Akımın frekansını artırmanın yolları. Yüksek frekanslı akımlar

Zincir boyunca aktarılan yük sayısındaki artış nedeniyle, frekans artar akım. Buna karşılık, birim zamanda aktarılan ücret sayısındaki artış, bir artışa eşdeğerdir. akım devrede ve direncini azaltın ve bu, kapasitörlü bir devre kullanılarak elde edilebilir.

İhtiyacın olacak

• - kapasitör;
• - jeneratör;
• - anahtar;
• - teller.

Talimat

Sinüzoidal voltajın bir alternatör oluşturduğu kapasitörlü bir devre kurun akım.

Devrenin ilk çeyreğinde anahtar kapatıldığı anda sıfır gerilimde jeneratör terminallerindeki gerilim artmaya başlayacak ve kondansatör şarj olmaya başlayacaktır. Birleştirilmiş devrede bir akım görünecektir, ancak jeneratör plakalarındaki voltajın hala oldukça küçük olmasına rağmen, değer akım devrede en büyüğü olacaktır (yükünün değeri).

Kondansatörün deşarjı azaldıkça göstergenin akım devrede azalır ve tam boşalma anında akım sıfırdır. Bu durumda kondansatör plakalarındaki voltaj değeri sürekli artacak ve kondansatörün tamamen boşaldığı anda maksimum değerine ulaşacaktır (yani değer, jeneratör plakalarındaki voltajın tamamen zıttı olacaktır). Böylece, şu sonuca varabiliriz: zamanın ilk anında, en büyük kuvvete sahip akım, yüksüz kapasitöre akacak ve şarj olurken tamamen azalmaya başlayacaktır.

Not

Akımın frekansı arttıkça, kapasitörün AC direncinin (kapasitör kapasitansı) da azaldığını unutmayın. Bu nedenle, direncin kapasitansı, devrenin kapasitansı ve onu besleyen akımın frekansı ile ters orantılıdır.

Yararlı tavsiye

Bir kapasitör oldukça çok yönlü bir elementtir. Boşaldığında şöyle davranır: kısa devre- akım, içinden kısıtlama olmaksızın akar ve değeri sonsuza gitme eğilimindedir. Şarj edildiğinde devrede bu noktada bir açık devre oluşur ve devrenin gerilimi sürekli artmaya başlar. İlginç bir ilişki ortaya çıkıyor - voltaj var ama akım yok ve bunun tersi de geçerli. Bu nedenle, akımın frekansında bir artış elde etmek, yalnızca gerekli sayıda belirli bir aralıkta bu duruma gelen boşalmış bir kapasitör ile mümkündür. Bir devre oluştururken bu bilgiyi kullanın.

3.2.1 Akımın frekansında bir artış, güçlü tüketicilerin, güç ara bağlantı düğümlerinin bağlantısının kesilmesi, ara bağlantıların kesilmesi ve bir güç santralinin ayrı bir güç ara bağlantı düğümüne güç sağlamak için tahsis edilmesi nedeniyle üretilen güç fazlası olduğunda meydana gelir.

3.2.2 Frekansın artmasıyla, türbin ve jeneratör rotorlarının tahrip olması, santralin yardımcı ekipmanında hasar meydana gelmesi sonucunda asenkron çalışma meydana gelebilir. Turbojeneratörlerin çalışma süresi artan frekans sınırlı. Frekansta ani (birkaç saniye içinde) 50,1 Hz'e kadar artış olması durumunda, dispeçer ile birlikte frekans artışının nedeni belirlenir ve frekans 50,2 Hz'den fazla ise NSS, güç birliği dispeçrinin izniyle, elektrik sistemindeki frekansların düşürülmesi amacıyla termik santralin üretim kapasitesinin değiştirilmesi için gerekli tedbirleri alır. Aynı zamanda santralden uzanan hatlar boyunca akışlar kontrol edilmektedir.

3.2.3 Frekans 50,4 Hz'in üzerine çıktığında, santrallerin ve HES'lerin frekansı düşürme açısından kontrol kabiliyetleri fiilen tükendiğinde (NGS'nin acil durum boşaltması başlar), santral işletme personeli kapatarak frekansı düşürmek için önlemler alır. dağıtım görevlisi ile kararlaştırıldığı şekilde gerekli sayıda güç ünitesinin indirilmesi veya boşaltılması. Bu durumda s.s. kaydedilirken bloklar kapatılır. veya bloklar mümkün olan en düşük yük ile ağda kalır. Üretilen güçteki azalma, türbin güç kontrol sistemi üzerindeki uzaktan etki (otomatik regülatörlerin etkisine ek olarak) ve kazanların buhar çıkışındaki azalma ile gerçekleştirilir. geçerli parametreler ve santralden uzanan hatlar boyunca kazanların ve kontrol taşmalarının kararlı çalışması.

3.2.4 Enerji santrallerinin vardiya başkanları, güç havuzu görevlisinin (yalnızca kontrol odasının operasyonel personeli) talimatı olmadan frekansı 51,5 Hz'e (işletmenin talimatlarında aksi belirtilmedikçe) yükseltilerek, personelin bağımsız eylemleri için tahsis edilmiştir. NSS'nin yönü), kabul edilebilir parametreleri ve kazanların kararlı çalışma modunu korurken, ünitelerin veya güç ünitelerinin bir kısmını kapatarak üretilen gücü acilen azaltın.

Personel tarafından bağımsız olarak kapatılabilen ekipmanların listesi ve kapatma sırası kuruluş talimatlarında verilmiştir. Bu, beslenme s.s.'yi sürdürme koşullarını dikkate alır. jeneratörlerin ve enerji üretiminin müteakip senkronizasyonu için çevrim dışı kazanları ve türbinleri rölantide tutmak.

3.2.5 Santral personeli, bağımsız olarak gerçekleştirilen ekipmanın acil durum kapatmalarını derhal elektrik havuzunun memuruna bildirmelidir.

