மின் ஜெனரேட்டர் தூண்டுதல் அமைப்பு

மின்சார ஜெனரேட்டர் தூண்டுதல் அமைப்பு

ஒரு மின்னாக்கித் தூண்டல் அமைப்பு என்பது, ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கியின் சுழலியில் உள்ள புலச் சுருள்களுக்கு நேர் மின்னோட்டத்தை (DC) வழங்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் மின்சுற்று மற்றும் முறையாகும். இந்தத் தூண்டல் மின்னோட்டமானது, மின்னாக்கியின் நிலைப்பகுதியில் மின்னழுத்தத்தை உருவாக்குவதற்குத் தேவையான காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. போதுமான தூண்டல் இல்லாமல், மின்னாக்கியால் மின் அமைப்புக்குத் தேவையான முனைய மின்னழுத்தத்தை உருவாக்க முடியாது. எனவே, மின்னழுத்த நிலைத்தன்மை, எதிர்வினைத் திறன் ஒழுங்குமுறை, மற்றும் மின்னாக்கி மற்றும் மின்கட்டமைப்பின் பாதுகாப்பான செயல்பாடு ஆகியவற்றில் தூண்டல் அமைப்பு ஒரு முக்கியப் பங்கை வகிக்கிறது.

தூண்டல் அமைப்பின் முக்கிய செயல்பாடுகள்

ஒரு தூண்டல் அமைப்பின் மிக அடிப்படையான செயல்பாடு, சுழலியில் காந்தப் பாய்வை உருவாக்க புல மின்னோட்டத்தை வழங்குவதாகும். இருப்பினும், நவீன மின் அமைப்பு நடைமுறையில், அதன் பங்கு மிகவும் விரிவானது. தூண்டல் அமைப்பானது, மாறுபட்ட சுமைகள் இருந்தபோதிலும் ஒரு நிலையான மின்னாக்கி முனைய மின்னழுத்தத்தைப் பராமரிப்பதற்காக, ஒரு தானியங்கி மின்னழுத்த சீராக்கியுடன் (AVR) இணைந்து செயல்படுகிறது. சுமை அதிகரிக்கும்போது, ​​மின்னழுத்தம் குறைய முனைகிறது; இதற்குப் பதிலளிக்கும் விதமாக, AVR தூண்டல் மின்னோட்டத்தை அதிகரித்து, மின்னழுத்தத்தை நிர்ணயிக்கப்பட்ட நிலைக்குத் திரும்பக் கொண்டுவருகிறது.

மேலும், தூண்டல் அமைப்பானது, எதிர்வினை ஆற்றலை வழங்குவதற்கோ அல்லது உள்வாங்கிக்கொள்வதற்கோ மின்னாக்கியின் திறனைத் தீர்மானிக்கிறது. தூண்டலை அதிகரிப்பதன் மூலம் (மிகைத்தூண்டல்), மின்னாக்கியானது எதிர்வினை ஆற்றலை (VAR) வழங்க முனைகிறது, அதன் மூலம் அமைப்பின் மின்னழுத்தத்தை உயர்த்த உதவுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, தூண்டலைக் குறைப்பதன் மூலம் (குறைத்தூண்டல்), மின்னாக்கியானது VAR-ஐ உள்வாங்கிக்கொண்டு மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்க முடியும். மின்பரிமாற்ற மற்றும் விநியோக வலைப்பின்னல்களில் மின்னழுத்தப் பரவலை ஒழுங்குபடுத்துவதற்கு இந்தத் திறன் மிகவும் இன்றியமையாதது.

தூண்டல் அமைப்பானது நிலைமாற்ற நிலைத்தன்மையிலும் ஒரு பங்கு வகிக்கிறது. குறுக்குச் சுற்று போன்ற ஒரு இடையூறு ஏற்படும்போது, ​​வேகமாக அதிகரிக்கும் தூண்டல் (புல விசையூட்டல்) மின்னாக்கி ஒத்திசைவைப் பராமரிக்க உதவும். எனவே, தூண்டலின் இயக்கவியல் துலங்கல் என்பது மின்னாக்கி வடிவமைப்பின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும்.

