Generaatori seade

Struktuuriliselt koosneb generaator:

1. Juhtiv raam.
2. Magnetid.

See toimib järgmiselt.

1. Juhtiv raam asetatakse magnetite pooluste vahele tekitatud magnetvälja. Selle otsad on varustatud libisemisrõngastega, mis on samuti võimelised pöörlema.
2. Elastsete juhtivate plaatide kasutamine (harjad), on rõngad ühendatud lambipirniga.
3. Raammagnetväljas pöörledes ületab see oma külgedega pidevalt magnetilisi jõujooni.
4. Magnetvälja jooni ristuv raam põhjustab EMF tekkimist ja induktsioonvoolu vastuvõtmist.
5. Saadud induktsioonivoolu toimel, tuli süttib. Valgus jätkab helendamist seni, kuni raam pöörleb.

Üks kaadri täielik pööre magnetvälja sees viib selleni, et tekkiv EMF muudab suunda kaks korda ja selle väärtus on kaks korda suureneb maksimaalse väärtuseni (juhid läksid magnetite pooluste alt läbi) ja oli kaks korda võrdne nulliga (juhid liikusid mööda jõujooni magnetväli).

Selline EMF-i muutus raami pideva pöörlemise protsessis põhjustab suletud elektriahelas pidevalt suunas ja suuruses muutuv sinusoidne elektrivool, mida nüüd nimetatakse muutujad.

Kaasaegses energeetikas kasutatakse erinevat tüüpi induktsioongeneraatoreid. Pealegi on nende toimepõhimõte sama ja põhineb elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel.

Üldiselt kujutavad sellised seadmed endast üsna keerukat toodet, mis koosneb vasktraadist ning suurest hulgast isolatsiooni- ja konstruktsioonimaterjalidest.

Seade ja tööpõhimõte

Iga generaator koosneb:

1. DC või elektromagnetmis tekitab magnetvälja. Võimsa magnetvoo saamiseks paigaldatakse generaatoritesse spetsiaalsed kahe südamikuga magnetsüsteemid, mis on valmistatud elektriterasest.
2. Mähised, milles on muutuv EMF. Mähised, mis tekitavad magnetvälja, asetatakse ühe südamiku spetsiaalsetesse soontesse ja mähised, milles tekib EMF, asetatakse teise soontesse.
3. Toitepinge varustamiseks ja vastuvõetud vahelduvvoolu eemaldamiseks, kasutatakse libisemisrõngaid ja harju. Need osad on valmistatud juhtivatest materjalidest. Voolu tugevus elektromagneti mähistes, mis tekitab magnetvälja, on palju väiksem kui generaator välisele vooluringile, seetõttu on mugavam eemaldada statsionaarsetest mähistest tekkiv pinge ja anda madala võimsusega toide läbi liugkontaktide Pinge.

Madala võimsusega seadmetes kasutatakse harju ja rõngaid palju harvemini, kuna nende konstruktsioonides saab kasutada pöörlevaid püsimagneteid, mis ei vaja toitepinget.

Tavaliselt:

1. Sisemine tuum (rootor) pöörleb koos mähisega ümber oma telje.
2. Välimine tuum (staator) on paigal.
3. Rootori ja staatori vahe peab olema minimaalne - ainult siis on magnetinduktsiooni voo võimsus maksimaalne. Sel juhul tekitab magnetväli statsionaarse magneti ja mähised, milles EMF tekib, pöörlevad.

Suurtes tööstuslikes generaatorites pöörleb magnetvälja tekitav välimine südamik ümber sisemise südamiku, samas kui mähised, milles elektromagnetvälja indutseeritakse, jäävad paigale.

Töötamise ajal tekib rootori mähises EMF, mille amplituud on võrdeline pöörete arvuga. Lisaks on see võrdeline vahelduva magnetvoo amplituudiga (läbi pooli).

Sünkroongeneraatori tööpõhimõte:

Kasutusala

Inimühiskonna igapäevast elu ei saa ette kujutada ilma vahelduvvooluta. Selle laialdane kasutamine on tingitud asjaolust, et sellel on püsivate ees tohutud eelised.

Samas on peamiseks eeliseks see, et vahelduvvoolu pinget ja tugevust saab lihtsalt ja praktiliselt ilma kadudeta teisendada üsna laias vahemikus.

