Spôsoby zvýšenia frekvencie prúdu. Vysokofrekvenčné prúdy

V dôsledku nárastu počtu nábojov prenášaných pozdĺž reťazca sa frekvencia zvyšuje prúd. Na druhej strane zvýšenie počtu poplatkov prenesených za jednotku času sa rovná zvýšeniu prúd v obvode a znížiť jeho odpor, a to je možné dosiahnuť pomocou obvodu s kondenzátorom.

Budete potrebovať

• - kondenzátor;
• - generátor;
• - kľúč;
• - drôty.

Inštrukcia

Zostavte obvod s kondenzátorom, v ktorom sínusové napätie vytvára alternátor prúd.

Pri nulovom napätí v momente zatvorenia kľúča v prvej štvrtine periódy sa napätie na svorkách generátora začne zvyšovať a kondenzátor sa začne nabíjať. V zostavenom obvode sa objaví prúd, ale napriek tomu, že napätie na doskách generátora je stále dosť malé, hodnota prúd v obvode bude najväčší (hodnota jeho náboja).

Všimnite si, že keď sa vybitie kondenzátora znižuje, indikátor prúd v obvode klesá a v momente úplného vybitia je prúd nulový. V tomto prípade sa bude hodnota napätia na doskách kondenzátora neustále zvyšovať a v okamihu úplného vybitia kondenzátora dosiahne svoju maximálnu hodnotu (t. j. hodnota bude úplne opačná ako napätie na doskách generátora). Môžeme teda dospieť k záveru: v počiatočnom okamihu prúd s najväčšou silou vbehne do nenabitého kondenzátora a keď sa nabíja, začne úplne klesať.

Poznámka

Pamätajte, že so zvyšujúcou sa frekvenciou prúdu klesá aj odpor kondenzátora voči AC (kapacita kondenzátora). Kapacita odporu je teda nepriamo úmerná kapacite obvodu a frekvencii prúdu, ktorý ho dodáva.

Užitočné rady

Kondenzátor je pomerne všestranný prvok. Keď je vybitý, správa sa ako skrat- prúd cez ňu preteká bez obmedzení a jeho hodnota má tendenciu k nekonečnu. Keď je nabitý, dôjde v tomto bode obvodu k prerušeniu obvodu a napätie obvodu sa začne neustále zvyšovať. Ukazuje sa zaujímavý vzťah - existuje napätie, ale žiadny prúd a naopak. Preto je možné dosiahnuť zvýšenie frekvencie prúdu len s vybitým kondenzátorom, ktorý sa do tohto stavu dostane s určitým intervalom potrebný počet krát. Tieto informácie použite pri vytváraní reťazca.

3.2.1 K zvýšeniu frekvencie prúdu dochádza pri prebytku vyrobenej energie v dôsledku odpájania výkonných spotrebičov, uzlov elektrického prepojenia, prerušenia prepojení a pridelenia elektrárne na napájanie samostatného uzla energetického prepojenia.

3.2.2 So zvýšením frekvencie môže dôjsť k asynchrónnemu chodu, v dôsledku ktorého môže dôjsť k zničeniu rotorov turbíny a generátora, poškodeniu pomocných zariadení elektrárne. Doba prevádzky turbogenerátorov pri zvýšená frekvencia obmedzené. V prípade náhleho (v priebehu niekoľkých sekúnd) zvýšenia frekvencie až na 50,1 Hz sa spolu s dispečerom zisťuje dôvod zvýšenia frekvencie a ak je frekvencia vyššia ako 50,2 Hz, NSS, s. povolenia dispečera energetického združenia, prijíma potrebné opatrenia na zmenu výrobnej kapacity tepelnej elektrárne za účelom zníženia frekvencií v elektrizačnej sústave. Zároveň sú kontrolované prietoky pozdĺž línií siahajúcich od elektrárne.

3.2.3 Pri náraste frekvencie nad 50,4 Hz, kedy sú riadiace schopnosti JE a VVE v zmysle znižovania frekvencie prakticky vyčerpané (začína havarijné vykladanie JE), prevádzkový personál elektrárne prijme opatrenia na zníženie frekvencie odstavením. dole alebo vyložiť požadovaný počet pohonných jednotiek podľa dohody s dispečerom. V tomto prípade sú bloky vypnuté pri ukladaní s.s. alebo bloky zostávajú v sieti s čo najnižším zaťažením. Zníženie vyrobeného výkonu sa vykonáva diaľkovým ovplyvnením (okrem pôsobenia automatických regulátorov) na systém riadenia výkonu turbíny a na zníženie parného výkonu kotlov pri zachovaní platné parametre a stabilná prevádzka kotlov a regulačných prepadov pozdĺž vedení vybiehajúcich z elektrárne.

3.2.4 Vedúci zmien elektrární pridelených na samostatné úkony personálu s ďalším zvýšením frekvencie na 51,5 Hz (pokiaľ nie je v pokynoch podniku uvedené inak) bez pokynov dispečera energetického fondu (prevádzkový personál dozorne len na dispečingu). smer NSS), urýchlene znížte generovaný výkon vypnutím časti jednotiek alebo pohonných jednotiek , pri zachovaní prijateľných parametrov a stabilného režimu prevádzky kotlov.

Zoznam zariadení, ktoré personál nezávisle vypne, ako aj poradie vypnutia sú uvedené v pokynoch organizácie. Toto zohľadňuje podmienky pre zachovanie výživy s.s. elektrárne, udržiavanie off-line kotlov a turbín na voľnobehu pre následnú synchronizáciu generátorov a výroby elektriny.

3.2.5 O núdzových odstávkach zariadení vykonaných samostatne by mal personál elektrárne bezodkladne informovať dispečera elektrárne.