3.2.6 Özel durumlarda, bireysel güç sistemlerinde (güç sistemi düğümleri) frekansı artırırken, herhangi bir belirli sistemlerarası veya sistem içi iletişim, santralin işletme personeli, rezervler ve izin verilen aşırı yükler dahilinde, güç türbinlerini ve kazanların buhar kapasitesini artırır veya son çare orijinal yüklerini korur. Aynı zamanda, gerekirse, bunlar otomatik cihazlar eylemi, modun gereksinimlerinin uygulanmasına müdahale eden.

Operasyonel personelin bu eylemlerinin gerekçeleri şunlar olabilir:

Üst operasyonel personelden emir alınması;

Özel bir komut alarmının çalışması;

Tam da bu tür eylemleri gerektiren bir rejimin (şirketin talimatları tarafından sağlanıyorsa) oluşumunun güvenilir tespiti (araçlar ve sinyallerle).

3.2.7 ARS arızalandığında salınımların meydana gelmesiyle frekansta (51 Hz veya daha fazla) keskin bir artış olması durumunda, TPP personelinin yeniden senkronizasyon olasılığı ile turbojeneratörleri şebekeden ayırmasına izin verilir. Bu durumda, turbo jeneratörler s.n.'de çalışmalıdır. nominal hızı korurken. Personel, kazanların ve turbojeneratörlerin parametrelerini dikkatlice izlemeli, rejim ihlallerini önlemeli ve bunların ağa dahil edilmeye ve yüklemeye hazır olmalarını sağlamalıdır.

Eşzamansız Modlar

3.3.1 Bir elektrik şebekesinde eşzamansız mod, sistemler arası geçiş bağlantılarının aşırı yüklenmesi nedeniyle statik veya dinamik kararlılığın ihlali sonucu oluşabilir (büyük üretim kapasitesinin acil olarak kapatılması, güç tüketiminde keskin bir artış, acil durum otomatik cihazlarının arızalanması), kısa devre sırasında anahtarların veya korumaların arızalanması, bağlantıların senkron olmayan açılması (örneğin, senkron olmayan otomatik tekrar kapama). Bu durumda, münferit santrallerin güç havuzuna göre veya güç havuzunun münferit bölümleri arasındaki senkronizasyonu bozulur ve bir asenkron çalışma meydana gelir.

Yukarıda sıralanan asenkron modlara ek olarak bazen başka sebeplerden dolayı güç havuzunda uyartımla çalışan ayrı bir jeneratörün asenkron çalışması, uyartımı kaybettiğinde ise jeneratörün asenkron çalışması gerçekleşir.

3.3.2 Bireysel enerji santrallerinin güç havuzuyla ilgili olarak veya güç havuzunun ayrı bölümleri arasında asenkron çalışmasının bir işareti, ampermetre ve wattmetrenin salınımı ile belirlenen, enerji santrallerinde ve iletişim hattı üzerinde kararlı derin periyodik akım ve güç dalgalanmalarıdır. jeneratörlerin, trafoların, elektrik hatlarının devrelerindeki iğneler. Karakteristik, korumaya rağmen senkronizasyondan çıkmış güç sistemlerinin parçaları arasında bir frekans farkının ortaya çıkmasıdır. elektriksel iletişim onların arasında. Akım ve güçteki dalgalanmalarla eş zamanlı olarak voltaj dalgalanmaları gözlenir. En büyük voltaj dalgalanmaları genellikle salınımın merkezine yakın noktalarda meydana gelir. Dönüş merkezinin en muhtemel noktası, senkronizasyon dışı santralleri veya güç sisteminin parçalarını birbirine bağlayan transit iletim hatlarının ortasıdır. Salınımların merkezinden uzaklaştıkça gerilim dalgalanmaları göze çarpmayacak değerlere iner. Ancak sistemin konfigürasyonuna ve endüktif reaktansların oranına bağlı olarak salınım merkezi santral baraları üzerinde de olabilir. Salınım merkezinin yakınında bulunan santrallerin otobüslerinde, s.n. dahil olmak üzere izin verilen acil durum değerlerinin altına düşerek periyodik derin voltaj dalgalanmaları meydana gelir. sorumlu mekanizmaların olası kapatılması ile s.n. ve bireysel birimler. Bu santrallerin jeneratörleri, güç kesintisi ile senkronizasyon ihlali ile karakterize edilir. Senkronizasyonun ihlali ve yetersiz bir alanda frekansın AFC işleminin değerine göre derin bir şekilde düşmesi durumunda, otomatik senkronizasyon ve asenkron modun sonlandırılması mümkündür.

3.3.3 Asenkron çalışmanın sona ermesi, sistem acil durum otomatiklerinin, enerji birliğinin sevk personelinin ve santralin işletme personelinin eylemleriyle sağlanır. Sistemler arası transit iletişim hatlarının kararlılığı ihlal edilirse, ortaya çıkan asenkron mod normalde ALAR tarafından ortadan kaldırılmalıdır. Herhangi bir nedenle ALAR başarısız olursa ve eşzamansız mod devam ederse, dağıtıcı, ALAR kurulum sahalarındaki ayrı geçişlere, eşzamansız çalışan güç sistemlerine veya düğümlere bir komut verir.

Ne zaman karakteristik özellikler asenkron çalışma, enerji santrallerinin işletme personeli, modun asenkron çalışmasının otomatik olarak ortadan kaldırılması işe yaramadıysa veya yoksa, güç havuzu yöneticisinin emrini beklemeden derhal normal frekansı geri yüklemek için önlemler alır. Bu, yeniden eşitlemeyi teşvik edebilir.

Güç ara bağlantısının gerilimde derin bir düşüşün olduğu kısımlarında, frekans ölçerler, özellikle titreşim ölçerler kararsız veya yanlış okumalar verebilir. Bu durumlarda, personele türbin takometrelerinin okumaları rehberlik eder.

3.3.4 Normal frekansa ulaşıldığında asenkron çalışma durmuyorsa, kaza anında frekansı artan santralin personeli, sadece dispeçer emriyle daha fazla azaltma yapar.

