ژنراتور و بار

2.1 ژنراتور و بار

این ژنراتور برای کنترل ولتاژ خروجی به یک تنظیم کننده ولتاژ متکی است. تنظیم کننده ولتاژ ولتاژ خروجی سه فاز را تشخیص می دهد و مقادیر متوسط آن را با مقدار ولتاژ مورد نیاز مقایسه می کند. تنظیم کننده انرژی را از یک منبع قدرت کمکی درون ژنراتور، معمولا یک ژنراتور کوچک با همدستی با ژنراتور اصلی، و انرژی منبع DC را به سیم پیچ تحریک مغناطیسی راکتور ژنراتور ارائه می دهد. جریان سیم پیچ افزایش می یابد و یا افت می کند، کنترل میدان مغناطیسی چرخشی کویل استاتور از ژنراتور یا اندازه EMF نیروی الکتریکی. جریان شار مغناطیسی کوارت استاتور تعیین ولتاژ خروجی ژنراتور را تعیین می کند.

مقاومت داخلی کویل استاتور ژنراتور توسط Z نشان داده شده است، از جمله قطعات القایی و مقاومت. نیروی نیروی الکترومغناطیسی که توسط سیم پیچ تحریک کننده روتور کنترل می شود توسط E با یک منبع ولتاژ AC مشخص می شود. فرض بر این است که بار صرفا القایی است، جریان من ولتاژ U را با دقیقا 90 درجه زاویه فاز الکتریکی در نمودار برداری برآورده می کند. اگر بار صرفا مقاومت است، بردارهای U و I هماهنگ و یا در فاز هستند. در واقع، بیشتر بارها بین مقاومت خالص و صرفا القایی هستند. افت ولتاژ ناشی از عبور جریان از سیم پیچ استاتور با یک بردار ولتاژ I x Z نشان داده شده است. این در واقع مجموع دو بردار ولتاژ کوچکتر است، افت ولتاژ در فاز با I و قطر ولتاژ القایی 90 درجه پیش است. در این مورد، این اتفاق می افتد که در فاز با U باشد. از آنجا که نیروی الکتریکی بایستی برابر با مجموع افت ولتاژ مقاومت داخلی ژنراتور و ولتاژ خروجی باشد، یعنی مجموع بردار بردارها E = U و I × Z تنظیم کننده ولتاژ E به طور موثر کنترل ولتاژ U را تغییر می دهد.

در حال حاضر در مورد شرایط داخلی ژنراتور زمانی اتفاق می افتد که یک بار کاملا خازنی بجای یک بار الکتریکی استفاده شود. جریان در این زمان، دقیقا مخالف بار القایی است. در حال حاضر من در حال حاضر منجر به بردار ولتاژ U می شود، و همچنین بر حسب ولتاژ ورودی مقاومت داخلی I × Z نیز دقیقا معکوس می شود. سپس مجموع بردار U و I × Z کوچکتر از U است.

از آنجایی که نیروی الکتروموتور E در زمان بار الکتریکی ولتاژ خروجی ژنراتور بالاتر را در بار خازنی تولید می کند، تنظیم کننده ولتاژ باید میدان مغناطیسی چرخشی را به طور قابل توجهی کاهش دهد. در واقع، تنظیم کننده ولتاژ ممکن است دامنه کافی برای تنظیم ولتاژ خروجی را به طور کامل تنظیم نکند. تحریک مداوم روتور همه ژنراتورها در یک جهت حاوی میدان مغناطیسی دائمی است. حتی اگر تنظیم کننده ولتاژ به طور کامل بسته شود، روتور همچنان دارای میدان مغناطیسی کافی برای بارگذاری خازنی است و ولتاژ تولید می کند. این پدیده "خود تحریک" نامیده می شود. نتیجه خود برانگیختن ولتاژ بالا و یا تنظیم کننده ولتاژ خاموش است و سیستم مانیتورینگ ژنراتور به عنوان یک گسل ولتاژ ولتاژ (یعنی "خاموش شدن") محسوب می شود. در هر صورت ژنراتور متوقف خواهد شد. بار متصل به خروجی ژنراتور ممکن است مستقل یا موازی باشد، بسته به زمان بندی و تنظیمات عملکرد کابینت سوئیچ خودکار. در برخی از برنامه های کاربردی، سیستم UPS اولین بار برای اتصال به ژنراتور در هنگام قطع برق است. در موارد دیگر، یو پی اس و بار مکانیکی به طور همزمان متصل می شوند. بار مکانیکی معمولا یک کنتاکتور شروع دارد. پس از قطع برق، زمان معینی برای بستن دوباره وجود دارد، و تاخیر در جبران جریان موتور القایی از خازن فیلتر ورودی UPS وجود دارد. خود یو پی اس دارای دوره زمانی به نام "شروع نرم" است که بار را از باتری به ژنراتور جابجا می کند و فاکتور قدرت ورودی آن را افزایش می دهد. با این وجود، فیلترهای ورودی یو پی اس در فرآیند شروع نرم افزاری شرکت نمی کنند. آنها به ورودی یو پی اس به عنوان بخشی از یو پی اس متصل هستند. بنابراین، در بعضی موارد، بار اصلی که ابتدا به خروجی ژنراتور هنگام قطع برق متصل می شود، فیلتر ورودی یو پی اس است. آنها بسیار خازنی هستند (گاهی صرفا خازنی).

