נושא :שימוש באלטרנטור נפרד עם מגנטים ברוטור
(PMG- Permanent Magnet Generator)
בס"ד יום שישי 09 אוגוסט 2022
מהו אלטרנטור עם מגנט קבוע לגנרטור?
זהו רכיב אשר ממוקם על צירו של הרוטור המרכזי אך אינו מקושר אליו חשמלית, הוא משמש כספק כח קבוע בלתי תלוי עבור מערכת העירור של המחולל , מרכיב זה בנוי מ 2 חלקים חלק ראשון זהו רוטור ייעודי (קטן במידות) הבנוי בתצורה של מגנטים המחוברים באופן קבוע ובשל העובדה כי הרוטור הייעודי יושב על אותו ציר עם רוטור הגנרטור והם מסתובבים בייחד על ציר משותף.
בעת הסיבוב הציר מתח מושרה נוצר על הדקי האלטרנטור (של הרוטור עם המגנטים הקבועים) שהוא חלקו השני ומתח המוצא משמש להפעלת מערכת ייצוב המתח האוטומטית (AVR) שכמובן משפיעה על מתח הערעור של הגנרטור המרכזי.
תמונה מספר 1 : סטטור ורוטור עם מגנטים קבועים.
מדוע נשתמש בגנרטור ברוטור עם מגנטים קבועים ולא ברוטור עם ערעור עצמי ?
בגנרטור רגיל יחידת ייצוב המתח (AVR) מוזנת מהדקי הגנרטור וכאשר יהיו עומסים אינדוקטיביים גבוהים תגרם צניחת מתח גדולה במתח בסטטור לפני שיחידת ייצוב המתח תוכל לפצות על כך. יחידת ייצוב המתח נכנסת לבעיה בשל העובדה כי מתח הכניסה שלו קטן יותר, וזה יכול להוביל למצבים שבהם יחידת ייצוב תרד לרמה מתח דרסטית ובכך לא תאפשר את האפשרות להחזרה של המתח המוגדר של המערכת, מכיוון שמתח בהדקי המוצא ירד יותר מדי (שקיעת מתח) יחידת ייצוב המתח לא תצליח לפצות על כך ומתח המוצא יאבד לחלוטין.
תמונה מספר 2 : סכמת בלוקים מבנה גנרטור עם PMG
איזה מתחים הוא מספק?
רכיב ה PMG מורכב משני חלקים
- רוטור ה pmg – מורכב ממגנט קבוע היוצר שדה מגנטי קבוע, הוא מתחבר בקצה רוטור המחולל הראי ומסתובב יחד איתו בעת עבודת גנרטור.
- סטטור ה pmg- מכיל 3 סלילים בליפוף תלת פאזי בחיבור כוכב השדה המגנטי שיוצר הרוטור המסתובב באמצעות המגנטים המותקנים עליו משרה מתח חלופין תלת פאזי בסלילי הסטטור של המעורר המגנטי .
המתח המסופק מסטטור הpmg לווסת מתח לצורך הזנת סליל העירור ,תלוי במגנטים ובליפופי הסטטור וכן במהירות הסיבוב של הציר ידוע כי מהירות הסיבוב לעבודה תקינה מתחילה מ-200 עד 3600 סל"ד לכן יש להתאים את מהירות הסיבוב של הציר אל הגנרטור.
מתח המוצא של PMG תלוי בחברה אשר מספקת את מחולל הpmg ועל כן יש לבדוק את דפי הנתונים ודפי הנתונים של מערכת ייצוב המתח שיש התאמה בניהם .
תמונה מספר 3 – טבלאות מתחי מוצא של 2 חברות שונות לצורך הדוגמה
זרמי קצר
אחד היתרונות העיקריים של מערכת זו היא שבמקרה של קצר בגנרטור המייצב מתח ממשיך לקבל את המתח מהגנרטור עם המגנטים הקבועים הדרוש למערכת ייצוב המתח ובאמצעות כך שומרים על המתח מספיק זמן כדי שההגנות יוכלו להגיב לזרמי הקצר.
מהם היתרונות של רוטור עם מגנטים קבועים
- מתח למערכת העירור יציב יותר ואינו מושפע באופן ניכר מהעומס – המתח למערכת ייצוב המתח נשמר כמעט קבוע, מה שמאפשר ליחידת ייצוב המתח לשקם את המתח של הגנרטור לערך המוגדר מראש. מערכת ייצוב המתח מגיב מהר יותר ומפחית את ירידת המתח החולפת הקשורה להפעלת עומס אינדוקטיבי על הגנרטור. מערכת עם מגנטים קבועים מספקת גם את היתרון בכך שלא נדרשת מגנטיות שיורית על מנת להתחיל את תהליך העירור בעת ההפעלה ואילו גנרטור עם ערעור עצמי אם המגנטיות השיורית אובדת, מתח הגנרטור לא יחזור למצב תקין.
- יכול לספק זרם קצר של 300 אחוז למשך של 5-10 שניות.
- אין מברשות ולכן אין צורך בתחזוקה .
- חיסכון באנרגיה – בשל העובדה כי המתח מגיע ממערכת עם מגנטים קבועים מתקבל חיסכון באנרגיה של 7-2% היות והמערכת אינה משתמשת במתח הרשת לייצוב המתח.
- אינו תלוי בשיוריות המגנטית בסליל העירור – בניית מתח מוצא של המחולל לאחר הנעת הגנרטור לא תלויה בשיוריות המגנטית שבסליל העירור ,רוטור המעורר המגנטי עשוי ממגנט קבוע המבטיח קיום שדה מגנטי קבוע הדרוש להפקת זרם עירור של המחולל כך מובטחת יכולת לייצור מתח גם אם הגנרטור היה באחסנה או ללא שימוש תקופה ארוכה
- שיפור עמידות המחולל ל emi ו rfi – חסינות כנגד הפרעות הנוצרות בגל המתח המוצא כתוצאה מהזנת עומסים לא ליניאריים.
מהו החיסרון של גנרטור עם מערכת מגנטים קבועים ?
- מערכת זו יקרה יותר ממערכת סטנדרטית
- הגדלה של המשקל הגנרטור
- הרוטור והסטטור מתחברים בטור לציר לכן האורך של הגנרטור יהיה גדול יותר .
הערה לקוראים
אם במקרה ההסברים אינם ברורים מספיק ,הצעות לשיפור וביקורת בונה מוזמנים לשלוח הודעה בדרך כלל מענה הינו תוך מספר שעות אני קורא ומגיב לכל ההודעה (גם אם אני חולק עלייה לפחות יהיה דיון)
בהצלחה