3.3.5 Frekansın arttığı santrallerde frekansın düşürülmesi, salınım durana veya frekans düşene kadar yükün düşürülmesi yönünde, ancak 48,5 Hz'den düşük olmamak üzere, türbin kontrol mekanizmasına hem uzaktan hem de manuel olarak sürekli etki edilerek gerçekleştirilir; güç sınırlayıcı tarafından yükün azaltılmasına da izin verilir (yalnızca yeniden senkronizasyon sırasında).

3.3.6 Güç ara bağlantısının azaldığı kısımlardaki frekans artışı, rezervi olan santrallerde yükün, salınımlar durana kadar kuruluşun talimatlarına göre izin verilen maksimum türbin yükleme hızı ile artırılmasıyla gerçekleştirilir veya normal frekansa (veya takometre okumalarına göre normal devir sayısına) ulaşılır.

3.3.7 Asenkron bir kursla, santralin işletme personeli, kuruluşun talimatlarında sağlanmışsa voltajı izin verilen maksimum seviyeye yükseltir.

3.3.8 Operasyon personelinin doğru eylemlerinin bir göstergesi, salınım sıklığındaki azalmadır.

Güç havuzundaki frekanslar eşitlendikçe salınım periyodu artmakta ve 1,0 - 0,5 Hz mertebesinde bir frekans farkı ile senkronizasyon dışına çıkan santraller senkronizasyona çekilmektedir.

3.3.9 Asenkron çalışmanın sona ermesinden sonra, elektrik santralinin normal yükü geri yüklenir (gerçek devre dikkate alınarak).

3.3.10 Akımlarda, güçte ve gerilimde dalgalanmalar meydana geldiğinde, santral personeli senkron salınımları asenkron salınımlardan ayırt edebilir. İletişim hatları üzerindeki senkron salınımlarda, güç, kural olarak, işaretini değiştirmez ve dönem boyunca ortalama değerini korur, bu nedenle, senkron salınımlarda, güç sisteminin karşılık gelen kısımlarında sabit bir frekans farkı yoktur. Jeneratörlerdeki akım ve gerilimlerin senkron salınımları, genellikle normal (salınımların ortaya çıkmasından önce) değere yakın bir ortalama değer civarında meydana gelir. Çoğu zaman doğada soluyorlar. Jeneratörlerin senkron salınımlarının sonlanmasını hızlandırmak için aktif güç açısından yükleri boşaltılır ve geçiş bağlantılarına aşırı yüklenmeden reaktif güç artırılır. Ara bağlantılardan geçen senkron dalgalanmalarla, sistemin alıcı kısmının elektrik santrallerindeki voltaj artar (yedek kullanımı veya tüketicilerin bağlantısının kesilmesi nedeniyle akışın azalması).

3.3.11 Bir arıza veya personel hatası nedeniyle uyarma kaybı durumunda bir jeneratörün asenkron çalışması kendine has özelliklere sahiptir. Uyarma kaybı durumunda jeneratör çalışır durumda bırakılabilir ve dirençli bir yük taşıyabilir. Bu durumda jeneratörün çalışır durumda bırakılması veya uyartım kaybına karşı koruma ile kapatılması, jeneratörün şebekedeki yerel koşulları ve hızlı boşaltma olasılığı ile belirlenir.

Her elektrik santrali, izin verilen aktif gücü ve uyarma olmadan çalışma süresini gösteren, uyarılma olmadan çalışmaya izin veren jeneratörlerin bir listesini hazırlar.

Jeneratörlerde uyarım kaybının dış belirtileri şunlardır:

Jeneratör tarafından, değeri güç sistemindeki gerilime ve jeneratörün aktif gücüne bağlı olan büyük bir reaktif gücün şebekeden tüketimi;

Santralin baralarında voltajın düşürülmesi;

Aktif gücün ve salınımının kısmen sıfırlanması;

Gelişmiş kayma ile rotor ivmesi ve dönüşü. Bu durumda rotor akımı kaybolur veya rotorda kayma frekansına sahip bir alternatif akım belirir.

Uyarma kaybolduğunda jeneratörün kapanmaması durumunda, santral personeli, uyarmayı eski haline getirmek veya yedek bir ikaz cihazına aktarmak için önlemler alırken eş zamanlı olarak aşağıdaki önlemleri alır:

Jeneratörün aktif gücünü %40'a kadar azaltır (uyarma kaybına karşı koruma ECHSR'nin bir parçası olarak bir ataşman veya bir ataşman ve bir türbin kontrol mekanizması ile çalışırken otomatik boşaltmanın kullanılması tavsiye edilir. yüksek hız);

Çalışan diğer jeneratörlerin reaktif gücünü artırarak gerilim artışı sağlar;

yemek yerken jeneratör-trafo üniteden dokunarak, AVR cihazı kullanarak gücü bir yedek transformatöre aktararak veya s.n.

Kuruluşun talimatlarında belirtilen süre içinde uyartımı geri yüklemek mümkün değilse, jeneratörün yükü boşaltılır ve şebekeden bağlantısı kesilir.

3.3.12 Bir jeneratör, NSS'nin uyarılmasıyla senkronizasyon dışına çıktığında, eğer yoksa otomatik kapanma, AGP'nin eşzamanlı olarak kapatılmasıyla ağ bağlantısını hemen keser. Jeneratörün senkronize olmaması, çalıştıran personelin yanlış hareketlerinden (örneğin, jeneratör bir yedek elektrikli makine uyarıcısı ile çalışırken rotor akımında keskin bir düşüş) veya AVR'nin ve sonuç olarak onun hasar görmesinden kaynaklanabilir. kısa devre ve diğer modlar sırasında yanlış çalışma.

Jeneratörün senkronizasyondan çıkışına akım, voltaj, aktif ve reaktif güç değerlerinde (salınımlarında) bir değişiklik eşlik eder. Değişen manyetik alanın düzensiz hızlanması nedeniyle, senkronizasyon dışı jeneratör bir uğultu yayar. Ağdaki elektrik akımının frekansı pratik olarak değişmeden kalır.

