การเปลี่ยนไปใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสทั่วโลกช่วยส่งเสริมการเติบโตของพลังงานลม

ลองจินตนาการถึงชีวิตที่ทันสมัย โดยไม่มีการให้พลังงานไฟฟ้าที่มั่นคงและน่าเชื่อถือ จากไฟที่ส่องแสงในเวลากลางคืน ถึงเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนการผลิตอุตสาหกรรมประเทศอเมริกา และอเมริกาการทํางานที่ความเร็วคงที่และเชื่อมต่อกันอย่างแน่นกับความถี่ของเครือข่าย เทคโนโลยีนี้เป็นหินมุมของระบบพลังงานที่ทันสมัยและบทบาทสําคัญของเครื่องผลิตไฟฟ้าร่วมในการผลิตพลังงานลม.

เครื่องกําเนิดสมองที่เรียกว่า อัลเตอร์เนเตอร์ ทํางานผ่านสนามแม่เหล็กหมุนและสเตทอรสนามแม่เหล็กของโรเตอร์อาจประกอบด้วยแม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระตุ้นโดยกระแสไฟตรงในขณะที่โรเตอร์หมุน สนามแม่เหล็กของมันตัดผ่านสแตตอร์ล่อ, ส่งให้กระแสไฟฟ้าสลับ

เครื่องกําเนิดสมองต้องการการตื่นเต้นของ DC สําหรับสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ของพวกเขา ในการออกแบบแบบปกติ, วงกลมโรเตอร์ได้รับกระแสไฟฟ้า DC จากวงจรปรับตรงแยกที่เรียกว่า exciter,ซึ่งแปลงพลังงาน AC ของเครือข่ายเป็น DCพวกนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อเครื่องกําเนิดซินโครโนสแบบหันหันหัน (WRSG) โดยใช้แปรงและแหวนเลื่อนบนแกนเนเตอร์แบบที่ต้องการการบํารุงรักษาเป็นประจําเพื่อกําจัดฝุ่นคาร์บอน

วิธีการอื่นใช้แม่เหล็กถาวร แทนแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องผลิตแม่เหล็กถาวร (PMSG) ติดตั้งแม่เหล็กโดยตรงบนหมุน.โรงไฟฟ้าไฮโดอิเล็กทริกมักจะใช้เครื่องผลิตซินคโรนส์ที่มีขั้วเด่นที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องขับเคลื่อนความเร็วต่ําข้อดีสําคัญของเครื่องผลิตซินโครน คือความสามารถในการให้พลังงานปฏิกิริยาโดยไม่ต้องการธนาคารคอนเดสเตอร์คู่.

เครื่องผลิตซินโครนแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก โดยใช้การผลิตสนามโรเตอร์:

• เครื่องกําเนิดซินโครโนมแบบหันหัน (WRSG)ซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าแบบ DC เพื่อให้พลังงานกับแม่เหล็กไฟฟ้าในหมุน โดยปกติจะนํามาให้ผ่านแปรงและแหวนสลิกWRSG ให้บริการความดันยืดหยุ่นและควบคุมพลังงานปฏิกิริยา.
• เครื่องกําเนิดสynchronous ที่ใช้แม่เหล็กถาวร (PMSG):กลไกนี้ใช้แม่เหล็กถาวรสําหรับสนามหมุน, การกําจัดระบบการตื่นเต้น.ถึงแม้ความแข็งแรงของแม่เหล็กคงที่จะจํากัดความยืดหยุ่นในการควบคุมความแรงดัน / พลังงานปฏิกิริยา.

เครื่องกําเนิดสynchronous ประกอบด้วยหลายองค์ประกอบสําคัญ:

• สเตทเตอร์:องค์ประกอบคงที่ที่มีลวดหลายเฟสสําหรับการนําแรงดัน AC
• เครื่องหมุน:เครื่องจักรกลหมุนที่มีไฟฟ้าแม่เหล็ก (WRSG) หรือแม่เหล็กถาวร (PMSG)
• ระบบกระตุ้นเฉพาะสําหรับ WRSG ที่ให้กระแสไฟฟ้าแบบตรงกับวงกลมหมุน
• ระบบเย็น:ป้องกันการอุ่นเกินด้วยการจัดการความร้อน

