ฉันจะแก้ไขความเร็วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างไร

12

ถ้าฉันต้องการสร้างพลังงานที่ความถี่ที่ระบุฉันต้องแน่ใจว่าโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนด้วยความเร็วที่กำหนด (rpm) แต่เมื่อฉันหมุนด้วยไอน้ำหรือน้ำฉันจะควบคุมความเร็วนี้ได้อย่างไร สำหรับผมแล้วดูเหมือนว่ากองกำลังเชิงกลที่หมุนตัวกำเนิดไฟฟ้านั้นต้องสมดุลเพื่อให้ได้สิ่งนี้ ทำสิ่งนี้ได้อย่างไร?

electric-machine

— kr praveen
แหล่งที่มา

4

ด้วยการเหยียบคันเร่งบางอย่างบนผู้เสนอญัตติสำคัญปรับเพื่อให้พลังงานในเท่ากับพลังงานออก (บวกการสูญเสียภายใน)

— Dave Tweed

7

ฉันค่อนข้างแน่ใจว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ติดกับไฟจะถูกบังคับให้เข้ากันโดยอาศัยอิทธิพลของสิ่งอื่น ๆ ทั้งหมดที่ติดอยู่กับไฟ หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าช้าลงจะมีแรงบิดมอเตอร์ที่ใช้โดยกำลังไฟหลักดึงมันกลับไปสู่ความเร็วแบบซิงโครนัสและถ้ามันเพิ่มความเร็วขึ้น นี่เป็นปัญหาในตัวเองแทนที่จะเป็นวิธีแก้ปัญหาเพราะหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของคุณเริ่มทำงานเป็นมอเตอร์ก็มีแนวโน้มที่จะฉีกขาดหรือสิ่งที่ติดอยู่กับเพลาแยกออกจากกัน มันไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทำงานอย่างนั้น

— Hearth

3

ผู้ว่าราชการ flyball บนเครื่องยนต์ไอน้ำของ Watt ไม่ได้ทำสิ่งนี้ผ่านการตอบรับเชิงกลใช่หรือไม่

— UuDdLrLrSs

ยิ่งเครื่องปั่นพยายามหมุนเร็วขึ้นเท่าไหร่คุณก็จะสามารถดึงกระแสได้มากขึ้นเพื่อทำให้เครื่องช้าลง แน่นอนว่าต้องมีการโหลดตัวแปร

— user253751

1

นี่เป็นคำถามที่กว้างมาก โดยสรุปตัวเลือกของคุณคือเปลี่ยนแปลงพลังงานที่เข้ามาเปลี่ยนแปลงภาระหรือลืมเกี่ยวกับการควบคุมความถี่ทั้งหมดและทำอย่างอื่น (ใช้โหลด DC โหลดที่ไม่สนใจความถี่หรือใช้หม้อแปลงความถี่) ฉันไม่คิดว่าเป็นไปได้ที่จะเลือกตัวเลือกที่สมเหตุสมผลเนื่องจากคุณเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับระบบของคุณเป็นศูนย์

— Dmitry Grigoryev

18

ไฟฟ้า

บางระบบทำสิ่งนี้ด้วยไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้าง DC หรือ AC ความถี่แปรผันถูกแก้ไขเพื่อให้ DC แล้วอินเวอร์เตอร์ทำให้ความถี่ AC ที่ต้องการ ใช้กับกังหันลมขนาดเล็กที่ทันสมัยกว่า

ในทางกลไก

ระบบอื่น ๆ ถูกควบคุมโดยกลไกเพื่อให้ได้ความถี่ที่ต้องการ กลไกที่ใช้จะเรียกว่าผู้ว่าราชการจังหวัด ผู้ว่าการทางกลไกง่าย ๆ ส่วนใหญ่ไม่ค่อยแม่นยำดังนั้นสิ่งนี้จะไม่ดีพอสำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับกริด นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะทำให้ผู้ว่าการที่แม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกันกับย่อหน้าด้านล่างโดยใช้กลไกเหล่านี้มักใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ด้วยคำติชม

วิธีการอื่นและอาจพบได้บ่อยที่สุดคือการให้ข้อเสนอแนะบางรูปแบบ ไมโครคอนโทรลเลอร์ตรวจสอบความถี่ที่ถูกสร้างขึ้นและปรับระบบกลไกผ่านเซอร์โวบางรูปแบบเพื่อให้ได้ความถี่ที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่นมันสามารถเปิดและปิดประตูประตูน้ำเพื่อปรับการไหลของน้ำผ่านกังหัน ระบบที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถปรับได้ทั้งประตูน้ำประตูน้ำและใบพัดกังหันเพื่อรักษาความถี่ที่ถูกต้องในขณะที่ยังเปลี่ยนแปลงกำลังขับ

