Wie ändert sich die Drehzahl eines Synchrongenerators mit der Last?

Wenn sich der Generator mit Nenndrehzahl dreht und sagen wir, dass die Last abnimmt, dann ist das mechanische Drehmoment größer als das elektrische Drehmoment, was zu einer Erhöhung der Generatordrehzahl führt. Ich verstehe das. Ich habe Probleme zu verstehen, wie dies physikalisch geschieht, dh was mit Anker- und Feldstrom während einer solchen Übergangszeit vor sich geht und wie sie sich auf die Geschwindigkeit auswirken.

Ein halbwegs anständiger Stromerzeuger läuft mit konstanter Geschwindigkeit.
Ja, das wird es, obwohl sich die Geschwindigkeit bei einer Laständerung sofort ändert
Die Drehzahl ist konstant, außer wenn das Drehmoment höher als das max. verfügbares Drehmoment, dann blockiert es, reißt die Lager ab, möglicherweise reißt der Rotor auseinander.
Das kann helfen? (externe & Lastregelungsmerkmale): google.be/…

Antworten (1)

Hier ist eine Beschreibung des Gesamtbildes basierend auf den unten genannten Annahmen.

Angenommen, der Generator ist ein 3-Phasen-Generator, der von einer Antriebsmaschine angetrieben wird. Es versorgt eine Last, ist aber nicht mit anderen Stromquellen an ein Netz angeschlossen. Die angeschlossene Last bestimmt Ankerstrom und Leistungsfaktor. Nehmen wir an, dass der automatische Spannungsregler (AVR) des Generators den Feldstrom anpasst, um die Klemmenspannung des Generators auf dem Nennwert zu halten. Nehmen wir an, dass der Hauptmotor ein Verbrennungsmotor ist. Nehmen wir an, der Drehzahlregler des Motors regelt die Drosselklappe, um den Motor auf Nenndrehzahl des Generators zu halten.

Die vom Generator abgegebene elektrische Leistung ist gegeben durch Pe (Watt) = V (Volt) XI (Ampere) X pf (Leistungsfaktor) X 1,732 (Quadratwurzel aus 3). Die vom Motor bereitgestellte mechanische Leistung Pm = Pe + Verluste. Pm = Drehmoment X Drehzahl X eine Maßeinheitenkonstante. Das zum Antrieb des Generators bei Nenndrehzahl erforderliche Drehmoment wird durch Pe + -Verluste bestimmt.

Wenn sich die Last ändert, sinkt der Strom und der Leistungsfaktor kann entweder steigen oder sinken. Die Klemmenspannung erhöht sich aufgrund der Änderung des Spannungsabfalls über der Innenimpedanz des Generators. Der AVR ändert den Feldstrom, um die Nennklemmenspannung aufrechtzuerhalten. Das zur Aufrechterhaltung der Generatordrehzahl erforderliche Drehmoment nimmt ab, da die Leistung bei sehr geringer Spannungsänderung abgenommen hat. Die Geschwindigkeit wird sich tendenziell erhöhen, aber der Geschwindigkeitsregler ändert die Motordrosseleinstellung, um die Geschwindigkeit beizubehalten.

Am neuen Betriebspunkt haben sich Drehzahl und Spannung nicht geändert. Der Strom, die Leistung, das Drehmoment, der Drehmomentwinkel und die Kraftstoffdurchflussrate haben abgenommen. Der Leistungsfaktor und der Feldstrom können entweder ansteigen oder abfallen.

Zusammenfassung der wesentlichen Punkte

Eine Laständerung ist per Definition eine Änderung des Ankerstroms. Da nichts augenblicklich passiert, was die Spannung sehr stark ändern würde, muss eine Laständerung eine Änderung der entnommenen elektrischen Leistung sein. Durch Energieerhaltung muss eine Änderung der aufgenommenen Leistung eine Änderung des vom Generator als Last auf die Antriebsmaschine erzeugten Drehmoments bewirken. Dies könnte durch die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Strom, magnetischem Fluss und Kräften veranschaulicht werden. Eine Änderung des Drehmoments, das der Antriebsmaschine zugeführt wird, führt zu einer Geschwindigkeitsänderung. Regelsysteme reagieren auf die Veränderung. Das Ausmaß und die Dauer der Änderung können durch eine detaillierte dynamische mathematische Analyseanalyse des gesamten Systems bestimmt werden.

Was ist, wenn es keinen AVR gibt und die Feldanregung konstant ist? Wenn nun die Last zunimmt, wird der Rotor langsamer und ein Teil seiner kinetischen Energie wird verwendet, um die erhöhte Last bereitzustellen. All dies wird nur für kurze Zeit geschehen und dann wird alles wieder normal, wenn die Einlassventile öffnen, um das zusätzliche Drehmoment bereitzustellen. Was ich verstehen möchte, ist, wie sich die Rotordrehzahl physikalisch mit der Last ändert, wie sich der Ankerstrom bei einer Laständerung ändert und wie sich dies dann in eine Änderung der Rotordrehzahl umwandelt.
Wenn Sie eine Analyse einer spezifischeren Situation wünschen, sollten die Bedingungen in der Frage angegeben werden. Ich werde dieselbe Frage nicht noch einmal für eine andere Situation beantworten, die in einem Kommentar beschrieben wird.
Es tut mir leid, dass ich meine Frage nicht richtig erklären konnte, aber das war, was ich eigentlich fragen wollte. Trotzdem danke für die Hilfe.
Ich habe eine Zusammenfassung der wesentlichen Punkte hinzugefügt. Vielleicht möchten Sie den aktuellen Magnetfluss und die Kraft auf der elementaren Maschinenebene überprüfen.
Wie ändert sich die Drehzahl eines Synchrongenerators mit der Last?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v