感應發電機（非同步發電機）

有時，三相感應電機用作發電機。最初，感應電機作為電動機啟動，並從電源吸取滯後無功功率。然後，透過外部原動機將電機的速度提高到同步速度以上，方向與定子的旋轉磁場相同，這樣感應電機現在將作為感應發電機執行併產生髮電轉矩。

此發電轉矩的方向與轉子的旋轉方向相反。因此，在這種情況下，機器的滑差為負，感應發電機將電能輸送到電源。三相感應電機在所有速度範圍內的完整轉矩-速度特性曲線如圖所示。

感應發電機的等效電路如下圖所示。

此處，機械軸負載已由電阻代替，其值為：

$$\mathrm{𝑅_𝑚 =\frac{𝑅_2}{𝑠}(1 − 𝑠)}$$

其中，R2 為轉子電路電阻。

眾所周知，在感應發電機中，滑差s為負，因此相當於機械軸負載的負載電阻(Rm)也為負，這表明負載電阻不吸收功率，而是充當功率源，即感應發電機將電能輸送到與其連線的電源。

感應發電機的輸出取決於負滑差的大小。

從感應電機的轉矩-速度特性曲線可以看出，在發電模式下存在最大可能的轉矩，稱為發電機的**過載轉矩**。如果原動機施加的轉矩大於過載轉矩，則感應發電機將超速執行。

由於感應電機中的旋轉磁場是由從電源供給到定子繞組的勵磁電流產生的。因此，感應發電機不是自勵發電機。因此，必須始終以額定電壓和頻率從外部電源激勵機器的定子，並以高於同步速度的速度驅動。可以注意到感應發電機的速度與同步速度不同，因此它也稱為**非同步發電機**。

感應發電機的優點

以下是感應發電機的主要優點：

  • 感應發電機結構堅固，因此維護要求低。
  • 感應發電機的成本較低。
  • 鼠籠式感應電機可用作感應發電機。
  • 感應發電機每千瓦輸出功率的尺寸相對較小。
  • 感應發電機的執行不需要與電源同步。
  • 感應發電機需要的輔助裝置較少。
  • 當機器端發生短路故障時，勵磁失效，機器停止發電。因此，感應發電機具有自保護功能。
  • 感應發電機並聯執行時不會出現振盪。
  • 驅動感應發電機的外部原動機速度的變化不太重要。

感應發電機的缺點

感應發電機的主要缺點是它不能產生無功功率。實際上，它需要從電源獲得無功功率才能勵磁。因此，感應發電機的執行需要同步電機為其提供無功功率。

感應發電機的應用

感應發電機的主要應用如下：

  • 感應發電機與風力發電機等替代能源一起用於大規模發電。
  • 感應發電機還用於為由弱傳輸系統供電的偏遠地區負載供電。

更新於：2021年8月25日

4K+ 次瀏覽

開啟您的職業生涯

完成課程獲得認證

開始學習
廣告