Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Prądy w silniku asynchronicznym wykorzystanym jako prądnica

autarcha 29 Lis 2008 14:11 9258 21
  • #1 29 Lis 2008 14:11
    autarcha
    Poziom 9  

    Jak to właściwie działa, chodzi mi o jednoczesne pobieraniu prądu i oddawanie prądu z takiej prądnicy? Jak to się dzieje, że prąd może jednocześnie wytwarzać strumień magnetycznego w stojanie i płynąć do sieci elektroenergetycznej. Czy to jest tak, że prąd zmienny płynąc w dwóch kierunkach co pół okresu pobiera potrzebną do wytworzenia strumienia ilość prądu, a gdy zmienia się zwrotu prądu to oddaje do sieci to co się wyidukowało?

    0 21
  • #2 29 Lis 2008 18:18
    JESIOTR1
    Poziom 32  

    autarcha napisał:
    Jak to właściwie działa, ?

    Musisz najpierw zrozumieć jak pracuje (asynchroniczny) trójfazowy silnik indukcyjny - to proste.
    http://silnikielektryczne.prv.pl/html/asynchroniczne.html
    Wirujące trójfazowe pole magnetyczne jest przyczyną.Silnik ma poślizg pod obciążeniem.Gdy pracuje jako prądnica na biegu jałowym to poślizg = 0.Gdy ten rozpędzony silnik będziemy napędzać jeszcze szybciej to poślizg będzie w drugą stronę i to będzie skutkować indukcją w drugą stronę.

    0
  • #3 29 Lis 2008 20:23
    autarcha
    Poziom 9  

    Dzięki za link ze stroną,ale ja nadal nie bardzo rozumiem jak to ma się do silników indukcyjnych (klatkowych)? Tam jest tylko puszka z zaciskami do uzwojenia stojana. Tymi samymi zaciskami pobiera prąd i oddaje?

    0
  • #4 30 Lis 2008 07:49
    JESIOTR1
    Poziom 32  

    Tak tymi samymi zaciskami - nic nie trzeba przerabiać - jak już w klatkach wirnika powstanie prąd to trzeba tylko chcieć szybciej kręcić niż nominalne obroty silnika.Taki zespół nie wejdzie na wyższe obroty bo nastąpi synchronizacja częstotliwości i każdy nadmiar mocy będzie zamieniany na amperaż do sieci.W stojanie powstaje napięcie wyższe niż jest w sieci i prąd płynie do sieci.

    0
  • #5 30 Lis 2008 09:48
    autarcha
    Poziom 9  

    Czyli, rozpędzam silnik do prędkości nadsynchronicznej, kiedy obroty osiągną odpowiednią wartość załączam do sieci. Z sieci płynie do stojana prąd, który wytwarza strumień magnetyczny. W obracającej się w polu klatce wirnika indukuje się prąd, który wytwarza własny strumień magnetyczny. Ten strumień z wirnika indukuje w uzwojeniu stojana napięcie wyższe od tego w sieci, więc do sieci płynie prąd. W takim razie prąd płynie pół okresu do prądnicy i ma np. 10A, a w drugim półokresie do sieci i ma np. 30A, czyli to trochę jakby raz była elektromagnesem, a raz prądnicą?

    0
  • #6 30 Lis 2008 13:22
    Lysunevada518218168
    Poziom 13  

    Wystarczy że silnik na chwile właączysz pod zasilanie żeby sobie poracował wtedy wirnik będzie posiadał szczątkowe pole magnetyczne na skrzynce zaciskowej po między dwie fazy zapinasz kondesator , rozpędzasz silnik do prędkości nad synch. np. Jeśli silnik ma 1500 to wystarczy mu jakieś 1550 obr\min

    Dodano po 1 [minuty]:

    autarcha napisał:
    Czyli, rozpędzam silnik do prędkości nadsynchronicznej, kiedy obroty osiągną odpowiednią wartość załączam do sieci. Z sieci płynie do stojana prąd, który wytwarza strumień magnetyczny. W obracającej się w polu klatce wirnika indukuje się prąd, który wytwarza własny strumień magnetyczny. Ten strumień z wirnika indukuje w uzwojeniu stojana napięcie wyższe od tego w sieci, więc do sieci płynie prąd. W takim razie prąd płynie pół okresu do prądnicy i ma np. 10A, a w drugim półokresie do sieci i ma np. 30A, czyli to trochę jakby raz była elektromagnesem, a raz prądnicą?
    spróbój tak zrobić to się pożegnasz z silnikiem...

