மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் உள்ள தூண்டல் மின்னாக்கிகள்

மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் தூண்டல் மின்னாக்கிகள்

தூண்டல் மின்னாக்கிகள் என்பவை நவீன மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். குறிப்பாக, மற்ற வகை மின்னாக்கிகளுடன் ஒப்பிடும்போது நம்பகமான செயல்பாடு, ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான பராமரிப்பு மற்றும் குறைந்த முதலீட்டுச் செலவுகள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. "மின்னாக்கி" என்ற சொல் பெரும்பாலும் ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளுடன் தொடர்புடையதாக இருந்தாலும், தூண்டல் மின்னாக்கிகள், குறிப்பாக காற்றாலைகள் மற்றும் சிறு நீர்மின் நிலையங்கள் போன்ற புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் உற்பத்தி அமைப்புகளில் ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கின்றன. இந்தக் கட்டுரை, தூண்டல் மின்னாக்கிகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கைகள், அவற்றின் பண்புகள், நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள், மற்றும் மின் உற்பத்தியில் அவற்றின் பயன்பாடுகள் ஆகியவற்றை விவாதிக்கிறது.

வரையறை மற்றும் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

பொதுவாக, ஒரு தூண்டல் இயந்திரம், மின் ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் ஒரு தூண்டல் மோட்டார் என்று பரவலாக அறியப்படுகிறது. சுவாரஸ்யமாக, அதே இயந்திரம் ஒரு முதன்மை இயக்கியால் ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் சுழற்றப்படும்போது, ​​ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கியாகவும் செயல்பட முடியும். தூண்டல் மின்னாக்கிகள் மின்காந்தத் தூண்டல் கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகின்றன: சுழலும் காந்தப்புலத்தின் இருப்பு மற்றும் காந்தப்புலத்திற்கும் சுழலிக்கும் இடையிலான வேக வேறுபாடு காரணமாக, சுழலி மற்றும் நிலைப்பகுதியில் ஒரு மின் மின்னழுத்தம் தூண்டப்படுகிறது.

தூண்டல் மின்னாக்கிகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கான திறவுகோல், சறுக்கு (slip) என்ற கருத்தாகும். இது காந்தப்புலத்தின் சுழற்சி வேகத்திற்கும் (ஒத்திசைவு வேகம்) சுழலியின் சுழற்சி வேகத்திற்கும் இடையிலான சார்பு வேறுபாடு ஆகும். ஒரு தூண்டல் மோட்டாரில், சுழலியானது ஒத்திசைவு வேகத்தை விட சற்றே மெதுவாகச் சுழலும், எனவே சறுக்கு நேர்மறையாக இருக்கும். இதற்கு நேர்மாறாக, ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கியில், சுழலியானது ஒத்திசைவு வேகத்தை விட சற்றே வேகமாகச் சுழலும், எனவே சறுக்கு எதிர்மறையாக இருக்கும். மேலும், முதன்மை இயக்கியிலிருந்து வரும் இயந்திர ஆற்றலானது, சுமை அல்லது மின்சுற்றிற்கு வழங்கப்படும் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது.

ஒத்திசைவான வேகம் மற்றும் மின் உற்பத்தி நிபந்தனைகள்

ஒத்திசைவு வேகம் என்பது இயந்திரத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் துருவங்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து நிர்ணயிக்கப்படுகிறது, எளிமையாகச் சொன்னால்:

– Ns = 120 f / P

இதில் Ns என்பது ஒத்திசைவு வேகம் (rpm), f என்பது அதிர்வெண் (Hz), மற்றும் P என்பது துருவங்களின் எண்ணிக்கை. உதாரணமாக, 4 துருவங்களைக் கொண்ட 50 Hz அமைப்பில், ஒத்திசைவு வேகம் 1500 rpm ஆகும். ஒரு தூண்டல் இயந்திரம் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்ய, சுழலியானது 1500 rpm-ஐ விட சற்றே அதிகமாகச் சுழற்றப்பட வேண்டும். இந்தச் சிறிய வேறுபாடே, ஆற்றல் ஓட்டத்தை இயந்திர ஆற்றலிலிருந்து மின் ஆற்றலாக மாற்றுவதற்குப் போதுமானது.