راه حل این مشکل آشکارا استفاده از اصلاح ضریب توان است. چند راه برای انجام این کار وجود دارد:

● کابین سوئیچ اتوماتیک را به طوری که بار موتور قبل از یو پی اس متصل شود نصب کنید. بعضی از سوئیچرها ممکن است قادر به اجرای این روش نباشند. علاوه بر این، مهندسین کارخانه ممکن است مجبور به پرداخت مجوز UPS و ژنراتور در طول تعمیر و نگهداری باشند.

• یک راکتانس راکتیو واکنشی دائمی برای جبران بار بار خازنی، معمولا با استفاده از یک راکتور موازی متصل به هیئت مدیره موازی خروجی EG یا ژنراتور، را اضافه کنید. این آسان است برای پیاده سازی و هزینه کمتر است. اما در مورد بار زیاد یا کم بار، راکتور همیشه جریان را جذب می کند و بر میزان توان بار بار تاثیر می گذارد. و صرف نظر از تعداد یو پی اس ها، تعداد راکتورها همیشه ثابت است.

● یک راکتور القایی به هر یو پی اس اضافه کنید تا رطوبت خازنی یو پی اس را جبران کنید. ورودی راکتور (گزینه) ورودی راکتور را تحت شرایط کم بار کنترل می کند. این روش دقیق تر است، اما تعداد زیاد است و هزینه نصب و کنترل بالا است.

● قبل از خازن فیلتر کنتاکتور را نصب کرده و آن را در حالت کم بارگیری کنید. از آنجا که زمان تماس گیرنده باید دقیق باشد، کنترل پیچیده است و می تواند در کارخانه نصب شود.

کدام روش مطلوب بستگی به موقعیت سایت و عملکرد تجهیزات دارد.

2.2 مشکل رزونانس

مشکلات خودآرایی خازن ممکن است توسط دیگر حالت های الکتریکی، مانند رزونانس سری، تشدید شود. هنگامی که مقدار ohm از رگولاتور القایی ژنراتور و مقدار ohm از رآکتور خازنی فیلتر ورودی نزدیک به یکدیگر هستند و مقدار مقاومت سیستم کوچک است، نوسان رخ می دهد و ولتاژ ممکن است از ارزش امتیاز سیستم قدرت. سیستم UPS تازه طراحی شده اساسا 100٪ امپدانس ورودی خازنی است. یک UPS 500kVA ممکن است ظرفیت 150kvar داشته باشد و یک عامل قدرت نزدیک به صفر باشد. اینورترهای موازی، سریهای چوک و ترانسفورماتورهای ورودی جداگانه اجزای مشترک UPS هستند و این اجزاء القایی هستند. در واقع، همراه با ظرفیت فیلتر، یو پی اس به طور کلی خازنی است و ممکن است در داخل یو پی اس های نوسان وجود داشته باشد. همراه با ویژگی های خازنی خط انتقال متصل به یو پی اس، پیچیدگی کل سیستم تا حد زیادی بهبود می یابد، فراتر از محدوده تجزیه و تحلیل است که می تواند توسط مهندسین عمومی تجزیه و تحلیل می شود.

دو عامل اضافی در برنامه های کاربردی کلیدی به تازگی این مشکلات را رایج تر کرده اند. اولا، تولید کنندگان تجهیزات کامپیوتری، صرف نظر از الزامات پردازش داده های بسیار قابل اطمینان کاربر، توان مصرف بیش از حد خود را در تجهیزات خود فراهم می کنند. کابینت های معمولی در حال حاضر با دو یا بیشتر کابل های قدرت می آیند. دوم، مدیر تجهیزات از سیستم درخواست پشتیبانی از نگهداری آنلاین درخواست کرد و آنها می خواستند از بار بحرانی در حین تعمیر و نگهداری یو پی اس محافظت کنند. این دو عامل افزایش تعداد نصب و راه اندازی UPS های معمولی مرکز داده و کاهش ظرفیت بار هر UPS را افزایش می دهد. با این حال، افزایش ژنراتورها با UPS سازگار نیست. در چشم مدیر تجهیزات، ژنراتور معمولا تعمیر و نگهداری آسان و آسان است. همچنین در برخی از پروژه های بزرگ فشار مالی، تعدادی از مجموعه های گران قیمت با قدرت بالا را محدود می کند. نتیجه این است که هر ژنراتور دارای یو پی اس های بیشتری است که یک روند است که تولید کنندگان یو پی اس را خوشحال می کند و تولید کنندگان ژنراتور مشکل دارند.

بهترین دفاع در برابر خود تحریک و نوسان، دانش پایه ای فیزیک است. مهندسین باید با دقت ویژگی های قدرت سیستم UPS را در تمام شرایط بار، تعیین کند. پس از نصب تجهیزات UPS، مالک باید به آزمون جامع بپردازد و هنگام تنظیم آزمون، پارامترهای کار کل سیستم را دقیقا اندازه گیری کند. هنگامی که مشکلات کشف شد، بهترین راه حل این است که یک تیم پروژه از فروشندگان، مهندسین، پیمانکاران و صاحبان کار را برای تست کامل سیستم و پیدا کردن راه حل ها بسازیم.