Santral işletme personeli, senkronizasyon dışına çıkan jeneratörü kapattıktan sonra, bunu dispeçre bildirir, santralin çalışma şeklini düzenler, senkronizasyon ihlalinin nedenini tespit eder ve ortadan kaldırır. Ekipman iyi durumdaysa (jeneratör ve diğer güç elemanlarında hasar yoksa) ve otomasyon cihazları, turbojeneratör senkronize edilir, şebekeye bağlanır ve yük kaldırılır.

Santralin tüm jeneratörlerinde akım, güç ve gerilimde dalgalanmalar ve frekansta keskin bir değişiklik (artma, azalma) olması durumunda, işletme personeli paragrafların gerekliliklerine göre hareket eder. 3.3.2 -3.3.9.

Güç sisteminin ayrılması

3.4.1 Enerji havuzunun parçalara bölünmesi ve her bir parçadaki voltajın kaybolması aşağıdakilerden dolayı meydana gelebilir:

Frekans ve voltajda derin düşüş;

Aşırı yük nedeniyle transit elektrik hatlarının kapatılması;

Korumaların yanlış çalışması veya operasyonel personelin yanlış eylemleri;

Anahtarların arızalanması;

Asenkron çalışma ve bölme korumalarının eylemi.

3.4.2 Enerji havuzu bölündüğünde, bazı kısımlarında bir açık ve diğerlerinde - aşırı aktif ve reaktif güç ve sonuç olarak frekans ve voltajda bir artış veya azalma olur.

3.4.3 Yukarıdaki modların olması durumunda enerji santrallerinin işletme personeli:

Santralde meydana gelen kesintiler, frekans ve voltajdaki sapmalar ve transit elektrik hatlarında aşırı yüklerin varlığı hakkında güç birliğinin dağıtım görevlisini bilgilendirir;

Sistemin bölünmüş kısımlarında bulunan santrallerin baralarında gerilim ve frekansın eski haline getirilmesi için paragraflardaki talimatlara uygun tedbirler alır. 3.3.5, 3.3.6. Gücü yetersiz olan ayrık sistemde frekans artırımı mümkün değilse, frekans artırımı (tüm önlemler alındıktan sonra) sevkıyatçı ile mutabık kalınarak tüketicilerin bağlantısı kesilerek gerçekleştirilir;

Statik stabilitenin ihlali tehdidi durumunda, geçiş elektrik hatlarındaki aşırı yükleri kaldırır;

S.n. mekanizmalarının güvenilir çalışmasını sağlar. frekans, belirli bir enerji santrali için belirlenen sınırlara düştüğünde, senkron olmayan güce tahsis edilene kadar;

Güç havuzundan voltaj geldiğinde (veya kaybolduktan sonra ortaya çıktığında) kaza sırasında ayrılan jeneratörleri senkronize eder.

Bara voltajının yokluğunda, bağlantısı kesilen jeneratörler (s.n. seçim devresine dahil değildir), hızlı bir geri dönüş ve bir yük seti ile ağa yeniden bağlanmak için rölantide veya hazır durumda tutulur.

Dağıtıcının talebi üzerine ayrı ayrı jeneratörler veya santralin tamamı güç havuzu kısmından ayrılır, güç havuzunun eksik olan kısmı ile senkronize edilir.

3.4.4 Elektrik şebekesinin dengeli bir alanında veya bir sn. Dahil etme, kendi kendine senkronizasyon kullanılarak gerçekleştirilebilir, eğer böyle bir dahil etme yöntemine izin verilirse ve eğer s.n. bu jeneratörler seçim devresi tarafından çalıştırılır. Düşük voltaj ve frekans değerleri, kendi kendine senkronizasyon yöntemini kullanmayı reddetmenin nedeni değildir.

Gerilimin tamamen kaybolduğu santrallerin işletme personeli, gerilim ortaya çıktığında, s.n. ve jeneratörler ve bunların ağa dahil edilmesi.

3.4.5 Santralin ekipmanının dönüşü, önceden geliştirilmiş bir şemaya göre, jeneratörlerden, tahsis edilmiş s.n ile çalışan enerji santrallerinden gelen güçle gerçekleştirilir. Jeneratörleri çevirdikten sonra, voltajın sağlandığı yedek kaynağın jeneratörleri ile senkronize edilirler.

Gerilim düşümü

3.5.1 Jeneratör tahrik sistemlerinin otomatik regülatörleri, jeneratörün reaktif gücü nominale (Q nom) değiştiğinde - Kontrol noktalarında gerilim düştüğünde, santrallerin baralarındaki gerilimin %3-5'lik bir düşüşle korunmasını sağlar. ARV jeneratörleri, istasyon baralarındaki voltajı değişmeden tutmak amacıyla, reaktif güç çıkışını arttırırlar. Dispeçer yönünde, Q'nun çıktısı, ACD ayarını etkileyerek, sevk planına göre istasyon personeli tarafından değiştirilebilir. Ancak, belirli bir kontrol noktasında veya sistemin güç tesislerinde gerilim belirli bir değerin altına düşerse, jeneratörlerin aşırı yük kapasiteleri kullanılarak bu gerilim korunacaktır. Aynı zamanda, belirli bir süre sonra, jeneratörün aşırı yük özelliklerine uygun olarak otomasyon, rotor akımını nominal değere düşürecek ve bu da daha derin bir voltaj düşüşüne ve güç sisteminin olası bir arızasına yol açabilecektir. Sınırlamanın başarısız olması durumunda, otomasyon aşırı yük korumalı jeneratörü kapatacaktır. Bu süre zarfında, dağıtım görevlisi ile voltaj düşüşünün nedenlerini açıklığa kavuşturduktan sonra, dağıtım görevlisi, güç sistemindeki voltajı artırmak için önlemler alır (SC'nin yükünü artırmak, statik kapasitörlerin pillerini açmak, şönt reaktörleri kapatmak, yük altında kademe değiştirici ile donatılmış transformatörlerin dönüşüm oranlarının değiştirilmesi, hatlardaki güç akışlarının azaltılması). Reaktif güç rezervlerinin kullanımının yetersiz kalması durumunda, turbojeneratörlerin aktif güç açısından boşaltılması ile gerilimi azaltılmış güç sistemlerinde reaktif güç yükünde artış sağlanabilir. Eksik bir sistemde, iletişim hattı boyunca izin verilen taşmalardaki olası artışlar nedeniyle bu önerilmez. Ancak gerilim düşümü s.n için gereğinden düşük olursa. enerji santralleri, daha sonra bazı tüketicilerin bağlantısının kesilmesiyle birlikte aktif güç boşaltma gerekli hale gelecektir.