3.2.6 V špeciálnych prípadoch, keď sa pri zvyšovaní frekvencie v jednotlivých elektrizačných sústavách (uzloch elektrizačných sústav) ukazuje ako nevyhnutné zabrániť činnosti automatického vykladania stanice (ARS), aby bola zachovaná stabilita pre ktorýkoľvek konkrétny medzisystém resp. vnútrosystémových komunikácií, prevádzkový personál elektrárne v medziach rezerv a prípustných preťažení zvyšuje výkon turbín a parný výkon kotlov resp. posledná možnosť zachováva pôvodné zaťaženie. Zároveň v prípade potreby tie automatické zariadenia, ktorej pôsobenie zasahuje do realizácie požiadaviek režimu.

Dôvody pre tieto kroky operačného personálu môžu byť:

Získavanie objednávok od vyššieho prevádzkového personálu;

Obsluha špeciálneho príkazového poplachu;

Spoľahlivá detekcia (pomocou prístrojov a signálov) výskytu režimu vyžadujúceho práve takéto úkony (ak to umožňujú pokyny podniku).

3.2.7 V prípade prudkého zvýšenia frekvencie (51 Hz a viac) s výskytom oscilácií pri výpadku ARS je personálu TPP umožnené odpojenie turbogenerátorov od siete s možnosťou resynchronizácie. V tomto prípade musia turbogenerátory pracovať pri s.n. pri zachovaní nominálnej rýchlosti. Personál musí starostlivo sledovať parametre kotlov a turbogenerátorov, predchádzať porušovaniu režimu a zabezpečiť ich pripravenosť na zaradenie do siete, ako aj na nakladanie.

Asynchrónne režimy

3.3.1 Asynchrónny režim v elektrickej sieti môže nastať v dôsledku narušenia statickej alebo dynamickej stability v dôsledku preťaženia medzisystémových tranzitných liniek (núdzové odstavenie veľkej výrobnej kapacity, prudký nárast spotreby energie, výpadok núdzových automatických zariadení), zlyhanie spínačov alebo ochrán pri skrate, nesynchrónne zapínanie spojov (napríklad nesynchrónne automatické opätovné zapínanie). V tomto prípade je narušená synchronizácia jednotlivých elektrární vo vzťahu k energetickému bazénu alebo medzi jednotlivými časťami energetického bazéna a dochádza k asynchrónnemu chodu.

Okrem asynchrónnych režimov uvedených vyššie, niekedy z iných dôvodov, dochádza k asynchrónnej prevádzke samostatného generátora pracujúceho s budením vo výkonovom bazéne a k asynchrónnej prevádzke generátora dochádza, keď stratí budenie.

3.3.2 Znakom asynchrónnej prevádzky jednotlivých elektrární vo vzťahu k elektrárni alebo medzi jednotlivými časťami elektrárni sú stabilné hlboké periodické výkyvy prúdu a výkonu na elektrárňach a cez komunikačnú linku, určené výkyvom šípok ampérmetre, wattmetre v obvodoch generátorov, transformátorov, elektrických vedení. Charakteristický je výskyt frekvenčného rozdielu medzi časťami energetických systémov, ktoré vyšli zo synchronizácie, napriek zachovaniu elektrická komunikácia medzi nimi. Súčasne s kolísaním prúdu a výkonu sa pozorujú kolísanie napätia. Najväčšie výkyvy napätia sa zvyčajne vyskytujú v bodoch blízko stredu výkyvu. Najpravdepodobnejším bodom výkyvného centra je stred tranzitných prenosových vedení spájajúcich nesynchronizované elektrárne alebo časti energetického systému. Ako sa vzďaľujete od stredu kmitov, kolísanie napätia klesá na nenápadné hodnoty. V závislosti od konfigurácie systému a pomeru indukčných reaktancií však môže byť centrum výkyvu aj na prípojniciach elektrárne. Na autobusoch elektrární umiestnených v blízkosti centra kmitov dochádza k periodickým hlbokým výkyvom napätia s jeho poklesom pod havarijné prípustné hodnoty vrátane s.n. s možným odstavením zodpovedných mechanizmov s.n. a jednotlivé jednotky. Generátory týchto elektrární sa vyznačujú porušením synchronizácie s prerušovaním výkonu. V prípade narušenia synchronizácie a hlbokého poklesu frekvencie v nedostatočnej oblasti na hodnotu prevádzky AFC je možná automatická synchronizácia a ukončenie asynchrónneho režimu.

3.3.3 Ukončenie asynchrónneho chodu je zabezpečené činnosťou systémovej havarijnej automatiky, dispečerského personálu energetického združenia a prevádzkového personálu elektrárne. Ak je narušená stabilita medzisystémových tranzitných komunikačných liniek, vzniknutý asynchrónny režim by mal byť normálne eliminovaný ALAR. Ak z nejakého dôvodu ALAR zlyhal a asynchrónny režim pokračuje, dispečer vydá príkaz na oddelenie tranzitných, asynchrónne fungujúcich energetických systémov alebo uzlov v miestach inštalácie ALAR.

Kedy charakteristické znaky asynchrónnej prevádzky, prevádzkový personál elektrární, ak automatické vylúčenie asynchrónneho chodu režimu nefungovalo alebo chýba, okamžite prijme opatrenia na obnovenie normálnej frekvencie, bez toho, aby čakal na príkaz správcu energetického bazéna. To môže podporiť opätovnú synchronizáciu.

V častiach elektrického prepojenia, kde dochádza k hlbokému poklesu napätia, môžu merače frekvencie, najmä vibromery, poskytovať nestabilné alebo nesprávne údaje. V týchto prípadoch sa personál riadi údajmi na tachometroch turbíny.

3.3.4 Ak sa pri dosiahnutí normálnej frekvencie asynchrónna prevádzka nezastaví, personál elektrárne, pri ktorej sa frekvencia pri havárii zvýšila, jej ďalšie zníženie vykoná len na príkaz dispečera.

