ژنراتور القایی
ژنراتور القایی یا ژنراتور آسنکرون نوعی ژنراتور الکتریکی جریان متناوب است که میتوان با بکارگیری اصول موتورهای القایی از آن در تولید برق نیز استفاده کرد. یک موتور القایی معمولی نیز بدون نیاز به هیچگونه اصلاحات یا تغییراتی در ساختمان داخلی آن میتواند به یک ژنراتور القایی تبدیل شود؛ برای این عمل نیاز است تا یک گرداننده خارجی به صورت مکانیکی روتور موتور القایی را با سرعتی بیش از سرعت سنکرون به حرکت درآورد که در این حالت لغزش ماشین منفی شده و موتورالقایی به عنوان یک ژنراتور عمل میکند. ژنراتورهای القایی به این دلیل که تقریباً به هیچ تنظیمی نیاز نداشته و کنترل نسبتاً سادهای دارند، بهطور معمول در نیروگاههای بادی، نیروگاههای آبی کوچک و یا سیستمهای بازیابی گرما و کاهش فشار گاز بالا به فشار پایین به کار گرفته میشوند. ژنراتورهای القایی برای تامین توان باید همواره به یک سیستم قدرت متصل باشند و این توانایی را ندارند تا بهصورت بلک استارت در یک سیستم فاقد توان (قطع شده) راهاندازی شده و شبکه را برقدار کنند.
محتویات |
[ویرایش] مبانی عملکرد
ژنراتورها و موتورهای القایی در حالتی که روتور آنها با سرعتی بیش از سرعت سنکرون چرخانده شوند، انرژی الکتریکی تولید میکنند. برای نمونه سرعت سنکرون برای موتور چهار قطبی مشابهای که در شبکههای برق ۶۰ و ۵۰ هرتز کار میکند به ترتیب ۱۸۰۰ و ۱۵۰۰ دور بر دقیقهاست.
در حالت عادی کارکرد موتوری، سرعت چرخش میدان مغناطیسی استاتور بیشتر از سرعت چرخش روتور است که همین حرکت نسبی سبب میشود میدان مغناطیسی استاتور در روتور ولتاژ القاء نماید که باعث بوجود آمدن جریان (القایی) در مدار روتور میشود که این جریان به نوبه خود سبب به وجود آمدن شار یا میدان مغناطیسی در روتور شده که جهت آن مخالف میدان مغناطیسی استاتور است. به این ترتیب همواره روتور پشت سر استاتور کشیده میشود و باعث به وجود آمدن یک حرکت نسبی بین روتور و میدان مغناطیسی استاتور میشود که مقدار آن برابر لغزش موتور است.
در حالت ژنراتوری، گرداننده اولیه روتور را با سرعتی بیش از سرعت سنکرون به حرکت درمی آورد. میدان مغناطیسی دوار استاتور سبب به وجود آمدن میدانی مغناطیسی در روتور میشود اما این میدان که در جهت مخالف میدان استاتور قرار دارد از سیمپیچهای گذشته و سبب به وجود آمدن جریان در آنها میشود و باعث ارسال توان به سیستم قدرت میشود.
[ویرایش] تحریک
توجه داشته باشید که ژنراتور القایی هنوز هم به یک منبع جریان تحریک برای ایجاد شار مغناطیسی در استاتور که باعث القای جریان در روتور آن میگردد، نیاز دارد.
بهطور کلی ژنوراتورهای القایی خود تحریک نیستند و این بدین معناست که ژنراتورهای القایی برای تولید شار مغناطیسی دوار حداقل در بدو راهاندازی به یک منبع الکتریکی نیازمند هستند (هرچند در عمل ژنراتورهای القایی اغلب به دلیل وجود مغناطش پسماند بدون نیاز به منبع خارجی شروع به کار میکنند). منبع تغذیه میتواند از شبکه برق (قدرت) و یا یکبار با آغاز تولید توان توسط ژنراتور توسط خود آن تامین شود. شار مغناطیسی دوار استاتور باعث القای جریان در روتور میگردد که این جریان به نوبه خود سبب تولید یک میدان مغناطیسی میشود. اگر روتور با سرعتی کمتر از میدان دوار به چرخش درآید، ماشین القایی همانند یک موتور عمل میکند. اما اگر با سرعتی بیشتر به گردش درآید مانند یک ژنراتور عمل کرده و توان تولید مینماید.
[ویرایش] توان اکتیو
توان اکتیو تحویل دادهشده به خط (شبکه) با لغزش بالاتر از سرعت سنکرون متناسب است. توان نامی ژنراتور در مقادیر بسیار کوچک لغزش حاصل میشود (در حالت موتوری، ۳%). هرچه گشتاور واردشده به محور بزرگتر باشد (تا یک مقدار خاص) توان خروجی نیز بزرگتر خواهد بود. در سرعت سنکرون ۱۸۰۰ دوربردقیقه، ژنراتور هیچ توانی تولید نخواهد کرد. هنگامی که سرعت گردش روتور به ۱۸۶۰ دوربردقیقه افزایش یابد، توان خروجی ژنراتور به مقدار نامی خود خواهد رسید. اگر گرداننده اولیه ژنراتور قادر به تامین توان کافی برای گرداندن کامل آن نباشد، سرعت چرخش ژنراتور در محدودای بین ۱۸۰۰ تا ۱۸۶۰ دوربردقیقه باقی خواهد ماند.
[ویرایش] منابع
- مشارکتکنندگان ویکیپدیا، «Induction generator»، ویکیپدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۱۱ سپتامبر ۲۰۱۲).
