Порівняльний аналіз техніко-економічних характеристик генераторних установок на основі синхронного та асинхронного генератора

Автори:
1
Національний університет «Одеська морська академія»

Розглянуто один зі способів підвищення технікоекономічних показників суднових автономних електроустановок через застосування асинхронних генераторів з конденсаторними збудженнями замість традиційних генераторних агрегатів із синхронними генераторами. Подано результати порівняльного аналізу технікоекономічних характеристик генераторних агрегатів на основі синхронного та асинхронного генератора. Визначені такі переважні характеристики асинхронного генератора перед синхронним: асинхронний генератор має менші розміри та масу, простішу конструкція короткозамкнутого ротора генератора, відсутні багатожильні роторні обмотки, ковзаючі контакти і поворотні напівпровідникові елементи, відсутня струмова ізоляція на роторі, що підвищує граничну температуру нагріву і забезпечує високі граничні швидкості обертання ротора. Вищий ККД асинхронного генератора внаслідок малого значення активного опору ротора забезпечує його економічність. Асинхронний генератор має синусоїдальну форму кривої напруги, симетричну трифазну напругу за нерівномірного навантаження.  Швидке загасання струмів розсіювання за втрати збудження гарантує безпеку режимів коротких замикань для асинхронного генератора.  Регулювання ємнісного збудження асинхронного генератора в колі статора дає змогу створювати швидкодіючі та інваріантні системи стабілізації напруги.  Простота і безпека включення в паралельну роботу, відсутність коливань ротора за значних змін навантаження забезпечують стійкість паралельної роботи в багатоагрегатних електростанціях. Указані переваги асинхронних генераторів перед синхронними підтверджують доцільність широкого впровадження асинхронних генераторних установок в автономних електростанціях з метою підвищення їхньої надійності та зниження вартості електроенергії.

  1. Brushless Constant-Voltage Synchronous Alternators 1FC. Low-Voltage for shipboard and industrial use, Pula, Croatia: Uljanik TESU d.d., 2007.
  2. MJB. Data Sheets Three-phase Synchronous Generators. Power generation, 160–630 frame sizes Industrial application, Arzignano (VI), Italy: Marelli Motori S.p.A., 2013.
  3. Synchronous Alternators Sincro. SKM Brushless marine alternators, Terrey Hills, Australia, 2013. http://www.sincro.com.au.
  4. Three-phase Asynchronous Generators. G11RG22R, Langenhagen, Germany: VEM motors GmbH, 2015.
  5. V. Radin and V. Vinokurov, “The use of asynchronous generators as autonomous alternating current sources”, Electrical Engineering, no. 8,  pp. 17–20, Moscow, Russia, 1967. (Russian)
  6. L. Vishnevskiy and A. Pass, Control systems for asynchronous generator sets. Kyiv-Odessa, Ukraine: Lybid, 1990. (Russian)
  7. L. Vishnevskiy, “Theory  and methods of calculation of control systems and operational modes of ship electrical installations with asynchronous generators,” Doctor of Engineering dissertation, St. Petersburg, Russia, 1991. (Russian)
  8. L. Vishnevskiy, “Analysis of the quality of discrete voltage control laws for generator sets”, Elektromashynobuduvannia ta elektroustatkuvannia, vol. 55, pp. 46–52, Kyiv, Ukraine: Technique, 2000. (Russian)
  9. L. Vishnevskiy, M. Mukha, and A. Veretennik, “Calculation of voltages in electrical installations with impulse regulators”, Automation of ship technical means, vol. 8, pp. 8–15, Odessa, Ukraine: OSMA, 2003. (Russian)
  10. L. Vishnevskiy, M. Mukha, and A. Veretennik,  “Computer modeling of ship auxiliary electrical installations”, Ship power plants, no 6, pp. 23–30, Odessa, Ukraine: OSMA, 2001. (Russian)
  11. L. Vishnevskiy, M. Mukha, and Dao Min Kuan, Voltage control of autonomous asynchronous generators, the monograph, Odessa, Ukraine: NU “OMA”, 2016. (Russian)