Что такое асинхронный генератор?
Асинхронный генератор — это электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии вращения в электрическую энергию переменного тока. По своей сути, это разновидность генераторов переменного тока, работающая на основе асинхронного принципа.
Принцип работы и основные типы
В промышленности асинхронные генераторы переменного тока, как бесколлекторные, так и коллекторные, встречаются не так часто. Бесколлекторный асинхронный генератор — это, по сути, асинхронная электрическая машина, работающая в особом режиме. Ключевое условие его работы — вращение ротора со скоростью, превышающей скорость вращающегося магнитного поля статора. Это приводит к изменению направления активного тока в обмотках статора и позволяет машине отдавать энергию в сеть.
Здесь важно понимать разницу между режимами работы: если ротор вращается медленнее поля, машина работает как двигатель и потребляет активную мощность из сети. В генераторном же режиме, когда ротор обгоняет поле, активная мощность передается из машины в сеть. Таким образом, чем выше скорость вращения ротора относительно поля, тем больше мощность, вырабатываемая генератором.
Как создается магнитное поле?
Для своей работы асинхронный генератор нуждается в источнике реактивной мощности для создания магнитного поля (возбуждения). Это поле не создается самостоятельно, а «заимствуется» из электрической сети. Источником реактивной мощности может служить либо синхронная машина, работающая параллельно в той же сети, либо батарея статических конденсаторов, подключенных к выводам генератора.
Коллекторные асинхронные генераторы
В коллекторных асинхронных генераторах процесс возбуждения организован иначе. Магнитное поле создается переменным током заданной частоты и фазы. В результате на щетках коллектора возникает напряжение с той же частотой и фазой. Важно отметить, что амплитуда этого напряжения прямо пропорциональна как силе магнитного потока возбуждения, так и скорости вращения якоря.
Области применения
Асинхронные генераторы нашли свою нишу в системах, где требуется рекуперация (возврат) энергии, например, при торможении электроприводов. Они также эффективны в установках с широким диапазоном регулирования скорости вращения. Исторически, в советский период, такие генераторы применялись на некоторых тепловых и гидроэлектрических станциях.