Motor-jeneratör - Motor–generator

Vikipedi, özgür ansiklopedi
İkinci Dünya Savaşı'ndan uçak radyo modülatör birimi, uçağın 24–28 V DC'sini verici için 500 V DC'ye dönüştüren bir dinamotor (siyah silindir) gösteriyor. Dübendorf Askeri Havacılık Müzesi

Bir motor-jeneratör (bir E-G grubu ) dönüştürülmesi için bir cihaz olup , elektrik gücü başka bir forma. Motor-jeneratör setleri , gücün frekansını , voltajını veya fazını dönüştürmek için kullanılır . Elektrik yüklerini elektrik güç kaynağı hattından izole etmek için de kullanılabilirler. Büyük motor jeneratörleri, endüstriyel miktarlardaki gücü dönüştürmek için yaygın olarak kullanılırken, pil gücünü daha yüksek DC voltajlarına dönüştürmek için daha küçük motor jeneratörleri (resimde gösterilen gibi) kullanıldı .

Bir motor-jeneratör seti birbirine bağlanmış farklı motor ve jeneratör makinelerinden oluşabilirken, tek üniteli bir dinamotor ( dinamo- motor için) motor bobinlerine ve tek bir rotor etrafına sarılmış jeneratör bobinlerine sahiptir; bu nedenle hem motor hem de jeneratör aynı dış alan bobinlerini veya mıknatısları paylaşır. Tipik olarak motor bobinleri şaftın bir ucundaki bir komütatörden tahrik edilirken, jeneratör bobinleri şaftın diğer ucundaki başka bir komütatöre çıktı sağlar. Tüm rotor ve şaft tertibatı, bir çift makineden daha küçük, daha hafif ve daha ucuzdur ve açıkta kalan tahrik milleri gerektirmez.

Vakum tüplü araç radyo alıcıları gibi düşük güçlü tüketici cihazları pahalı, gürültülü ve hantal motor jeneratörleri kullanmıyordu. Bunun yerine, aracın 6 veya 12 V pilinden vakum tüpleri için gereken daha yüksek voltajları üretmek için bir vibratör (kendi kendine heyecan verici bir röle) ve bir transformatörden oluşan bir invertör devresi kullandılar .

Elektrik gücü kullanımı

Elektrik enerjisi üretimi ve büyük sabit elektrik güç sistemleri bağlamında , bir motor-jeneratör, bir elektrik jeneratörüne (veya alternatöre ) mekanik olarak bağlanmış bir elektrik motorundan oluşur . Jeneratör elektriksel çıkış akımını oluştururken motor elektriksel giriş akımıyla çalışır, güç iki makine arasında mekanik bir tork olarak akar ; bu, elektriksel izolasyon ve iki elektrik sistemi arasındaki gücün bir miktar tamponlanmasını sağlar.

Bir kullanım, "kirli güçte" ( güç koşullandırma ) ani artışları ve değişiklikleri ortadan kaldırmak veya farklı elektrik sistemleri arasında faz uyumu sağlamaktır.

Volan jeneratörü

Diğer bir kullanım, güç sistemi üzerindeki aşırı yükleri tamponlamaktır. Örneğin tokamak füzyon cihazları, elektrik şebekesine çok büyük tepe yükleri, ancak nispeten düşük ortalama yükler uygular. DIII-D Tokamak de genel Atomics , Princeton büyük torus de (PLT) Princeton Plazma Fizik Laboratuarı ve Nimrod sinkrotron de Rutherford Appleton Laboratory her ikinci büyük volanlar seviyesine Birden fazla motor jeneratör kulesi yük elektrik empoze sistem: motor tarafı , enerjiyi depolamak için büyük bir volanı yavaşça hızlandırdı ve bu, bir füzyon deneyi sırasında jeneratör tarafı volan üzerinde bir fren görevi görürken hızla tüketildi . Benzer şekilde, yeni nesil ABD Donanması uçak gemisi Elektromanyetik Uçak Fırlatma Sistemi (EMALS) , geminin kurulu jeneratör kapasitesinden daha yüksek uçak fırlatmaları için anında güç sağlamak üzere bir volan motor-jeneratör donanımı kullanacaktır.

