ژنراتور های آسنکرون(القایی)
ژنراتور آسنکرون چیست ؟
ژنراتور آسنکرون در واقع از لحاظ ساختمان همان موتور القایی یا موتور آسنکرون می باشد که تحت شرایطی تولید برق خواهد داشت .همانطور که می دانید در موتور های القایی سه فاز با اتصال به منبع نیرو یا برق سه فاز یک میدان دوار در استاتور موتور القایی ایجاد می شود که با سرعت سنکرون شروع به چرخش میکند ،که این سرعت سنکرون در فرکانس ۵۰ هرتز برابر ۱۵۰۰ دور بر دقیقه و در فرکانس ۶۰ هرتز برابر ۱۸۰۰ دور بر دقیقه می باشد .و همانطور که میدانیم منظور از این چرخش چرخش میدان مغناطیسی است که در محیط استاتور شکل میگیرد و چون خطوط میدان مغطناطیسی در حین چرخش رتور را قطع میکنند در رتور یه ولتاژ و به طبع آن جریانی پدید می آید که حاصل آن یک میدان دوار خواهد بود که میدان استاتور را با سرعت کمی کمتر دنبال خواهد کرد .پس در نتیجه سرعت چرخش رتور از سرعت میدان مغناطیسی استاتور کمتر می باشد .حال اگر رتور را توسط یک محرک خارجی مثلا یک موتور دیزلی ،توربین بادی یا آبی به چرخش در بیاوریم چه اتفاقی خواهد افتاد ،اگر سرعت چرخش رتور از استاتور بیشتر شود به اصطلاح لغزش منفی می شود در نتیجه به جای اینکه استاتور در رتور جریان القا کند در این حالت رتور در استاتور جریان القا خواهد کرد در نتیجه در این حالت موتور تبدیل به ژنراتور می شود .
ولی ژنراتور های القایی نیاز به توان راکتیو دارند در نتیجه در صورتی که منبعی برای تامین توان راکتیو این ژنراتور ها نباشد نمی توان این نوع ژنراتور ها را راه اندازی کرد .
مزایای ژنراتور آسنکرون( القایی) :
۱- چون به سیستم تحریک احتیاج ندارد و ساختمان آن ساده است در نتیجه تعمیر و نگهداری آن آسان است.
۲- راه‌اندازی و بهره‌برداری از آن آسان است، زیرا نیازی به سنکرونیزاسیون یا تنظیم تحریک ندارد.
۳- جریان اتصال کوتاه آن کم است و زمان کاهش آن در مقایسه با ماشینهای سنکرون کوتاهتر است، زیرا در هنگام اتصال کوتاه، تحریک قطع میشود و جریان اتصال کوتاه فقط در یک مدت فوق‌العاده کوتاه جریان می‌یابد تا اینکه فلوی مغناطیسی ناپدید شود.
۴-وقتی بار پس زده میشود، جریان تحریک قطع میشود و ولتاژ ناپدید میشود و لذا هیچگونه صدمه و خسارتی به بخشهای عایقی دستگاه از جانب ولتاژ اضافی صرفنظر از میزان افزایش سرعت رخ نمی‌دهد.
۵- وقتی ولتاژ سیستم افت میکند، جریان تحریک خودبه‌خود کاهش می‌یابد.
۶- جون گاورنر سرعت در حالت اتصال به شبکه مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، لذا تا حدی که سرعت آن از سرعت مجاز توربین هیدرولیکی بیشتر نشود به تولید انرژی ادامه میدهد.
۷- در مواقعی که سیستم دچار اختلال میشود، این دستگاه می‌تواند به صورت پایدار و بدون قطع شدن به کار خود ادامه دهد.
