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Arbeitstheorie des Induktionsgenerators

Genau wie eine Gleichstrommaschine kann dieselbe Induktionsmaschine als Induktionsmotor verwendet werden Induktionsgeneratorohne interne Änderungen. Induktionsgeneratoren werden auch als bezeichnet asynchrone Generatoren.
Bevor Sie anfangen zu erklären wie ein (asynchroner) Induktionsgenerator funktioniertIch gehe davon aus, dass Sie die kennen Arbeitsprinzip eines Induktionsmotors. Bei einem Induktionsmotor dreht sich der Rotoraufgrund von Schlupf (d. h. Relativgeschwindigkeit zwischen dem rotierenden Magnetfeld und dem Rotor). Der Rotor versucht, das synchron rotierende Feld des Stators aufzuholen, ist jedoch nie erfolgreich. Wenn der Rotor die Synchrondrehzahl aufholt, ist die Relativgeschwindigkeit Null, und daher erfährt der Rotor kein Drehmoment.
Was aber, wenn sich der Rotor mit einer Geschwindigkeit dreht, die über der Synchrondrehzahl liegt?


Wie arbeiten Induktionsgeneratoren?

  • Angenommen, eine Wechselstromversorgung ist an die Statoranschlüsse einer Induktionsmaschine angeschlossen. Im Stator erzeugtes rotierendes Magnetfeld zieht den Rotor dahinter (die Maschine arbeitet als Motor).
  • Wenn nun der Rotor auf den beschleunigt wirdSynchrondrehzahl mittels einer Antriebsmaschine ist der Schlupf null und somit ist das Nettodrehmoment Null. Der Rotorstrom wird zu Null, wenn der Rotor mit Synchrondrehzahl läuft.
  • Wenn der Rotor mit einer höheren Drehzahl gedreht wirdals die synchrone Geschwindigkeit wird der Schlupf negativ. Ein Rotorstrom wird in entgegengesetzter Richtung erzeugt, da die Rotorleiter das Statormagnetfeld schneiden.
  • Dieser erzeugte Rotorstrom erzeugt ein DrehenMagnetfeld im Rotor, das (Kräfte entgegengesetzt) ​​auf das Statorfeld drückt. Dies bewirkt eine Statorspannung, die den Strom aus der Statorwicklung gegen die angelegte Spannung drückt. So ist die Maschine jetzt Arbeit als Induktionsgenerator (Asynchrongenerator).
wie Induktionsgeneratoren arbeiten

Der Induktionsgenerator ist keine selbsterregte Maschine. Daher nimmt die Maschine im Generatorbetrieb Blindleistung aus der Wechselstromleitung und liefert Wirkleistung in die Leitung zurück. Zur Erzeugung eines rotierenden Magnetfeldes wird Blindleistung benötigt. Die in die Leitung zurückgeführte Wirkleistung ist proportional zum Schlupf oberhalb der Synchrondrehzahl.

Selbsterregter Induktionsgenerator

Es ist klar, dass eine Induktionsmaschine benötigtBlindleistung zur Erregung, unabhängig davon, ob sie als Generator oder als Motor arbeitet. Wenn ein Induktionsgenerator an ein Netz angeschlossen ist, entnimmt er Blindleistung aus dem Netz. Was aber, wenn wir einen Induktionsgenerator zur Versorgung einer Last verwenden möchten, ohne eine externe Quelle (z. B. ein Netz) zu verwenden?
Eine Kondensatorbank kann über die angeschlossen werdenStatorklemmen zur Versorgung der Maschine sowie der Last mit Blindleistung. Wenn der Rotor mit einer ausreichenden Drehzahl gedreht wird, wird aufgrund des restlichen Magnetismus eine kleine Spannung zwischen den Statoranschlüssen erzeugt. Aufgrund dieser kleinen erzeugten Spannung wird ein Kondensatorstrom erzeugt, der weitere Blindleistung für die Magnetisierung bereitstellt.
Selbsterregter Induktionsgenerator


Anwendungen von Induktionsgeneratoren: Induktionsgeneratoren erzeugen auch bei unterschiedlichen Rotordrehzahlen Nutzleistung. Daher sind sie in Windkraftanlagen geeignet.

Vorteile: Induktion oder asynchrone Generatoren sind robuster und benötigen keine Kommutator- und Bürstenanordnung (wie es bei Synchrongeneratoren erforderlich ist).

Einer der großen Nachteil von Induktionsgeneratoren ist, dass sie ziemlich viel Blindleistung benötigen.


Bemerkungen