Dönüşümler

Elektron Işını Kaynak Makinesi yüksek voltajlı güç kaynağı için değişken üç fazlı AC voltajı sağlamak için kullanılan bir MG seti .

Motor jeneratörler, aşağıdakiler dahil çeşitli dönüşümler için kullanılabilir:

Değişken AC voltaj güç kaynağı

Katı hal AC voltaj regülasyonu mevcut veya uygun maliyetli olmadan önce, değişken bir AC voltajı sağlamak için motor jeneratör setleri kullanıldı. Jeneratör armatürüne giden DC voltajı, çıkış voltajını kontrol etmek için manuel veya elektronik olarak değiştirilebilir. Bu şekilde kullanıldığında, MG seti izole edilmiş bir değişken transformatöre eşdeğerdir.

Yüksek frekanslı makineler

Bir Alexanderson alternatör sağlayan bir motor tahrikli, yüksek frekanslı alternatör olan radyo frekans gücü. Telsiz iletişiminin ilk günlerinde, yüksek frekanslı taşıyıcı dalganın , yüksek hızlarda çalıştırılan birçok kutbu olan bir alternatör kullanılarak mekanik olarak üretilmesi gerekiyordu . Alexanderson alternatörleri, 500 kW güç çıkışı sağlayabilen büyük üniteler ile 600 kHz'e kadar RF üretti. 20. yüzyılın ilk otuz yılında uzun dalga aktarımları için düzenli olarak elektromekanik dönüştürücüler kullanılırken , daha yüksek frekanslarda elektronik teknikler gerekliydi. Alexanderson alternatörü 1920'lerde büyük ölçüde vakum tüplü osilatörle değiştirildi.

Motorlu jeneratörler artırmak için kullanılan binmek-through

Motor jeneratörleri, giriş ve çıkış akımlarının esasen aynı olduğu durumlarda bile kullanılmıştır. Bu durumda, M – G kümesinin mekanik ataleti, giriş gücündeki geçici akımları filtrelemek için kullanılır. Çıkışın elektrik akımı çok temiz (gürültüsüz) olabilir ve mümkün olacak binmek transparan kısa kesintileri ve anahtarlama geçici M-G kümesine girişindeki. Bu, örneğin, bir dizel jeneratör seti tarafından sağlanan şebeke gücünden AC gücüne kusursuz bir geçiş sağlayabilir .

Motor-jeneratör seti, geçişini iyileştirmek için büyük bir volan içerebilir ; ancak, eğer çekme torkuna ulaşılmadan önce kapama ile sonuçlanırsa, motor-jeneratör yeniden kapama sırasında büyük miktarda akım gerektireceğinden, bu uygulamada dikkate alınmalıdır. Bununla birlikte, yeniden kapanma sırasındaki ani akım, birçok faktöre bağlı olacaktır. Örnek olarak, 300 amper tam yük akımında çalışan 250 kVA'lık bir motor jeneratörü, 5 saniye sonra yeniden kapanma sırasında 1550 amper ani akım gerektirecektir. Bu örnek, sabitlenmiş bir volan bir neden için boyutlandırılmış monte kullanılan 1 / 2  saniyede Hz yetişme hızı . Motor-jeneratör, yağ banyolu yataklara sahip dikey tip iki yataklı bir makineydi.

Elektromanyetik radyasyonu yakından kontrol etmesi gereken tesislerde veya geçici aşırı gerilimden yüksek izolasyonun gerekli olduğu yerlerde, motorlar ve jeneratörler iletken olmayan bir şaft ile birleştirilebilir.

