मैं एक जनरेटर की गति कैसे तय करूं?


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अगर मुझे एक निर्दिष्ट आवृत्ति पर बिजली उत्पन्न करने की आवश्यकता है, तो मुझे यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि जनरेटर का रोटर एक निर्दिष्ट गति (आरपीएम) पर घूमता है। लेकिन जब मैं इसे भाप या पानी के साथ घुमा रहा हूं तो मैं इस गति को कैसे नियंत्रित करूं? मुझे ऐसा लगता है कि इसे प्राप्त करने के लिए किसी भी तरह से जनरेटर को घुमाने वाली यांत्रिक शक्तियों को संतुलित करना पड़ता है। यह वास्तव में कैसे किया जाता है?


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प्राइम मूवर पर कुछ प्रकार की थ्रॉटल के साथ, समायोजित किया गया ताकि पावर पावर आउट के बराबर हो (साथ ही आंतरिक नुकसान)।
डेव ट्वीड

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मुझे पूरा यकीन है कि मेन से जुड़े बड़े जेनरेटर मेन से जुड़ी अन्य सभी चीजों के प्रभाव से सिंक्रोनाइजेशन में मजबूर हैं; यदि जेनरेटर किसी भी तरह से धीमा हो जाता है, तो मुख्य शक्ति द्वारा लागू मोटर टोक़ को इसे तुल्यकालिक गति की ओर वापस खींचा जाएगा, और यदि यह गति बढ़ाता है तो इसी तरह। हालांकि, यह एक समाधान के बजाय अपने आप में एक समस्या है, क्योंकि अगर आपका जनरेटर मोटर के रूप में चलना शुरू कर देता है, तो यह अपने आप को या इसके शाफ्ट से जुड़ी चीजों को फाड़ने की संभावना है; यह उस तरह काम करने के लिए नहीं बना है।
अंगीठी

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वॉट के स्टीम इंजन पर फ्लाईबॉल गवर्नर अनिवार्य रूप से यांत्रिक प्रतिक्रिया के माध्यम से ऐसा नहीं कर रहा था?
यूयूडलड्रिल्स 17

जिस तेजी से जनरेटर स्पिन करने की कोशिश करता है, उतना ही आप इसे धीरे-धीरे वापस करने के लिए इसे खींच सकते हैं। इसके लिए निश्चित रूप से एक परिवर्तनीय भार की आवश्यकता होती है।
user253751

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यह एक सवाल के लिए भयानक रूप से व्यापक है। संक्षेप में, आपके विकल्प आने वाली शक्ति को अलग-अलग कर सकते हैं, लोड को अलग कर सकते हैं, या आवृत्ति विनियमन के बारे में पूरी तरह से भूल सकते हैं और कुछ और कर सकते हैं (डीसी लोड का उपयोग करें, एक लोड जो आवृत्ति के बारे में परवाह नहीं करता है, या एक आवृत्ति ट्रांसफार्मर का उपयोग करता है)। मुझे नहीं लगता कि यह एक विकल्प दिया जाना संभव है जो आपने अपने सिस्टम के बारे में शून्य जानकारी का खुलासा किया हो।
दिमित्री ग्रिगोरीव

जवाबों:


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विद्युत

कुछ सिस्टम इसे विद्युत रूप से करते हैं। जनरेटर या तो डीसी उत्पन्न करता है, या चर-आवृत्ति एसी को डीसी बनाने के लिए ठीक किया जाता है, और फिर एक पलटनेवाला वांछित एसी आवृत्ति बनाता है। अधिक आधुनिक छोटे पवन टरबाइनों पर आम।

यंत्रवत्

वांछित आवृत्ति प्राप्त करने के लिए अन्य प्रणालियों को यंत्रवत् रूप से नियंत्रित किया जाता है। प्रयुक्त तंत्र को गवर्नर कहा जाएगा । अधिकांश सरल यांत्रिक गवर्नर बहुत सटीक नहीं हैं, इसलिए यह ग्रिड से जुड़े डिवाइस के लिए पर्याप्त अच्छा नहीं होगा। अधिक सटीक गवर्नर बनाना भी संभव है जो यांत्रिक रूप से नीचे दिए गए पैराग्राफ के समान तरीके से काम करते हैं, ये आमतौर पर आंतरिक दहन इंजन पर उपयोग किए जाते हैं।

फीडबैक के साथ

एक और दृष्टिकोण, और शायद सबसे आम प्रतिक्रिया का कुछ रूप है। एक माइक्रोकंट्रोलर उत्पन्न होने वाली आवृत्ति की निगरानी करता है, और सही आवृत्ति प्राप्त करने के लिए किसी न किसी रूप में सर्वो के माध्यम से यांत्रिक प्रणाली को समायोजित करता है। उदाहरण के लिए, यह टरबाइन के माध्यम से जल प्रवाह को समायोजित करने के लिए एक स्लुइस गेट को खोल और बंद कर सकता है। एक अधिक जटिल प्रणाली एक स्लुइस गेट और टरबाइन ब्लेड दोनों को समायोजित कर सकती है ताकि आउटपुट पावर अलग-अलग होते हुए भी सही आवृत्ति रख सके।

