Synchrone generator

[Kris Hectors]

Hallo,
 
Ik heb een vraagje over de synchrone generator. Neem bijvoorbeeld een 4 polige synchrone generator op een net van 50Hz. Deze zal dan steeds een toerental hebben van 1500 rpm. Deze wordt steeds aangedreven door een motor of turbine. Ik begrijp niet goed hoe men meer vermogen kan halen uit een synchrone generator zonder dat deze niet meer aan de synchrone snelheid draait. 

Als de turbine die de as van de generator aandrijft versnelt moet toch het toerental van de rotor van de generator ook versnellen? Tenzij dat door een bepaalde overbrenging via tandwielen ofzo de snelheid van de as gelijk blijft, maar dan haalt men er toch niet meer vermogen uit?
 
Concreet: Hoe kan een synchrone generator meer elektrisch vermogen leveren aan het net zonder dat het toerental kan veranderen door meer mechanische vermogen te leveren aan de as.
 
Kris

[klazon]

Als je het vermogen van de turbine opvoert, dan zal hij sneller willen draaien.

​De rotor van de generator gaat dan voorlopen op het veld van de netspanning waardoor hij automatisch meer vermogen gaat leveren. Er bestaat als het waren een magnetische rek tussen de rotor en het statorveld. Er ontstaat dan vanzelf een evenwicht tussen het vermogen van de turbine en van de generator.

[Kris Hectors]

Maar als de rotor voor gaat lopen op het veld van de netspanning zal deze dan niet een hoger toerental aannemen en sneller dan de synchrone snelheid draaien? 

[Olof Bosma]

Nee, het toerental blijft gelijk, maar doordat de rotor in fase voor gaat lopen op de netspanning, draait de stroomrichting om en wordt er energie aan het net geleverd. Naar mate er meer koppel aan de generator wordt geleverd, neemt de stroom toe  (niet het toerental) en daarmee het geleverde elektrisch vermogen aan het net.

[klazon]

Ik zal een voorbeeld geven om te illustreren wat er gebeurt.
Stel, je hebt een kar die wordt voortgetrokken door een auto. De sleepkabel is niet star, maar van elastiek. Ze rijden op een vlakke weg met een constante snelheid, en de sleepkabel is een beetje uitgerekt.
Maar dan gaat het een helling op, de sleep heeft de neiging om te vertragen, maar de auto geeft wat gas om de snelheid vast te houden. Het zal duidelijk zijn dat de elastieken sleepkabel verder oprekt omdat voor het omhoog slepen meer kracht nodig is. Uiteindelijk is de snelheid van de trekkende auto en de getrokken kar weer gelijk. Maar omdat er meer kracht wordt geleverd is het vermogen groter.

[Kris Hectors]

Ok ik denk dat ik het begrijp, dit is inderdaad een duidelijk voorbeeld! Zou mijn redenering bij volgend (meer on-topic voorbeeld) kloppen. 

Stel dus dat ik een windmolen heb met een synchrone generator en de wind gaat harder blazen. De molen zal sneller draaien. Om het toerental gelijk te houden zal men dan bijvoorbeeld gebruik maken van een tandwielkast. Nu blijft wel het toerental gelijk maar doordat de windmolen sneller draait is het koppel op de tandwielen groter en wordt er dus een groter vermogen geleverd. De spanning geïnduceerd in de stator van de synchrone generator zal gaan voorijlen op de netspanning en er wordt dan actief vermogen geleverd aan het net.