Sünkroonkondensaator: disain, töö, faasiskeem ja selle rakendused

Sünkroonkondensaatorid ei ole uued, kuid neid on tavaliselt kasutatud alates 1950. aastatest elektrisüsteemide stabiliseerimiseks. Sünkroonkondensaatorid on suured masinad, mis pöörlevad väga vabalt ja suudavad energiasüsteemi stabiliseerimiseks ja tugevdamiseks neelata või genereerida reaktiivvõimsust. Need kondensaatorid aitavad koormuse muutumisel, kuna need suurendavad võrgu inertsi. Sünkroonkondensaatorisse salvestatud kineetiline energia varustab kogu toitesüsteemi inertsi ja on sageduse juhtimise seisukohast väga kasulik. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet sünkroonne kondensaator – töö ja selle rakendused.

Mis on sünkroonkondensaator?

Liiga põnevil sünkroonmootor mis töötab tühikäigul, nimetatakse sünkroonseks kondensaatoriks. See kondensaator on alalisvooluga ergastatud sünkroonmasin, mille võll ei ole ühendatud ühegi ajamiseadmega. Seda kondensaatorit nimetatakse ka sünkroonseks kompensaatoriks või sünkroonseks kondensaator . See seade tagab parema stabiilsuse ja pinge reguleerimise, genereerides või neelades pidevalt reguleeritavat reaktiivvõimsust, paremat lühisetugevust ja sageduse stabiilsust sünkroonse inertsi abil.

Sünkroonkondensaatori põhieesmärk on kasutada masina reaktiivvõimsuse juhtimisvõimalusi ja sünkroonset inertsi. Elektrisüsteem sisaldab kondensaatoripankadele atraktiivset alternatiivset lahendust, kuna suudab reaktiivvõimsust pidevalt reguleerida. Need kondensaatorid sobivad suurepäraselt pinge juhtimiseks pikkadel ülekandeliinidel või võrkudes elektriliste seadmete suure hajutatuse kaudu ja võrkudes, kus on suur oht suurest võrgust 'saarduda'.

Sünkroonse kondensaatori disain

Sünkroonkondensaator on konstrueeritud erinevate komponentidega, nagu staator, rootor, erguti, amor kudede mähis ja raam. Sünkroonmootor sisaldab 3-faasilist staatorit, mis on analoogne asünkroonmootoriga. Üksus algab kui asünkroonmootor amortisaatori mähisega, mis peab käivitusmomendi tekitamiseks libisema.

Sünkroonmootorite puhul antakse alalisvoolu rootori väljamähisesse, mida nimetatakse ergutiks. See on paigutatud sünkroonmootori võllile. Võrdse arvu poolustega rootorit nagu staatorit toidetakse alalisvooluallika kaudu. Rootori vool loob põhja-lõuna suunalise magnetpooluse ühenduse rootori pooluste paaride sees, võimaldades rootoril pöörleva staatori voo toimel 'sammu lukustuda'. Raam on masina välimine osa ja on kujundatud malmist.

Kuidas sünkroonne kondensaator töötab?

Sünkroonkondensaatori töö sarnaneb sünkroonmootori põhimõttega. Selle mootori tööpõhimõte on liikuv EMF, mis tähendab, et juht kipub magnetvälja mõju tõttu pöörlema. Siin kasutatakse magnetvälja loomiseks kahte võimalust, nagu 3-faasiline vahelduvvooluallikas ja stabiilne alalisvoolu toide. staator .

Peamine põhjus kahe ergastusviisi pakkumiseks on see, et see võib pöörelda sünkroonsel kiirusel, kuna mootor lihtsalt töötab nii staatori kui ka alalisvoolu väljamähise tekitatud magnetvälja blokeerimisel.

Alalisvooluvälja ergastuse muutmine võib põhjustada erinevaid režiime. Nii et sünkroonkondensaatori töörežiime käsitletakse allpool.

Alguses alalisvoolu toite suurendamisel armatuuri vool väheneb ja näitab, et staator kasutab voo genereerimiseks madalat voolu, samuti võtab sünkroonmootor vähem reaktiivvoolu, mistõttu seda nimetatakse alaergastatud režiimiks.

Alalisvooluvälja ergastuse suurenemisel saabub punkt, kus armatuuri vool on madal ja mootor töötab ühtse võimsusteguriga (PF). Alalisvooluallikas täidab kogu välja ergastuse nõuded. Seega nimetatakse seda režiimi tava-ergastusrežiimiks.

Lisaks suurendage alalisvoolu toitevälja voolu, seejärel suureneb voog liigselt ja selle kompenseerimiseks hakkab staator selle neelamise asemel reaktiivvõimsust andma. Seega tõmbab sünkroonmootor juhtivat voolu.

Sünkroonkondensaator vs kondensaatorpank

Erinevus sünkroonkondensaatori vs a kondensaatoripank sisaldab järgmist.

