สำหรับ บทความนี้นำเสนอให้ผู้สนใจ ศึกษา
หรือผู้ใช้งาน Alternator
ยี่ห้อ KATO นะครับ
 |
รูปที่ 1 Synchronous Generator 500 KW
|
KATO
ทำการผลิต Synchronous generator ตั้งแต่ 1 KW
ถึง 3000 KW โดยสามารถแบ่งตาม spec ดังนี้
1.แบ่งตาม kilowatts : 1 kw -3000 kw
2.แบ่งตาม voltage : 115,120,208,220,380,3300 และ 6600 voltage
3.แบ่งตาม power factor : 0.8 และสามารถออกแบบได้ตามต้องการ
4.แบ่งตาม phase : 1 เฟส,3 เฟส และสามารถออกแบบได้ตามต้องการ
5.แบ่งตาม frequency : 50,60,400 และสามารถออกแบบได้ตามต้องการ
6.แบ่งตาม insulation : class F
7.แบ่งตาม speeds : (60 Hz) 600,720,900,1200,1800,3600 rpm ,(50 Hz) 500,600,750,1000,1500,3000 rpm, (400 Hz) 1200,1500,1600,1714,1846,2400,3428 rpm
8.แบ่งตาม connection : ใช้ single-bearing และ 2-bearing
9.แบ่งตาม enclosures : ใช้พัดลมระบายความร้อนออก โดยการดูดอากาศภายนอกเข้ามาผ่านบริเวณที่ทำงาน(ความร้อนที่เกิดขึ้น)
ออกไปบริเวณด้านนอก, และใช้น้ำวนไปขดลวดที่ใช้งาน(ขดลวด stator) เพื่อลดความร้อนที่เกิดขึ้น โดยน้ำที่ผ่านชุดขดลวดอาจไหลด้วย motor-pump
เป็นต้น
ส่วนในหัวข้ออื่น เป็นการเลือกใช้โดยอ้างอิงประสิทธิภาพการใช้งาน
และหลักทฤษฏีตามหลักการวิศวกรรมไฟฟ้า
10.voltage regulation : การรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
KATO จะมีความสัมพันธ์อยู่ระหว่าง 15%
และ 25% ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจากช่วง no load จนถึง full load .คือช่วงเดิน no load ระดับแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงในช่วง
0-15%ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน และในกรณีเดิน full
load ระดับแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงในช่วง 0-25%ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน แต่จะกลับเข้าคืนสู่สภาวะ steady-state ไม่เกิน 0.3-0.5 วินาที โดยประมาณ
11.response time : เวลาตอบสนองจากภาระในการใช้โหลด
ซึ่งจะมีผลต่อ ความถี่และแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่มีการ shock load ซึ่งเวลาที่จะนำค่าความถี่และแรงดันไฟฟ้ากลับคืนสู่สภาวะปกติ คือ 0.3 หรือ 0.5 วินาที
12.phase balance : ความสมดุลระหว่างเฟสจะถูกออกแบบให้แตกต่างกัน
เท่ากับ 1% กับโหลดสมดุล
13.Temperature rise: spec ของขดลวด
จะมี range การทำงานที่ 40ºc, 50ºc, 60ºc, 70ºc และ 95º เมื่อรวมกับอุณหภูมิภายนอกและทำงานที่ full load แล้ว range ที่กำหนดจะเพิ่มขึ้นไม่เกิน 40ºc.
14.parallel operation: ประสิทธิภาพการทำงานในแบบขนานกัน
จะมีการออกแบบขดลวด damper เพื่อลดการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า
เพื่อง่ายต่อการใช้งาน
15.efficiency: ช่วงคือจาก 70 ถึง 96%
ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับขนาดของตัว synchronous generator
17.tests: KATO
อยู่ภายการทดสอบมาตรฐานดังต่อไปนี้
- High Potential
- Open Circuit Saturation
- Winding Resistance
- Phase Balance
- Transient Voltage Dip and Response (with regulator)
- Voltage Regulation (with regulator)
- Phase Rotation
- Insulation resistance
และประสิทธิภาพการทดสอบได้คำนึงถึงทั้งการสูญเสียอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นด้วย
ส่วนในหัวข้อต่อไป จะเป็นหลักการกระตุ้นการเกิดไฟฟ้า เพื่อนำไปใช้งาน
รูปที่ 2 หลักการกระตุ้นแรงดันไฟฟ้า
รูปที่ 3 ขั้นตอนการทำงานของ AVR
จากรูปที่ 2 และ 3 ผมจะไล่การทำงาน ดังนี้
จากหลักการของฟาราเดย์ “เมื่อมีการหมุนตัดกันของสนามแม่เหล็กใดๆ
จะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันทางไฟฟ้าขึ้น” เช่นกันเมื่อต้นกำลัง (Prime mover) หมุนที่ 1500 rpm เพลาของต้นกำลัง(Shaft) จะทำให้เพลาของ synchronous generator (Main Rotor, Rectifier, Exciter
armature และ PMG rotor) หมุนด้วยความเร็ว 1500 rpm เช่นกัน
รูปที่ 4 เมื่อหมุน 1500 RPM
โดยหลักการทำงานของ PMG (Permanent Magnet Generator) เมื่อ PMG ทั้ง rotor และ stator หมุนตัดกัน
จะเกิดการเหนี่ยวนำไฟฟ้า AC ขึ้น
โดยเป็นสัญญาณที่ไปเลี้ยงวงจร AVR.
รูปที่ 5 PMG rotor
รูปที่ 6 PMG stator (ชุดขดลวดด้านหลัง)
ซึ่งสัญญาณไฟฟ้า AC (25-230 VAC)
ที่ออกมาจาก PMG stator นั้นจะเป็นสัญญาณที่ supply
แก่ AVR นั่นเอง (สัญญาณไฟฟ้าเลี้ยงวงจร AVR)
รูปที่ 7
จากนั้นจะเป็นหน้าที่ของวงจร AVR ที่จะทำการสร้างสัญญาณไฟฟ้า
AC ยิงกลับไปยังชุด
Exciter stator
รูปที่ 8
รูปที่ 9 Exciter stator (ชุดขดลวดด้านหน้า)
จากนั้น ก็ใช้หลักการเหนี่ยวนำเหมือนเดิม โดย Exciter rotor จะสร้างแรงดันไฟฟ้า AC เกิดขึ้นแล้วผ่านวงจร Rectifier
เป็นแรงดันไฟฟ้า DC กระตุ้นเข้าสู่ Main
rotor
รูปที่ 10
ดังนั้น
แรงดันเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นจากการกระตุ้นของสัญญาณไฟฟ้า DC ที่ยิงเข้าไป นั้นจะส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นบนขดลวด stator
(Main stator) 400/230 VAC, 50 Hz นั่นเอง
ซึ่งแรงดันไฟฟ้าดังกล่าวก็ถูก sensing ไปยัง AVR ด้วยเพื่อเป็นตัวบ่งบอกการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่
เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโหลด (no load to full load)
รูปที่ 11
และนี้ก็เป็นส่วนหนึ่งในการ Exciter
Synchronous generator 1500 RPM 400/230 VAC ซึ่งหวังว่าคงเป็นประโยชน์ต่อผู้ศึกษาต่อไป
ปล.ถ้าต้องการให้ up-date ข้อมูลเพิ่มเติม ก็แจ้งเข้ามาได้อีกนะครับ