3.3.5 Znižovanie frekvencie v elektrárňach, kde sa zvýšila, sa vykonáva nepretržitým pôsobením na mechanizmus riadenia turbíny diaľkovo aj ručne v smere spúšťania záťaže až do zastavenia kmitania alebo poklesu frekvencie, nie však nižšie ako 48,5 Hz; je tiež dovolené (len na čas resynchronizácie) znížiť záťaž obmedzovačom výkonu.

3.3.6 Zvýšenie frekvencie v tých častiach elektroenergetického prepojenia, v ktorých došlo k jej poklesu, sa vykonáva zvyšovaním záťaže na elektrárňach, ktoré majú rezervu, s maximálnou povolenou rýchlosťou zaťaženia turbíny podľa pokynov organizácie až do zastavenia kmitov, resp. dosiahne sa normálna frekvencia (alebo normálny počet otáčok podľa stavu tachometra).

3.3.7 Pri asynchrónnom priebehu prevádzkový personál elektrárne, ak je to stanovené v pokynoch organizácie, zvyšuje napätie na maximálne prípustné.

3.3.8 Ukazovateľom správneho konania operačného personálu je zníženie frekvencie výkyvov.

Keď sa frekvencie vo výkonovom bazéne vyrovnávajú, perióda kmitov sa zvyšuje a s rozdielom frekvencií rádovo 1,0 - 0,5 Hz sú elektrárne, ktoré vyšli zo synchronizácie, vtiahnuté do synchronizácie.

3.3.9 Po ukončení asynchrónneho chodu sa obnoví normálne zaťaženie elektrárne (s prihliadnutím na skutočný obvod).

3.3.10 Keď dôjde ku kolísaniu prúdov, výkonu a napätia, personál elektrárne dokáže rozlíšiť synchrónne výkyvy od asynchrónnych. Pri synchrónnych výkyvoch cez komunikačné linky výkon spravidla nemení svoje znamienko a zachováva si svoju priemernú hodnotu počas obdobia, preto pri synchrónnych výkyvoch neexistuje stabilný frekvenčný rozdiel v zodpovedajúcich častiach energetického systému. Synchrónne oscilácie prúdov a napätí na generátoroch sa zvyčajne vyskytujú okolo priemernej hodnoty blízkej normálnej (pred objavením sa oscilácií) hodnote. Najčastejšie blednú v prírode. Na urýchlenie ukončenia synchrónnych kmitov generátorov sa odľahčia z hľadiska činného výkonu a zvýši sa jalový výkon bez preťaženia tranzitných liniek. Pri synchrónnych výkyvoch cez prepojenia sa zvyšuje napätie v elektrárňach prijímacej časti systému (zníženie prietoku v dôsledku použitia rezervy alebo odpojenia spotrebiteľov).

3.3.11 Asynchrónna prevádzka jedného generátora v prípade straty budenia v dôsledku poruchy alebo chýb personálu má svoje vlastné charakteristiky. V prípade straty budenia možno generátor ponechať v prevádzke a niesť odporovú záťaž. Ponechanie generátora v prevádzke v tomto prípade alebo jeho odstavenie ochranou pred stratou budenia je dané miestnymi podmienkami generátora v sieti a možnosťou jeho rýchleho odľahčenia.

Každá elektráreň vypracuje zoznam generátorov, ktoré umožňujú prevádzku bez budenia, s uvedením prípustného činného výkonu a trvania prevádzky bez budenia.

Vonkajšie znaky straty budenia na generátoroch sú:

Spotreba generátora zo siete veľkého jalového výkonu, ktorého hodnota závisí od napätia v napájacom systéme a aktívneho výkonu generátora;

Zníženie napätia na prípojniciach elektrárne;

Čiastočný reset aktívneho výkonu a jeho výkyvu;

Zrýchlenie rotora a jeho rotácia s pokročilým kĺzaním. V tomto prípade prúd rotora zmizne alebo sa v rotore objaví striedavý prúd s frekvenciou sklzu.

V prípade, že sa generátor pri strate budenia nevypne, personál elektrárne súčasne s prijatím opatrení na obnovenie budenia alebo jeho prenesenie na záložný budič vykoná tieto opatrenia:

Znižuje činný výkon generátora až o 40 % (pri prevádzke ochrany pred stratou budenia je vhodné použiť automatické odľahčenie pomocou nadstavca v rámci ECHSR, alebo nadstavca a mechanizmu riadenia turbíny s vysoká rýchlosť);

Poskytuje zvýšenie napätia zvýšením jalového výkonu iných prevádzkových generátorov;

Pri jedle s.n. odbočkou z jednotky generátor-transformátor zabezpečuje normálne napätie na svojich zberniciach prenosom výkonu pomocou zariadenia AVR do záložného transformátora alebo pomocou regulácie napätia na transformátoroch s.n.

Ak nie je možné obnoviť budenie v čase uvedenom v pokynoch organizácie, generátor je vyložený a odpojený od siete.

3.3.12 Keď jeden generátor vypadne zo synchronizácie s budením NSS, ak nedošlo automatické vypnutie, okamžite ho odpojí od siete so súčasným vypnutím AGP. Synchrónny generátor môže byť spôsobený nesprávnym konaním obsluhujúceho personálu (napríklad prudký pokles rotorového prúdu pri prevádzke generátora so záložným budičom elektrického stroja) alebo poškodením AVR a v dôsledku toho jeho nesprávne fungovanie počas skratu a iných režimov.

Výstup generátora zo synchronizácie je sprevádzaný zmenou hodnôt (kolísaní) prúdov, napätia, aktívneho a jalového výkonu. V dôsledku nerovnomerného zrýchlenia meniaceho sa magnetického poľa vydáva nesynchronizovaný generátor bzučanie. Frekvencia elektrického prúdu v sieti zostáva prakticky nezmenená.