    0
  • #7 30 Lis 2008 14:21
    autarcha
    Poziom 9  

    Lysunevada518218168 napisał:
    spróbój tak zrobić to się pożegnasz z silnikiem...

    Ale tak chyba właśnie dział mała elektrownia wodna, w mojej okolicy. Silnik indukcyjny sprzężony z turbiną poprzez przekładnie pasową. Po rozpędzeniu się do określonej prędkości i stabilizacji obrotów następuje bezpośrednie załączenie do sieci. Jest tam bateria kondensatorów wpiętych równolegle do silnika, ale to do kompensacji mocy biernej. Z fizyki pamiętam, że prąd indukuje się w przewodniku przecinającym pole magnetyczne. Co w takim układzie jest przewodnikiem, a co wytwarza pole magnetyczne? Przepraszam, że moje pytania mogą być naiwne, ale mnie to bardzo zafrasowało i chciałbym to dobrze zrozumieć.

    0
  • #8 30 Lis 2008 14:33
    tronics
    Poziom 37  

    Cytat:
    Jest tam bateria kondensatorów wpiętych równolegle do silnika, ale to do kompensacji mocy biernej.

    Radzę przeczytać tekst o elektrowniach wiatrowych i przystosowaniu silników asynchronicznych klatkowych do pracy prądnicowej. Dowiesz się wszystkiego, czego potrzebujesz.

    0
  • #10 03 Gru 2008 23:04
    Aleksander_01
    Poziom 39  

    Spoglądnij na ch-kę i sam sobie odpowiesz na nurtujące Cię pytanie.
    Silnik w fazie pracy generatorowej cały czas (ciągle) "pompuje" prąd do sieci energetycznej. Nie ma czegoś takiego że tu pobiera a potem oddaje.

    Silnik to maszyna która zamienia energię elektryczną w energię ruchu obrotowego (kinetyczną), a generator abarot.
    https://obrazki.elektroda.pl/60_1228341558.gif

    0
  • #11 04 Gru 2008 16:20
    autarcha
    Poziom 9  

    Odniosę się jeszcze do tej elektrowni wodnej, o której pisałem wcześniej. Elektrownia pracuje tylko w chwilach, gdy pozwala na to odpowiedni stan wody, w praktyce wygląda to tak, że najczęściej załącza się raz na dobę na ok. 10-12 godzin i jest rozłączana, do momentu kiedy woda znów osiągnie właściwy poziom. Generatorem jest trójfazowy silnik asynchroniczny klatkowy o mocy 51 kW i prędkości znamionowej 985 obr/min. Algorytm rozruchu wygląda następująco, najpierw stopniowo jest otwierana kierownica turbiny, po osiągnięciu przez wirnik prądnicy obrotów w zakresie 960-1010 obr/min następuje przyłączenie do sieci i załączenie baterii kondensatorów . Zanim to nastąpi generator nie jest podłączony da żadnego innego obwodu elektrycznego. Na zaciskach prądnicy do chwili załączenia do sieci nie ma napięcia. Nie mogę zrozumieć, skąd w takim razie w generatorze bierze się strumień magnetyczny, który element go wytwarza i w jaki sposób? I jeszcze na koniec cytat z książki Z. Steina „Maszyny elektryczne”: „Należy pamiętać, że podczas współpracy [maszyny indukcyjnej] z siecią mimo, że maszyna oddaje (do sieci) moc czynną, to jednocześnie z tej samej sieci pobiera moc bierną”. I tego właśnie nie mogę zrozumieć, jak może jednocześnie pobierać i oddawać.

    0
  • #13 06 Gru 2008 14:05
    autarcha
    Poziom 9  

    Niestety moja ignorancja jest chyba wyjątkowa w tym temacie, bo mimo że przewertowałem całą dostępną mi literaturę fachową, to nadal nie bardzo potrafię sobie wyobrazić przepływ prądów w generatorze asynchronicznym. Wszędzie jest mowa o mocy biernej pobieranej z sieci i mocy czynnej oddawanej do sieci. Rozpatrując to na poziomie prądów to, wydaje mi się , że raz prąd musi płynąć z sieci do generatora i wytwarzać w stojanie strumień magnetyczny (moc bierna),a raz prąd musi płynąć w odwrotnym kierunku (moc czynna). Czyli wykres prądu jest niesymetryczny, w pierwszym okresie amplituda ma wartość prądu potrzebnego do wytworzenia strumienia (kiedy płynie do generatora), w drugim okresie amplituda ma wartość prądu oddanego do sieci (płynie do sieci).