การทำงานแบบซิงโครนัสกริด

ในบางกรณีอาจไม่จำเป็นเลย หากคุณมีกังหันลมขนาดเล็กเชื่อมต่อกับตารางแหล่งจ่ายไฟหลักใกล้กับโรงไฟฟ้าถ่านหินคุณสามารถขอขึ้นมาและลืมมันได้ กังหันขนาดใหญ่ในสถานีพลังงานจะทำให้ความถี่กริดคงที่และแก้ไขความเร็วการหมุนของกังหันลม ถ้าลมพัดแรงขึ้นคุณจะได้กระแสมากขึ้นและการเปลี่ยนแปลงตัวประกอบกำลังเล็กน้อย โปรดทราบว่าเมื่อมีการเพิ่มกังหันลมเพิ่มมากขึ้นผู้คนที่ทำงานในโรงไฟฟ้าจะมีความสุขน้อยลงเรื่อย ๆ ดังนั้นผู้ให้บริการกริดจะสั่งห้ามในที่สุด

— แจ็ค
แหล่งที่มา

5

มันอาจจะคุ้มค่าที่จะกล่าวถึงเครื่องเหนี่ยวนำที่ป้อนซ้ำสองครั้งที่นี่ พวกเขาใช้เครื่องเหนี่ยวนำพร้อมกันเป็นทั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตัวแปลงแบบหมุนเพื่อรักษาความถี่เอาท์พุทให้คงที่ด้วยความถี่อินพุตที่แตกต่างกัน

— Hearth

@ รู้สึกฉันไม่ได้รวมไว้เพราะฉันไม่คุ้นเคยกับพวกเขามากพอ คุณสามารถเสนอการแก้ไขได้อย่างอิสระ

— แจ็ค B

1

ฉันต้องการ แต่คำตอบของแอนดี้ดูแลเรื่องนี้อยู่แล้ว

— Hearth

บางทีก็น่าสังเกตว่าในทางปฏิบัติหลายสิ่งหลายอย่างจะเกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน การพลิกคว่ำของกริดจะทำให้เกิดกระแส / ปัจจัยแปลก ๆ ในตอนแรกระบบป้อนกลับจะตอบสนองหลังจากเกิดความล่าช้าผู้ว่าการระดับหยาบจะใช้ / ถอดเบรกถ้าจำเป็น

— mbrig

10

ถ้าฉันต้องการสร้างพลังงานที่ความถี่ที่ระบุฉันต้องแน่ใจว่าโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหมุนด้วยความเร็วที่กำหนด (rpm)

ไม่นั่นไม่จำเป็นต้องเป็นเรื่องจริง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมจำนวนมากใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ได้รับการป้อนซ้ำ (DFIG) และสามารถควบคุมความถี่ด้วยการควบคุมการหมุนของโรเตอร์: -

พวกเขาสามารถแปลงพลังงานที่ความถี่หนึ่งไปยังความถี่อื่นเช่นพวกเขาสามารถผลิต 50/60 Hz แม้ว่าโรเตอร์อาจทำงานช้าเกินไป ทำได้โดยการฉีดกระแสสลับเข้าสู่ขดลวดโรเตอร์ ระบบควบคุมที่ทำให้เกิดสิ่งนี้อาจสามารถปรับเปลี่ยนมุมพิทช์ของกังหันเป็นอีกวิธีหนึ่งในการเพิ่มหรือลดความเร็วในการหมุนเชิงกล

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดอ่านคำตอบของ EEนี้

แต่เมื่อฉันหมุนด้วยไอน้ำหรือน้ำฉันจะควบคุมความเร็วนี้ได้อย่างไร

อาจมีสถานการณ์เมื่อมีความเร็วในการหมุนมากเกินไปและถึงแม้ว่า DFIG สามารถจัดการกับสิ่งนี้ได้ดีที่สุดคือวิธีการรวมกันเช่นตัวควบคุมมุมพิทช์ที่แสดงในภาพด้านบน

อย่างไรก็ตามข้อได้เปรียบที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือถ้าคุณมีแหล่งพลังงานเชิงกลมากมายและมีความต้องการใช้ไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในขณะนั้นคุณต้องยกเลิกการเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากกริด หากคุณไม่มี "มี" กริดคุณจะต้องมีแหล่งสำรองที่สามารถจัดหาความต้องการพลังงานต่ำและนี่มักจะหมายถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลหรือพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านอินเวอร์เตอร์

— แอนดี้อาคา
แหล่งที่มา

3

นั่นคือสิ่งที่ผู้ว่าราชการมีไว้เพื่อ

รุ่นเครื่องจักรเป็นอุปกรณ์ที่จะใช้แรงเหวี่ยงหรือตัวเป่าลมเพื่อกระตุ้นการทำงานของลิ้นปีกผีเสื้อ / ไอดีเพื่อชะลอความเร็วของเครื่องยนต์เมื่อความเร็วปีนขึ้นมากเกินไป

คุณสามารถทำให้เป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเซ็นเซอร์ RPM และเค้น / การควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์

— วงล้อประหลาด
แหล่งที่มา

1

การควบคุมปริมาณโดยใช้กลไกด้วยเบรกจะสร้างความร้อนและพลังงานอินพุตที่สูญเปล่า ....