Obsluhujúci personál elektrárne po vypnutí generátora, ktorý vypadol zo synchronizácie, to nahlási dispečerovi, zreguluje prevádzkový režim elektrárne, určí a odstráni príčinu narušenia synchronizácie. Ak je zariadenie v dobrom stave (žiadne poškodenie generátora a iných výkonových prvkov) a automatizačných zariadení, turbogenerátor je synchronizovaný, pripojený k sieti a náklad je zdvihnutý.

V prípade kolísania prúdov, výkonu a napätia na všetkých generátoroch elektrárne a prudkej zmene frekvencie (zvýšenie, zníženie) postupuje obsluhujúci personál v súlade s požiadavkami paragrafov. 3.3.2 -3.3.9.

Oddelenie energetického systému

3.4.1 Rozdelenie energetického bazéna na časti a zmiznutie napätia v jeho jednotlivých častiach môže nastať v dôsledku:

Hlboký pokles frekvencie a napätia;

Odstavenie tranzitných elektrických vedení z dôvodu preťaženia;

Nesprávne fungovanie ochrán alebo nesprávne konanie prevádzkového personálu;

Porucha spínačov;

Asynchrónny chod a pôsobenie deliacich ochrán.

3.4.2 Keď je energetický bazén rozdelený, v niektorých jeho častiach je nedostatok a v iných - prebytok aktívneho a jalového výkonu a v dôsledku toho zvýšenie alebo zníženie frekvencie a napätia.

3.4.3 Prevádzkový personál elektrární v prípade vyššie uvedených režimov:

Informuje dispečera energetického združenia o výpadkoch, ktoré sa vyskytli v elektrárni, odchýlkach frekvencie a napätia a prítomnosti preťaženia tranzitných elektrických vedení;

Vykonáva opatrenia na obnovenie napätia a frekvencie na autobusoch elektrární v rozdelených častiach systému v súlade s pokynmi paragrafov. 3.3.5, 3.3.6. Ak nie je možné zvýšiť frekvenciu v oddelenej sústave, ktorá je nedostatočná, zvýšenie frekvencie (po vykonaní všetkých opatrení) sa vykoná odpojením spotrebičov po dohode s dispečerom;

Odstraňuje preťaženie z tranzitných elektrických vedení v prípade hrozby narušenia statickej stability;

Poskytuje spoľahlivú prevádzku mechanizmov s.n. až do ich pridelenia k nesynchrónnemu výkonu, keď frekvencia klesne na limity stanovené pre danú elektráreň;

Synchronizuje generátory oddelené počas havárie v prítomnosti napätia z energetického bazénu (alebo keď sa objaví po zmiznutí).

Pri absencii napätia zbernice sú odpojené generátory (nie sú zahrnuté vo výberovom obvode s.n.) udržiavané naprázdno alebo v stave pripravenosti na rýchle zapnutie a opätovné pripojenie k sieti so súpravou záťaže.

Na žiadosť dispečera sú oddelené samostatné generátory alebo celá elektráreň od časti energetického bazéna, je synchronizovaná s deficitnou časťou energetického bazéna.

3.4.4 Keď sa na autobusoch elektrárne pridelenej na prevádzku vo vyváženej oblasti elektrickej siete alebo na s.n. objaví napätie, obsluhujúci personál zapne generátory, ktoré bežia na voľnobeh na paralelnú prevádzku. Zapnutie je možné vykonať pomocou samosynchronizácie, ak im je tento spôsob zapnutia povolený a ak je s.n. tieto generátory sú napájané výberovým obvodom. Znížené hodnoty napätia a frekvencie nie sú dôvodom na odmietnutie použitia metódy samosynchronizácie.

Obsluhujúci personál elektrární, pri ktorých sa napätie úplne stratilo, keď sa objaví napätie, okamžite prijme opatrenia na otočenie mechanizmov s.n. a generátory a ich zaradenie do siete.

3.4.5 Obrat zariadení elektrárne sa vykonáva podľa predtým vyvinutej schémy s napájaním z generátorov, elektrární pracujúcich s pridelenými s.n. Po natočení generátorov dochádza k ich synchronizácii s generátormi záložného zdroja, z ktorého bolo napájané napätie.

Pokles napätia

3.5.1 Automatické regulátory budiacich systémov generátora zabezpečujú udržiavanie napätia na zberniciach elektrární s poklesom 3-5% pri zmene jalového výkonu generátora na nominálny (Q nom) - Pri poklese napätia v riadiacich bodoch generátorov ARV v snahe udržať napätie na staničných zberniciach nezmenené zvyšujú výkon jalového výkonu . Výkon Q môže byť na pokyn výpravcu zmenený personálom stanice vo vzťahu k harmonogramu výpravy ovplyvnením nastavenia ACD. Ak však napätie v danom riadiacom bode alebo na energetických zariadeniach systému klesne pod určitú hodnotu, toto napätie sa udrží využitím kapacity preťaženia generátorov. Zároveň automatizácia po určitom čase v súlade s charakteristikami preťaženia generátora zníži prúd rotora na nominálnu hodnotu, čo môže viesť k hlbšiemu poklesu napätia a možnému rozpadu energetického systému. V prípade zlyhania obmedzenia automatika vypne generátor s ochranou proti preťaženiu. Počas tejto doby, po objasnení príčin poklesu napätia s dispečerom, dispečer prijme opatrenia na zvýšenie napätia v elektrizačnej sústave (zvýšenie zaťaženia SC, zapnutie batérií statických kondenzátorov, vypnutie bočníkových reaktorov, zmena transformačných pomerov transformátorov vybavených prepínačom odbočiek pod zaťažením, čím sa zníži toky energie cez vedenia). Ak sa ukáže, že využitie rezerv jalového výkonu je nedostatočné, zvýšenie zaťaženia jalovým výkonom v energetických sústavách so zníženým napätím možno dosiahnuť odľahčením turbogenerátorov z hľadiska aktívneho výkonu. V nedostatočnom systéme sa to neodporúča z dôvodu možného zvýšenia prípustných pretečení pozdĺž komunikačnej linky. Ak sa však pokles napätia stane nižším, ako je potrebné pre s.n. elektrární, potom bude nevyhnutné vyloženie z hľadiska činného výkonu spolu s odpojením niektorých spotrebiteľov.

