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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 마이크로 수력 발전소의 전기 장비. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
수소 발생기 수력 발전기는 수력 터빈에 의해 구동되는 전류 발전기입니다. 일반적으로 수력 발전기는 동기식 발전기(그림 31)이며 로터가 수력 터빈에 연결되어 있습니다(직접 또는 전송 메커니즘을 통해).
발전기 모드에서 일반 비동기식 전기 모터를 사용하는 것도 허용됩니다. 즉, 수력 터빈에서 이 전기 모터를 회전해도 전류가 생성되지만 비동기식 모드입니다(그림 32). 그러나 이들의 사용은 활성 발전기 및 무효 전력 소비자라는 사실에 의해 제한됩니다. 따라서 비동기식 발전기는 무효 전력원이 있는 시스템에서만 작동할 수 있습니다. 무효 전력은 부하와 병렬로 연결된 커패시터에서 얻거나 비동기식 발전기의 작동 특성을 개선하기 위해 부하와 직렬로 연결된 추가 커패시터가 설치됩니다. 그러나이 옵션의 효율성은 동기식 발전기를 사용하는 것보다 낮습니다.
수소 발생기의 설계는 주로 로터 축의 위치, 회전 속도, 터빈의 유형 및 동력에 의해 결정됩니다. 강력한 저속 수력 발전기는 일반적으로 수직 회전축, 버킷 수력 터빈이 있는 고속 발전기 - 수평 회전축으로 제조됩니다. 마이크로 수력 발전소용 수소 발생기의 회전 주파수는 600에서 1500rpm까지 다양합니다. 속도 특성을 위한 발전기 선택은 사용되는 터빈 유형에 따라 다릅니다. 또한 수소 발생기의 설계 및 작동 기능이 있습니다. 저속 발전기는 내구성과 신뢰성이 높지만 동시에 크고 비쌉니다. 발전기 작동 원리 모든 발전기의 작동 원리는 전자기 유도 현상을 기반으로 합니다. 모터의 기계적 에너지(회전)를 전류 에너지로 변환하는 것은 다음 그림으로 설명됩니다.
프레임이 균일한 자기장에서 균일하게 회전하면 가변 기전력이 발생하며 그 주파수는 프레임의 회전 주파수와 같습니다. 자기장 속에서 프레임을 회전하든, 프레임 주변의 자기장에서든, 프레임 내부의 자기장에서든 결과는 동일합니다. 기전력은 고조파 법칙에 따라 변합니다. 동기식 및 비동기식 발전기의 특징 동기식 발전기는 고정자 자기장 회전 주파수가 회전자 회전 주파수와 동일한 발전기 모드에서 작동하는 동기식 전기 기계입니다. 로터는 권선으로 구성됩니다. 자극이 있는 권선에 전압을 가하면 자기장이 나타나 회전 자기장을 생성합니다. 고정자 권선을 가로지르는 이 자기장은 내부에 기전력을 생성합니다. 권선 유형에 따라 회 전자가 단락되거나 위상이 될 수 있습니다. 보조 고정자 권선에 의해 생성된 회전 자기장은 회전자와 함께 회전하는 회전자에 자기장을 유도하여 작동 중인 고정자 권선에 기전력을 생성합니다. 발전소를 시작할 때 회 전자는 약한 자기장을 생성하지만 속도가 증가하면 여자 권선의 기전력도 증가합니다. 이 권선의 전압은 자동 조정 장치(AVR)를 통해 회전자에 공급되어 자기장을 변경하여 출력 전압을 제어합니다. 예를 들어, 연결된 유도 부하는 발전기의 자기를 없애고 전압을 낮추고, 용량성 부하가 연결되면 발전기에 바이어스가 걸리고 전압이 상승합니다. 이를 "앵커 반응"이라고 합니다. 출력 전압의 안정성을 보장하려면 AVR 장치(전압 안정 장치)에서 제공하는 권선(동기 발전기용)의 전류를 조절하여 회 전자의 자기장을 변경해야 합니다. 이 조정 방법 덕분에 부하 전류 및 HPP 터빈 속도의 변화에 관계없이 발전기 출력 전압의 높은 안정성이 유지됩니다. 동기식 발전기의 장점은 출력 전압의 높은 안정성이며 단점은 과도한 부하로 인해 레귤레이터가 회 전자 권선의 전류를 과도하게 증가시킬 수 있기 때문에 과전류의 가능성입니다. 동기식 발전기의 또 다른 단점은 조만간 서비스를 받아야 할 브러시 어셈블리가 있다는 것입니다. 그러나 현재 이러한 단점은 실질적으로 제거되었습니다. 최신 동기식 발전기는 대부분 브러시가 없기 때문에 회전자에는 컬렉터-브러시 어셈블리가 없으며 여자 권선(회전자 내)의 전류는 주 및/또는 추가 고정자 권선에 의해 생성된 교번 자기장에 의해 유도됩니다. 비동기식 발전기 - 제동 모드에서 작동하는 비동기식 전기 기계로 로터는 일정보다 앞서 회전하지만 고정자 자기장과 같은 방향으로 회전합니다. 비동기식 발전기에서 회전자는 영구 자석 또는 전자석 형태로 만들어집니다. 회전자 극의 수는 XNUMX개, XNUMX개 등이 될 수 있지만 항상 XNUMX의 배수입니다. 이 경우 발전기의 회전 속도가 낮을수록 발전기에 더 많은 극이 있어야 합니다. 회전 자기장은 항상 변경되지 않고 조정되지 않으며, 그 결과 발전기 출력의 전압과 주파수는 회전자 속도에 따라 달라지고 결과적으로 터빈 회전의 안정성에 따라 달라집니다. 유지 보수의 용이성, 단락에 대한 낮은 민감도 및 저렴한 비용에도 불구하고 비동기식 발전기는 여러 가지 단점이 있기 때문에 거의 사용되지 않습니다. 수력 터빈의 안정적인 작동에 대한 출력 전압 및 전류 주파수의 의존성 등 저자: Kartanbaev B.A., Zhumadilov K.A., Zazulsky A.A.
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