Besleme ağının frekansı değiştiğinde ve U ağı \u003d U 1 \u003d const, ω 0 \u003d ve kritik an değişir, çünkü karesiyle ters orantılı frekansa bağlıdır. Manyetik akı da değişir ve artan frekansla azalır ve azalan frekansla artar. Bu, statorun bir fazı için EMF denge denkleminden görülebilir:
. Stator devresindeki voltaj düşüşünü ihmal ederek, EMF'nin mutlak değerleri ve U 1 = sabit değerindeki voltaj için yazılabilir.

HAKKINDA
Burada görüldüğü gibi büyüme ile F 1 akış azalır ve azalma ile F 1 O büyüyor. Bu, motorun kritik anındaki ve aşırı yük kapasitesindeki değişimi açıklar.

-de
akıdaki bir artış, makinenin manyetik devresinin doygunluğuna, mıknatıslama akımında bir artışa ve sonuç olarak motorun enerji performansında bir bozulmaya yol açar. Sabit bir yük torkunda akıştaki bir azalma, ifadeden görülebileceği gibi rotor akımında ve şebekeden tüketilen akımda bir artışa, dolayısıyla motor sargılarının az kullanılmış çelikle aşırı yüklenmesine yol açacaktır. Her iki durumda da motorun aşırı yük kapasitesi değişir. Bu nedenle, motorun en iyi şekilde kullanılması için her zaman sabit bir akışa sahip olunması arzu edilir. Bunu yapmak için, frekansı değiştirirken, giriş voltajının değerini sadece frekansın bir fonksiyonu olarak değil, aynı zamanda yükün bir fonksiyonu olarak da değiştirmek gerekir. En basit durumda, voltaj, frekansla aynı ölçüde değiştiğinde, yani. de
, mekanik özellikler şekilde gösterildiği gibi görünecektir. Yasaya göre voltajın sadece frekansın bir fonksiyonu olarak değiştiği görülebilir.
0,5f 1N'den daha düşük frekanslarda motorun aşırı yük kapasitesi azalır, bunun nedeni gerilim düşüşünün stator sargısının aktif direnci üzerindeki etkisidir, bu da motorun mıknatıslanma devresindeki gerilimde bir azalmaya yol açar. stator sargısı, manyetik akıda bir azalmaya ve sonuç olarak motorun kritik momentinde bir azalmaya.

Bir asenkron motorun frenleme modları.

AD, üç frenleme modunun hepsinde çalışabilir:

a) şebekeye enerji geri kazanımı ile;

b) muhalefet;

c) dinamik frenleme.

a) Şebekeye enerji geri kazanımı ile frenleme.

Mil üzerinde harici bir statik momentin olmaması durumunda, ağa bağlı motor senkrona yakın bir hızda dönecektir. Aynı zamanda kayıpları karşılamak için gereken enerji şebekeden tüketilir. Bir dış kuvvet nedeniyle rotor senkron bir hızda dönerse, şebeke sadece statordaki kayıpları karşılar ve rotordaki (mekanik ve çelik) kayıplar dış kuvvet tarafından karşılanır.

Motor modunda, dönen manyetik alan stator ve rotor sargılarının iletkenlerini aynı yönde geçtiğinde, stator E1 ve rotor E2'nin EMF'si aynı fazdadır. = 0 olduğunda rotorda EMF indüklenmez, yani 0'a eşittir. > 0 olduğunda, stator sargı iletkenleri döner alan tarafından aynı yönde ve rotor iletkenleri ters yönde kesişir.

E 2 rotorunun EMF'si işaretini tersine çevirir; makine enerji geri kazanımı ile jeneratör moduna geçer. Akıma gelince, sadece aktif bileşeni yönünü değiştirir. Negatif kaymalı reaktif bileşen yönünü korur. Bu aynı zamanda rotor akımı ifadesinden de görülebilir (S'de<0 S 2 >0).

Aktif (elektromanyetik) ve reaktif güçlerin analizi temelinde aynı sonuçlar çıkarılabilir. Aslında, Р EM ifadesinden, S için şunu takip eder:<0 P ЭМ >0
Onlar. aktif güç yön değiştirir (ağa aktarılır) ve Q 2 ifadesinden S ile şunu takip eder<0 реактивная мощность вторичного контура Q 2 сохраняет свой знак независимо от режима работы машины.

Bu, hem motor hem de jeneratör modunda asenkron bir makinenin manyetik alan oluşturmak için gerekli reaktif gücü tükettiği anlamına gelir.

T Enerjinin şebekeye geri dönüşü ile frenleme, kaldırma ve taşıma tesislerinde, ağır yükleri indirirken kullanılır. Yükün etkisi altında, makinenin rotoru > 0 hızında dönecektir, makine jeneratör moduna geçer ve bir frenleme momenti oluşturmaya başlar. M=Mc eşitse, yük şekilde gösterildiği gibi sabit bir c hızıyla düşecektir. Yükün normal inişini sağlamak için M c'nin jeneratör modundaki kritik anı geçmemesi gerektiği unutulmamalıdır. AM, yukarıdaki grafikte gösterildiği gibi stator sargısının bir kutup çiftinden diğerine değiştirilmesine izin verirse, reaktif bir direnç momenti ile şebekeye enerji geri kazanımı olan bir mod kısa bir süre için elde edilebilir.