Keď sa zmení frekvencia napájacej siete a zmení sa U sieť \u003d U 1 \u003d const, ω 0 \u003d a kritický moment, pretože závisí od frekvencie nepriamo úmernej jej štvorcu. Mení sa aj magnetický tok, ktorý so zvyšujúcou sa frekvenciou klesá a s klesajúcou frekvenciou stúpa. Toto je možné vidieť z rovnovážnej rovnice EMF pre jednu fázu statora:
. Pri zanedbaní poklesu napätia v obvode statora je možné zapísať absolútne hodnoty EMF a napätia pri U 1 = konšt.

O
Tu je vidieť, že s rastom f 1 prietok klesá a s poklesom f 1 on rastie. To vysvetľuje zmenu kritického momentu motora a jeho preťaženia.

O
zvýšenie toku vedie k nasýteniu magnetického obvodu stroja, zvýšeniu magnetizačného prúdu, čo má za následok zhoršenie energetického výkonu motora. Zníženie prietoku pri konštantnom zaťažovacom momente povedie k zvýšeniu prúdu rotora, čo je zrejmé z výrazu, a prúdu spotrebovaného zo siete teda k preťaženiu vinutia motora nedostatočne využívanou oceľou. V oboch prípadoch sa mení preťaženie motora. Preto je pre čo najlepšie využitie motora žiaduce mať vždy konštantný prietok. K tomu je potrebné pri zmene frekvencie meniť hodnotu vstupného napätia, a to nielen ako funkciu frekvencie, ale aj ako funkciu záťaže. V najjednoduchšom prípade, keď sa napätie mení v rovnakom rozsahu ako frekvencia, t.j. pri
, mechanické charakteristiky budú vyzerať tak, ako je znázornené na obrázku. Je vidieť, že keď sa napätie mení len ako funkcia frekvencie podľa zákona
pri frekvenciách menších ako 0,5f 1N sa zníži preťažiteľnosť motora.Je to spôsobené vplyvom poklesu napätia na aktívny odpor vinutia statora, čo vedie k poklesu napätia na magnetizačnom obvode vinutia. vinutia statora, k zníženiu magnetického toku a následne k zníženiu kritického momentu motora.

Režimy brzdenia asynchrónneho motora.

AD môže fungovať vo všetkých troch režimoch brzdenia:

a) s rekuperáciou energie do siete;

b) opozícia;

c) dynamické brzdenie.

a) Brzdenie s rekuperáciou energie do siete.

Pri absencii vonkajšieho statického momentu na hriadeli sa motor pripojený k sieti bude otáčať rýchlosťou blízkou synchrónnej. Energia potrebná na pokrytie strát sa v tomto prípade odoberá zo siete. Ak sa v dôsledku vonkajšej sily rotor otáča synchrónnou rýchlosťou, potom sieť pokryje iba straty v statore a straty v rotore (mechanické a oceľové) pokryje vonkajšia sila.

V režime motora, keď rotujúce magnetické pole pretína vodiče vinutia statora a rotora v rovnakom smere, EMF statora E 1 a rotora E 2 sú vo fáze. Keď sa v rotore neindukuje = 0 EMF, t.j. sa rovná 0. Keď > 0, vodiče vinutia statora pretína točivé pole v rovnakom smere a vodiče rotora - v opačnom smere.

EMF rotora E 2 obráti svoje znamienko; stroj prejde do režimu generátora s rekuperáciou energie. Pokiaľ ide o prúd, iba jeho aktívna zložka mení svoj smer. Reaktívna zložka s negatívnym sklzom si zachováva svoj smer. To je možné vidieť aj z výrazu pre prúd rotora (pri S<0 S 2 >0).

Rovnaké závery možno vyvodiť na základe analýzy aktívnych (elektromagnetických) a jalových výkonov. Z výrazu pre Р EM skutočne vyplýva, že pre S<0 P ЭМ >0
Tie. činný výkon mení smer (prenesený do siete) a z výrazu pre Q 2 vyplýva, že s S<0 реактивная мощность вторичного контура Q 2 сохраняет свой знак независимо от режима работы машины.

To znamená, že asynchrónny stroj v režime motora aj generátora spotrebuje jalový výkon potrebný na vytvorenie magnetického poľa.

T Brzdenie s návratom energie do siete sa používa pri zdvíhacích a prepravných zariadeniach, pri spúšťaní ťažkých bremien. Pri pôsobení záťaže sa rotor stroja roztočí rýchlosťou > 0, stroj prejde do režimu generátora a začne vytvárať brzdný moment. Ak je M=Mc rovnaké, zaťaženie bude klesať konštantnou rýchlosťou c, ako je znázornené na obrázku. Je potrebné mať na pamäti, že na zabezpečenie normálneho zostupu záťaže by Mc nemal prekročiť kritický moment v režime generátora. S reaktívnym momentom odporu možno na krátky čas získať režim s rekuperáciou energie do siete, ak AM umožňuje prepínanie statorového vinutia z jedného páru pólov na druhý, ako je znázornené na vyššie uvedenom grafe.