Faasi diagramm

The sünkroonkondensaatori faasidiagramm on näidatud allpool. Kui sünkroonmootor on tavaliselt üle ergastatud, võtab see juhtiva võimsusteguri voolu. Kui see mootor on koormuseta olekus, kus koormusnurk δ on äärmiselt väike ja samuti on see üle ergastatud nagu Eb > V, siis suureneb PF nurk peaaegu 90 kraadini. Seega töötab see mootor ligikaudu 0 juhtiva PF-tingimustega, mis on näidatud järgmisel faasoridiagrammil.

See omadus on seotud tüüpilise kondensaatoriga, mis kasutab juhtivat PF-i voolu. Seega tuntakse koormuseta töötavat üleergastatud mootorit sünkroonkondensaatorina. See on peamine omadus, kuna millist mootorit kasutatakse võimsuse suurendamise seadmena või faasi täiustamiseks.

Eelised ja miinused

The sünkroonkondensaatori eelised sisaldama järgmist.

• See võib suurendada süsteemi inertsi.
• Lühiajalist ülekoormusvõimet saab suurendada.
• Madalpinge läbisõit.
• Kiire vastus
• Täiendav lühisetugevus.
• Harmoonikuid pole.
• Reaktiivvõimsust reguleeritakse pidevalt.
• See on hooldusvaba.
• Kõrget turvalisust saab säilitada.
• Sellel on pikk eluiga.
• Vead on kergesti eemaldatavad.
• Mootori kaudu juhitava voolu suurust saab hõlpsasti muuta, muutes välja ergastust mis tahes summaga. Seega aitab see saavutada astmevaba võimsusteguri juhtimist.
• Mootori mähiste termiline stabiilsus on lühisvoolude korral kõrge.

The sünkroonkondensaatori puudused sisaldama järgmist.

• See on kallis.
• See tekitab müra.
• Mootori sees on suured kaod.
• See võtab rohkem ruumi.
• See nõuab pidevat jahutamist.
• Väljavoolu tuleb pidevalt kontrollida.
• Sellel pole isekäivitavat pöördemomenti; tuleb varustada abivarustus.

Rakendused

Sünkroonkondensaatorite kasutusalad või rakendused hõlmavad järgmist.

• Tüüpilised rakendused hõlmavad peamiselt HVDC, tuule või päikeseenergiat, võrgutugi ja reguleerimist.
• Neid kasutatakse nii ülekande- kui ka jaotuspinge tasemel, et suurendada stabiilsust ja hoida pinget eelistatud piirides muutuvates koormustingimustes ja ettenägematutes olukordades.
• Neid kondensaatoreid kasutatakse elektrisüsteemides pinge juhtimiseks pikka aega ülekandeliinid , eriti ülekandeliinide puhul, millel on üsna kõrge induktiivreaktiivsuse ja takistuse suhe.
• Seda kasutatakse elektriliinides võimsusteguri (P.F) ja PF korrigeerimise suurendamiseks, ühendades selle lihtsalt ülekandeliinidega.
• Neid kondensaatoreid kasutatakse hübriidenergiasüsteemides.
• Need kondensaatorid käituvad nagu muutuv kondensaator või muutuv induktiivpool , mida kasutatakse jõuülekandesüsteemides liinipinge juhtimiseks.

Miks seda nimetatakse sünkroonseks kondensaatoriks?

Kui koormuseta sünkroonmootor on üleergastatud, töötab see nagu kondensaator, kuna hakkab kasutama juhtivat voolu koormuseta. Seega nimetatakse sünkroonmootorit, mis on tühikäigul üle ergastatud, sünkroonkondensaatorina. Võimsusteguri parandamiseks ühendatakse see lihtsalt paralleelselt koormusega.

Kus kasutatakse sünkroonkondensaatorit?

Seda kasutatakse jõuülekandesüsteemides liinipinge reguleerimiseks, HVDC, tuule/päikeseenergia, võrgutoe, reguleerimise, võimsusteguri korrigeerimise ja WAS kompensaator .

Kas sünkroonmootor on iseseisev?

Sünkroonmootor ei ole isekäivitav mootor inertsi tõttu rootor . Seega ei saa see kohe jälgida staatori magnetvälja pööret. Kui rootor saavutab sünkroonse kiiruse, siis väljamähis ergastub ja mootor lülitub sünkroniseerimisse.

Millised on sünkroonkondensaatori paigaldamise eelised elektrisüsteemi?

Sünkroonkondensaator on väga kasulik nii ülekande- kui ka jaotuspinge tasemel, et tõsta stabiilsust ja hoida pingeid soovitud piirides muutuvates koormustingimustes ja ka ettenägematutes olukordades.

Miks sünkroonmasin on sünkroonkondensaator?

Sünkroonmasin, mis töötab ilma koormuseta, juhib voolu. Nii et sünkroonmootorit, mis töötab ilma üleergastatud koormuseta, nimetatakse sünkroonseks kondensaatoriks.

Seega on see ülevaade sünkroonkondensaatorist mida kasutatakse peamiselt võimsusteguri (PF) korrigeerimisel, et suurendada PF-i mahajäämisest juhtivaks. Kuna see kondensaator töötab nagu muutuv kondensaator või muutuv induktiivpool, kasutatakse seda jõuülekandesüsteemides liinipinge juhtimiseks. Siin on teile küsimus, mis on sünkroonmootor?