Szinkron gépek

Részletek

Készült: 2008. máj. 04. vasárnap, 12:05

Írta: Kövári Attila irása alapján

Találatok: 4547

Kalicka a terhelésváltozás okozta lengéseket csillapítja.

Kalickában csak akkor indukálódik áram, ha a forgórész lengéseket végez (szinkron fordulatszám körül ingadozik) a terhelésváltozás hatására.
Az így indukált áram a fellépõ lengések ellen ható mágneses mezõt hoz létre (Lenz törvénye).
Kalickát használják motoros üzemben a szinkron gép indítására.

Csapágyazás 100kVA teljesítményig gördülõcsapágy, nagyobb teljesítményeknél siklócsapágy.
50-60MVA-ig léghûtést, nagyobb teljesítmények esetén hidrogén- vagy folyadékhûtést alkalmaznak.
A forgórész mágneses mezejét jellemzõen külsõ egyenáramú tápforrásból történõ gerjesztéssel
hozzák létre, kisebb gépeknél alkalmazhatnak állandó mágnest is.

A forgórészt forgató meghajtó erõgép a gyakorlatban gõzturbina, gázturbina, vízturbina vagy belsõégésû motor.

Hengeres forgórészû gép metszete:

Mûködése:

Forgórészt gerjesztve létrejön a pólusfluxus, mely a forgórésszel együtt forog és a kerület mentén egy adott pontban az idõben közel szinuszosan változik.
A változó mágneses mezõ a mozgási indukció révén az állórész tekercseiben szinuszos feszültséget indukál.
Háromfázisú generátor esetén háromfázisú feszültség jön létre a generátor kivezetésein.
A szinkrongenerátoroknak állandó 50Hz frekvenciájú feszültséget kell szolgáltatniuk, ezért a generátort állandó fordulatszámmal kell forgatni.
Generátorok névleges feszültsége általában 10,5kV, de nagyobb teljesítményû generátoroké 15,75kV vagy 18kV.
Generátor indukált feszültségének nagysága csak a fluxussal befolyásolható, mert a feszültség frekvenciájának 50Hz-nek kell lennie. A fluxust a gerjesztõ áram határozza meg:

Üresjárási üzemállapotban az állórész tekercsekben nem folyik áram, ezért a gép kapocsfeszültsége az indukált feszültséggel egyenlõ.
Üresjárásban mechanikai (súrlódási, szellõzési), gerjesztési (gerjesztõáram hõhatása), vasveszteség lép fel.

Terhelési üzemállapotban a terhelés hatására a generátor tekercseiben áram folyik. A tekercsekben folyó áram is egy a forgórésszel együtt (szinkronban) forgó mágneses mezõt hoz létre az állórészben.
Terhelés növelésének hatására a két mágneses mezõ egymásra hatásának következtében a generátor
kapocsfeszültsége csökken.

Az állandó nagyságú feszültséget a forgórész gerjesztõáramának növelésével illetve csökkentésével
lehet kiegyenlíteni (általában önmûködõ feszültségszabályozás).

Generátorok hatásfoka néhány kVA esetén 80% körüli, nagyobb teljesítményeknél, néhány 100MVA, a
98%-ot is eléri.

Rövidzárási üzemállapotban a generátor kapcsai fogyasztó nélkül kapcsolódnak össze.
Mivel nincs a körben terhelés, így nincs ami korlátozza a kialakuló áram nagyságát, így zárlat esetén a névleges áram többszöröse folyik,ez a generátor tönkremenetelét okozza, ezért zárlatvédelemmel látják el a generátorokat, mely lehet:

1. állórész tekercselésével sorba kötött olvadó biztosító (kis teljesítmények esetén),
2 zárlati áramot érzékelõ védelem, mely megszakítja az állórész áramkörét,
3 gerjesztés gyors csökkentése túl nagy állórész áram esetén.

Villamos fogyasztók teljesítmény igényeit általában nem tudják egy generátorral kielégíteni. Másrészt az energiaszolgáltatás biztonsága és a nagyobb távolságok is indokolják hogy több generátor párhuzamosan állítsa elõ a szükséges teljesítményt.

Generátorokat csak szinkronizálás után szabad párhuzamosan kapcsolni. Ez azt jelenti, hogy a generátor és a hálózat szinuszosan változó feszültségének minden idõpillanatban meg kell egyeznie.

Szinkronizálás feltételei:

1. azonos fázissorrend,
2. azonos feszültség,
3. azonos frekvencia,
4. azonos fázishelyzet.
5. Hibás szinkronizálás zárlat nagyságú áramot okoz.
6. Szinkronizálást általában automatika végzi.

Szinkrongenerátorokat leginkább a villamos energiát elõállító erõmûvekben alkalmazzák
(100-1000MVA).

Tartalék energiaforrásként, a hálózati energiaellátás zavartalanságának biztosítása érdekében. Hálózati energiaellátás megszûnésekor a gépeket gyorsan üzembe tudják állítani (pl.: kórház). Általában belsõégésû motorokkal hajtják, teljesítményük nem haladja meg a 100kVA-t.
Háromfázisú szinkron generátorokat alkalmaznak a gépjármûvek generátoraként is.
Speciális célokra használnak a hálózati frekvenciánál nagyobb periódusszámú feszültséget elõállító
úgynevezett középfrekvenciás (100Hz-10kHz) gépeket.