בעיית עומס קיבולית נפגשת לעתים קרובות על ידי גנרטור דיזל שנקבע במרכז הנתונים

ראשית, עלינו להגביל את היקף הדיון כדי להימנע מהפכת אותו לבלתי מדויק מדי. הגנרטור שנדון כאן מתייחס לגנרטור סינכרוני AC ללא מברשות, תלת פאזי, המכונה רק "הגנרטור".

סוג זה של גנרטור מורכב משלושה חלקים עיקריים לפחות, שיוזכרו בדיון הבא:

הגנרטור הראשי, מחולק לסטטור הראשי ולרוטור הראשי; הרוטור הראשי מספק שדה מגנטי, והסטטור הראשי מייצר חשמל כדי לספק את העומס; Exciter, מחולק לסטטור וסטור רוטור; סטטור האקסיטר מספק שדה מגנטי, הרוטור מייצר חשמל ואחרי תיקון על ידי קומוטטור מסתובב, הוא מספק כוח לרוטור הראשי; רגולטור מתח אוטומטי (AVR) מגלה את מתח היציאה של הגנרטור הראשי, שולט בזרם של סליל הסטטור האקסיטר ומשיג את המטרה לייצב את מתח הפלט של הסטטור הראשי.

תיאור עבודת ייצוב מתח AVR

המטרה התפעולית של AVR היא לשמור על מתח יציאת גנרטור יציב, המכונה בדרך כלל "מייצב מתח".

פעולתו היא להגדיל את זרם הסטטור של המקל כאשר מתח היציאה של הגנרטור נמוך מערך שנקבע, שהוא שווה להגדלת זרם העירור של הרוטור הראשי, מה שגורם למתח הגנרטור הראשי לעלות לערך שנקבע; נהפוך הוא, צמצם את זרם העירור ואפשר למתח לרדת; אם מתח הפלט של הגנרטור שווה לערך הקבוע, ה- AVR שומר על הפלט הקיים ללא התאמה.

יתר על כן, על פי יחסי השלב בין זרם למתח, ניתן לסווג עומסי AC לשלוש קטגוריות:

עומס התנגדות, כאשר הזרם נמצא בשלב עם המתח המופעל עליו; עומס אינדוקטיבי, שלב הפיגור הזרם מאחורי המתח; עומס קיבולי, שלב הזרם מקדים את המתח. השוואה בין שלושת מאפייני העומס עוזרת לנו להבין טוב יותר עומסים קיבוליים.

עבור עומסים התנגדות, ככל שהעומס גדול יותר, כך גדל זרם העירור הנדרש לרוטור הראשי (על מנת לייצב את מתח היציאה של הגנרטור).

בדיון שלאחר מכן נשתמש בזרם העירור הנדרש לעומסים התנגדות כסטנדרט התייחסות, מה שאומר שגדלים גדולים יותר מכונים גדולים יותר; אנו קוראים לזה קטן ממנו.

כאשר עומס הגנרטור אינדוקטיבי, הרוטור הראשי ידרוש זרם עירור גדול יותר על מנת שהגנרטור ישמור על מתח יציאה יציב.

עומס קיבולי

כאשר הגנרטור נתקל בעומס קיבולי, זרם העירור הנדרש על ידי הרוטור הראשי קטן יותר, מה שאומר שיש להפחית את זרם העירור על מנת לייצב את מתח היציאה של הגנרטור.

מדוע זה קרה?

עלינו לזכור כי הזרם בעומס הקיבולי מקדים את המתח, והזרמים המובילים הללו (הזורמים דרך הסטטור הראשי) יניבו זרם מושרף על הרוטור הראשי, שבמקרה הוא מונח חיובי עם זרם העירור, וישפר את שדה מגנטי של הרוטור הראשי. לכן יש להפחית את הזרם מהמקלט על מנת לשמור על מתח יציאה יציב של הגנרטור.

ככל שהעומס הקיבולי גדול יותר, כך התפוקה של המקל; כאשר העומס הקיבולי גדל במידה מסוימת, יש להפחית את תפוקת המקל לאפס. הפלט של המקל הוא אפס, שהוא גבול הגנרטור; בשלב זה מתח הפלט של הגנרטור לא יהיה יציב עצמי, וסוג זה של ספק כוח אינו מוסמך. מגבלה זו ידועה גם בשם 'תחת מגבלת עירור'.

הגנרטור יכול לקבל רק יכולת עומס מוגבלת; (כמובן, עבור גנרטור שצוין, ישנן גם מגבלות בגודל העומסים ההתנגדות או האינדוקטיביים.)

אם פרויקט מוטרד מעומסים קיבוליים, ניתן לבחור להשתמש במקורות כוח עם קיבול קטן יותר לקילוואט, או להשתמש במשרנים לפיצוי. אל תתנו להגדרת הגנרטור לפעול בסמוך לאזור "תחת מגבלת עירור".