Eelkõige on selline ümberkujundamine vajalik elektri edastamisel pikkade vahemaade taha. Elektril on teiste energialiikide ees suured eelised.

Seda saab edastada pikkade vahemaade tagant väikese kaoga ja seda saab hõlpsasti tarbijate vahel levitada. Lisaks muudetakse elekter lihtsalt teist tüüpi energiaks (valgus, soojus, mehaaniline jne).

Seetõttu kasutatakse generaatoreid tänapäevastes tingimustes laialdaselt. Nende abiga toodetakse elektrit, mida seejärel kasutatakse kõigis tööstusharudes, aga ka igapäevaelus ja igat liiki transpordis.

Klassifikatsioon

Erinevate riikide tööstuses toodetud generaatorite suure mitmekesisuse tõttu on välja töötatud üsna ulatuslik nende klassifitseerimise süsteem.

Niisiis eristatakse vahelduvvoolugeneraatoreid:

1. Lahke.
2. Konstruktsioonid.
3. Põnevuse viis.
4. Faaside arv.
5. Ühendus faasimähised.

Vahelduvvoolu generaatorid on:

1. Asünkroonne. Tooted, mille pöörleval võllil on mähiste mahutamiseks mõeldud sooned. Need tekitavad väikese moonutusega elektrivoolu, mille suurus ei ületa nimiväärtust. Seda tüüpi tooteid kasutatakse kodumasinate toiteks.
2. Sünkroonne. Tooted, milles induktiivpoolid asetatakse otse rootorile. Nad on võimelised andma voolu, millel on suur käivitusvõimsus.

Struktuuriliselt eristatakse generaatoreid:

1. Fikseeritud rootor.
2. Fikseeritud staator

Fikseeritud staatori konstruktsioone kasutatakse kõige laialdasemalt, kuna libisemisrõngaid ja ujuvaid harju pole enam vaja.

Ergastusmeetodi järgi on elektrigeneraatorid:

1. Iseseisvalt põnevil (ergutusmähisele antakse toitepinge eraldi alalisvooluallikast).
2. Enesest põnevil (väljamähised saavad toite generaatorist endast saadava alaldatud (alalis)vooluga).
3. Väljamähistega, mis saavad toite kolmanda osapoole väikese võimsusega alalisvoolugeneraatorist, mis "istuvad" sellega samal võllil.
4. Püsimagneti poolt põnevil.

Elektrigeneraatoreid eristatakse faaside arvu järgi:

1. Üksik faas.
2. Kahefaasiline.
3. Kolmefaasiline.

Kõige levinumad on kolmefaasilised generaatorid.

Selle põhjuseks on mõnede eeliste olemasolu, mille hulgas tuleks märkida võimalust probleemideta hankimiseks:

1. Pöörlev ümmargune magnetväli, mis aitab kaasa nende valmistamise kuluefektiivsusele.
2. Tasakaalustatud süsteem, mis pikendab oluliselt elektrijaamade kasutusiga.
3. Samaaegselt kaks tööpinget (faas ja lineaarne) ühes süsteemis.
4. Kõrge majanduslik jõudlus - oluliselt väheneb toitekaablite ja trafode materjalikulu ning lihtsustatakse elektrienergia edastamise protsessi pikkadel vahemaadel.

Kolmefaasilised generaatorid erinevad faasimähiste ühendamiseks mõeldud elektriahelate poolest.

Juhtub, et faasimähised on ühendatud:

1. "Täht".
2. "Kolmnurk".

Vooluahelate kirjeldus

Ühendatud kolmefaasilise süsteemi saamiseks tuleb elektrigeneraatori mähised üksteisega ühendada kahel viisil:

"Star"

Täheühendus näeb ette kõigi mähiste otste elektriühenduse ühes punktis. Ühenduspunkti nimetatakse nulliks. Selle ühendusega saab koormuse ühendada generaatoriga 3 või 4 juhtmega.

Mähiste algusest tulevaid juhtmeid nimetatakse lineaarseteks ja nullpunktist tulevaid juhtmeid nulliks. Liinijuhtmete vahelist pinget nimetatakse liinipingeks.

Liinipinge on faasipingest 1,73 korda kõrgem.

Nulli ja mis tahes liinijuhtme vahelist pinget nimetatakse faasiks. Faasipinged on üksteisega võrdsed ja nihutatakse üksteise suhtes 120 kraadise nurga võrra.

