Si necesito generar energía a una frecuencia específica, debo asegurarme de que el rotor del generador gire a una velocidad específica (rpm). Pero cuando lo estoy rotando con vapor o agua, ¿cómo controlo esta velocidad? Me parece que las fuerzas mecánicas que hacen girar el generador de alguna manera tienen que equilibrarse para lograr esto. ¿Cómo se hace esto exactamente?
Respuestas
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Eléctricamente
Algunos sistemas de ello eléctricamente. El generador ya sea genera DC, o la frecuencia variable de CA se rectifica a hacer DC, y luego de un inversor hace deseada de la frecuencia de la CA. Común en las más modernas turbinas de viento pequeñas.
Mecánicamente
Otros sistemas son controlados mecánicamente para obtener la frecuencia deseada. El mecanismo utilizado sería llamado un gobernador. La mayoría de la simple mecánica de los gobernadores no son muy precisas, por lo que esto no sería lo suficientemente bueno para un conectada a la red del dispositivo. También es posible hacer más precisa de los gobernadores que trabajan mecánicamente en una manera similar, el párrafo a continuación, estos son comúnmente utilizados en motores de combustión interna.
Con Los Comentarios
Otro enfoque, y probablemente el más común es tener algún tipo de retroalimentación. Un microcontrolador controla la frecuencia que se genera, y ajusta el sistema mecánico a través de algún tipo de servo para obtener la frecuencia correcta. Por ejemplo, se puede abrir y cerrar una compuerta de salida para ajustar el flujo de agua a través de una turbina. Un sistema más complicado podría ajustar una compuerta y las palas de la turbina para mantener la frecuencia correcta, mientras que también la variación de la potencia de salida.
Rejilla de operación Sincrónica
En algunos casos, puede no ser necesario en absoluto. Si usted tiene una pequeña turbina de viento, conectado a la red de distribución eléctrica, cerca de una central de carbón, usted puede simplemente conectar y olvidarse de él. Las enormes turbinas en la central de energía tendrá que estabilizar la frecuencia de la red, y para fijar la velocidad de rotación de la turbina de viento. Si el viento sopla más difícil, usted acaba de conseguir más actual, y un ligero factor de potencia de desplazamiento. Tenga en cuenta que a medida que más y más turbinas eólicas se añaden, la gente que ejecutar la estación de energía tendrán menos y menos contentos con esto, por lo que el operador de la red eventualmente la prohibición.
ianb
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659
Si me necesitan para generar energía en una frecuencia especificada, entonces necesito asegúrese de que el rotor del generador gira a una determinada velocidad (rpm).
No, eso no es necesariamente cierto. Una gran cantidad de viento generadores de utilizar un doblemente alimentado generador de la inducción (DFIG) y que se puede regular la frecuencia mediante el control del bobinado del rotor: -
Se puede convertir la energía en una frecuencia a otra frecuencia, es decir, pueden producir 50/60 Hz, incluso a pesar de que el rotor se puede correr muy lentamente. Esto se realiza mediante la inyección de una corriente ALTERNA en las bobinas del rotor. El sistema de control para este también puede ser capaz de alterar el ángulo de paso de la turbina como otro medio de aumento o disminución de mecánica de la velocidad de rotación.
Para obtener más información, por favor lea este de EE respuesta.
Pero cuando estoy de gira con vapor o agua ¿cómo puedo controlar esto la velocidad?
Puede haber situaciones cuando hay exceso de velocidad de rotación y aunque el DFIG puede lidiar con esto, lo mejor es tener un enfoque combinado, tales como el ángulo de paso de control se muestra en la imagen de arriba.
Sin embargo, la inevitable conclusión es que si usted tiene una fuente abundante de energía mecánica y muy poca demanda de carga en ese momento, entonces usted tiene que onu-gancho el generador de la red. Si no "tiene" una cuadrícula, entonces usted tiene que tener un suministro de respaldo que puede suministrar a la baja de la demanda de energía y esto por lo general significa un generador diesel o la energía solar a través de un inversor.
Corey
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700
Para eso es un gobernador .
La versión mecánica es un dispositivo que utilizará fuerza centrífuga o un soplador para accionar el acelerador / admisión para reducir la velocidad del motor cuando la velocidad sube demasiado.
Puede hacer que sea electrónico con un sensor de RPM y un acelerador / admisión controlado electrónicamente.
PaulIsLoud
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8
En mi (limitada) de la experiencia de diseño de los generadores, usted tiene que mirar en varios factores:
La velocidad de mecánica de entrada (turbina, rueda, etc)
La potencia mecánica de entrada
La tensión de salida
La corriente de salida
Potencia de salida (que depende de la tensión y la corriente, pero normalmente se desea maximizar el este, a una potencia de pico de punto)
En muchos casos lo que desea es mantener constante la tensión de salida, la cual varía con la carga eléctrica, la corriente más alta podría hacer que la salida de la gota.
En su conjunto, que sólo se preocupan por la velocidad del eje (por el motivo que sea que es). Hay dos maneras de hacer esto: control de la potencia de entrada o de control de potencia de salida.
Si usted sabe que su potencia mecánica siempre será mayor que la potencia de salida, se puede utilizar un gobernador o similares, lo que limitará la potencia de eje para mantener la velocidad constante. Esta voluntad de control de la potencia de entrada de una manera simple.
Si usted no puede garantizar que su mecánica de entrada es mayor, tendrás que limitar la potencia de salida de alguna manera. Lo he hecho donde se controló la corriente de salida a través de un controlador con realimentación de PID para mantener la velocidad de giro del eje en valores fijos. Pero eso fue en un sistema de corriente continua, donde tuvimos una gran batería para empujar la corriente durante suministro elevado de veces, y dibujar a partir de la menor oferta de veces.
WhatRoughBeast
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20870
Esta no es la forma en que está hecho, pero es una manera en la que podría ser hecho: variar la carga con el fin de modular la velocidad.
Se puede imaginar un (potencialmente muy grande) auxiliar de banco de carga además de la carga normal, con la fuente de alimentación de entrada de tamaño de modo que proporcione al menos la suficiente potencia para la carga normal en todas las condiciones. Esto no es completamente impensable para hydro configuraciones, puesto que la cabeza es la habitual determinante. Entonces, como la carga y la entrada de variar, la auxiliar de banco es controlado de manera que el total de la demanda en el generador produce la carga mecánica en la entrada, la cual mantiene la frecuencia de salida en el punto deseado.
Y no, esto no es un grave sugerencia, pero se podría hacer.