அடிப்படை வேலைக் கொள்கைகள்

சுழலும் ரோட்டரின் காந்தப் பாயத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால், ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கி நிலைப்பகுதியில் மாறுதிசை மின்னழுத்தத்தை (AC voltage) உருவாக்குகிறது. ஒரு கிளர்ச்சி அமைப்பு வழியாக ரோட்டருக்கு நேர்திசை மின்னோட்டம் (DC current) வழங்கப்படுகிறது. மின்னாக்கியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தமானது காந்தப் பாயத்துடன் தொடர்புடையது—இந்தக் காந்தப் பாயமானது புல மின்னோட்டத்தால் (field current) தீர்மானிக்கப்படுகிறது. AVR ஆனது ஒரு மின்னழுத்த மாற்றி (PT/VT) வழியாக முனைய மின்னழுத்தத்தை அளந்து, அதை ஒரு ஒப்பீட்டுடன் ஒப்பிட்டு, பின்னர் புல மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்க அல்லது குறைக்க கிளர்ச்சியின் பெருக்கியைச் சரிசெய்கிறது.

சாதாரண சூழ்நிலைகளில், AVR மின்னழுத்தத்தை விரும்பிய வரம்புகளுக்குள் பராமரிக்கிறது. திடீர் சுமை மாற்றங்கள் அல்லது அமைப்பு இடையூறுகள் போன்ற மாறும் சூழ்நிலைகளில், மின்னழுத்த அலைவுகளைத் தடுக்க, AVR மற்றும் எக்சைட்டர் விரைவாகப் பதிலளிக்க வேண்டும், அதே சமயம் அவை நிலையானதாகவும் இருக்க வேண்டும்.

முக்கிய கூறுகள்

பொதுவாக, கிளர்ச்சி அமைப்பானது பின்வருவனவற்றைக் கொண்டுள்ளது:

1. தூண்டல் ஆற்றல் மூலம்: இது ஒரு சிறிய ஜெனரேட்டரிலிருந்து (எக்சைட்டர்), ஜெனரேட்டரின் முனையங்களிலிருந்து ஒரு ரெக்டிஃபையர் வழியாக, அல்லது கட்டுப்பாட்டுத் தேவைகளுக்காக பேட்டரி/யுபிஎஸ் போன்ற ஒரு சுயாதீனமான மூலத்திலிருந்து பெறப்படலாம்.
2. தானியங்கி மின்னழுத்த சீராக்கி (AVR): இது மின்னழுத்தம் மற்றும்/அல்லது மின்னோட்டப் பின்னூட்டத்தின் அடிப்படையில் தூண்டலைக் கட்டுப்படுத்தும் சீராக்கியின் மூளையாகும்.
3. நேராக்கி: குறிப்பாக தூரிகையற்ற அல்லது நிலையான அமைப்புகளில், சுழலிக்காக மாறுதிசை மின்சாரத்தை (AC) நேர் மின்னோட்டமாக (DC) மாற்றுகிறது.
4. புல மின்னோட்டப் பகிர்வு அமைப்பு: சில அமைப்புகளில் சறுக்கு வளையங்கள் மற்றும் தூரிகைகள் வடிவில், அல்லது தூரிகையற்ற அமைப்புகளில் தூரிகைகள் இல்லாமல் சுழலும் வகையில் இருக்கும்.
5. பாதுகாப்பு மற்றும் வரம்பிகள்: மிகை கிளர்ச்சி வரம்பி (OEL), குறை கிளர்ச்சி வரம்பி (UEL), வோல்ட்/ஹெர்ட்ஸ் வரம்பி, அத்துடன் கிளர்ச்சி இழப்புப் பாதுகாப்பு மற்றும் ரோட்டார் வெப்பப் பாதுகாப்பு.
6. கண்காணிப்பு உபகரணங்கள்: புல மின்னோட்டம், புல மின்னழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் நிலைமாற்ற நிலை ஆகியவற்றை அளவிடுதல்.