Skeemi tunnuseks on ka võrdsus liini- ja faasivoolud.

Kõige tavalisem 4-juhtmeline ühendus on nulljuhtmega tähtühendus. See võimaldab vältida faaside tasakaalustamatust, kui näiteks ühel faasil on ühendatud tasakaalustamata koormus - aktiivne koormus on sees ja teisel - mahtuvuslik või reaktiivne. Samas on tagatud kaasasolevate elektriseadmete ohutus.

"Kolmnurk"

Deltaühendus on kolmefaasilise generaatori mähiste jadaühendus: esimese mähise ots on ühendatud teise algusega, selle ots kolmanda algusega ja viimase lõpp esimese algusega.

Sel juhul suunatakse liinijuhtmed mähiste ühenduspunktidest kõrvale. Sel juhul võrdub liini pinge faasipingega ja liini voolu väärtus on 1,73 korda suurem kui faasi üks.

Kõik ülaltoodud sõltuvused kehtivad ainult ühtlase faasikoormuse korral. Faaside ebaühtlase koormuse korral tuleb need analüütiliste või graafiliste meetodite abil ümber arvutada.

Praktiline kasutamine

Induktsioongeneraatorid leiavad oma rakenduse peaaegu kõigis inimelu valdkondades.

Veelgi enam, igal juhul kasutatakse vahelduvvoolu saamiseks generaatori võlli pöörlemisenergiat.

See kehtib järgmiste kohta:

1. Suured hüdro-, soojus- ja tuumaelektrijaamad.
2. Tööstuslikud elektrigeneraatorid.
3. Kodumajapidamises kasutatavad elektrigeneraatorid.

Elektrijaamadesse paigaldatud generaatorid toodavad suures koguses elektrit, mis seejärel edastatakse suurte vahemaade taha.

Need on välja töötatud spetsiifiliste, väga spetsiifiliste ülesannete jaoks ja esindavad kõige keerukamaid seadmeid, mille paigaldamiseks on vaja ehitada eraldi hooned ja rajatised. Lisaks toetab nende tööd spetsiaalselt korraldatud infrastruktuur.

Tööstuslikke generaatoreid kasutatakse elektriga varustamiseks rajatistele, mida ei tohiks katkestada.

Lisaks kasutatakse neid elektriga varustamiseks ehitusobjektidele, vahetuslaagritele, kaugematele farmidele ja puurplatvormid, mis asuvad kohtades, kus püsielektriliinide paigaldamine on võimatu või ökonoomne ebapraktiline.

Reeglina kasutavad nad tööks diislikütust, tekitades samal ajal suure võimsusega vahelduvvoolu (220 või 380 V). Selleks kasutatakse sünkroongeneraatoreid, mis on võimelised tagama suure võimsusega tööstusseadmete töö.

Diiselseadmetes pöörleb generaatori võlli sisepõlemismootor (ICE).

Kõik tööstusliku generaatori komponendid on paigaldatud ülitugevast terasest šassiile, mis vajadusel paigaldatakse:

1. Isoleeritud konteiner.
2. Liigutatav šassii (ratastega, libisemisel).

Kodumajapidamises kasutatavad elektrigeneraatorid on suhteliselt hiljuti muutunud väga populaarseks.

Neid kasutatakse väikesuvilate, maamajade ja suvilate elektrifitseerimisel, samuti aitavad need lahendada mitmeid ebaõige kasutamisega seotud probleeme. tsentraliseeritud elektrivõrku ja neid kasutatakse sageli vahelduvvoolu avariiallikana seda tüüpi varem elektrifitseeritud rajatistes.

Seda tüüpi seadmetes kasutatakse generaatori võlli pööramiseks nii bensiini- kui ka diisel-sisepõlemismootoreid. Need toodavad väikese võimsusega vahelduvvoolu (0,5 kuni 15 kW) ja erinevad:

1. Kasumlikkus.
2. Väikese suurusega.
3. Madal müratase.

Kodumajapidamises kasutatava generaatori valimisel peab potentsiaalne tarbija tähelepanu pöörama:

1. ICE tüüp (bensiin või diisel).
2. Kaasdokumentatsioonis deklareeritud võimsus.
3. Generaatori tüüp (sünkroonne või asünkroonne).
4. Faas.
5. Juhtplokk.
6. Müratase.