இருப்பினும், ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளைப் போலல்லாமல், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் தங்களின் சொந்த காந்தப்புலத்தை உருவாக்குவதில்லை. புலப் பாய்வை உருவாக்க அவற்றுக்கு எதிர்வினை (காந்தமாக்கும்) ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. இந்த எதிர்வினை ஆற்றலானது, பொதுவாக மின் கட்டமைப்பிலிருந்தோ அல்லது தன்னிச்சையாக இயங்கும்போது ஒரு மின்தேக்கித் தொகுப்பிலிருந்தோ பெறப்படுகிறது.

எதிர்வினை ஆற்றல் தேவைகள் மற்றும் மின்தேக்கிகளின் பங்கு

தூண்டல் மின்னாக்கியின் பண்புகளில் ஒன்று, அதற்குத் தேவைப்படும் வினைத்திறன் ஆற்றல் ஆகும். மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​மின்கட்டமைப்பானது காந்தமாக்கும் மின்னோட்டத்தை வழங்கும் ஒரு "கிளர்வு மூலமாக" செயல்படுகிறது. இதனால், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் மின்கட்டமைப்புடன் இணையாக இயங்குவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானவையாகின்றன. ஏனெனில், மின்னழுத்தமும் அதிர்வெண்ணும் மின்கட்டமைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, அதே சமயம் தூண்டல் மின்னாக்கியானது முதன்மை இயக்கியின் இயந்திரவியல் நிலைகளின் அடிப்படையில் வினைத்திறனை வழங்குகிறது.

தனித்து இயங்குவதற்கு (மின் கட்டமைப்பு இல்லாமல்), ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கிக்கு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க ஒரு கிளர்ச்சி மின்தேக்கி தேவைப்படுகிறது. அந்த மின்தேக்கி, காந்தப் பாய்வை உருவாக்கும் எதிர்மின்னோட்டத்தை அளித்து, அதன்மூலம் முனைகளில் மின்னழுத்தம் உருவாக அனுமதிக்கிறது. இந்த அமைப்பு சுய-கிளர்வு தூண்டல் மின்னாக்கி (SEIG) என்று அழைக்கப்படுகிறது. தொலைதூரப் பகுதிகளுக்கு இது கவர்ச்சிகரமானதாக இருந்தாலும், தனித்து இயங்குவதற்கு மிகவும் கவனமான வடிவமைப்பு தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண் ஆகியவை சுமை மற்றும் சுழற்சி வேகத்தால் கணிசமாகப் பாதிக்கப்படுகின்றன.

உற்பத்தி அமைப்புகளில் இயக்கப் பண்புகள்

மின் உற்பத்தி அமைப்புகளில் தூண்டல் மின்னாக்கிகள் பல தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன:

1. அதிர்வெண் மின்கட்டமைப்பு அல்லது வேகத்தைச் சார்ந்தது.
மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்பட்ட அமைப்பில், அதிர்வெண் மின்கட்டமைப்பைப் பின்பற்றுவதால் அது நிலையானதாக இருக்கும். தனித்து இயங்கும் அமைப்பில், அதிர்வெண் விசையாழியின் வேகம் மற்றும் சுமைப் பண்புகளால் பாதிக்கப்படுகிறது.

2. மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாடு, ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளைப் போல சிறப்பாக இல்லை.
ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தமானது, சுமை அதிகரிக்கும்போது குறைய முனைகிறது, குறிப்பாக எதிர்வினை ஆற்றல் வழங்கல் போதுமானதாக இல்லாதபோது இது நிகழ்கிறது.

3. எளிமையான ஒத்திசைவுத் திறன்கள்
இதற்கு நேர் மின்னோட்டத் தூண்டல் அமைப்பு தேவைப்படாததாலும், ஒத்திசைவு மின்னாக்கியைப் போல "மூலைகளைத் துரத்த" வேண்டிய அவசியம் இல்லாததாலும், மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கும் செயல்முறை எளிமையாக இருக்கக்கூடும்; இருப்பினும், இதற்கு முறையான பாதுகாப்பு மற்றும் ஒழுங்குமுறை நடைமுறைகள் இன்னும் தேவைப்படுகின்றன.

4. தொந்தரவின் போது நடத்தை
மின்னழுத்தக் குறைவுகளின் போது, ​​தூண்டல் மின்னாக்கியின் மின்னழுத்தத்தைப் பராமரிக்கும் திறன் குறைவாகவே உள்ளது, ஏனெனில் அது அமைப்பின் எதிர்வினைத் திறனைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது.

