැව ගණනයි. උදාහරණයක් ලෙස, ධ්රැව 4ක් සහිත 50 Hz පද්ධතියක, සමමුහුර්ත වේගය 1500 rpm වේ. ප්රේරක යන්ත්රයක් බලය නිපදවීමට නම්, රෝටරය 1500 rpm ට වඩා තරමක් ඉහළින් භ්රමණය කළ යුතුය. මෙම කුඩා වෙනස යාන්ත්රික සිට විද්යුත් දක්වා බල ප්රවාහය ආපසු හැරවීමට ප්රමාණවත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, සමමුහුර්ත උත්පාදක යන්ත්ර මෙන් නොව, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර තමන්ගේම චුම්භක ක්ෂේත්රයක් නිපදවන්නේ නැත. ක්ෂේත්ර ප්රවාහය ජනනය කිරීම සඳහා ඒවාට ප්රතික්රියාශීලී (චුම්භක) බලය අවශ්ය වේ. මෙම ප්රතික්රියාශීලී බලය සාමාන්යයෙන් විදුලිබල ජාලයෙන් හෝ ස්වාධීනව ක්රියාත්මක වන්නේ නම් ධාරිත්රක බැංකුවකින් ලබා ගනී.
ප්රතික්රියාශීලී බල අවශ්යතා සහ ධාරිත්රකවල කාර්යභාරය
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක ලක්ෂණයක් වන්නේ ප්රතික්රියාශීලී බලය සඳහා එහි අවශ්යතාවයයි. ජාලයට සම්බන්ධ වූ විට, ජාලකය චුම්භක ධාරාව සපයන "උද්දීපන ප්රභවයක්" ලෙස ක්රියා කරයි. මෙය ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර ජාලකය සමඟ සමාන්තර ක්රියාකාරිත්වය සඳහා හොඳින් සුදුසු කරයි, මන්ද වෝල්ටීයතාවය සහ සංඛ්යාතය ජාලකය විසින් තීරණය කරනු ලබන අතර ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රය ප්රමුඛ චලන යන්ත්රයේ යාන්ත්රික තත්වයන් මත පදනම්ව ක්රියාකාරී බලය සපයයි.
(ජාලයෙන් පිටත) ස්වාධීන ක්රියාකාරිත්වය සඳහා, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයකට වෝල්ටීයතාව ජනනය කිරීම සඳහා උත්තේජක ධාරිත්රකයක් අවශ්ය වේ. ධාරිත්රකය ප්රතික්රියාශීලී ධාරාවක් සපයන අතර, චුම්භක ප්රවාහයක් නිර්මාණය කරයි, එමඟින් පර්යන්තවල වෝල්ටීයතාව ජනනය කිරීමට ඉඩ සලසයි. මෙම පද්ධතිය ස්වයං-උද්දීපිත ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක් (SEIG) ලෙස හැඳින්වේ. දුරස්ථ ප්රදේශ සඳහා ආකර්ශනීය වුවද, වෝල්ටීයතාවය සහ සංඛ්යාතය බර සහ භ්රමණ වේගය මගින් සැලකිය යුතු ලෙස බලපාන බැවින් ස්වාධීන ක්රියාකාරිත්වයට වඩාත් ප්රවේශමෙන් නිර්මාණය කිරීම අවශ්ය වේ.
ජනන පද්ධතිවල මෙහෙයුම් ලක්ෂණ
බල උත්පාදන පද්ධතිවල ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රවලට අද්විතීය ලක්ෂණ කිහිපයක් ඇත:
1. සංඛ්යාතය ජාලකය හෝ වේගය මත රඳා පවතී
ජාලක-සම්බන්ධිත පද්ධතියක, සංඛ්යාතය ජාලකය අනුගමනය කරන අතර එම නිසා ස්ථායී වේ. ස්වාධීන පද්ධතියක, සංඛ්යාතය ටර්බයින වේගය සහ බර ලක්ෂණ මගින් බලපායි.
2. වෝල්ටීයතා නියාමනය සමමුහුර්ත ජනක යන්ත්ර තරම් හොඳ නැත.
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක ප්රතිදාන වෝල්ටීයතාවය බර වැඩි වන විට පහත වැටීමට නැඹුරු වේ, විශේෂයෙන් ප්රතික්රියාශීලී බල සැපයුම ප්රමාණවත් නොවේ නම්.
3. සරල සමමුහුර්ත කිරීමේ හැකියාවන්
එයට DC උත්තේජක පද්ධතියක් අවශ්ය නොවන නිසා සහ සමමුහුර්ත උත්පාදක යන්ත්රයක් මෙන් "කොන් ලුහුබැඳීමට" අවශ්ය නොවන නිසා, ජාලයට අන්තර් සම්බන්ධ කිරීමේ ක්රියාවලිය සරල විය හැකිය, නමුත් එයට තවමත් නිසි ආරක්ෂාව සහ නියාමන ක්රියා පටිපාටි අවශ්ය වේ.
