Bir jeneratörün hızını nasıl ayarlarım?

Belirli bir frekansta güç üretmem gerekiyorsa, jeneratörün rotorunun belirtilen bir hızda (rpm) döndüğünden emin olmam gerekir. Ama buhar veya suyla döndürdüğümde bu hızı nasıl kontrol ederim? Bana öyle geliyor ki jeneratörü döndüren mekanik kuvvetler bunu başarmak için bir şekilde dengelenmek zorunda. Bu tam olarak nasıl yapılır?

elektrikle

Bazı sistemler bunu elektriksel olarak yapar. Jeneratör ya DC üretir, ya da değişken frekanslı AC DC yapmak için düzeltilir ve sonra bir inverter istenen AC frekansını yapar. Daha modern küçük rüzgar türbinlerinde yaygındır.

mekanik olarak

Diğer sistemler istenen frekansı elde etmek için mekanik olarak kontrol edilir. Kullanılan mekanizmaya vali denirdi . Çoğu basit mekanik vali çok doğru değildir, bu nedenle şebekeye bağlı bir cihaz için yeterince iyi olmaz. Mekanik olarak aşağıdaki paragrafa benzer şekilde çalışan daha doğru valiler yapmak da mümkündür, bunlar içten yanmalı motorlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Geribildirim ile

Başka bir yaklaşım ve muhtemelen en yaygın olanı bir tür geri bildirim almaktır. Bir mikrodenetleyici üretilen frekansı izler ve doğru frekansı elde etmek için mekanik sistemi bir tür servo ile ayarlar. Örneğin, bir türbin içerisinden su akışını ayarlamak için bir kanal kapısı açabilir ve kapatabilir. Daha karmaşık bir sistem, çıkış gücünü değiştirirken doğru frekansı korumak için hem bir kanal geçidini hem de türbin kanatlarını ayarlayabilir.

Izgara Senkron çalışma

Bazı durumlarda, hiç gerekli olmayabilir. Bir kömür santralinin yakınındaki şebeke şebekesine bağlı küçük bir rüzgar türbininiz varsa, onu bağlayabilir ve unutabilirsiniz. Güç istasyonundaki dev türbinler, şebeke frekansını sabitleyecek ve rüzgar türbininin dönüş hızını sabitleyecektir. Rüzgar daha sert eserse, daha fazla akım ve hafif bir güç faktörü değişimi elde edersiniz. Giderek daha fazla rüzgar türbini eklendikçe, güç istasyonunu çalıştıran millet bunun hakkında gittikçe daha az mutlu olacak, böylece şebeke operatörü nihayetinde yasaklayacaktır.

Belirli bir frekansta güç üretmem gerekiyorsa, jeneratörün rotorunun belirtilen bir hızda (rpm) döndüğünden emin olmam gerekir.

Hayır, bu her zaman doğru değildir. Birçok rüzgar jeneratörü çift beslemeli bir indüksiyon jeneratörü (DFIG) kullanır ve rotor sargısını kontrol ederek frekansı düzenleyebilir: -

Bir frekanstaki gücü başka bir frekansa dönüştürebilirler, yani rotor çok yavaş çalışsa bile 50/60 Hz üretebilirler. Bu rotor bobinlerine bir AC akımının enjeksiyonu ile yapılır. Bunu gerçekleştiren kontrol sistemi, mekanik dönüş hızını arttırmanın veya azaltmanın başka bir aracı olarak türbinin eğim açısını da değiştirebilir.

Daha fazla bilgi için lütfen bu Enerji Verimliliği yanıtını okuyun .

Ama buhar veya suyla döndürdüğümde bu hızı nasıl kontrol ederim?

Çok fazla dönme hızının olduğu durumlar olabilir ve DFIG bununla başa çıkabilse de, yukarıdaki resimde gösterilen eğim açısı kontrolü gibi kombine bir yaklaşıma sahip olmak en iyisidir.

Ancak, kaçınılmaz alt çizgi, o anda bol miktarda mekanik enerji kaynağınız ve çok az yük talebiniz varsa, jeneratörü şebekeden ayırmanız gerektiğidir. Bir şebekeye "sahip değilseniz", düşük güç talebini karşılayabilecek bir yedek kaynağa sahip olmanız gerekir ve bu genellikle bir invertör aracılığıyla bir dizel jeneratör veya güneş enerjisi anlamına gelir.

Bir valinin amacı budur.

Mekanik versiyon, hız çok fazla yükseldiğinde motoru yavaşlatmak için gaz kelebeğini / girişini harekete geçirmek için merkezkaç kuvveti veya bir fan kullanacak bir cihazdır.

Bir RPM sensörü ve elektronik olarak kontrol edilen bir gaz kelebeği / girişi ile elektronik hale getirebilirsiniz.

Benim (sınırlı) jeneratör tasarımı deneyimimde, birden fazla faktöre bakmanız gerekiyor:

• Mekanik giriş hızı (türbin, tekerlek vb.)

• Mekanik giriş gücü

• Çıkış gerilimi

• Çıkış akımı

• Çıkış gücü (gerilime ve akıma bağlıdır, ancak genellikle bunu en yüksek güç noktasında maksimize etmek istersiniz)

Çoğu durumda korumak istediğiniz şey, elektrik yüküne göre değişecek olan sabit bir voltaj çıkışıdır; yüksek akım çıkışın düşmesine neden olur.

Kurulumunuzda sadece şaftın hızını önemsiyorsunuz (bunun sebebi ne olursa olsun). Bunu yapmanın iki yolu vardır: giriş gücünü kontrol etmek veya çıkış gücünü kontrol etmek.

Mekanik gücünüzün her zaman çıkış gücünden daha fazla olacağını biliyorsanız, hızı sabit tutmak için mil gücünü sınırlayacak bir vali veya benzeri kullanabilirsiniz. Bu giriş gücünü basit bir şekilde kontrol edecektir.

Mekanik girişinizin daha yüksek olduğunu garanti edemezseniz, çıkış gücünüzü bir şekilde sınırlamanız gerekir. Mil hızını sabit değerlerde tutmak için çıkış akımını bir PID geri besleme kontrolörü ile kontrol ettiğimiz yerde yaptım. Ancak bu, yüksek besleme zamanlarında akımı itmek ve daha düşük besleme zamanlarında çekmek için büyük bir bataryaya sahip olduğumuz bir DC sistemindeydi.

Bu yol değildir edilmektedir yapılır, ama buna bir yol olabilir yapılır: hızını modüle etmek amacıyla yükü değişir.

Giriş güç kaynağı büyüklüğünde, normal yüke ek olarak (potansiyel olarak çok büyük) bir yardımcı yük bankasını, her koşulda normal yük için en az yeterli gücü sağlayacak şekilde hayal edebilirsiniz. Bu, hidro kurulumlar için tamamen düşünülemez, çünkü kafa olağan belirleyicidir. Daha sonra, yük ve girdi değiştikçe yardımcı banka kontrol edilir, böylece jeneratördeki toplam talep, çıkış frekansını istenen noktada tutan girişte mekanik yükleme üretir.

Ve hayır, bu ciddi bir öneri değil, ama olabilir yapılabilir.