ஜெனரேட்டரின் பாதுகாப்பிற்கு தூண்டல் அமைப்பின் நம்பகத்தன்மை மிகவும் இன்றியமையாதது. ரெக்டிஃபையர் அல்லது AVR போன்ற பாகங்கள் செயலிழப்பதால், மின்னழுத்த நிலைத்தன்மையின்மை, தூண்டல் இழப்பு, மற்றும் அதிக வெப்பமடைவதன் காரணமாக ரோட்டார் சேதம் கூட ஏற்படலாம்.

கிளர்ச்சி அமைப்புகளின் வகைகள்

1. DC தூண்டல் அமைப்பு (வழக்கமான/சுழல் DC தூண்டி)
இந்த அமைப்பு, பிரதான ஜெனரேட்டரின் அதே தண்டை உடைய ஒரு சிறிய DC ஜெனரேட்டரை (எக்சைட்டர்) பயன்படுத்துகிறது. எக்சைட்டரின் DC வெளியீடு, சறுக்கு வளையங்கள் மற்றும் தூரிகைகள் வழியாக ரோட்டருக்கு அனுப்பப்படுகிறது. இதன் ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான மற்றும் எளிதில் புரிந்துகொள்ளக்கூடிய வடிவமைப்பு இதன் நன்மைகளில் ஒன்றாகும், ஆனால் தூரிகைகள், சறுக்கு வளையங்கள் மற்றும் கம்யூடேட்டருக்கு வழக்கமான பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது. இதன் வரையறுக்கப்பட்ட இயக்கப் பிரதிபலிப்பு மற்றும் அதிக பராமரிப்புத் தேவைகள் காரணமாக, இந்த அமைப்பு தற்போது நவீன மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் குறைவாகவே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. தூரிகையற்ற ஏசி தூண்டல் அமைப்பு
தூரிகையற்ற அமைப்பில், ஒரு ஏசி எக்சைட்டர் (ஒரு சிறிய ஏசி ஜெனரேட்டர்) சுழலும் பாகங்களில் ஏசி மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகிறது. பின்னர் அந்த மின்னோட்டம், சுழலும் ரெக்டிஃபையர்களால் நேராக்கப்பட்டு பிரதான ஜெனரேட்டர் ரோட்டருக்கு வழங்கப்படுகிறது. இது பிரதான புல மின்னோட்டத்திற்காகத் தூரிகைகளையும் ஸ்லிப் ரிங்குகளையும் பயன்படுத்தாததால், இதற்கு குறைந்த பராமரிப்பே தேவைப்படுகிறது மற்றும் நீண்ட கால செயல்பாட்டிற்கு இது அதிக நம்பகத்தன்மை வாய்ந்தது.

தூரிகையற்ற அமைப்புகளின் நன்மைகளில் குறைந்தபட்ச இயந்திரப் பராமரிப்பு மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும். இருப்பினும், அவற்றின் இயக்கப் பதில்வினை பொதுவாக நிலையான அமைப்புகளை விட மெதுவாக இருக்கும், மேலும் சுழலும் டையோடுகள் ஒரு சுழலும் பாகத்தின் அங்கமாக இருப்பதால், அவற்றில் ஏற்படும் பழுதுகளைக் கண்டறிவது மிகவும் சவாலானதாக இருக்கலாம்.

3. நிலையான கிளர்ச்சி அமைப்பு
நிலையான அமைப்புகள், ஜெனரேட்டர் முனையங்களிலிருந்து (ஒரு தூண்டல் மின்மாற்றி வழியாக) ஆற்றலைப் பெற்று, பின்னர் சறுக்கு வளையங்கள் மூலம் ரோட்டருக்கு நேர் மின்னோட்டத்தை (DC) வழங்கும் தைரிஸ்டர் அல்லது IGBT நேராக்கிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. கட்டுப்பாடு வேகமான ஆற்றல் மின்னணுவியல் மூலம் செய்யப்படுவதால், இந்த அமைப்புகள் சிறந்த இயக்கவியல் துலங்கலைக் கொண்டுள்ளன. இது, இடையூறுகளின் போது புலத்தை வலுப்படுத்தும் திறன்கள் தேவைப்படும் பெரிய மின் உற்பத்தி நிலையங்களுக்கு இவற்றை மிகவும் பொருத்தமானதாக ஆக்குகிறது.

