EN
Elektr stansiyalarda oqim o'zaro ishlaydigan dvigatellarning qo'llanilishini tushunish
Oqim o'zaro ishlaydigan dvigatelning asosiy ishlash tamoyillari va tarmoq barqarorligidagi roli
AC sinxron dvigatellar tebranish chastotasi o'zgartirilmasdan, aylanish chastotasiga aniq mos keladigan doimiy tezlikda ishlaydi va rotorni statorning aylanuvchan magnit maydoniga sirg'alishsiz qattiq ulaydi. Bu sinxronlash xususiyati elektr energiyasini ishlab chiqarish ob'ektlarida tarmoq chastotasini barqaror saqlash uchun juda muhim bo'lgan aniq chastota boshqaruvidan foydalanish imkonini beradi. Bunday joylarda generatorlarning joylashuviga qarab, ular 50 Hz yoki 60 Hz tarmoq chastotalariga qattiq mos kelishi kerak. Mexanik yuklanishga ulanmagan holda sinxron kondensator sifatida ishlatilganda, bu dvigatellar tizimdagi yuklama tez o'zgarganda kuchlanish darajasini barqarorlashtirishga yordam beradi. Maydonni eksitatsiya qilish orqali quvvat koeffitsientini orttirish (ortda) yoki kamaytirish (oldinga) holatlariga moslashtirish imkoniyati tufayli kompensatsiya qilinmagan tizimlarga nisbatan uzatish yo'qotishlari taxminan 8 foizga pasayadi. IEEE Power & Energy Society tomonidan 2023-yilda e'lon qilingan so'nggi tadqiqotlar ushbu samaradorlik yutuqlarini tasdiqlaydi hamda ko'plab elektr ta'minot kompaniyalarining tarmoq samaradorligini oshirish maqsadida ushbu texnologiyaga murojat qilish sababini tushuntiradi.
Doimiy yuk ostida bo'lganda AC sinxron dvigatellar va induktsion dvigatellar o'rtasidagi asosiy farqlar
Uzluksiz og'ir yuklarda AC sinxron dvigatellar uchta muhim sohada yuqori ishlash ko'rsatkichlarini namoyon qiladi:
- Tezlik barqarorligi : Ular (moment chegaralari doirasida) yukdan qat'i nazar doimiy sinxron tezlikni saqlaydi, bosh harf bilan yoziladigan induktsion dvigatellar esa odatda 1–3% siljish namoyon qiladi.
- Quvvat koeffitsientini boshqarish : Sinxron dvigatellar yetkazib beruvchi quvvat koeffitsienti bilan ishlashi mumkin va tarmoq kuchlanishini faol qo'llab-quvvatlaydi; induktsion dvigatellar esa ortiqcha reaktiv quvvatni iste'mol qiladi.
- Qisman yuklarda samaradorlik : Sinxron konstruksiyalar IEC 60034-30-2 standartlariga muvofiq o'xshash sharoitlarda 7–15% samaradorlikni yo'qotadigan induktsion dvigatellarga qaraganda sezgacha yuqori bo'lib, 40% gacha bo'lgan yukda ham 92% dan yuqori samaradorlikni saqlaydi.
Barqarorlik, boshqariluvchanlik va samaradorlikning bu uyg'unligi uzluksiz, yuqori sifatli ishlash shart bo'lgan sohalarda — masalan, sovutish nasoslari, bug' kazanlari ventilyatorlari va kompressor haydovchilari kabi — elektr stansiyalarning tanlovga munosib dasturlar uchun ularni ideal echim qiladi.
AC Sinxron Motor Xususiyatlarini Quvvat Oqimiga Moslashtirish
Motor quvvat chiqishini generator eksitatsiyasi va bazaviy yuk talablari bilan muvofiklashtirish
Elektr tarmog'ining chastotasini barqaror saqlash aslida AC sinxron dvigatellar generatorlar eksitatsiya tizimlari bilan qanchalik yaxshi ishlashiga bog'liq. Ishlar silliq ketayotganda, operatorlar dvigatelning momenti va aylanish tezligi turbinlar hamda generatorlar faoliyati bilan mos kelishini ta'minlashi kerak, shunda yuklama keskin o'zgarganda chastota ikki tomonlama taxminan yarim gerts atrofida saqlanadi. Birinchi havo ventilyatorlari yoki koteldagi ozuqa nasoslari kabi uzluksiz ishlaydigan uskunalar uchun, dvigatelni maksimal yuklamadan 15 dan 20% gacha kattaroq o'lchamda tanlash ma'qul. Shu bilan bir vaqtda, bunday dvigatellar odatda sinxron reytingning 95 dan 100% oralig'ida tezlikda ishlashi kerak. Bu qo'shimcha quvvat keskin talab oshishida, ayniqsa ba'zi zavodlarda oddiygi vaziyatga nisbatan uch marta oqim tortiladigan ishga tushirish davrida muammolarni oldini olishga yordam beradi. Eksitatsion tok darajasini haqiqiy vaqt rejimida kuzatish nafaqat normal sharoitda reaktiv quvvatni boshqarish uchun muhim. Generatorlar birdan to'xtab qolganda bu mutlaq darajada muhim bo'lib qoladi, chunki unda kuchlanish juda pasayib keta olmaydigan va kattaroq muammolarga olib kelmasdan, dvigatellar reaktiv quvvatni iste'moldan tizimga qaytarib berishga tez o'tishlari kerak bo'ladi.
