asinhronski elektromotor kot generator

Da začne asinhronski motor (s kratkostično kletko) proizvajat električno energijo ga moraš zavrteti nad sinhronske vrtljaje in mora biti priključen na omrežje. Sinhronski vrtljaji so odvisni od omrežne frekvence in števila parov polov (konstrukcija motorja). Obstajajo tudi neke variante stand alone generatorjev, vendar ga moraš na začetku vzbudit (priključit na omrežje), zraven pa potrebuješ še kondenzatorje, iz katerih pridobi jalovo energijo. Problem pri standalone asinhronskih generatorjih je frekvenca in napetost, katero ne moreš določit tako enostavno, kot pri sinhronskem generatorju.

Da ti bo asinhronski motor deloval kot generator brez priključitve na omrežje raje kar pozabi. Je toliko problemov z zagotavljanjem frekvence in napetosti, da je enostavneje uporabiti sinhroni motor.

Da elektromotor deluje potrebuje električno energijo, katera ustvari vrtilno magnetno polje. To polje malce zaostaja, zato se motor vrti počasneje kot so sinhroni vrtljaji. Da lahko generator začne proizvajati električno energijo potrebuje magnetno polje. To polje mora malce prehitevati, zato se mora motor vrteti malce hitreje kot so sinhroni vrtljaji. Sinhrone vrtljaje dobiš tako, da nazivne vrtljaje motorja povečaš na okroglo številko (...325 ali 750 ali 1000 ali 1500 ali 3000)

Da začne generator proizvajati el. energijo potrebuje začetno magnetno polje. To se zagotovi z vzbujanjem (sinhroni motor) ali s kondenzatorji/omrežje (asinhronski motor). Ko generator enkrat deluje, si lahko potrebno energijo zagotavlja sam.

A potem imajo te majhni agregati. sinhrosnski generator.

A zato majo vsi agregati 12V DC ker dobijo enosmerno napetost iz krtačk ki jih ima sinhronski generator.

lovro535v2 je 6. okt 2015 ob 10:55 izjavil:

A potem imajo te majhni agregati. sinhrosnski generator.

A zato majo vsi agregati 12V DC ker dobijo enosmerno napetost iz krtačk ki jih ima sinhronski generator.

Zakaj bi majnhni agregati morali dajati 12V DC??? Celo v avtomobilu imaš trifazni alternator, kateri ti daje izmenično napetost in jo nato spremeniš v enosmerno.

Delovanje agregata na bencinski motor je malce drugačno, kot delovanje turbine. Pri spremembi obremenitve (npr. prižgeš luč) se bencinski motor odzove mnogo hitreje, kot vodna turbina, zato tudi nimaš takšnega nihanja napetosti.

fikus_ je 6. okt 2015 ob 10:36 izjavil:

Eni malo komplicirate. V teorji je sicer res, da ni enostavno, ampak v praksi je malo drugače.

Le kdo komplicira? Asinhronski motor priključen na mrežo kot generator je najbolj enostavna, poceni in zanesljiva rešitev. Asinhronski motor kot generator v otočnem obratovanju (ni priključen na mrežo) pa je povsem drug zgodba. Jo je sicer možno izvesti a ni več nujno najbolj enostavna in najcenejša rešitev.

Hvala za odgovore.

Asinhronski motor s turbino zaženeš malce hitreje, kot so sinhroni vrtljaji in ga na električno omrežje (daljnovod!) priključiš enako, kot priključiš motor.

Pozdrav

Jasno mi je, da asinhronc deluje v nadsinhronizmu v generatorskem režimu. Me pa zanima, kako je izvedena sinronizacija z omrežjem, ko na omrežje priključiš tak generator? Kako se zagotavlja stabilnost frekvence iz takšnega generatorja, sploh v primeru, ko breme niha?

LP

Jože

Barbarpapa2 je 10. okt 2015 ob 20:10 izjavil:

Pozdrav

Jasno mi je, da asinhronc deluje v nadsinhronizmu v generatorskem režimu. Me pa zanima, kako je izvedena sinronizacija z omrežjem, ko na omrežje priključiš tak generator? Kako se zagotavlja stabilnost frekvence iz takšnega generatorja, sploh v primeru, ko breme niha?

LP

Jože

To stabilnost v omrežju zagotavljajo drugi večji sinhronski generatorji s svojimi rotirajočimi masami.

Barbarpapa2 je 10. okt 2015 ob 20:10 izjavil:

Pozdrav

Jasno mi je, da asinhronc deluje v nadsinhronizmu v generatorskem režimu. Me pa zanima, kako je izvedena sinronizacija z omrežjem, ko na omrežje priključiš tak generator? Kako se zagotavlja stabilnost frekvence iz takšnega generatorja, sploh v primeru, ko breme niha?