    0
  • #14 06 Gru 2008 16:04
    tronics
    Poziom 37  

    Drogi kolego autarcha - w dokumencie pdf do którego link zamieściłem jest praktycznie wszystko opisane. Myślę, że największy problem stanowi dla kolegi zrozumienie czym jest moc czynna oraz bierna. Ale najprostszej i wystarczająco zrozumiałej odpowiedzi na to pytanie może udzielić choćby wikipedia.
    Nie jestem raczej specjalistą od maszyn elektrycznych, ale sądzę że moje rozumowanie będzie stosunkowo prawidłowe, jeśli nie proszę o wyrozumiałość i poprawienie błędów w logice.
    W wstępnej fazie generator pracuje jak zwykły silnik, kondensatory mogą być odłączone, przy rozruchu pobierana jest głównie moc czynna. Po osiągnięciu nominalnej prędkości np. 1450obr/min silnik pobiera głównie moc bierną (mocy czynnej tylko tyle ile wynoszą straty na rezystancjach+pokonanie oporów ruchu), po dołączeniu kondensatorów moc bierna zamyka się między silnikiem, a dołączonymi pojemnościami, pobór mocy biernej z sieci maleje, później turbina przez odpowiednią przekładnię zaczyna napędzać wał silnika ponad prędkość synchroniczną - moc czynna zamiast wpływać do generatora z niego wypływa (nadal pomniejszona, ale tym razem wyłącznie o straty mocy na rezystancjach), moc bierna nadal zamyka się między pojemnościami, a silnikiem i nie ma wpływ na działanie sieci energetycznej do której generator jest dołączony. Oczywiście generator jest w ten sposób automatycznie zsynchronizowany z napięciem sieci - zaś prąd (i moc czynna wytwarzana w generatorze) zależy od obrotów.

    0
  • #15 06 Gru 2008 19:18
    autarcha
    Poziom 9  

    Z dokumentem zapoznałem się, bardzo ciekawa lektura, za którą dziękuję. Faktycznie mogę źle rozumieć pojęcie mocy biernej, nie jest to dla mnie ani intuicyjne, ani nie mam przygotowania zawodowego w tym kierunku. Ale jeżeli mogę to spróbuję jeszcze wałkować ten temat. Najpierw dwa cytaty, pierwszy z podanego tutaj dokumentu: „Aby w generatorze mogła pojawić się siła elektromotoryczna konieczne jest wytworzenie pola magnetycznego. Źródłem tego pola /wzbudzenia generatora/ jest moc bierna pobierana przez ten generator z sieci. Na zaciskach generatora pozbawionego możliwości poboru mocy biernej/odłączonego od sieci/ nie pojawi się żadne napięcie bez względu na jego prędkość obrotową". Cytat z Wikipedii na temat mocy biernej: „Moc bierna jest pobierana ze źródła w ciągu części okresu przebiegu zmiennego, a magazynowana przez odbiornik (w formie energii potencjalnej pola elektrycznego lub magnetycznego) i oddawana do źródła w ciągu innej części okresu, kiedy pole elektryczne lub magnetyczne w odbiorniku zanika.” Doczytałem, że kondensator jest stosowany obowiązkowo do wzbudzenia w układzie pracy samotnej. W układzie, gdzie generator asynchroniczny współpracuje z siecią elektroenergetyczną, obecność kondensator nie jest wymagana (chociaż jest zalecana). Kondensator ma za zadanie kompensować moc bierną, czyli poprawić stosunek mocy pobranej z sieci i oddanej do sieci. Sam fakt przepływu mocy ma jednak miejsce, skraca się tylko jakby droga tego przepływu.
    Może mam problem semantyczny, co oznaczają w tym kontekście pojęcia moc oddana i pobrana?

    0
  • #16 06 Gru 2008 20:10
    tronics
    Poziom 37  

    Cytat:
    Może mam problem semantyczny, co oznaczają w tym kontekście pojęcia moc oddana i pobrana?