Režim rekuperácie prebieha v sekcii VS po prepnutí vinutia statora z počtu pólových párov  P =1 na  P =2.

b) protiprúdové brzdenie.

V reverznom režime sa rotor motora otáča v opačnom smere ako krútiaci moment motora. Jeho sklz S>1 a frekvencia prúdu v rotore je väčšia ako frekvencia napájacej siete (
). Preto aj napriek tomu, že prúd rotora je 7–9 krát vyšší ako menovitý prúd, t.j. väčší ako štartovací prúd, krútiaci moment v dôsledku vysokej frekvencie prúdu, teda veľký indukčný odpor obvodu rotora (
) bude malý. Preto na zvýšenie krútiaceho momentu a súčasné zníženie prúdu je v obvode rotora zahrnutý veľký dodatočný odpor, ktorého hodnotu možno vypočítať pomocou výrazu

Kde E 20 je menovité EMF rotora pri S = 1

S n - nominálny sklz

S n a - sklz pri menovitom zaťažení na umelej charakteristike.

P Pri spúšťaní záťaže v protiprúdovom režime prebieha brzdenie v priamom úseku mechanickej charakteristiky, ktorej tuhosť je určená aktívnym odporom v obvode rotora. Mechanická charakteristika IM pri brzdení klesania záťaže v protiľahlom režime je znázornená na obrázku. Pre brzdenie protiprúdom s jalovým momentom odporu je potrebné za chodu motora meniť poradie fáz napájacieho napätia a súčasne privádzať do obvodu rotora dodatočný odpor, aby sa obmedzil počiatočný prúdový ráz a súčasne zvýšiť brzdný moment. Mechanická charakteristika v tomto prípade vyzerá ako na obrázku. Brzdenie pôsobením proti KZAD s reaktívnym momentom odporu nie je účinné, pretože počiatočný brzdný moment pri posúvaní je blízko 2, kvôli veľkej reaktancii rovnajúcej sa
, bude nevýznamné (pozri obr. segment
).

V) dynamické brzdenie s nezávislým budením priamy prúd

Pri odpojení statorového vinutia IM od siete zostáva len nepatrný magnetický tok zo zvyškovej magnetizácie statorovej ocele. EMF indukovaný v rotujúcom rotore a prúd v rotore budú veľmi malé. Interakcia prúdu rotora s tokom zo zvyškovej magnetizácie nemôže vytvoriť žiadny významný elektromagnetický krútiaci moment. Preto, aby sa dosiahol správny brzdný moment, je potrebné umelo vytvoriť správny magnetický tok statora. To sa dá dosiahnuť privedením jednosmerného prúdu do vinutí statora alebo pripojením kondenzátorov alebo tyristorového frekvenčného meniča, ktorý zabezpečuje kapacitný tok prúdu vinutiami statora, t.j. vedúci prúd, ktorý vytvára kapacitný efekt. V 1. prípade bude režim dynamického brzdenia s nezávislým budením, v 2. prípade s vlastným budením.

Pri dynamickom brzdení s nezávislým budením sú statorové vinutia odpojené od siete trojfázového prúdu a pripojené na zdroj jednosmerného prúdu. Tento prúd vytvára magnetický tok, ktorý je stacionárny v priestore, ktorý, keď sa rotor otáča, vyvolá EMF v poslednom. Pri pôsobení EMF bude prúdiť prúd vo vinutí rotora, z ktorého interakcie so stacionárnym tokom vzniká brzdný moment. Motor sa stáva implicitným pólovým synchrónnym generátorom pracujúcim pri premenlivej rýchlosti.

Symetrické pripojenie 3 statorových vinutí do jednosmernej siete nie je možné bez ich prepínania. Zvyčajne jedna zo schém znázornených na obr.

Pretože pri napájaní jednosmerným prúdom majú vinutia iba ohmický odpor, získať požadovanú hodnotu prúdu, stačí malé napätie. Polovodičové usmerňovače sa používajú ako zdroj jednosmerného prúdu pre malé a stredné motory a špeciálne nízkonapäťové generátory jednosmerného prúdu je možné použiť pre veľké motory.

D
Pre odvodenie rovnice pre mechanické charakteristiky IM v režime dynamického brzdenia, režimu synchrónneho generátora, do ktorého sa IM prepne po pripojení na zdroj jednosmerného prúdu, je vhodné nahradiť ekvivalentný režim IM, za predpokladu, že jeho stator je napájaný striedavým prúdom namiesto jednosmerného prúdu. Pri takejto výmene je MMF vytvorený spoločne vinutím statora a rotora a musí sa dodržať rovnosť MMF pre oba prípady, t.j. F POST \u003d F TRANS. Definícia MMF vytvorená jednosmerným prúdom I POST pre obvod „a“ je vysvetlená na obr. a vektorový diagram, zobrazené vedľa seba.

Amplitúda MMF vytvorená striedavým prúdom I 1 pri jeho prietoku cez vinutia statora: . Na základe stavu

. Preto ten význam striedavý prúd, ekvivalentné konštante:
, A
. Požadované jednosmerné napätie a výkon
:
.

O obmedzenie prúdu I 1, stroj v režime brzdenia môže byť reprezentovaný ako normálny krvný tlak. Prevádzka AM v režime dynamického brzdenia sa však výrazne líši od prevádzky v režime normálneho motora. V režime motora sa pri zmene sklzu magnetizačný prúd a magnetický tok prakticky nemenia. Pri dynamickom brzdení sa magnetický tok mení so zmenou sklzu v dôsledku kontinuálnej zmeny výsledného MMF, ktorý pozostáva z konštantného statora MMF (jednosmerný prúd) a meniaceho sa rotora MMF (striedavý prúd s premenlivou frekvenciou).