இதிலுள்ள குறைபாடு என்னவென்றால், இதற்கு இன்னமும் ஸ்லிப் ரிங்குகள் மற்றும் பிரஷ்கள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸிற்கு ஒரு நல்ல குளிரூட்டும் மற்றும் பாதுகாப்பு அமைப்பும் அவசியமாகிறது. இருப்பினும், மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையைப் பொறுத்தவரை, பல நவீன மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் ஸ்டேடிக் எக்ஸைடேஷன் பெரும்பாலும் விரும்பப்படும் தேர்வாக உள்ளது.

AVR, ஸ்டெபிலைசர் மற்றும் மேம்பட்ட கட்டுப்பாடு

நவீன AVR-கள், மின் அமைப்பில் ஏற்படும் குறைந்த அதிர்வெண் அலைவுகளைத் தணிப்பதற்காக, பொதுவாக ஒரு மின் அமைப்பு நிலைப்படுத்தியுடன் (PSS) பொருத்தப்பட்டிருக்கும். ரோட்டரின் வேகம் அல்லது ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் அடிப்படையில், PSS ஆனது AVR-க்கு ஒரு கூடுதல் சமிக்ஞையை வழங்குகிறது. இதன் மூலம், இடையூறுகளுக்குப் பிறகு ரோட்டரின் கோண அசைவைக் குறைக்க இது உதவுகிறது. ஒரு வேகமான AVR மற்றும் PSS-இன் முறையாகச் சரிசெய்யப்பட்ட கலவையானது, அமைப்பின் நிலைத்தன்மை வரம்பைக் கணிசமாக அதிகரிக்க முடியும்.

PSS தவிர, பவர் ஃபேக்டர் கட்டுப்பாடு அல்லது ரியாக்டிவ் பவர் கட்டுப்பாடு (VAR கட்டுப்பாடு) போன்ற பிற கட்டுப்பாட்டு முறைகளும் உள்ளன. இந்த முறைகளில், AVR ஆனது முனைய மின்னழுத்தத்தை இலக்காகக் கொள்வது மட்டுமல்லாமல், மின்னாக்கிக்கான ஒரு குறிப்பிட்ட பவர் ஃபேக்டரைப் பராமரித்து, மின் வலையமைப்பின் இயக்கத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காகத் தூண்டலையும் ஒழுங்குபடுத்துகிறது.

செயல்பாட்டுப் பாதுகாப்பு மற்றும் வரம்புகள்

பாதுகாப்பான ஜெனரேட்டர் செயல்பாட்டிற்காக, தூண்டல் பல வரம்பிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. OEL ஆனது, ரோட்டரைச் சூடாக்கி மின்காப்பு ஆயுளைக் குறைக்கக்கூடிய அதிகப்படியான உயர் புல மின்னோட்டங்களைத் தடுக்கிறது. UEL ஆனது, நிலையற்ற தன்மை அல்லது தூண்டல் இழப்புக்கு வழிவகுக்கக்கூடிய மிகக் குறைந்த தூண்டலைத் தடுக்கிறது; இந்த நிலையில், ஜெனரேட்டர் ஒரு தூண்டல் மோட்டாரைப் போலச் செயல்பட்டு, அமைப்பிலிருந்து பெரிய VAR-களை உள்வாங்கிக்கொள்ளும். வோல்ட்ஸ்/ஹெர்ட்ஸ் வரம்பி, தொடக்கத்தின்போதோ அல்லது அதிர்வெண் இடையூறுகளின்போதோ ஏற்படக்கூடிய, குறைந்த அதிர்வெண்களில் ஏற்படும் அதிகப்படியான உயர் மின்னழுத்தங்களால் இரும்பு உள்ளகம் செறிவூட்டப்படுவதிலிருந்து பாதுகாக்கிறது.