Geri kazanım modu, stator sargısını kutup çifti sayısından  P =1'den  P =2'ye değiştirdikten sonra VS bölümünde gerçekleşir.

B) karşı akım frenleme.

Ters modda, motor rotoru motor torkunun tersi yönde döner. Kayma S>1 ve rotordaki akımın frekansı besleme şebekesinin frekansından daha büyük (
). Bu nedenle, rotor akımının nominal akımdan 7-9 kat daha yüksek olmasına rağmen, yani. başlangıç ​​akımından daha fazla, akımın yüksek frekansından kaynaklanan tork, dolayısıyla rotor devresinin büyük endüktif direnci (
) küçük olacaktır. Bu nedenle, torku artırmak ve aynı anda akımı azaltmak için rotor devresine, değeri ifade ile hesaplanabilen büyük bir ek direnç dahil edilir.

Burada E 20, S = 1'de rotorun anma EMF'sidir

S n - nominal kayma

S n ve - yapay bir karakteristik üzerinde nominal yükte kayma.

P Yükü karşı akım modunda indirirken, frenleme, sertliği rotor devresindeki aktif direnç tarafından belirlenen mekanik özelliğin düz bir bölümünde ilerler. Karşıt modda yükün frenleme inişi sırasında IM'nin mekanik karakteristiği şekilde gösterilmiştir. Reaktif bir direnç torku ile karşı akımla fren yapmak için, motor çalışırken besleme geriliminin fazlarının sırasını değiştirmek ve aynı zamanda başlangıç ​​gerilimini sınırlamak için rotor devresine ek direnç uygulamak gerekir. akım dalgalanması ve aynı anda frenleme torkunu arttırır. Bu durumda mekanik karakteristik, şekilde gösterildiği gibi görünür. KZAD'a reaktif bir direnç momenti ile karşı koyarak frenleme etkili değildir, çünkü kayma sırasındaki ilk frenleme torku, eşit büyük reaktans nedeniyle 2'ye yakındır.
, önemsiz olacaktır (bkz. Şekil segmenti
).

v) bağımsız tahrikli dinamik frenleme doğru akım

IM'nin stator sargısının ağ bağlantısı kesildiğinde, stator çeliğinin artık mıknatıslanmasından sadece hafif bir manyetik akı kalır. Dönen bir rotorda indüklenen EMF ve rotordaki akım çok küçük olacaktır. Rotor akımının artık mıknatıslanmadan kaynaklanan akı ile etkileşimi, herhangi bir önemli elektromanyetik tork oluşturamaz. Bu nedenle, uygun fren torkunu elde etmek için uygun stator manyetik akısını yapay olarak oluşturmak gerekir. Bu, stator sargılarına doğru akım sağlanarak veya bunlara kapasitörler veya bir tristör frekans dönüştürücü bağlanarak sağlanabilir, bu da stator sargıları boyunca kapasitif akım akışı sağlar, yani. bir kapasitans etkisi yaratan önde gelen akım. 1. durumda, bağımsız uyarmalı, 2. durumda kendi kendine uyarmalı dinamik bir frenleme modu olacaktır.

Bağımsız tahrikli dinamik frenleme ile stator sargılarının üç fazlı akım şebekesinden bağlantısı kesilir ve bir doğru akım kaynağına bağlanır. Bu akım, uzayda sabit olan ve rotor döndüğünde sonuncusunda bir EMF'yi indükleyecek olan bir manyetik akı yaratır. EMF'nin etkisi altında, rotor sargılarında, sabit bir akışla etkileşiminden bir frenleme torkunun ortaya çıktığı bir akım akacaktır. Motor, değişken hızda çalışan örtülü bir kutup senkron jeneratör haline gelir.

3 stator sargısının DC şebekesine simetrik bağlantısı, bunların anahtarlanması olmadan mümkün değildir. Genellikle Şekil 2'de gösterilen şemalardan biri.

Doğru akımla çalıştırıldığında, sargılar sadece omik dirence sahip olduğundan, elde etmek için istenen değer akım, küçük bir voltaj yeterlidir. Küçük ve orta güçlü motorlar için DC kaynağı olarak yarı iletken doğrultucular, büyük motorlar için özel düşük voltajlı DC jeneratörler kullanılabilir.

D
IM'nin mekanik özellikleri için denklemi dinamik frenleme modunda türetmek için, IM'nin bir doğru akım kaynağına bağlandıktan sonra dönüştüğü senkron jeneratör modu, IM'nin eşdeğer modunun değiştirilmesi tavsiye edilir, statorunun DC yerine alternatif akımla beslendiğini varsayarsak. Böyle bir değiştirme ile MMF, stator ve rotor sargıları tarafından ortaklaşa oluşturulur ve MMF'nin her iki durum için eşitliğine dikkat edilmelidir, yani. F POST \u003d F TRANS. “a” devresi için doğru akım I POST tarafından oluşturulan MMF'nin tanımı şekil 2'de açıklanmaktadır. ve yan yana gösterilen vektör diyagramı.

Stator sargılarından akarken alternatif akım I 1 tarafından oluşturulan MMF'nin genliği: . koşula göre

. dolayısıyla anlamı alternatif akım, bir sabite eşdeğer:
, A
. Gerekli DC voltajları ve güç
:
.

HAKKINDA I 1 akımını sınırlayarak, frenleme modundaki makine normal bir kan basıncı olarak gösterilebilir. Bununla birlikte, dinamik frenleme modundaki AM çalışması, normal motor modundaki çalışmadan önemli ölçüde farklıdır. Motor modunda, kayma değiştiğinde mıknatıslama akımı ve manyetik akı pratik olarak değişmez. Dinamik frenleme sırasında, sabit bir stator MMF'sinden (doğru akım) ve değişen bir rotor MMF'sinden (değişken frekansta alternatif akım) oluşan MMF'deki sürekli bir değişiklik nedeniyle manyetik akı, kaymadaki bir değişiklikle değişir.