LP

Jože

Za frekvenco ti ni potrebno skrbet, saj nanjo nimaš vpliva zaradi asinhronosti. Prav tako ne na napetost. Oboje ti diktira omrežje. Če breme oz. turbina niha bo enkrat več delovne energije vzel/dodal iz/v omrežje drugič manj. Za generatorsko delovanje moraš biti zelo pazljiv, če imaš frekvenčnika, saj takrat ne moreš oddajat energije v omrežje.

marjan_h je 11. okt 2015 ob 10:36 izjavil:

- mrežno/otočno delovanje

Mrežno delovanje je, če je generator priključen na električno omrežje. Primer: elektrarna.
Otočno delovanje je, če nisi povezan na omrežje. Primer: agregat.

marjan_h je 11. okt 2015 ob 10:36 izjavil:

- sinhronizacija

Sinhronizacija je postopek kako priključiti sinhronski generator v omrežje. Poteka pa približno takole:
Najprej se spusti malo energije na gred generatorja, da dobiš nazivne vrtljaje in s tem frekvenco.
Povečaš vzbujalni tok, da dosežeš nazivno napetost na izhodu.
Malce dodaš moč na gred in s tem povečaš število vrtljajev malo nad nazivno frekvenco (50Hz).
Ko sta napetosti omrežja in generatorja v fazi priključiš generator v omrežje in spustiš energijo na gred.

marjan_h je 11. okt 2015 ob 10:36 izjavil:

- frekvenčnik

Frekvenčni pretvornik. Uporablja se za regulacijo vrtljajev asinhrosnkega motorja (ASM) s kratkostično kletko (če imaš ASM s navitim rotorjem lahko vrtljaje reguliraš tudi z upori).
Pri ASM je navor neodvisen od frekvence, to pomeni da lahko pri poljubnih vrtljajih dosežeš nazivni navor.

marjan_h je 11. okt 2015 ob 10:36 izjavil:

- prosti tek (sinhronski stroj)

Prosti tek sinhronskega stroja je takrat, ko ni obremenjen (se vrti v prazno). Takrat lahko rotorsko navitje podvzbujaš ali nadvzbujaš (manši ali večji tok v rotorskem navitju) s tem lahko sinhronski stroj izkazuje induktivno ali kapacitivno karakteristiko.

Barbarpapa2 je 12. okt 2015 ob 08:22 izjavil:

Pri sinhronizaciji velja opis, ki ga je dal Johnnyy, za priklop asinhronskih generatorjev na omrežje.

Pri asinhronskih generatorjih ne potrebuješ sinhronizacije!! Opis, ki sem ga podal velja za sinhronske generatorje. To da se sinusa enakih frekvenc pokrivata pomeni, da sta v fazi.

Takšnega gradiva je zelo malo na spletu, zato bi ponovno prosil znalce, če mi razložijo naslednje pojme:

- jalova obremenitev (po sinhronizaciji)
- delovna obremenitev
- statorsko vzbujanje
- reakcija indukta

Hvala.

marjan_h je 13. okt 2015 ob 22:11 izjavil:

- jalova obremenitev (po sinhronizaciji)

Izraz jalova obremenitev je malce neposrečen. Če imaš na omrežju kapacitivno ali induktivno breme, breme kot tako ni jalovo. Jalov je tok, ki se po omrežju pretaka med kapacitivnimi in induktivnimi bremeni in ne dela nič drugega kot dodatno obremenjuje omrežje. Zaradi te dodatne obremenitve negospodinski odjemalci plačujejo jalovo energijo, torej energijo, ki se pretaka med omrežjem in odjemalcem. Jalov tok, moč in energija so posledica faznega zamika med napetostjo in tokom.

marjan_h je 13. okt 2015 ob 22:11 izjavil:

- delovna obremenitev

Tudi delovna obremenitev je malce ponesrečen izraz. Večinoma se uporablja izraz ohmska obremenitev, tokovi, moči in energija pa so delavni. Ohmsko obremenitev izkazujejo ohmski porabniki (grelci, žarnica na žarilno nitko itd.). Iz matematičnega stališča je to takrat, ko sta napetost in tok v fazi (ni zamika med napetostjo in tokom).

marjan_h je 13. okt 2015 ob 22:11 izjavil:

- statorsko vzbujanje

Statorsko vzbujanje? Ta izraz prvič slišim. Obstaja rotosko vzbujanje oz. kar vzbujanje generatorja.

marjan_h je 13. okt 2015 ob 22:11 izjavil:

- reakcija indukta

Reakcija indukta je drugi izraz za statorske tokove. Če po statorskem navitju teče tok (če je generator obremenjen ali priključen na omrežje), ta tok povzroča magnetno polje. Zato magnetno polje ni odvisno samo od vzbujanja ampak tudi od toka v statorju.

jest10 je 14. okt 2015 ob 13:46 izjavil:

Enosmerni generatorji imajo statorsko vzbujanje.