ग्रिड सिंक्रोनस ऑपरेशन

कुछ मामलों में, यह आवश्यक नहीं हो सकता है। यदि आपके पास एक छोटा पवन टरबाइन है, तो एक कोयला बिजली स्टेशन के पास मुख्य ग्रिड से जुड़ा हुआ है, आप बस इसे हुक कर सकते हैं और इसके बारे में भूल सकते हैं। पावर स्टेशन में विशाल टर्बाइन ग्रिड आवृत्ति को स्थिर करेंगे, और पवन टरबाइन की रोटेशन गति को ठीक करेंगे। यदि हवा तेज चल रही है, तो आपको बस अधिक करंट मिलेगा, और थोड़ी सी पावर फैक्टर शिफ्ट होगी। ध्यान दें कि जैसे-जैसे अधिक से अधिक विंड टर्बाइन जुड़ते जाते हैं, पावर स्टेशन चलाने वाले लोगों को इस बारे में कम और कम खुशी मिलेगी, इसलिए ग्रिड ऑपरेटर अंततः इसे प्रतिबंधित कर देगा।


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यह शायद यहाँ दोगुनी खिला मशीनों का उल्लेख करने लायक है। वे अलग-अलग इनपुट आवृत्तियों के साथ आउटपुट आवृत्ति को स्थिर रखने के लिए एक जनरेटर और एक रोटरी कनवर्टर दोनों के रूप में एक साथ एक प्रेरण मशीन का उपयोग करते हैं।
अंगीठी

@Felthry मैंने उन्हें शामिल नहीं किया क्योंकि मैं उनके साथ पर्याप्त रूप से परिचित नहीं हूं। हालांकि एक संपादन का प्रस्ताव करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।
जैक बी

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मैं, लेकिन एंडी का जवाब पहले से ही ध्यान रखता है।
अंगीठी

शायद यह ध्यान देने योग्य है कि व्यवहार में, इनमें से कई / कई एक ही समय में हो रहे होंगे। ग्रिड अपसेट शुरू में अजीब शक्ति प्रवाह / कारकों का कारण होगा, प्रतिक्रिया प्रणाली कुछ देरी के बाद प्रतिक्रिया देगी, मोटे स्तर के गवर्नर जरूरत पड़ने पर ब्रेक लगाएंगे / हटाएंगे।
mbrig

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अगर मुझे एक निर्दिष्ट आवृत्ति पर बिजली उत्पन्न करने की आवश्यकता है, तो मुझे यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि जनरेटर का रोटर एक निर्दिष्ट गति (आरपीएम) पर घूमता है।

नहीं, यह जरूरी नहीं कि सच हो। बहुत सारे पवन जनरेटर एक दोगुना खिलाए गए प्रेरण जनरेटर (DFIG) का उपयोग करते हैं और रोटर को नियंत्रित करके आवृत्ति को नियंत्रित कर सकते हैं: -

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

वे बिजली को एक आवृत्ति से दूसरी आवृत्ति में परिवर्तित कर सकते हैं अर्थात वे 50/60 हर्ट्ज का उत्पादन कर सकते हैं भले ही रोटर बहुत धीरे चल रहा हो। यह रोटर कॉइल में एक एसी करंट के इंजेक्शन द्वारा किया जाता है। नियंत्रण प्रणाली है कि यह भी acheives टरबाइन के पिच कोण को बदलने में सक्षम हो सकता है के रूप में यांत्रिक रोटेशन की गति को बढ़ाने या कम करने का एक और साधन है।

अधिक जानकारी के लिए कृपया इस EE उत्तर को पढ़ें

लेकिन जब मैं इसे भाप या पानी के साथ घुमा रहा हूं तो मैं इस गति को कैसे नियंत्रित करूं?

ऐसी परिस्थितियां हो सकती हैं जब बहुत अधिक घूर्णी गति होती है और यद्यपि DFIG इससे निपट सकती है, इसलिए संयुक्त दृष्टिकोण रखना सबसे अच्छा है जैसे कि उपरोक्त चित्र में पिच कोण नियंत्रण।

हालांकि, अपरिहार्य तल रेखा यह है कि यदि आपके पास यांत्रिक ऊर्जा का एक भरपूर स्रोत है और उस पल में बहुत कम लोड की मांग है, तो आपको ग्रिड से जनरेटर को अन-हुक करना होगा। यदि आपके पास ग्रिड नहीं है, तो आपके पास एक बैक-अप आपूर्ति होनी चाहिए जो कम बिजली की मांग की आपूर्ति कर सकती है और इसका मतलब आमतौर पर एक इन्वर्टर के माध्यम से डीजल जनरेटर या सौर ऊर्जा होता है।


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वह है जो एक राज्यपाल के लिए है।

यांत्रिक संस्करण एक उपकरण है जो गति को बहुत अधिक चढ़ने पर इंजन को धीमा करने के लिए थ्रॉटल / सेवन को सक्रिय करने के लिए केन्द्रापसारक बल या ब्लोअर का उपयोग करेगा।

आप इसे RPM सेंसर और इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित थ्रॉटल / इनटेक के साथ इलेक्ट्रॉनिक बना सकते हैं।