தூண்டல் இழப்புப் பாதுகாப்பு அமைப்பானது, அசாதாரணமாகப் பலவீனமான புல நிலைகளைக் கண்டறிவதற்காக, பொதுவாக மின்மறுப்பு அல்லது எதிர்வினைத் திறன் பண்புகளைக் கண்காணிக்கிறது. அவ்வாறு கண்டறியப்பட்டால், சேதத்தைத் தடுப்பதற்காக இந்த அமைப்பு ஓர் எச்சரிக்கையை வெளியிடலாம், சுமையைக் குறைக்கலாம் அல்லது துண்டிக்கலாம்.

பராமரிப்பு மற்றும் செயல்பாட்டு சவால்கள்

தூண்டல் அமைப்பின் பராமரிப்பு அதன் வகையைப் பொறுத்தது. தூரிகை அமைப்புகளில், தூரிகைத் தேய்மானம், சறுக்கு வளையத்தின் தூய்மை மற்றும் கார்பன் தூசி ஆகியவற்றிற்காகத் தவறாமல் ஆய்வு செய்ய வேண்டும். தூரிகையற்ற அமைப்புகளில், சுழலும் டையோடுகள், இணைப்புகள் மற்றும் குளிரூட்டும் அமைப்பின் நிலையின் மீது கவனம் செலுத்தப்படுகிறது. நிலைமின் அமைப்புகளில், தைரிஸ்டர்/IGBT தொகுதிகள், கட்டுப்பாட்டுச் சுற்றுகள், மற்றும் காற்றோட்டம் மற்றும் காற்று வடிகட்டுதலின் தரம் ஆகியவற்றின் மீது பராமரிப்பு கவனம் செலுத்துகிறது.

AVR மற்றும் PSS-ஐ சீரமைப்பது மற்றொரு சவாலாகும். அதை மிகவும் தீவிரமாக அமைப்பது ஏற்ற இறக்கங்கள் அல்லது மின்னழுத்த அலைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், அதே சமயம் அதை மிகவும் மெதுவாக அமைப்பது, ஜெனரேட்டரை இடையூறுகளைத் தாங்க முடியாத நிலைக்குக் கொண்டு செல்லும். எனவே, ஒரு தூண்டல் அமைப்பைச் செயல்படுத்துவதற்கு, ஆணையிடுதல் மற்றும் இயக்கவியல் சோதனை (எ.கா., படிநிலை மறுமொழி சோதனை) ஆகியவை அவசியமானவை.

மூடுகிறது

ஒரு மின்னாக்கியின் கிளர்ச்சி அமைப்பானது, ஒரு ஒத்திசைவு மின்னாக்கியின் செயல்பாட்டிலும் ஒட்டுமொத்த மின் அமைப்பிலும் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். கட்டுப்படுத்தப்பட்ட புல மின்னோட்டத்தை வழங்குவதன் மூலம், அது மின்னழுத்தத்தைப் பராமரிக்கிறது, எதிர்வினைத் திறனை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது, மேலும் அபாயகரமான இயக்கச் சூழல்களிலிருந்து மின்னாக்கியைப் பாதுகாக்கிறது. வழக்கமான நேர்மின்னோட்டம் (DC), தூரிகையற்றது (brushless), மற்றும் நிலைமின்னோட்டம் (static) போன்ற பல்வேறு வகையான கிளர்ச்சி அமைப்புகள், நம்பகத்தன்மை, பராமரிப்புச் செலவுகள், மற்றும் இயக்க செயல்திறன் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்கான தேர்வுகளை வழங்குகின்றன. உயர் மின் தரத்தைக் கோரும், பெருகிவரும் சிக்கலான மின் கட்டமைப்புகளில், நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட, துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட, மற்றும் முறையாகப் பராமரிக்கப்படும் ஒரு கிளர்ச்சி அமைப்பானது, மின்னாக்கியின் பாதுகாப்பான, திறமையான, மற்றும் நிலையான செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமாகும்.