Ortaya çıkan mıknatıslama akımı, stator sargısının dönüş sayısına düşürülür
. Akımların vektör diyagramından şu şekildedir:

Bu ifadelerin karesini alarak ve terim terim ekleyerek şunu elde ederiz: Mıknatıslama akımı şuna eşittir:
.

Sürülen arabada
, burada E 2 ', şebeke frekansına karşılık gelen  0 senkron hızında rotorun EMF'sidir. ,  0'dan farklı olduğunda, rotorun EMF'si şuna eşit olacaktır:
, burada  - bağıl hız veya başka türlü - dinamik frenleme modunda kayma. Bu durumda, rotor devresi için EMF denge denklemi şu şekildedir:
ve mıknatıslama akımı, E2' ile ifade edilir:
.

Endüktif reaktansının rotorun dönme hızındaki bir değişiklikle değiştiği gerçeğini dikkate alarak rotorun empedansı:
.

Verilen
ve I 1 2 denkleminde I , sin 2 ve Z 2 ' değerlerinin değiştirilmesi, elde edilen orandan şuna eşit olacak mevcut I 2 ' bulunur:
.

Motor tarafından geliştirilen elektromanyetik tork, elektromanyetik güç cinsinden ifade edilir:
, burada m 1, stator sargısının faz sayısıdır.

Dinamik frenleme sırasındaki momentin, stator sargılarından akan doğru akıma eşdeğer olan alternatif akım I1 tarafından belirlendiği M ifadesinden görülebilir.

türevi almak ve 0'a eşitleyerek, momentin bağıl bir hızda maksimum olacağını buluruz:
ve kritik olarak da adlandırılan bu anın değeri şuna eşittir:
.

M
Farklı doğru akım değerleri ve rotor devresinin farklı direnci için mekanik özellikler şekilde gösterilmiştir. Eğri 1 ve 2, rotor devresinin direncinin aynı değerine ve statordaki farklı doğru akım değerlerine karşılık gelir ve eğri 3 ve 4, aynı doğru akım değerlerine karşılık gelir, ancak daha büyük bir direnç rotor devresi.

M K ifadesinden, dinamik frenleme modunda motorun kritik momentinin rotor devresinin aktif direncine bağlı olmadığı anlaşılmaktadır.

M değerini M K değerine bölerek, mekanik karakteristik denklem şu şekilde verilebilir:
.

Frekans, jeneratörler tarafından üretilen alternatif akımın ana özelliklerinden biridir. Uygun ayarlarla geleneksel bir test cihazı kullanılarak ölçülebilir. Devredeki osilatör ayarlarını veya endüktans ve kapasitansı ayarlayarak frekansı değiştirebilirsiniz.

İhtiyacın olacak

• Alternatör, Kondansatör, İndüktör, Test Cihazı

Talimat

• Sabit bir manyetik alanda belirli bir açısal hızla dönen bir iletken çerçevesinde alternatif bir akım belirir. Açısal hız hız ile doğru orantılı olduğundan, jeneratör sargılarının frekansını düşürerek veya artırarak alternatif akımın frekansını artırın veya azaltın. Örneğin jeneratör sargılarının dönüş frekansını 2 kat arttırdığımızda alternatif akımın frekansında da aynı oranda artış elde ederiz.
• Eğer alternatif akım voltajı ağa beslenir, ardından devrede bir indüktör ve bir kapasitör kullanılarak frekansı değiştirilebilir. Ağa paralel olarak bağlayarak bir indüktör ve bir kapasitör takın. Böyle bir salınım devresi kendi salınım frekansını yaratacaktır. Endüktansı ölçmek için konfigüre edilmiş bir test cihazı kullanarak hesaplamak için, bu özel bobin için bu değeri bulun. Bundan sonra, aynı test cihazını kullanarak devredeki kapasitörün kapasitansını yalnızca kapasitans ölçümü ayarlarıyla belirleyin.
• Aktif direnci ihmal edilebilirken sistemi bir AC kaynağına bağlayın. Bu salınımlı devre, devrede kapasitif ve endüktif direncin görünmesine neden olacak doğal bir frekans oluşturacaktır.
  Değerini bulmak için:
  1. Test cihazı ile ölçülen endüktans ve kapasitansın çarpımını bulun.2. Adım 1'de elde edilen değerden, karekökü çıkarın.3. Sonucu 6.28.4 sayısı ile çarpın. 1 sayısını 3. adımda elde edilen değere bölün.
• Akımın frekansını değiştirirken, ağ frekansı ve devre frekansı çakışırsa, akım gücünün ve EMF'nin maksimum değerlerinin önemli ölçüde artacağı bir rezonans olayının meydana geleceği dikkate alınmalıdır. devre yanabilir.

Etkilenebilecek herkese:

Bilinsin ki, ben, Manhattan'da yaşayan bir Amerikan vatandaşı olan Nikola Tesla, aşağıda açıklanan elektriksel titreşimlerin yoğunluğunu artırmak için yeni ve faydalı iyileştirmeler icat ettim.

Elektriksel impulsların veya salınımların birçok bilimsel ve pratik kullanımında - örneğin, mesafeler üzerinden veri iletim sistemlerinde olduğu gibi - verici ve alıcı devrelerinde üretilen impulsları veya akım salınımlarını mümkün olduğu kadar artırmak çok önemlidir. , özellikle ikincisinde.

Devreye uygulanan elektriksel darbeler serbest salınımlarla çakıştığında, devrede oluşturulan salınımların yoğunluğunun fiziksel sabitin değerine ve uygulanan ve serbest salınımların periyotlarının oranına bağlı olduğu bilinmektedir. almak için en iyi sonuçlar zorunlu ve serbest salınım periyotlarının çakışması gereklidir, bu durumda ikincisinin yoğunluğu en yüksek olacaktır ve esas olarak devrenin endüktansına ve direncine bağlıdır, değerleri endüktansla doğru orantılı ve ters orantılı olacaktır. rezistans.

