Language
Country/Area
No result found
هل سمعت من قبل عن التحول السحري للمحرك التعريفي؟ كيف يمكنه التبديل بحرية بين توليد الكهرباء والطاقة الكهربائية؟
المحرك التعريفي، المعروف أيضًا باسم المولد غير المتزامن، هو مولد كهربائي يعمل بالتيار المتردد (AC) يستخدم مبادئ المحرك التعريفي لتوليد الكهرباء. مبدأ تشغيل هذا المولد فريد جدًا. يجب أن تتجاوز سرعة الدوار السرعة المتزامنة لتوليد الكهرباء. ببساطة، يمكن استخدام المحرك التعريفي AC العادي كمولد دون أي تعديلات داخلية.
تعتبر المولدات الحثية بسيطة نسبيًا في التصميم، لذا فهي تستخدم على نطاق واسع في محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة، أو توربينات الرياح، أو لتقليل تدفق الهواء عالي الضغط إلى ضغط منخفض.
يعتمد تشغيل المولد التحريضي على مفهوم أساسي: عندما تتجاوز سرعة الدوار السرعة المتزامنة، يبدأ المولد التحريضي في توليد تيار كهربائي. ويسمى هذا الاختلاف في السرعة "الانزلاق"، وعادةً ما يتم التعبير عنه كنسبة مئوية من السرعة المتزامنة. عندما يعمل هذا المولد بالسرعة المناسبة، يمكنه توفير كمية مفيدة من الكهرباء.
كيفية العمل
تتمثل العملية الأساسية للمولد التحريضي في أنه عندما يتم تشغيل الدوار ميكانيكيًا بشكل أسرع من السرعة المتزامنة، فإنه ينتج تيارًا كهربائيًا. بأخذ محرك رباعي الأقطاب كمثال، يتمتع هذا المحرك بسرعة متزامنة تبلغ 1800 دورة في الدقيقة تحت مصدر طاقة يبلغ 60 هرتز. و 450 هرتز يساوي 1500 دورة في الدقيقة. عندما يعمل الدوار بسرعة 1450 دورة في الدقيقة، يكون انزلاقه +3.3% بالنسبة إلى سرعة التواقت البالغة 1500 دورة في الدقيقة. تؤدي حالة التشغيل هذه إلى تحفيز المجال المغناطيسي للجزء الثابت للمحرك للتيار وزيادة دفع الدوار.
عندما تزيد سرعة الدوار عن السرعة المتزامنة، يمكن للمولد توفير الطاقة الفعلية للنظام الكهربائي، وهي عملية تعتمد بشكل كبير على مصدر محرك خارجي، مثل التوربين أو المحرك.
تحفيز الطلب
تتطلب كل من المحركات الحثية والمولدات مصدر طاقة خارجيًا لإثارة ملفات الجزء الثابت لتوليد مجال مغناطيسي دوار. وهذا يوجه التيار من خلال الدوار التحريضي، مما يسمح للمولد بالعمل بشكل صحيح. سواء في وضع توليد الطاقة أو كمحرك، فإن الآلة الحثية تستهلك طاقة تفاعلية، لذلك لا غنى عن مصدر الإثارة الخارجي.
الكهرباء النشطة والكهرباء التفاعلية
ترتبط القوة النشطة لمولد الحث بقوة بكمية الانزلاق. عندما تزيد سرعة الدوار عن 1800 دورة في الدقيقة، أو حتى 1860 دورة في الدقيقة، يمكن للمولد إنتاج الطاقة الكاملة. إذا فشل المصدر النشط في توفير قوة دافعة كافية، فسيظل عدد الدورات في الدقيقة عند نقطة ما ضمن هذا النطاق.
يقتصر حد المولد التعريفي على التيار المقنن لملف المولد، كما أن طلب الطاقة التفاعلية للمولد سيكون مختلفًا أيضًا في ظل ظروف مختلفة.
الاتصالات بالشبكة والأنظمة المستقلة
تتطلب المولدات الحثية مكثفًا لتوفير الطاقة التفاعلية اللازمة عند توصيلها بنظام مستقل لتوليد الطاقة. عند توصيله بالشبكة، يتلقى طاقة تفاعلية من الشبكة للحفاظ على المساحة الكهرومغناطيسية التي يحتاجها. بالنسبة للنظام المتصل بالشبكة، سيختلف التردد والجهد وفقًا لحجم الشبكة، ويعمل بطريقة أبسط من النظام المستقل.
نطاق التطبيق
تشتهر المولدات الحثية بقدرتها على إنتاج كهرباء عملية بسرعات دوران متفاوتة، خاصة في منشآت طاقة الرياح والمنشآت المائية الصغيرة. الهيكل الميكانيكي لهذا النوع من المولدات بسيط ومتين، ولا يتطلب أي فرش أو محولات، وبالتالي فإن متطلبات صيانته منخفضة.
على الرغم من أن مولدات الحث لديها إمكانات تطبيق متنوعة، إلا أنه لا يمكن تجاهل عيوبها، خاصة عندما يكون الحمل مرتفعًا جدًا، فلن يتمكن النظام من الاستمرار في توليد الكهرباء.
أمثلة
لنأخذ على سبيل المثال محركًا حثيًا ثلاثي الطور بقوة 10 حصان، 1760 دورة في الدقيقة، 440 فولت، ويبلغ تيار حمله الكامل 10 أمبير، وبالتالي فإن السعة المطلوبة لبدء تشغيله هي 1523 فولت لكل مرحلة. ومع ذلك، إذا كان الحمل كبيرًا جدًا، فيجب توسيع المكثف لضمان التشغيل العادي للمولد.
مع الترويج لتكنولوجيا الطاقة المتجددة، تظهر إمكانات تطبيقات المحركات الحثية والاحتياجات المتغيرة الفرص والتحديات التي تواجه تطويرها في المستقبل. وكيف يمكن استخدام هذه التكنولوجيا وتطويرها بمرونة أن تصبح في نهاية المطاف عاملاً رئيسياً في تحسين كفاءة استخدام الطاقة لدينا، فهل سيلهم ذلك المزيد من الابتكار؟