Motor jeneratörlerinin modern kullanımı

Motor-jeneratör setleri bazı amaçlar için yarı iletken cihazlarla değiştirilmiştir . Geçmişte, MG setlerinin popüler kullanımlarından biri asansörlerdi . Kaldırma makinesinin doğru hız kontrolü gerekli olduğundan, frekansı yüksek güçlü bir AC motora değiştirmenin pratik olmaması, DC kaldırma motorlu bir MG setinin kullanımının endüstri standardına yakın bir çözüm olduğu anlamına geliyordu. Modern AC değişken frekanslı sürücüler ve uyumlu motorlar, geleneksel MG tahrikli asansör kurulumlarının yerini giderek daha fazla almıştır, çünkü AC sürücüler tipik olarak DC ile çalışan makinelerden% 50 veya daha fazla oranda daha verimlidir.

MG setlerinin bir başka kullanımı da British Rail'in güney bölgesindeydi . Kullanımdaki EMU stoğunun kontrollerine güç sağlamak için 600 V DC - 850 V DC hat besleme voltajını üçüncü raydan 70 V DC'ye dönüştürmek için kullanıldılar. O zamandan beri bunlar, yeni demiryolu taşıtlarında katı hal dönüştürücülerle değiştirildi.

Benzer şekilde, 600VDC çekiş beslemesinden 36VDC çıkış üretmek için PCC tramvayında MG setleri kullanıldı . Düşük voltaj çıkışı, tramvayın akülerini şarj eder ve kontrol ve yardımcı ekipman için akım sağlar (farlar, gong zilleri, kapı motorları ve elektromanyetik palet frenleri dahil).

Öte yandan, harmonik iptal, frekans dönüştürme veya hat izolasyonunun gerekli olduğu endüstriyel ortamlarda, MG setleri popüler bir çözüm olmaya devam etmektedir. Motor jeneratörlerinin kullanışlı bir özelliği, aynı ortalama yük oranına sahip yarı iletken cihazlardan daha büyük kısa süreli aşırı yükleri daha iyi idare edebilmeleridir. Büyük bir yarı iletken invertörün termal olarak akımla sınırlı bileşenlerinin, ısı alıcılarına muhtemelen 100 ms'den daha büyük bir termal zaman sabiti ile birkaç gram kütleli katı hal anahtarları olduğunu, oysa bir MG'nin termal olarak sınırlı bileşenlerinin bakır sargılar olduğunu düşünün. kendi büyük termal kütlelerine içsel olarak bağlı olan bazen yüzlerce kilogram kütleler. Ayrıca elektrostatik boşalmaya (ESD) karşı doğal olarak mükemmel bir dirence sahiptirler .

Terimin modern kullanımı

Prensip olarak, herhangi bir elektrik jeneratörü aynı zamanda bir elektrik motoru görevi görebilir veya bunun tersi de geçerlidir. İçinde hibrid araçlar ve diğer hafif güç sistemleri, bir "motor-jeneratör" bir şekilde kullanılabilir, tek bir elektrik makinesi olup , elektrik motoru ya da bir jeneratör elektrik arasında dönüştürme, mekanik güç .

2014 sezonundan itibaren, Formula 1 yarış arabaları 'motor-jeneratör birimleri' (MGU) olarak tanımlananlardan ikisine sahip olacak. Bu, turboşarjdan enerji toplayarak ve fren altındayken arabaları daha yakıt tasarruflu hale getiriyor . Bununla birlikte, bu, burada açıklandığı gibi, motor-jeneratör değildir, ancak daha gibi dynamotors olarak hareket edebilir tek bir birim ya da bir jeneratör veya bir motor. Hızlanmaya ve sollamaya yardımcı olmak için tekerleklere ek bir 160 BHP sağlamak için kullanılabilirler veya takviye basıncını daha hızlı artırmak ve böylece turbo gecikmesini azaltmak için turboyu döndürmek için kullanılabilirler .

Ayrıca bakınız

Referanslar