SynchronousMachine

Synchronous Machine แบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ

·        เครื่องกำเนิดซิงโครนัส (synchronous generators) เครื่องกำเนิดซิงโครนัส คือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่หมุนด้วยความเร็วคงที่ซึ่งเท่ากับหรือเป็นจังหวะเดียวกับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนหรือขั้วแม่เหล็กที่เกิด จากขดลวดที่สเตเตอร์กับขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ภายในเครื่องกำเนิดประกบติดกันแล้วหมุนไปพร้อมกัน !!โครงสร้างเครื่องกำเนิดซิงโครนัส 3 เฟสโครงสร้างสำคัญประกอบไปด้วย สเตเตอร์ (Stators) ทำหน้าที่ยึดขดลวดอาร์เมเจอร์ที่บรรจุอยู่ในสล๊อตประกอบด้วยแผ่นลามิเนทบางๆอัดเป็นรูปทรงโรเตอร์ ( Rotors ) แบ่งออกเป็น 2 ประเภท

·        โรเตอร์แบบ salient pole มีลักษณะเหมาะกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความเร็วต่ำ โรเตอร์มีขั้วแม่เหล็กตั้งแต่ 4 ขั้วขึ้นไป

·        โรเตอร์แบบ non salient pole(แบบขั้วเสมอผิว) มีลักษณะเหมาะกับการใช้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความเร็วสูงเพราะสามารถทนแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางได้ มีขั้วแม่เหล็กน้อย คือ 2 ขั้วหรือ 4 ขั้วเท่านั้น

·        ระบบกระตุ้น(Exitation System) อาจเกิดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็ก ที่เรียกว่า เอกไซเตอร์ (exciter) exciter นี้อาจติดอย่ากับแกนตอนปลายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส หรืออาจถูกขับด้วยมอเตอร์แยกต่างหาก

·        ขดลวดหน่วง(Damper Winding) หน้าที่ของขดลวดหน่วงที่สำคัญ คือ หน่วงการสั่นของโรเตอร์ในเครื่องกำเนิดซิงโครนัสที่เกิดจากการเพิ่มหรือลดขนาดของโหลดอย่างรวดเร็วให้หมดไป และช่วยในการเริ่มต้นหมุนเมื่อเครื่องกลทำหน้าที่เป็นมอเตอร์ซิงโครนัส

·        ความเร็วในการหมุนของเครื่องกำเนิดซิงโครนัส ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์เท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็ก หมุนย่อมมีความสัมพันธ์กับความถี่ของแรงดันไฟฟ้าในขดลวดที่สเตเตอร์ด้วย Ns = (120*f)/p ----***

·        แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นภายในเครื่องกำเนิดซิลโครนัส แรงดันไฟฟ้าที่เป็นค่าRMSในแต่ละเฟสของขดลวด อาร์เมเจอร์ E=4.44 Np*Kp*Kd*?f----***

การควบคุมแรงดันไฟฟ้า ก่อนที่เครื่องกำเนิดซิงโครนัสจะจ่าไฟฟ้าให้แก่โหลด มีเงื่อนไขดังต่อไปนี้ -เครื่องกำเนิดต้องทำงานที่ความเร็วซิงโครนัส -จะต้องได้รับการกระตุ้นจากแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าสู่ขดลวดฟิวด์ -จะต้องปรับกระแสไฟฟ้าที่กระตุ้นสนามแม่เหล็ก เพื่อให้ได้ค่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกมาตามความต้องการ การควบคุมแรงดันไฟฟ้า: เป็นอัตราส่วนความแตกต่างของค่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วขณะยังไม่จ่ายโหลดไปสู่ขณะจ่ายโหลดเต็มที่ต่อค่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วขณะจ่ายโหลดเต็มที่

% V.R. = ( Vnr - Vfl )*100 /Vfl

V.R. = voltage recgulation

Vnl= แรงดันไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด

Vfl=แรงดันไฟฟ้าขณะมีโหลด

มอเตอร์ซิงโครนัส(synchronous motors)

เครื่องกำเนิดซิงโครนัสทำงานเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสได้ ถ้าหากปลดตัวขับกำลังออกจากเครื่องกำเนิด แล้วจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ3 เฟส ให้ขดลวดอาร์เมเจอร์(ที่สเตเตอร์) และจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้ขดลวดฟิลด์(ที่โรเตอร์) ในสภาพที่เหมาะสม จะเกิดแรงบิด ทำให้โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส

หลักการทำงาน

ลักษณะของมอเตอร์ซิงโครนัสที่แตกต่างจากมอเตอร์อื่น คือ ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ 2 แหล่งจ่ายและแรงบิดเกิดที่ความเร็ว ซิงโครนัสเท่านั้น ที่ความเร็วอื่นแรงบิดเฉลี่ยจะเป็นศูนย์ จากขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์ที่มีขดลวดหน่วงประกอบอยู่ เมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส เข้าสู่ขดลวดที่สเตเตอร์จะเกิดการเหนี่ยวนำที่ขดลวดหน่วงและทำให้โรเตอร์หมุนจนกระทั่งความเร็วเกือบถึง ความเร็วซิงโครนัสจึงจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้ขดลวด ฟิลด์ เมื่อขดลวดฟิลด์ได้รับพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ความเข้มสนามแม่เหล็กที่โรเตอร์จะเพิ่มขึ้น ทำให้ขั้วแม่เหล็กของโดรเตอร์กับขั้วแม่เหล็กที่ขดลวดสเตเตอร์ประกบติดกัน และหมุนด้วยความเร็ว ซิงโครนัส