Faoliyat muhitini baholash: balandlik, harorat va garmonik distorsiyaviy ta'sirlar
Muhit dvigatellarning ishonchliligi va issiqlikni boshqarishiga katta ta'sir qiladi. Agar balandlik 1000 metrdan yuqori bo'lsa, ko'p hollarda dvigatellarni har qo'shimcha 300 metrda 3-5% ga pasaytirish kerak bo'ladi. Bu sovuq havoning kamroq samarali ishlashi tufayli yuqori balandliklarda havo zichligi pasayishini hisobga oladi. Agar atrof-muhit harorati 40 gradus Celsiydan oshsa, NEMA MG-1 hujjatlarida belgilangan standartlarga muvofiq, 180 gradusgacha chidaydigan H sinf izolyatsiya talab etiladi. Shuningdek, zamonaviy o'zgaruvchan chastotali drive'lardan kelib chiqadigan garmonik distorsiya muammolarini ham unutmaslik kerak — ushbu masalalarga tizimlarni loyihalashda jiddiy e'tibor berish zarur.
| Distorsiyaviy omil | Dvigatelni himoya qilish talablari |
|---|---|
| THD < 5% | Standart sinus to'lqinli filtrlar |
| THD 5–10% | Ko'p bosqichli dv/dt filtrlari |
| THD > 10% | Faol old tomon konvertorlari |
IEEE 519-2022 talablari bilan moslik muhim ahamiyatga ega: ortiqcha garmonikalar rotorda isishni keltirib chiqaradi, bu esa samaradorlikni 8% gacha pasaytiradi va izolyatsiyaning eskirishini tezlashtiradi. Sohil yaqinidagi yoki namlik darajasi yuqori bo'lgan muhitlarda korroziyaga olib keladigan izolyatsiya shikastlanishini oldini olish uchun namlikni nazorat qiluvchi qutilar majburiy hisoblanadi.
O'zgaruvchan tokli sinxron dvigatellarning quvvat omili va samaradorlik afzalligidan foydalanish
Foydalanuvchi xarajatlarini va transformator yuklarini kamaytirish uchun reaktiv quvvat ta'minoti berish
O'zgaruvchan kondensator banklari yoki induktsiya usullariga qaraganda doimiy tokli sinxron dvigatellar maydonni eksitatsiya qilish orqali reaktiv quvvatni dinamik ravishda sozlashi bilan ajralib turadi. Bu dvigatellar oldingi quvvat koeffitsientida ishlayotganda, ular aslida tizimdagi umumiy reaktiv talabni kamaytirishga yordam beradi. IEEE Power & Energy Society tomonidan 2023-yilda o'tkazilgan ba'zi so'nggi tadqiqotlarga ko'ra, bu har bir megavatt-soat uchun foydalanuvchi tomonidan to'lanadigan quvvat koeffitsienti jarimasi taxminan 15% ga kamayishiga olib kelishi mumkin. Keyin sodir bo'ladigan narsa ham juda qiziqarli. Agar biz reaktiv quvvatni mahalliy darajada kiritadigan bo'lsak, bu transformatorlar va ta'minot liniyalari orqali o'tadigan tok miqdorining kamayishini anglatadi. Natijada, tizimda kamroq issiqlik hosil bo'ladi, kuchlanish pasayishi kamayadi va jihozlarning umumiy xizmat muddati uzayadi. Bu texnologiyani joriy etgan korxonalar odatda yillik energiya hisob-kitoblarini 8 dan 12 foizgacha kamaytirishini ko'rishadi. Bu tejamkorlikning aksariyati qimmatbaho jarimalardan qochish va byudjetga zarar yetkazadigan I kvadrat R yo'qotishlarini kamaytirish orqali erishiladi.
Samaradorlik standartlarini solishtirish: NEMA MG-1 va IEC 60034-30-2 qismiy yuk ostida
NEMA MG-1 (Premium Efficiency) hamda IEC 60034-30-2 (IE4) yuqori samaradorlik chegaralarini belgilasa ham, IEC standarti ayniqsa elektr stansiyalarda ishlash jarayonida keng tarqalgan qismiy yuklar uchun qat'iy talablarni joriy etadi:
| Yuklanish sharoiti | NEMA MG-1 (Premium) | IEC 60034-30-2 (IE4) |
|---|---|---|
| 100% Yuk | ≥ 96,2% | ≥ 96,6% |
| 75% Yuk | ≥ 95,4% | ≥ 96,1% |
| 50% Yuk | ≥ 94,5% | ≥ 95,0% |
IE4 me'yorida ishlaydigan sinkron dvigatellar doimiy yuklamada 500 kW dvigatel uchun yiliga taxminan 18 000 AQSH dollari miqdorida energiya tejamkorligiga olib keladigan NEMA Premium analoglariga qaraganda 50% yuklamada 3–5% yuqori tizim samaradorligiga erishadi. Bazaviy talabning o'zgaruvchan xarakteri sababli, qisman yuklama afzalligi o'lchanadigan foyda keltiradi va energiya iste'molini optimallashtirish orqali uzoq muddatli karbonizatsiyasizlanish maqsadlarini qo'llab-quvvatlaydi.