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यांत्रिक रूप से एक ब्रेक के साथ इनपुट को थ्रॉटलिंग करने से गर्मी उत्पन्न होती है और इनपुट पावर बर्बाद होती है ....
रैकैंडबॉमनमैन

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@rackandboneman वह इस बारे में बात नहीं कर रहा है, और यह नहीं है कि राज्यपाल कैसे काम करते हैं।
हार्पर - मोनिका

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@ हार्पर होने के लिए कुछ गवर्नर ब्रेकिंग का उपयोग करके काम करते हैं, हालांकि जनरेटर के लिए आप इसे बर्बाद करने के बजाय उत्पन्न यांत्रिक ऊर्जा को समायोजित करेंगे।
शाफ़्ट फ्राक ने

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जनरेटर डिजाइन के मेरे (सीमित) अनुभव में, आपको कई कारकों को देखना होगा:

  • यांत्रिक इनपुट की गति (टरबाइन, पहिया आदि)

  • यांत्रिक इनपुट की शक्ति

  • आउटपुट वोल्टेज

  • आउटपुट करेंट

  • आउटपुट पावर (जो वोल्टेज और करंट पर निर्भर करता है, लेकिन आप आमतौर पर इसे अधिकतम करना चाहते हैं, पीक पॉवर पॉइंट पर)

कई मामलों में आप जो बनाए रखना चाहते हैं वह एक निरंतर वोल्टेज आउटपुट है, जो विद्युत भार के साथ अलग-अलग होगा; उच्च धारा आउटपुट ड्रॉप करेगी।

अपने सेट अप में, आप केवल शाफ्ट की गति के बारे में परवाह करते हैं (जो भी कारण है)। ऐसा करने के दो तरीके हैं: नियंत्रण इनपुट पावर या नियंत्रण आउटपुट पावर।

यदि आप जानते हैं कि आपकी यांत्रिक शक्ति हमेशा आउटपुट पावर से अधिक होगी, तो आप एक गवर्नर या समान का उपयोग कर सकते हैं, जो गति को स्थिर रखने के लिए शाफ़्ट पावर को सीमित करेगा। यह सरल तरीके से इनपुट पावर को नियंत्रित करेगा।

यदि आप इस बात की गारंटी नहीं दे सकते हैं कि आपका मैकेनिकल इनपुट अधिक है, तो आपको किसी तरह से अपनी आउटपुट पावर को सीमित करना होगा। मैंने इसे किया है जहां हमने निश्चित मान पर शाफ्ट की गति को बनाए रखने के लिए एक पीआईडी ​​प्रतिक्रिया नियंत्रक के माध्यम से आउटपुट करंट को नियंत्रित किया है। लेकिन यह एक डीसी प्रणाली में था, जहां हमारे पास उच्च आपूर्ति समय के दौरान वर्तमान को धकेलने के लिए एक बड़ी बैटरी थी, और कम आपूर्ति के समय से आकर्षित होती थी।


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यह वैसा नहीं है जैसा कि किया जाता है, लेकिन यह एक ऐसा तरीका है जो किया जा सकता है: गति को संशोधित करने के लिए लोड में भिन्नता है।

आप सामान्य लोड के अतिरिक्त (संभावित रूप से बहुत बड़े) सहायक लोड बैंक की कल्पना कर सकते हैं, इनपुट पावर स्रोत के आकार के साथ ताकि यह सभी परिस्थितियों में सामान्य लोड के लिए कम से कम पर्याप्त शक्ति प्रदान करेगा। यह हाइड्रो सेटअप के लिए पूरी तरह से अकल्पनीय नहीं है, क्योंकि सिर सामान्य निर्धारक है। फिर, लोड और इनपुट अलग-अलग होने के कारण, ऑक्ज़िलरी बैंक को नियंत्रित किया जाता है ताकि जनरेटर पर कुल मांग इनपुट पर यांत्रिक लोडिंग पैदा करे जो वांछित बिंदु पर आउटपुट आवृत्ति को बनाए रखता है।

और नहीं, यह एक गंभीर सुझाव नहीं है, लेकिन यह किया जा सकता है।


तो सहायक बैंक को कुछ पानी वापस ऊपर पंप करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है? बेवकूफ लगता है, लेकिन यह एक बैटरी चार्ज करने के समान नहीं है?
एमवी

@amI: यह समान है, लेकिन पंप-स्टोरेज हाइड्रोइलेक्ट्रिसिटी एक स्मार्ट विकल्प है क्योंकि इसमें बैटरी की तुलना में बहुत कम खर्च होता है जो ऊर्जा की समान मात्रा को संग्रहीत करने के लिए आवश्यक होगा।
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स्टोरेज अच्छा है, लेकिन आप कभी भी बैटरी के चार्जर को बैटरी से नहीं हटा सकते हैं (पनबिजली का उपयोग करके पंप हाइड्रो)। मुझे लगता है कि ऑक्स लोड को एक 'नियंत्रित' ग्राहक होने की आवश्यकता होगी (जो कि <100% ड्यूटी स्वीकार करने को तैयार है)।
एम आई
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