Výsledný magnetizačný prúd, znížený na počet závitov vinutia statora
. Z vektorového diagramu prúdov vyplýva:

Kvadratúra Tieto výrazy a sčítaním členov po členoch dostaneme: Magnetizačný prúd sa rovná
.

V jazdenom aute
, kde E 2 ’ je EMF rotora pri synchrónnej rýchlosti  0 zodpovedajúcej frekvencii siete. Keď sa  líši od  0, EMF rotora sa bude rovnať:
, kde  - relatívna rýchlosť alebo inak - sklz v režime dynamického brzdenia. V tomto prípade má rovnovážna rovnica EMF pre obvod rotora tvar:
a magnetizačný prúd vyjadrený prostredníctvom E2':
.

Impedancia rotora, berúc do úvahy skutočnosť, že jeho indukčná reaktancia sa mení so zmenou rýchlosti otáčania rotora:
.

Vzhľadom na to
a dosadením hodnôt I , sin 2 a Z 2 ' do rovnice pre I 1 2 sa z výsledného pomeru zistí prúd I 2 ', ktorý sa bude rovnať:
.

Elektromagnetický krútiaci moment vyvinutý motorom, vyjadrený ako elektromagnetický výkon:
, kde m 1 je počet fáz vinutia statora.

Z výrazu pre M je zrejmé, že moment pri dynamickom brzdení je určený striedavým prúdom I 1, ktorý je ekvivalentný jednosmernému prúdu pretekajúcemu vinutiami statora.

Prijatie derivátu a prirovnaním k 0 zistíme, že moment bude maximálny pri relatívnej rýchlosti:
a hodnota tohto momentu, nazývaného aj kritický, sa rovná:
.

M
Mechanické charakteristiky pre rôzne hodnoty jednosmerného prúdu a rôzny odpor obvodu rotora sú znázornené na obrázku. Krivky 1 a 2 zodpovedajú rovnakej hodnote odporu obvodu rotora a rôznym hodnotám jednosmerného prúdu v statore a krivky 3 a 4 zodpovedajú rovnakým hodnotám jednosmerného prúdu, ale väčší odpor obvod rotora.

Z výrazu pre M K vyplýva, že kritický moment motora v režime dynamického brzdenia nezávisí od aktívneho odporu obvodu rotora.

Vydelením hodnoty M hodnotou M K môže rovnica mechanickej charakteristiky dostať tvar:
.

Frekvencia je jednou z hlavných charakteristík striedavého prúdu, ktorý produkujú generátory. Dá sa merať pomocou bežného testera s príslušnými nastaveniami. Frekvenciu môžete zmeniť úpravou nastavení oscilátora alebo indukčnosti a kapacity v obvode.

Budete potrebovať

• Alternátor, kondenzátor, induktor, tester

Inštrukcia

• V ráme vodiča rotujúceho v konštantnom magnetickom poli s určitou uhlovou rýchlosťou sa objavuje striedavý prúd. Pretože uhlová rýchlosť je priamo úmerná rýchlosti, zvýšte alebo znížte frekvenciu striedavého prúdu znížením alebo zvýšením frekvencie vinutia generátora. Napríklad dvojnásobným zvýšením frekvencie otáčania vinutia generátora dosiahneme zvýšenie frekvencie striedavého prúdu o rovnakú hodnotu.
• Ak striedavé napätie sa privádza do siete, potom sa jeho frekvencia môže meniť pomocou tlmivky a kondenzátora v obvode. Nainštalujte induktor a kondenzátor do siete a pripojte ich paralelne. Takýto oscilačný obvod vytvorí vlastnú frekvenciu kmitov. Ak ju chcete vypočítať pomocou testera nakonfigurovaného na meranie indukčnosti, nájdite túto hodnotu pre túto konkrétnu cievku. Potom určte kapacitu kondenzátora v obvode pomocou rovnakého testera, len s nastaveniami na meranie kapacity.
• Pripojte systém k zdroju striedavého prúdu, pričom jeho aktívny odpor by mal byť zanedbateľný. Tento oscilačný obvod vytvorí v obvode prirodzenú frekvenciu, ktorá spôsobí vznik kapacitného a indukčného odporu.
  Ak chcete zistiť jeho hodnotu:
  1. Nájdite súčin indukčnosti a kapacity nameranej testerom.2. Z hodnoty získanej v kroku 1 extrahujte druhú odmocninu.3. Výsledok vynásobte číslom 6.28.4. Vydeľte číslo 1 hodnotou získanou v kroku 3.
• Pri zmene frekvencie prúdu je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že ak sa frekvencia siete a frekvencia obvodu zhodujú, dôjde k javu rezonancie, pri ktorom sa maximálne hodnoty sily prúdu a EMF výrazne zvýšia a obvod môže vyhorieť.

Pre všetkých, ktorých sa to môže týkať:

Nech je všetkým známe, že ja, Nikola Tesla, americký občan žijúci na Manhattane, som vynašiel nové a užitočné vylepšenia prostriedkov na zvýšenie intenzity elektrických vibrácií, ktoré sú popísané nižšie.

Pri mnohých vedeckých a praktických použitiach elektrických impulzov alebo oscilácií - ako napríklad v systémoch prenosu údajov na diaľku - je veľmi dôležité čo najviac zvýšiť impulzy alebo prúdové oscilácie, ktoré sa generujú v obvodoch vysielača a prijímača. , najmä v tom druhom.

Je známe, že keď sa elektrické impulzy privedené do obvodu zhodujú s voľnými kmitmi, intenzita kmitov v ňom vytvorených závisí od hodnoty fyzikálnej konštanty a pomeru periód aplikovaných a voľných kmitov. Na získanie najlepšie výsledky je potrebné, aby sa periódy vynútených a voľných kmitov zhodovali, pričom v tomto prípade bude intenzita druhých kmitov najväčšia a závisí najmä od indukčnosti a odporu obvodu, ich hodnota bude priamo úmerná indukčnosti a nepriamo úmerná odpor.