خود تحریکی ژنراتور آسنکرون :
همانطور که قبلا گفته شد این نوع ژنراتور ها بدون یک منبع تامین توان راکتیو نمیتوان تولید توان داشته باشند در نتیجه یا باید به شبکه برق یا شین بی نهایت متصل باشند یا باید توسط یک بانک خازنی توان راکتیو مورد نیاز آن ها تامین شود.حال این سوال پیش خواهد آمد که چگونه خازن مورد نیاز باید محاسبه شود ؟پاسخ ساده است توسط فرمول های زیر:
توان ظاهری (S = √۳ .V .I (VA
توان اکتیو( P = S .cos θ ( W
توان راکتیو (Q = √{S²-P²} (VAR
در فرمول بالا V ولتاژ خط ،I جریان خط ،cos θ ضریب قدرت می باشد.
Ic = Q/V جریان خازن
Xc = V/I راکتانس خازنی در هر فاز
حداقل ظرفیت خازنی در هر فاز:
C = ۱ / (۲*π*f*Xc)
:ولتاژ و فرکانس در ژنراتور آسنکرون
همانطور که میدانید در ژنراتور ها سنکرون سیستمی به نام AVR با تغییر ولتاژ تحریک در ژنراتور های سنکرون عمل تنظیم ولتاژ را انجام میدهد ولی در ژنراتور های آسنکرون که به همین سادگی نیست و تنظیم ولتاژ کمی مشکل تر می باشد البته بحث ما در حالت خود تحریک یعنی حالتی که به شبکه برق یا شین بینهایت متصل نیست می باشد .چون ژنراتور القایی زمانی که به شبکه برق متصل می شود به دلیل بزرگ بودن این شبکه مجبور است از فرکانس شبکه پیروی کند .ولی در حالت خود تحریکی چون میزان خازن در مقدار ولتاژ تاثیر گذار است شما فرض کنید ژنراتور با سرعت ۱۵۲۰ دور در حال چرخش است و دارای ۴۰۰ ولت ولتاژ می باشد حال یک موتور الکتریکی وارد مدار میشود تا از ژنراتور تغذیه کند اتفاقی که خواهد افتاد این است که مسلما دور موتور کاهش پیدا میکند و خاصیبت سلفی موتور باعث می شود خازن ها بخشی از راکتیو خود را صرف تامین راکتیو مصرف کننده کنند در نتیجه به دلیل تغییر سرعت و مقدار راکتیو در درسترس ژنراتور ولتاژ تغییر میکند .خب برای اینکه ولتاژ نوسان کمتری داشته باشد باید دور و خازن متصل به ژنراتور افزایش یابد ،افزایش دور توسط گاورنر در سیستم های با محرک دیزلی یا گازی امکان پذیر است اما افزایش خازن را چه سیستمی انجام خواهد داد ؟
اینجاست که پای سیستم های SVC به میان می آید.
چیست؟ SVC
جبران ساز توان راکتیو استاتیکی: svc یک مولد با جذب کننده استاتیکی توان راکتیو که به صورت موازی متصل شده و خروجی آن برای مبادله جریان خازنی یا القایی تنظیم میشود، به طوری که پارامترهای مشخصی در سیستم قدرت (نوعاً ولتاژ شینه) را حفظ یا کنترل نماید.این عبارت اصطلاحی عمومی برای یک راکتور قابل کلید زنی با تریستور یا قابل کنترل با تریستور و یا خازن (یا ترکیب خازن و راکتور) قابل کلید زنی با تریستور است عملکرد SVC بر مبنای تریستورهای فاقد قابلیت قطع دریچه است، و شامل تجهیزات جداگانه ای برای تقدم و تأخر فاز توان راکتیو است.
این تجهیزات عبارتند از راکتور: با قابلیت کلید زنی یا کنترل تریستوری برای جذب توان راکتیو، و خازن: با قابلیت تریستوری برای تأمین بار راکتیو. برخی SVC را گزینه ارزان قیمت‌تر نسبت به STATCOM می دانند، هر چند اگر ملاک مقایسه بر اساس عملکرد مورد نیاز باشد، و نه فقط مقدار MVA، وضعیت به این صورت نخواهد بود.