தூண்டல் ஜெனரேட்டர்களின் நன்மைகள்

சில மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் தூண்டல் மின்னாக்கிகள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதற்குப் பல காரணங்கள் உள்ளன:

– எளிய மற்றும் உறுதியான கட்டுமானம்
இதற்கு DC தூண்டல் அமைப்பு மற்றும் சறுக்கு வளையங்கள் (கூண்டு சுழலி வகையில்) தேவையில்லை, எனவே பழுதடைவதற்கான அபாயம் குறைவாக உள்ளது.

– குறைந்த பராமரிப்புச் செலவுகள்
பாகங்கள் குறைவாக இருப்பதால், வழக்கமான பராமரிப்பு பொதுவாக எளிதாகவும் மலிவாகவும் இருக்கும்.

– இயந்திர சுமை மாறுபாடுகளை எதிர்க்கும்
காற்று மற்றும் மாறிவரும் நீரோட்டங்கள் போன்ற ஏற்ற இறக்கமான ஆற்றல் மூலங்களுக்கு ஏற்றது.

– மின்கட்டமைப்புக்கு இணையாக இயக்குவது எளிது
மின்னழுத்தமும் அதிர்வெண்ணும் மின்கட்டமைப்பைப் பின்பற்றுவதால், AVR-களையும் மேலும் சிக்கலான தூண்டல் அமைப்புகளையும் தேவைப்படுத்தும் சிறிய ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளைக் காட்டிலும், அமைப்புக் கட்டுப்பாடு எளிமையாக உள்ளது.

– குறிப்பிட்ட சூழ்நிலைகளில் மேம்பட்ட இயந்திரப் பாதுகாப்பு
சில சூழ்நிலைகளில், ஒத்திசைவு மின்னாக்கிகளைப் போல தூண்டல் மின்னாக்கிகளில் பெரிய உள் மின்னழுத்த மிகைப்பு ஏற்படுவதற்கான வாய்ப்பு குறைவு என்றாலும், பாதுகாப்பு இன்னும் தேவைப்படுகிறது.

தொழில்நுட்பக் குறைபாடுகள் மற்றும் சவால்கள்

அதன் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், தூண்டல் மின்னாக்கிகளுக்கும் சில வரம்புகள் உள்ளன:

– எதிர்வினை ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது
இது பெரும்பாலும் ஒரு பெரிய பிரச்சனையாகும். அமைப்பு போதுமான எதிர்வினை ஈடுபாட்டை (எ.கா., மின்தேக்கித் தொகுப்புகள் அல்லது STATCOMகள்) வழங்கவில்லை என்றால், திறன் காரணி மோசமாகவும் மின்னழுத்தம் நிலையற்றதாகவும் இருக்கலாம்.

– மின்னழுத்தம் மற்றும் அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு (தனித்த) குறைவான நிலைத்தன்மை கொண்டது.
தனித்த பயன்பாடுகளுக்கு, டம்ப் லோட் கன்ட்ரோலர்கள், வேகக் கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் பொருத்தமான மின்தேக்கிகள் போன்ற கூடுதல் அமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

குறிப்பிட்ட பகுதி சுமைகளின் போது செயல்திறன் குறையக்கூடும்.
இயந்திரத்தின் வடிவமைப்பு மற்றும் இயக்க முறையைப் பொறுத்து, அனைத்துப் பணி நிலைகளிலும் செயல்திறன் எப்போதும் உகந்ததாக இருப்பதில்லை.

– மின் கட்டமைப்பு சீர்குலைவுகளின் போது செயல்திறன்
மின்னழுத்தக் குறைவு ஏற்படும்போது, ​​காந்தமாக்கும் மின்னோட்டத் தேவை அதிகரித்து, நிலைமையை மோசமாக்கக்கூடும். ஒரு எதிர்வினை ஈடுசெய் சாதனம் மூலம் சரிசெய்யப்படாவிட்டால், இது மின்னிறக்கத்தைத் தூண்டிவிடும்.

மின் உற்பத்தியில் பயன்பாடுகள்

1. காற்றாலை மின் நிலையம் (PLTB)
தூண்டல் மின்னாக்கிகள், குறிப்பாக ஆரம்பகால காற்றாலை வடிவமைப்புகளிலும் சில நவீன உள்ளமைப்புகளிலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவற்றில் மிகவும் பொதுவான வகை இரட்டை ஊட்டத் தூண்டல் மின்னாக்கி (DFIG) ஆகும். இது சுழலியில் உள்ள ஒரு ஆற்றல் மாற்றி மூலம் பரந்த வேக வரம்பு செயல்பாட்டையும் சிறந்த எதிர்வினை ஆற்றல் கட்டுப்பாட்டையும் அனுமதிக்கிறது.