Preto, aby ste zvýšili oscilácie v obvode, inými slovami, zvýšili prúd alebo napätie, musíte urobiť indukčnosť čo najväčšiu a odpor čo najmenší. S ohľadom na to som vynašiel a použil drôty špeciálneho tvaru a veľmi veľkých prierezov; Ale zistil som, že schopnosť zvýšiť indukčnosť a znížiť odpor je obmedzená. Je to pochopiteľné, keď uvážime, že rezonančný nárast prúdu alebo napätia v obvode je úmerný frekvencii impulzov a že veľké indukčnosti vo všeobecnosti spôsobujú nízkofrekvenčné oscilácie.

Na druhej strane, zväčšenie prierezu vodiča za účelom zníženia odporu, po určitej hranici, znižuje odpor len málo alebo vôbec, pretože elektrické vibrácie, najmä vysoké frekvencie, prúdia vo vrstve blízko povrchu a toto rušenie možno obísť pomocou splietaných, skrútených drôtov, ale v praxi existujú aj iné prekážky, ktoré sú často väčšie ako výhody ich použitia.

Dobre známy faktže ak sa zvýši teplota vodiča, zvýši sa aj jeho odpor, preto konštruktéri umiestňujú cievky tak, aby nedochádzalo k ich zahrievaniu počas používania.

Zistil som, že na to, aby boli kmity v obvode voľné, obvod musí pracovať pri nízkej teplote a do veľkej miery sa musia zvýšiť aj kmity budenia.

Stručne povedané, mojím vynálezom je vytvoriť veľkú intenzitu a trvanie vibrácií vo voľne oscilujúcom alebo rezonančnom obvode vykonaním tohto procesu pri nízkej teplote.

To sa zvyčajne dosahuje v komerčných zariadeniach, keď je objekt izolovaný od zbytočného tepla, čo znižuje straty na minimum.

Môj vynález poskytuje nielen úsporu energie, ale má úplne novú a cennú vlastnosť zvýšiť intenzitu a trvanie voľných oscilácií. To môže byť užitočné vždy, keď je potrebné akumulovať voľne oscilujúce výboje.

Najlepším spôsobom realizácie vynálezu je obklopiť voľne kmitajúci obvod alebo vodič udržiavaný na nízkej teplote vhodným médiom (studený vzduch, chladiace činidlo), čo bude mať za následok najväčšiu samoindukciu a najmenší odpor. Napríklad, ak v systéme prenosu energie cez životné prostredie Keďže vysielač a prijímač sú spojené so zemou a s izolovanými svorkami pomocou vodičov, dĺžka týchto vodičov by sa mala rovnať jednej štvrtine vlnovej dĺžky, ktorá nimi prechádza.

Priložený obrázok ukazuje schému zariadenia použitého v mojom vynáleze.

Diagram predstavuje dve zariadenia, z ktorých jedno môže byť prijímač a druhé vysielač. Každé obsahuje cievku s niekoľkými závitmi s nízkym odporom (označené ako A a A"). Primárna cievka, ktorá má byť súčasťou vysielača, je pripojená k zdroju prúdu. Každé zariadenie obsahuje ploché špirálovo vinuté indukčné cievky B a B" , ktorého jeden koniec je spojený so zemou C a druhý, prichádzajúci zo stredu, s izolovaným terminálom vo vzduchu. Cievky B sú umiestnené v nádobe obsahujúcej chladivo, okolo ktorej sú navinuté cievky A. Cievky vo forme špirály sú určené na vytváranie voľných kmitov. Samozrejme, ich forma môže byť ľubovoľná.

Teraz predpokladajme, v najjednoduchšom prípade, že na cievku A vysielača pôsobia impulzy ľubovoľnej frekvencie. Podobné impulzy budú indukované v cievkach B, ale s vyššou frekvenciou. A toto zvýšenie bude priamo úmerné ich indukčnosti a nepriamo úmerné ich odporu. A keďže ostatné podmienky zostávajú rovnaké, potom sa intenzita kmitov v rezonančnom obvode B zvýši v rovnakom pomere, v akom sa zníži odpor.

Často však môžu byť podmienky také, že dosiahnutie cieľa nie je spôsobené len znížením odporu obvodu, ale aj manipuláciou s dĺžkou vodičov a podľa toho aj s indukčnosťou a odporom, ktoré určuje intenzitu voľných kmitov.

Oscilácie v cievke B, značne zosilnené, sa šíria a dostávajú sa k cievke B „naladenej na príjem, vybudenie zodpovedajúcich kmitov v nej a ktoré sú z podobného dôvodu zosilnené, čo vedie k zvýšeniu prúdov alebo oscilácií v obvodoch A “ prijímacieho zariadenia. Keď sa okruh A periodicky otvára a zatvára, účinok v prijímači sa zvyšuje opísaným spôsobom, nielen kvôli zosilneniu impulzov v cievkach B, ale tiež kvôli ich schopnosti existovať vo veľkých časových intervaloch.

Vynález je najúčinnejší, keď impulzy vo vysielacom obvode A majú namiesto ľubovoľných frekvencií frekvenciu vlastných kmitov, inými slovami, budú vybudené voľnými kmitmi vysokofrekvenčných výbojov kondenzátora. V tomto prípade ochladenie vodiča A vedie k výraznému zvýšeniu kmitov v rezonančnom obvode B. Cievky B" sú vybudené úmerne silnejšie a indukujú prúdy vysokej intenzity v obvode A". Je zrejmé, že čím väčší je počet voľne vibrujúcich obvodov striedavo vysielajúcich a prijímajúcich energiu, tým relatívne väčší bude účinok pri aplikácii môjho vynálezu.