Written by on

ژنراتورهای سنکرون سه فاز

معمولاً ژنراتورهای سنکرون مگر در مواردی بسیار خاص بصورت سه فاز هستند. در ماشین‌های سنکرون یک ماشین AC است که سرعت آن تحت شرایط ماندگار متناسب با فرکانس جریان آرمیچر است. میدان مغناطیسی که توسط آرمیچر تولید می‌شود با همان سرعت میدان تولید شده توسط جریان میدان روتور گردش می‌کند و یک گشتاور ثابت و ماندگار نتیجه می‌دهد. در شکل زیر یک تصویر از ماشین سنکرون را نشان می‌دهد.

شکل۱-۳: ماشین با سه جفت قطب

شکل۲-۳: شماتیک ژنراتور آسنکرون

سیم پیچ میدان تقریباً همواره بر روی روتور قرار دارد و معمولاً یک سیم پیچ سه فاز است، سیم پیچ میدان بر روی روتور است، ساختمان روتور استوانه‌ای به دو صورت قطب صاف و قطب برجسته وجود دارد. در شکل زیر این دو نوع به نمایش در آمده است.

شکل۳-۳: رتورهای با قطب برجسته

شکل۴-۳: رتورهای قطب صاف یا سیلندری

روتورهای قطب صاف در ژتراتور سنکرون در توربو ژنراتورهای ۲ یا ۴ قطبی استفاده می‌شود و دارای سرعت‌های بالایی هستند. روتورهای با قطب برجسته در ژنراتورهای هیدرولیکی و کم سرعت چتد قطبی بکار می‌روند. توان DC لازم برای تحریک تقریباً ۳% تا ۵% ظرفیت نامی ماشین سنکرون می‌باشد. برای ژنراتور بزرگ معمولاً از سیتم‌های تحریک گوناگونی استفاده می‌شود. یک ژنراتور سنکرون که توان به بار امپدانسی تحویل می‌دهد بعنوان یک منبع ولتاژ عمل می‌کند و فرکانس آن از روی سرعت محرک اولیه‌اش تعیین می‌شود اکنون ضریب قدرت و جریان بوسیله تحریک میدان ژنراتور و امپدانسی ژنراتور و بار تعیین می‌شود. ژنراتورهای سنکرون با هم موازی می‌شوند و در حقیقت سیستم‌های تأمین برق کشورهای صنعتی شامل چندین یا چند صد واحد که بصورت موازی بکار می روند. وقتیکه ژنراتورهای سنکرون به یک سیستم یکپارچه شامل تعداد زیادی ژنراتور سنکرون متصل می‌گردد ولتاژ و فرکانس ترمینال‌های آرمیچر تا حد زیادی توسط سیستم ثابت نگه داشته می‌شود.

در نتیجه جریان‌های گذرنده از آرمیچر یک مؤلفه در فاصله هوایی تولید می‌کند که با سرعت سنکرون می‌چرخد و این سرعت توسط فرکانس سیستم تعیین می‌شود.

برای تولید یک گشتاور الکترو مغناطیسی ماندگار و تک جهتی می‌بایستی میدان‌های روتور و استاتور با سرعت یکسان بچرخد و لذا روتور دقیقاً باید در سرعت سنکرون بگردد. با توجه به اینکه هر ژنراتوری بخش کوچکی از کل سیستم را شامل می‌گردد نمی‌تواند اثر قابل توجهی بر روی ولتاژ یا فرکانس سیستم بگذارد. برای تجزیه و تحلیل بهتر معمولاً سیستم را بصورت یک منبع با ولتاژ و فرکانس ثابت به شین بی نهایت معروف است تصور می‌کنند.