2. குறு நீர்மின் நிலையம் (PLTMH)
மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்பட்ட சிறு நீர்மின் அமைப்புகளில், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் அவற்றின் எளிமை மற்றும் உறுதித்தன்மை காரணமாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்கட்டமைப்பு இல்லாத பகுதிகளில், மின்தேக்கித் தொகுப்புகளைக் கொண்ட SEIG-கள் அவற்றின் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செலவின் காரணமாகப் பெரும்பாலும் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

3. உயிரி எரிபொருள் அல்லது கழிவு அடிப்படையிலான மின்னாக்கிகள்
முதன்மை இயக்கி ஓரளவு நிலையான வேகம் கொண்ட ஒரு இயந்திரமாக இருந்து, அந்த அமைப்பு மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கி சிக்கனமான தேர்வாக அமையலாம்.

4. எஞ்சிய ஆற்றலைப் பயன்படுத்துதல் (கழிவு ஆற்றல் மீட்பு)
சில தொழில்துறைகளில், செயல்முறையிலிருந்து எஞ்சியிருக்கும் இயந்திர ஆற்றலானது, ஒரு தூண்டல் மின்னாக்கியைச் சுழற்றுவதற்கும், உள் மின் வலையமைப்பிற்கோ அல்லது மின்கட்டமைப்பிற்கோ மின்சாரம் வழங்குவதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

பாதுகாப்பு அம்சங்கள் மற்றும் அமைப்புடனான இணைப்பு

மின் உற்பத்தி நடைமுறையில், தூண்டல் மின்னாக்கிகளுக்குப் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கிய போதுமான பாதுகாப்பு அமைப்பு தேவைப்படுகிறது:

– மிகை மின்னோட்டம் மற்றும் குறுக்குச் சுற்று பாதுகாப்பு
– அதிக/குறைந்த மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு
அதிர்வெண் பாதுகாப்பு
– பிணைய இழப்புப் பாதுகாப்பு (தனித்திருத்தல் தடுப்பு), குறிப்பாக மின்கட்டமைப்புடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்போது.
– பவர் ஃபேக்டர் மற்றும் மின்னழுத்த நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்கான ரியாக்டிவ் பவர் ஈடுசெய்தல் அமைப்புகள்

சிறந்த ஒருங்கிணைப்பிற்காக, அமைப்புத் திட்டமிடுபவர்கள் பொதுவாக வலையமைப்புத் திறன், VAR தேவைகள், மின்சாரத் தரம் (கன்வெர்ட்டர்களைப் பயன்படுத்தினால் ஹார்மோனிக்ஸ்), மற்றும் பொருந்தக்கூடிய இணைப்புத் தரநிலைகள் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்கிறார்கள்.

முடிவுரை

மின் உற்பத்தியில், குறிப்பாக புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் பயன்பாடுகள் மற்றும் சிறிய முதல் நடுத்தர அளவிலான ஆலைகளில், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் ஒரு முக்கியமான மற்றும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தீர்வாகும். அவற்றின் எளிய கட்டமைப்பு, நம்பகத்தன்மை மற்றும் மின்கட்டமைப்புடன் எளிதாக இணையாக இயங்கும் தன்மை ஆகியவற்றால், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் பொருளாதார மற்றும் தொழில்நுட்ப நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், எதிர்வினை ஆற்றல் தேவைகள் மற்றும் மின்னழுத்தம்/அதிர்வெண் ஒழுங்குமுறை சவால்கள்—குறிப்பாகத் தனித்து இயங்கும் பயன்முறையில்—பொருத்தமான மின்தேக்கித் தொகுப்புகள், கட்டுப்படுத்திகள் மற்றும் பாதுகாப்பு உள்ளிட்டவற்றின் பயன்பாடு உட்பட, கவனமான அமைப்பு வடிவமைப்பைக் கோருகின்றன. சரியான வடிவமைப்பின் மூலம், தூண்டல் மின்னாக்கிகள் நவீன மின் அமைப்புகளுக்குத் திறமையான, நீடித்த மற்றும் உடனடி மின் உற்பத்தியின் முதுகெலும்பாக விளங்க முடியும்.