เครื่องกําเนิดซินโครโนม มีข้อดีสําคัญ

• ความมั่นคงของความถี่:การทํางานร่วมกันกับความถี่ของเครือข่ายรับประกันผลิตที่มั่นคง
• การควบคุมพลังงานปฏิกิริยา:WRSG สามารถปรับกระแสกระตุ้นเพื่อควบคุมผลิตพลังงานปฏิกิริยา
• การดําเนินการบนเกาะมีความสามารถในการทํางานเป็นอิสระสําหรับเครือข่ายแยกแยก

อย่างไรก็ตาม มีข้อจํากัดบางอย่าง:

• ความซับซ้อนทางโครงสร้าง:การออกแบบ WRSG ต้องการการบํารุงรักษาเป็นประจํา
• ปัจจัยค่าใช้จ่าย:พีเอ็มเอสจี แม็กเนตถาวรเพิ่มต้นทุนวัสดุ
• ความรู้สึกต่อความเร็ว:ความถี่ออกตรงกับความเร็วหมุน

เครื่องกําเนิดไฟฟ้าสynchronous เล่นบทบาทที่ขยายในการผลิตพลังงานลมผ่านการตั้งค่าหลักสองแบบ:

• เครื่องกําเนิดสynchronous แบบขับโดยตรง:การเชื่อมต่อโดยตรงกับหมุนตุลาการโดยไม่ต้องมีกล่องเกียร์ โดยทั่วไปใช้การออกแบบหลายขั้วสําหรับการทํางานความเร็วต่ํา ข้อดีรวมถึงการก่อสร้างที่เรียบง่าย การบํารุงรักษาที่ลดลงและความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้น.
• เครื่องกําเนิดสynchronous ที่เชื่อมต่อกล่องเกียร์:กล่องเกียร์นี้ใช้กล่องเกียร์ที่เพิ่มความเร็วเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานที่สูงขึ้น แม้ว่ามันจะมีความซับซ้อนทางโครงสร้างมากขึ้น แต่มันยังมีข้อดีด้านค่าใช้จ่ายและอนุญาตให้มีขนาดเครื่องกําเนิดที่เล็กกว่า

เทคโนโลยี PMSG ได้รับความนิยมเฉพาะอย่างยิ่งในแอพลิเคชั่นลม เนื่องจากประสิทธิภาพสูงและความต้องการในการบํารุงรักษาที่ต่ํา โดยเฉพาะสําหรับอุปกรณ์เรือนกระบะขนาดใหญ่

เมื่อระบบพลังงานรวมพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้มากขึ้น เครื่องกําเนิดสynchronous จะยังคงมีความสําคัญสําคัญผ่านหลายเส้นทางการพัฒนา

• การปรับปรุงประสิทธิภาพวัสดุและการออกแบบที่ทันสมัย เพื่อลดการสูญเสียพลังงาน
• การลดต้นทุนขั้นตอนการผลิตที่ปรับปรุงให้ดีที่สุด เพื่อให้มีราคาที่คุ้มค่ามากขึ้น
• การบูรณาการที่ฉลาดการนํามาใช้ความสามารถในการติดตามและวินิจฉัยทางไกล
• การปรับตัวจากแหล่งพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้การพัฒนาการออกแบบความเร็วแปรเปลี่ยน เพื่อรองรับอัตราการเปลี่ยนแปลงของลมและแสงอาทิตย์

สมการหลักอธิบายการทํางานของเครื่องกําเนิดร่วม:

• EMF ที่ถูกผลักดัน:E_a= kΦNf (ที่ Φ = กระแสแม่เหล็ก, N = รอบ stator, f = ความถี่)
• ความดันปลาย:V_a= E_a- ฉัน_a(R_a+ jX_s) (R_a= ความต้านทานของสเตตอร์, X_s= การปฏิกิริยาแบบสมอง)
• พลังงานประกอบการ:P_o= 3V_aฉัน_acosθ
• พลังการตอบสนอง:Q_o= 3V_aฉัน_asinθ

เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของโครงสร้างพลังงานที่ทันสมัย เครื่องผลิตไฟฟ้าร่วมกันยังคงทําให้การผลิตไฟฟ้าที่น่าเชื่อถือได้ทั่วโลกเทคโนโลยีเหล่านี้จะยังคงมีความสําคัญในการสร้างสะอาด, ระบบพลังงานที่ประหยัดและยั่งยืน