Bu nedenle devredeki salınımları artırmak yani akımı veya gerilimi artırmak için endüktansı olabildiğince büyük, direnci olabildiğince küçük yapmanız gerekir. Bunu akılda tutarak, özel şekilli ve çok büyük kesitli teller icat ettim ve kullandım; Ancak endüktansı artırma ve direnci azaltma yeteneğinin sınırlı olduğunu buldum. Bir devredeki akım veya gerilimdeki rezonans artışının darbelerin frekansıyla orantılı olduğu ve büyük endüktansların genellikle düşük frekanslı salınımlara neden olduğu düşünüldüğünde bu anlaşılabilir bir durumdur.

Öte yandan, bir miktar sınırdan sonra direnci azaltmak için iletkenin enine kesitini artırmak, elektriksel titreşimler, özellikle yüksek frekanslar yüzeye yakın katmanda aktığı ve bu girişimin meydana geldiği için direnci çok az azaltır veya hiç azaltır. bükülü, bükülmüş teller kullanılarak atlanabilir, ancak pratikte kullanımlarının faydalarından daha büyük olan başka engeller de vardır.

İyi bilinen gerçek iletkenin sıcaklığı artarsa ​​direnci de artar, bu nedenle tasarımcılar bobinleri kullanım sırasında ısınmayacak şekilde yerleştirirler.

Devredeki salınımların serbest olabilmesi için devrenin düşük sıcaklıkta çalışması gerektiğini ve uyartım salınımlarının da büyük ölçüde artması gerektiğini keşfettim.

Kısacası, buluşum, bu işlemi düşük bir sıcaklıkta gerçekleştirerek, serbestçe salınan veya rezonansa giren bir devrede büyük bir titreşim yoğunluğu ve süresi yaratmaktır.

Bu genellikle ticari aparatlarda, nesne gereksiz ısıdan yalıtıldığında elde edilir, bu da kayıpları en aza indirir.

Buluşum sadece enerji tasarrufu sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda serbest salınımların yoğunluk derecesini ve süresini artırmak için tamamen yeni ve değerli bir özelliğe sahip. Bu, serbestçe salınan deşarjları biriktirmek gerektiğinde faydalı olabilir.

Buluşu uygulamanın en iyi yolu, düşük sıcaklıkta tutulan serbestçe salınan bir devreyi veya iletkeni uygun bir ortamla (soğuk hava, soğutma maddesi) çevrelemektir; bu, en büyük kendi kendine indüksiyon ve en az dirençle sonuçlanacaktır. Örneğin, bir enerji iletim sisteminde çevre Verici ve alıcı toprağa ve yalıtılmış terminallere iletkenler vasıtasıyla bağlandığından, bu iletkenlerin uzunlukları içlerinden geçen dalga boyunun dörtte birine eşit olmalıdır.

Ekteki şekil, buluşumda kullanılan aparatın bir diyagramını göstermektedir.

Diyagram, biri alıcı diğeri verici olabilen iki cihazı göstermektedir. Her biri birkaç sarımlı düşük dirençli bir bobin içerir (A ve A" olarak gösterilir). Vericinin bir parçası olması amaçlanan birincil bobin bir akım kaynağına bağlıdır. Her cihaz düz helisel olarak sarılmış endüktif bobinler B ve B" içerir. , bir ucu toprak C'ye, diğer ucu merkezden gelen, havaya getirilen izole bir terminale bağlıdır. B bobinleri, etrafına A bobinlerinin sarıldığı bir soğutma maddesi içeren bir kaba yerleştirilir.Spiral şeklindeki bobinler, serbest salınımlar oluşturmak için tasarlanmıştır. Tabii ki, biçimleri herhangi biri olabilir.

Şimdi, en basit durumda, verici bobini A'nın gelişigüzel frekanstaki darbelerle etkilendiğini varsayalım. Benzer darbeler B bobinlerinde, ancak daha yüksek bir frekansta indüklenecektir. Ve bu artış endüktansları ile doğru, dirençleri ile ters orantılı olacaktır. Ve diğer koşullar aynı kaldığı için, rezonans devresi B'deki salınımların yoğunluğu, direncin azalacağı oranda artacaktır.

Bununla birlikte, genellikle koşullar, hedefe ulaşmanın yalnızca devrenin direncindeki bir azalmadan değil, aynı zamanda iletkenlerin uzunluğundaki manipülasyondan ve buna bağlı olarak endüktans ve dirençten kaynaklanacak şekilde olabilir. serbest salınımların yoğunluğunu belirler.

Bobin B'deki salınımlar, büyük ölçüde yükseltilir, yayılır ve B bobinine ulaşır ve almak için ayarlanmış, içindeki karşılık gelen salınımları heyecanlandırır ve benzer bir nedenle yükseltilir, bu da devrelerdeki akımlarda veya salınımlarda bir artışa yol açar A " alıcı cihazın. A devresi periyodik olarak açılıp kapatıldığında, yalnızca B bobinlerindeki darbelerin yükseltilmesi nedeniyle değil, aynı zamanda geniş zaman aralıklarında var olabilmeleri nedeniyle alıcıdaki etki açıklanan şekilde artar.

Buluş, keyfi frekanslar yerine verici devresi A'daki darbeler doğal bir frekansa sahip olduğunda, başka bir deyişle yüksek frekanslı kapasitör deşarjlarının serbest salınımları tarafından uyarıldıklarında en etkilidir. Bu durumda, iletken A'nın soğuması, rezonans devresi B'deki salınımlarda önemli bir artışa yol açar. B" bobinleri orantılı olarak daha güçlü bir şekilde uyarılır ve devre A'da yüksek yoğunluklu akımları indükler. Açıkçası, dönüşümlü olarak enerji ileten ve alan serbestçe titreşen devrelerin sayısı ne kadar fazlaysa, buluşumun uygulanması yoluyla elde edilen etki de o kadar büyük olacaktır.