Tega vzbujanja pri enosernih motorjih/generatorjih ne poznam (poznam vzporedno, zaporedno, tuje vzbujanje)? Je to kakšen poseben tip mešanega vzbujanja?

marjan_h je 15. okt 2015 ob 17:45 izjavil:

Ali ni jalova energija, energija ki se porablja za ohranitev magnetnega polja? Kako se potem pretaka po električnem omrežju, če je potrebna za delovanje naprave?

Energija se nikoli ne "porablja" ampak se vedno pretvori iz ene oblike v drugo. Če bi na neko navitje oz. tuljavo priklopil enosmerni tokovni vir in bi meril energijo, bi videl, da se ob priklopu "poraba" energije poveča, potem pa se praktično ne povečuje več. Oddana električna energija se je pretvorila v magnetno polje. Če bi začel na tokovnem viru manjšati tok, pa bi iz magnetnega polja pridobil nazaj električno energijo. Ker imamo opravka s sinusno napetostjo in tokom, se ta postopek konstantno dogaja. Torej energijo shranimo v navitju potem pa jo dobimo nazaj. Posledica tega je, da tok in napetost nista v fazi ampak sta zamaknjena za 90°.

In ta energija se pretaka. Če imamo v bližini tuljav (navitij) kondenzatorje (kondenzator sprejema energijo takrat, ko jo tuljava oddaja) potem se to pretakanje na omrežju ne pozna oz. lahko zmanjšamo pretakanje. Če pa imamo kondenzatorje na drugi strani države, potem pa ta energija potuje tja in naslednjo pol-periodo nazaj. Če kondenzatorjev ni, pa to kompenzirajo elektrarne. Ker imamo vmes še upornost žic daljnovodov dobimo dodatne izgube in obremenjenost omrežja.

marjan_h je 15. okt 2015 ob 17:45 izjavil:

Zanima me še kaj so to drsni obroči? Lamele v motorju?

Rotor se vrti in na njem je navitje. Na nek način je potrebno iz vrtečega se rotorja pridobiti ven žice, da ga lahko vzbujamo. No to se naredi prek drsnih obročev in ščetk, uporablja pa se pri sinhronskih motorjih/generatorjih in asinhronskih motorjih z navitim rotorjem. Lamele pa imajo kolektorski (komutatorski) oz. enosmerni stroji.

johnnyyy je 14. okt 2015 ob 08:51 izjavil:

Statorsko vzbujanje? Ta izraz prvič slišim. Obstaja rotosko vzbujanje oz. kar vzbujanje generatorja

Pri asinhronskem motorju se vzbuja stator.

Pa pri asinhronskem generatorju z energijo iz omrežja vzbujaš stator, dokler se ne vrti s svojo asinhronsko hitrostjo. Če ga takrat sklopiš s turbino in povečaš njegovo hitrost ustrezno nad sinhronsko (upoštevajoč slip v drugo smer), bo začel oddajati energijo v omrežje.

marjan_h je 15. nov 2015 ob 15:07 izjavil:

Ali se vzbujanje ne šteje kot dovajanje energije?

Če pravilno razumem, potrebujejo tudi generatorji v elektrarnah vzbujanje. Ali je to samo toliko da dosežejo sinhronsko hitrost, potem pa se več ne vzbuja?

Normalno, generatorji v elektrarnah potrebujejo vzbujanje. V večini primerov gre za sinhronske generatorje, kjer se po večini vzbuja rotorsko navitje, z enosmerno napetostjo. Vzbujanje je namreč potrebno zato, ker so pri velikih strojih permanentni magneti premalo učinkoviti, predvsem pa je pri njih nemogoča regulacija jakosti magnetnega polja rotorja. Z nastavljanjem vzbujanja se tako nastavlja tudi izhodna napetost sponk statorja, tako da se da ne glede na obremenitev iz generatorja dobiti stabilno napetost.

Kratkostična kletka je rotor pri asinhronskem motorju. Pri kratkostični kletki tako recimo ne moreš nastavljati vzbujanja v rotorju. Deluje pa tako, da se zaradi magnetnega polja v statorskem navitju inducira napetost v kratkostični kletki, katera povzroči tok, ki povzroči magnetno polje v kratkostični kletki (rotorju). Zaradi razlike magnetnih polj, se pojavi navor, rotor se hoče poravnati s statorjem, kar pa vedno počne z zakasnitvijo, ki se imenuje tudi slip.