4. කැළඹීම් අතරතුර හැසිරීම
වෝල්ටීයතා බිංදු වලදී, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයට වෝල්ටීයතාවය පවත්වා ගැනීමට ඇති හැකියාව සීමිත වන්නේ එය පද්ධතියේ ප්රතික්රියාශීලී බලය මත බෙහෙවින් රඳා පවතින බැවිනි.
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රවල වාසි
ඇතැම් බලාගාරවල ප්රේරක ජනක යන්ත්ර බහුලව භාවිතා වීමට හේතු කිහිපයක් තිබේ:
- සරල හා ශක්තිමත් ඉදිකිරීම්
එයට DC උද්දීපන පද්ධතියක් සහ ස්ලිප් මුදු (කූඩු රොටර් වර්ගයේ) අවශ්ය නොවන බැවින්, අසාර්ථක වීමේ අවදානම අඩුය.
- නඩත්තු වියදම් අඩු වීම
සංරචක අඩු බැවින්, සාමාන්ය නඩත්තුව සාමාන්යයෙන් පහසු සහ ලාභදායී වේ.
- යාන්ත්රික බර වෙනස්වීම් වලට ප්රතිරෝධී වේ.
සුළඟ සහ ජල ප්රවාහ වෙනස් වීම වැනි උච්චාවචනය වන බලශක්ති ප්රභවයන් සඳහා සුදුසු වේ.
- ජාලයට සමාන්තරව ක්රියා කිරීමට පහසුය
වෝල්ටීයතාවය සහ සංඛ්යාතය ජාලකය අනුගමනය කරයි, එබැවින් පද්ධති පාලනය AVR සහ වඩාත් සංකීර්ණ උද්දීපන සැකසුම් අවශ්ය වන කුඩා සමමුහුර්ත ජනක යන්ත්රවලට වඩා සරල ය.
- ඇතැම් කොන්දේසි යටතේ වඩා හොඳ යාන්ත්රික ආරක්ෂාව
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රවලට සමහර අවස්ථාවලදී සමමුහුර්ත උත්පාදක යන්ත්ර තරම් විශාල අභ්යන්තර අධි වෝල්ටීයතාවයක් අත්විඳීමට ඇති ඉඩකඩ අඩුය, නමුත් ආරක්ෂාව තවමත් අවශ්ය වේ.
තාක්ෂණික අඩුපාඩු සහ අභියෝග
එහි වාසි තිබියදීත්, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රවලට ද සීමාවන් ඇත:
- ප්රතික්රියාශීලී බලය අවශ්ය වේ
මෙය බොහෝ විට ප්රධාන ගැටළුවකි. පද්ධතිය ප්රමාණවත් ප්රතික්රියාශීලී වන්දි (උදා: ධාරිත්රක බැංකු හෝ STATCOM) ලබා නොදෙන්නේ නම්, බල සාධකය දුර්වල විය හැකි අතර වෝල්ටීයතාවය අස්ථායී විය හැකිය.
– වෝල්ටීයතාවය සහ සංඛ්යාත නියාමනය (ස්වාධීන) අඩු ස්ථායී වේ
ස්වාධීන යෙදුම් සඳහා, ඩම්ප් ලෝඩ් පාලක, වේග පාලන සහ සුදුසු ධාරිත්රක වැනි අමතර සැකසුම් අවශ්ය වේ.
- ඇතැම් අර්ධ පැටවීම් වලදී කාර්යක්ෂමතාව පහත වැටිය හැකිය.
යන්ත්ර සැලසුම සහ මෙහෙයුම් පැතිකඩ මත පදනම්ව, සියලුම වැඩ කරන ස්ථානවල කාර්යක්ෂමතාව සැමවිටම ප්රශස්ත නොවේ.
– ජාලක බාධා අතරතුර කාර්ය සාධනය
වෝල්ටීයතා පහත වැටීමක් සිදු වූ විට, චුම්භක ධාරා අවශ්යතාවය වැඩි විය හැකි අතර, තත්වය තවත් නරක අතට හැරෙන අතර ප්රතික්රියාශීලී වන්දි උපකරණයක් සමඟ ආමන්ත්රණය නොකළහොත් ගමනක් ආරම්භ වේ.