    Raczej nie poprawnie się wyrażono w tym przypadku. Skoro moc bierna jest sinusoidalna to raz jest oddawana, a raz pobierana (i w tych samych wielkościach) - czyli wypadkowo moc pobierana przez generator wynosi 0. Natomiast kondensatory tak czy inaczej stosuje się, bo przesył mocy biernej przez sieć energetyczną jest nieekonomiczny. Dzięki takiemu zabiegowi od strony sieci w idealnych warunkach taki generator wydaje jedynie moc czynną (czyli prąd jest zgodny w fazie z napięciem sieci), w rzeczywistości moc bierna 'pobierana' z sieci, lub lepiej transportowana przez sieć jest bardzo mała w porównaniu do mocy czynnej. I o to chodzi - o jak najlepsze wykorzystanie zdolności przesyłowych sieci.

    0
  • #17 08 Paź 2009 20:14
    krzysiek40
    Poziom 22  

    Witam!
    Przeczytałem cały wątek, ale nurtują mnie pewne pytania.
    - Czy prądnice asynchroniczną można wzbudzić prądem stałym pochodzącym z zewnątrz? Prąd uzyskany z prądnicy miałby nie być oddawany do sieci ale zasilać grzałki.
    Jestem w tym temacie laikiem, ale wpadłem na pomysł aby taką prądnice wykorzystać tylko do zasilanie grzałek, a wzbudzać ją prądem stałym. Zakładam że będzie to prądnica 25kW.
    - Jaki powinien być prąd/moc wzbudzenia?
    - Czy gdy prądnica już zostanie wzbudzona dałoby się aby dalsze wzbudzanie odbywało się wyprostowanym i odfiltrowanym prądem jaki sama generuje?
    - Czy nie tak działają alternatory w samochodach?
    Pozdrawiam.

    0
  • #18 08 Paź 2009 21:27
    stomat
    Specjalista elektryk

    Alternator jest maszyną SYNCHRONICZNĄ i tylko taką można wzbudzać prądem stałym. Do zasilania grzałek możesz maszynę wzbudzić magnetyzmem szczątkowym (czyli praktycznie sama się wzbudzi) i moc bierną kompensować kondensatorem. Były już takie wątki na tym forum.

    0
  • #19 08 Paź 2009 21:35
    772160
    Użytkownik usunął konto  
  • #20 14 Lis 2009 23:49
    Scull
    Poziom 16  

    Witaj autarcha
    Polecam Ci drążenie tematu: Moc.
    Rozróżniamy moc czynną, bierną i pozorną.
    Moc czynna, to proste:P=UxJ. (dla obciążenia rezystancyjnego).
    Wiele urządzeń które są obciążeniem mieszanym np silnik elektryczny ze źródła pobiera energię czynną, na wykonanie pracy mechanicznej, oraz energię bierną na magnesowanie stali z której wykonane są elektromagnesy.
    Wektor prądu magnesowania jest różny wektora od prądu mocy czynnej. Kąt między wektorami to czytaj dalej:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic501598.html

    0
  • #21 15 Lis 2009 14:59
    tob53
    Poziom 18  

    Witam
    Może nie do końca ten post jest w temacie, ale temat "Silnik 1.1kW jako prądnica" został zamkniety a ja muszę wprowadzić małe sprostowanie dla usera jendruch7, może to przeczyta.
    Pamięć mnie zawiodła bo dawno temu wykonywałem doświadczenia z prądnicami asynchronicznymi i udzialając odpowiedzi napisałem, iż kondensatory dołączone do zacisków prądnicy asynchronicznej powinny być naładowane, trochę z nadgorliwości i sklerozy. Męczyła mnie ta sprawa więc zrobiłem to jeszcze raz, prądnica wzbudzi się samoczynnie startując z kondensatorami, ale bez obciążenia. Niewielkie napięcie resztkowe moim przypadku jest to ok.2V pozwala w krótkim czasie osiągnąć napięcie znamionowe.
    Pozdrawiam

    0
  • #22 15 Lis 2009 15:54
    retrofood
    Moderator

    tob53 napisał:
    Niewielkie napięcie resztkowe moim przypadku jest to ok.2V pozwala w krótkim czasie osiągnąć napięcie znamionowe.


    Każda maszyna (oprócz nowej) posiada strumień magnetyczny szczątkowy, bo przecież mimo przemagnesowywania, jakaś pozostałość jest zawsze. No, chyba, że potraktujemy blachy palnikiem acetylenowo-tlenowym.

    0