Imaš pa kratkostično kletko lahko tudi pri sinhronskem stroju, tam se v primeru motorja imenuje zagonska kletka. Naloga je podobna, kot pri asinhronskem motorju, le da se je v funkciji samo pri zagonu. Praviloma je manjša, kot pri asinhroncu. V uporabi pa je samo pri zagonu, ko magnetno polje statorja in rotorja nista v sinhronizmu. Ko prideta v sinhronizem, se v kletki več ne inducira napetost, tako da kletka nima funkcije.
Dušilna kletka je prav tako v uporabi pri sinhronskem stroju (lahko pri motorju in generatorju), namenjena pa je amortizaciji obremenitve, tako recimo v primeru, da stroj pade iz sinhronizma, kletka zavira stroj, da ne pade preveč in se hitreje vrne v sinhronizem.

Malce približne razlage iz moje strani. Je pa zadeva kar dobro razložena že na wikipedii.

Oprostite, ker preveč sprašujem saj sem šel po nekaj knjig v knjižnico o elektromotorjih in generatorjih, vendar imam sedaj več vprašanj kot odgovorov.

Torej še eno vprašanje:

Remanentna napetost v električnih strojih.

Kakor razumem do sedaj je da je to zaradi magnetnih učinkov statorja, torej se namagneti rotor. Vendar v katerih strojih je to najpogostejši učinek? In kaj prinaša ta učinek?

Pozdrav

Pa poznaš osnovno razliko v delovanju sinhronskega in asinhronskega motorja?

LP

Jože

Pozdrav

Statorski del sinhronskega ali asinhronskega motorja je lahko povsem identičen, razlika je v rotorju. Če bi vzel navaden asinhronski motor in mu zamenjal rotor s kratskostično kletko za rotor iz trajnega magneta, bi dobil sinhronski motor. Isto bi se zgodilo, če bi vstavil rotor z navitji, ki bi jih napajal z istosmerno napetostjo (vzbujanje). Obstaja še en trik za izvedbo sinhronskega stroja. Če asinhronski rotor predelaš tako, da dobiš izražene pole (porezkaš material med poli ven), obenem pa vsaj delno ohraniš kratkostično kletko, bo tak motor po "asinhronskem zagonu" skočil v sinhronizem - dobiš ti. reluktančni motor.

Kratek povzetek: Če rotor, ki je vstavljen v trofazni stator, generira lastno, od rotacijskega magnetnega polja statorja, neodvisno magnetno polje, potem je tak motor sinhronski. Če pa je magnetno polje rotorja odvisno od indukcije, povzročene z rotacijskim magnetnim poljem statorja, potem je motor asinhronski.

LP

Jože

marjan_h je 21. nov 2015 ob 17:17 izjavil:

Oprostite, ker preveč sprašujem saj sem šel po nekaj knjig v knjižnico o elektromotorjih in generatorjih, vendar imam sedaj več vprašanj kot odgovorov.

Torej še eno vprašanje:

Remanentna napetost v električnih strojih.

Kakor razumem do sedaj je da je to zaradi magnetnih učinkov statorja, torej se namagneti rotor. Vendar v katerih strojih je to najpogostejši učinek? In kaj prinaša ta učinek?

Ne remanentna napetost, ampak remanentna gostota magnetnega polja. Že na wikipedii je dober opis. V osnovi gre za to, da moraš dovajati nek tok, da se material namagneti. Paziti moraš, da ti feromagnetik ne uide v nasičenje, to je območje nad kolenom histereze, ko magnetilni tok povečuješ precej, dvig jakosti magnetnega polja pa je majhen. V nasičenju tako lahko hitro skuriš navitje rotorja (ali statorja pri motorju).
Do same remanence pa pride zato, ker feromagnetni materiali delno zadržijo magnetizacijo tudi po prenehanju teka električnega toka. In zato imaš lahko pri sinhronskih generatorjih nekaj malega napetosti na izhodnih sponkah tudi ob nedelujočem vzbujanju.

če ti bo tale video kaj pomagal kolikor vidm se to uporablja v klima napravah.

Aja, to so v bistvu BLDC motorji.

Hvala.

Me pa še nekaj zanima:

Recimo pri enosmernih motorjih, če povečamo napetost na sponkah ali se s tem zviša hitrost ali navor? Ali se s tokom? To vedno pozabim, ker ne razumem.