— rackandboneman

2

@rackandboneman เขาไม่ได้พูดถึงเรื่องนั้นและนั่นไม่ใช่วิธีการทำงานของผู้ว่าราชการ

— ฮาร์เปอร์ - Reinstate Monica

1

@Harper เพื่อความเป็นธรรมผู้ว่าการบางคนทำงานโดยใช้เบรก แต่สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคุณจะสามารถปรับพลังงานกลที่สร้างขึ้นแทนการสูญเสียมัน

— วงล้อประหลาดที่

3

ในประสบการณ์การออกแบบตัวสร้าง (จำกัด ) ของฉันคุณต้องดูหลาย ๆ ปัจจัย:

ความเร็วของอินพุตกล (กังหันล้อ ฯลฯ )
พลังของอินพุตกล
แรงดันขาออก
กระแสไฟขาออก
กำลังขับ (ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟ แต่โดยปกติคุณต้องการเพิ่มให้สูงสุดที่จุดพลังงานสูงสุด)

ในหลายกรณีสิ่งที่คุณต้องการรักษาคือแรงดันไฟฟ้าคงที่ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามโหลดไฟฟ้า กระแสที่สูงขึ้นจะทำให้การส่งออกลดลง

ในการตั้งค่าคุณสนใจเฉพาะความเร็วของเพลา (ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม) มีสองวิธีในการทำสิ่งนี้: ควบคุมกำลังไฟฟ้าเข้าหรือควบคุมกำลังขับ

หากคุณรู้ว่าพลังงานกลของคุณจะมากกว่ากำลังขับคุณสามารถใช้ผู้ว่าการหรือคล้ายกันซึ่งจะ จำกัด กำลังเพลาเพื่อให้ความเร็วคงที่ สิ่งนี้จะควบคุมกำลังไฟฟ้าเข้าในลักษณะที่เรียบง่าย

หากคุณไม่สามารถรับประกันได้ว่าอินพุตเชิงกลของคุณจะสูงกว่าคุณจะต้อง จำกัด กำลังขับของคุณในบางวิธี ฉันได้ทำมันแล้วที่เราควบคุมกระแสไฟขาออกผ่านตัวควบคุมผลป้อนกลับแบบ PID เพื่อรักษาความเร็วเพลาที่ค่าคงที่ แต่นั่นเป็นระบบ DC ที่เรามีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เพื่อดันกระแสไฟฟ้าเข้าในช่วงเวลาที่มีการจ่ายไฟสูง

— Puffafish
แหล่งที่มา

0

นี้ไม่ได้เป็นวิธีที่มันจะทำ แต่มันเป็นวิธีที่มันอาจจะทำ: แตกต่างกันไปโหลดในการสั่งซื้อเพื่อปรับความเร็ว

คุณสามารถจินตนาการธนาคารโหลดเสริม (อาจมีขนาดใหญ่มาก) นอกเหนือไปจากโหลดปกติโดยมีขนาดแหล่งพลังงานอินพุทเพื่อให้มันให้พลังงานอย่างน้อยพอสำหรับโหลดปกติภายใต้เงื่อนไขทั้งหมด สิ่งนี้ไม่สามารถคิดได้อย่างสมบูรณ์สำหรับการตั้งค่าพลังน้ำเนื่องจากหัวเป็นปัจจัยกำหนดปกติ จากนั้นเมื่อโหลดและอินพุตแตกต่างกันไปธนาคาร auxilliary จะถูกควบคุมเพื่อให้ความต้องการทั้งหมดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างการโหลดเชิงกลบนอินพุตซึ่งรักษาความถี่เอาต์พุตที่จุดที่ต้องการ

และไม่ใช่นี่ไม่ใช่คำแนะนำที่ร้ายแรง แต่ก็สามารถทำได้

— WhatRoughBeast
แหล่งที่มา

ดังนั้นธนาคารเสริมสามารถใช้สูบน้ำกลับขึ้นไปได้ไหม? ฟังดูงี่เง่า แต่นั่นไม่เหมือนกับการชาร์จแบตเตอรี่ใช่ไหม

— amI

@ami: มันคล้ายกัน แต่hydroelectricity ที่เก็บแบบปั๊มเป็นตัวเลือกที่ฉลาดเพราะมันมีราคาน้อยกว่าแบตเตอรี่ที่ต้องใช้ในการเก็บพลังงานในปริมาณที่เท่ากัน

— davidcary

การจัดเก็บเป็นสิ่งที่ดี แต่คุณจะไม่เคยใช้พลังงานจากเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ด้วยตัวเอง (ปั๊มพลังน้ำโดยใช้พลังงานน้ำ) ฉันเดาว่าการโหลด aux จะต้องเป็นลูกค้าที่ 'ควบคุม' (ซึ่งยินดีที่จะรับหน้าที่ <100%)

— amI