බල උත්පාදනයේ යෙදීම්
1. සුළං බලාගාරය (PLTB)
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර බහුලව භාවිතා වේ, විශේෂයෙන් මුල් සුළං ටර්බයින සැලසුම් සහ සමහර නවීන වින්යාසයන් තුළ. වඩාත් සුලභ වර්ගය වන්නේ ද්විත්ව-පෝෂිත ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රය (DFIG) වන අතර එමඟින් පුළුල් වේග පරාස ක්රියාකාරිත්වයක් සහ රොටරයේ බල පරිවර්තකයක් හරහා වඩා හොඳ ප්රතික්රියාශීලී බල පාලනයක් ලබා දේ.
2. ක්ෂුද්ර ජල විදුලි බලාගාරය (PLTMH)
ජාලක-සම්බන්ධිත ක්ෂුද්ර-ජල පද්ධතිවල, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර ඒවායේ සරල බව සහ ශක්තිමත් බව නිසා ජනප්රිය වේ. ජාලයෙන් පිටත ප්රදේශවල, ධාරිත්රක බැංකු සහිත SEIGs බොහෝ විට තෝරා ගනු ලබන්නේ ඒවායේ සාපේක්ෂව අඩු පිරිවැය නිසාය.
3. ජෛව ස්කන්ධ හෝ අපද්රව්ය මත පදනම් වූ ජනක යන්ත්ර
ප්රයිම් මූවර් යන්ත්රය තරමක් ස්ථාවර වේගයක් සහිත යන්ත්රයක් නම් සහ පද්ධතිය ජාලයට සම්බන්ධ කර ඇත්නම්, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක් ආර්ථිකමය විකල්පයක් විය හැකිය.
4. අවශේෂ ශක්තිය භාවිතා කිරීම (අපද්රව්ය බලශක්ති ප්රතිසාධනය)
සමහර කර්මාන්ත වලදී, ක්රියාවලියෙන් ඉතිරි වන යාන්ත්රික ශක්තිය ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්රයක් භ්රමණය කිරීමට සහ අභ්යන්තර ජාලයට හෝ ජාලයට විදුලිය සැපයීමට භාවිතා කළ හැකිය.
ආරක්ෂණ අංශ සහ පද්ධතියට සම්බන්ධතාවය
බල උත්පාදන භාවිතයේදී, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර සඳහා ප්රමාණවත් ආරක්ෂණ පද්ධතියක් අවශ්ය වේ, ඒවා අතර:
- අධි ධාරා සහ කෙටි පරිපථ ආරක්ෂාව
- අධි / අඩු වෝල්ටීයතා ආරක්ෂාව
- සංඛ්යාත ආරක්ෂාව
– ජාල අලාභ ආරක්ෂාව (දූපත්කරණයට එරෙහි), විශේෂයෙන් ජාලයට සම්බන්ධ වූ විට
- බල සාධකය සහ වෝල්ටීයතා ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීම සඳහා ප්රතික්රියාශීලී බල වන්දි සැකසුම්
හොඳ ඒකාබද්ධතාවයක් සඳහා, පද්ධති සැලසුම්කරුවන් සාමාන්යයෙන් ජාල ධාරිතාව, VAR අවශ්යතා, බල ගුණාත්මකභාවය (පරිවර්තක භාවිතා කරන්නේ නම් හාර්මොනික්ස්) සහ අදාළ අන්තර් සම්බන්ධතා ප්රමිතීන් සලකා බලයි.
නිගමනය
ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර යනු බලශක්ති උත්පාදනයේදී, විශේෂයෙන් පුනර්ජනනීය බලශක්ති යෙදීම් සහ කුඩා හා මධ්ය පරිමාණ බලාගාරවල වැදගත් සහ බහුලව භාවිතා වන විසඳුමකි. ඒවායේ සරල ඉදිකිරීම්, විශ්වසනීයත්වය සහ ජාලය සමඟ සමාන්තරව ක්රියාත්මක වීමේ පහසුව සමඟින්, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර ආර්ථික හා තාක්ෂණික වාසි දෙකම ලබා දෙයි. කෙසේ වෙතත්, ප්රතික්රියාශීලී බල අවශ්යතා සහ වෝල්ටීයතා/සංඛ්යාත නියාමන අභියෝග - විශේෂයෙන් ස්වාධීන මාදිලියේ - සුදුසු ධාරිත්රක බැංකු, පාලක සහ ආරක්ෂාව භාවිතා කිරීම ඇතුළුව ප්රවේශම් සහගත පද්ධති නිර්මාණයක් ඉල්ලා සිටී. නිසි සැලසුමක් සහිතව, ප්රේරක උත්පාදක යන්ත්ර නවීන බල පද්ධති සඳහා කාර්යක්ෂම, තිරසාර සහ ප්රතිචාරාත්මක උත්පාදනයේ කොඳු නාරටිය විය හැකිය.
