Ihmiset käyttävät sähkövirran energiaa lähes kaikilla toiminta-aloillaan. Nyt ei ole helppoa kuvitella elämää ilman sähköä, joka muunnetaan mekaanisesta energiasta erikoislaitteiden avulla. Tarkastellaanpa yksityiskohtaisemmin, kuinka tämä prosessi tapahtuu ja kuinka nykyaikaiset generaattorit on järjestetty.
Sisältö
Mekaanisen energian muuntaminen sähköenergiaksi
Mikä tahansa generaattori toimii magneettisen induktion periaatteella. Yksinkertaisin vaihtovirtageneraattori voidaan ajatella kelaksi, joka pyörii magneettikentässä. On myös variantti, jossa kela pysyy paikallaan, mutta magneettikenttä vain ylittää sen. Tämän liikkeen aikana syntyy vaihtovirta.Tämän periaatteen mukaan valtava määrä generaattoreita ympäri maailmaa toimii yhdistettynä tehonsyöttöjärjestelmään.
Laturi ja laturin rakenne
Tavallisessa generaattorissa on seuraavat komponentit:
- Runko, johon on kiinnitetty sähkömagneettisilla navoilla varustettu staattori. Se on valmistettu metallista ja sen on suoritettava mekanismin kaikkien osien suojatoiminto.
- Staattori, johon käämitys on kiinnitetty. Se on valmistettu ferromagneettisesta teräksestä.
- Roottori on liikkuva elementti, jonka ytimessä on käämi, joka muodostaa sähkövirran.
- Kytkinyksikkö, joka siirtää sähkön roottorista. Se on liikkuvien johtavien renkaiden järjestelmä.
Käyttötarkoituksesta riippuen generaattorilla on tiettyjä suunnitteluominaisuuksia, mutta jokaisessa mekaanista energiaa sähköksi muuntavassa laitteessa on kaksi komponenttia:
- Roottori on liikkuva yksiosainen rautaosa;
- Staattori on kiinteä elementti, joka on valmistettu rautalevyistä. Sen sisällä on uria, joiden sisällä lankakäämi sijaitsee.
Suuremman magneettisen induktion saavuttamiseksi näiden elementtien välillä tulee olla pieni etäisyys. Suunnittelunsa mukaan generaattorit ovat:
- Liikkuva ankkuri ja staattinen magneettikenttä.
- Kiinteällä ankkurilla ja pyörivällä magneettikentällä.
Tällä hetkellä pyörivällä magneettikentällä varustetut laitteet ovat yleisempiä, koska. on paljon kätevämpää poistaa sähkövirta staattorista kuin roottorista. Generaattorilaitteella on monia yhtäläisyyksiä sähkömoottorin suunnittelun kanssa.
Laturi piiri
Sähkögeneraattorin toimintaperiaate: sillä hetkellä, kun puolet käämityksestä on yhdellä navalla ja toinen päinvastoin, virta kulkee piirin läpi minimiarvosta maksimiarvoon ja päinvastoin.
Generaattorien luokittelu ja tyypit
Kaikki sähkögeneraattorit voidaan jakaa työn kriteerin ja polttoainetyypin mukaan, josta sähköä tuotetaan. Kaikki generaattorit on jaettu yksivaiheisiin (lähtöjännite 220 volttia, taajuus 50 Hz) ja kolmivaiheisiin (380 volttia taajuudella 50 Hz), sekä toimintaperiaate ja sähköksi muunnettavan polttoaineen tyyppi. . Jopa generaattoreita voidaan käyttää eri alueilla, mikä määrää niiden tekniset ominaisuudet.
Työperiaatteen mukaan
Erilliset asynkroniset ja synkroniset vaihtovirtageneraattorit.
Asynkroninen
Asynkronisilla generaattoreilla ei ole tarkkaa yhteyttä EMF roottorin nopeudella, mutta termi "slip S" toimii tässä. Se määrittelee tämän eron. Luistoarvo on laskettu, joten generaattorielementeillä on edelleen jonkin verran vaikutusta oikosulkumoottorin sähkömekaaniseen prosessiin.
Synkroninen
Tällaisella generaattorilla on fyysinen riippuvuus roottorin pyörimisliikkeestä sähkön tuotettuun taajuuteen. Tällaisessa laitteessa roottori on sähkömagneetti, joka koostuu ytimistä, käämeistä ja navoista. Staattori ovat keloja, jotka on kytketty tähden periaatteen mukaisesti ja joilla on yhteinen piste - nolla. Niissä syntyy sähköä.
Roottorin saa liikkeelle synkronisesti liikkuvien liikkuvien elementtien (turbiinien) ulkopuolinen voima. Tällaisen vaihtovirtageneraattorin heräte voi olla sekä kosketus- että kosketukseton.
Moottorin polttoainetyypin mukaan
Etäisyys sähköverkosta generaattoreiden myötä ei enää ole este sähkölaitteiden käytölle.
kaasugeneraattori
Polttoaineena käytetään kaasua, jonka palamisen aikana syntyy mekaanista energiaa, joka sitten korvataan sähkövirralla. Kaasugeneraattorin käytön edut:
- Ympäristöturvallisuus, koska kaasu ei palamisen aikana aiheuta haitallisia alkuaineita, nokea ja myrkyllisiä hajoamistuotteita;
- Taloudellisesti on erittäin kannattavaa polttaa halpaa kaasua. Bensiiniin verrattuna se maksaa paljon vähemmän;
- Polttoaineen syöttö tapahtuu automaattisesti. Bensiiniä ja dieselpolttoainetta on lisättävä tarpeen mukaan, ja kaasugeneraattori on yleensä kytketty kaasunsyöttöjärjestelmään;
- Automaation ansiosta laite toimii itsenäisesti, mutta tätä varten sen on sijaittava lämpimässä huoneessa.
Diesel generaattori
Tämä luokka koostuu pääasiassa yksivaiheisista yksiköistä, joiden teho on 5 kW. 220 volttia ja 50 Hz:n taajuus ovat kodinkoneiden vakiona, joten dieselkone kestää hyvin vakiokuormituksen. Kuten arvata saattaa, sen toimintaan tarvitaan dieselpolttoainetta. Miksi valita dieselgeneraattori?
- Polttoaineen suhteellinen halpa;
- Automaatio, jonka avulla voit käynnistää generaattorin automaattisesti, kun virransyöttö katkeaa;
- korkea paloturvallisuustaso;
- Dieselyksikkö pystyy toimimaan pitkään ilman vikoja;
- Vaikuttava kestävyys – jotkin mallit pystyvät toimimaan yhteensä 4 vuoden jatkuvassa käytössä.
Bensiinigeneraattori
Tällaiset laitteet ovat melko kysyttyjä kotitalouslaitteina. Huolimatta siitä, että bensiini on kalliimpaa kuin kaasu ja diesel, tällaisilla generaattoreilla on monia vahvuuksia:
- Pienet mitat suurella teholla;
- Helppokäyttöinen: useimmat mallit voidaan käynnistää käsin, ja suuremmat generaattorit on varustettu käynnistimellä. Jännite säädetään tietyllä kuormalla erityisellä ruuvilla;
- Generaattorin ylikuormituksen sattuessa suojaus aktivoituu automaattisesti;
- Helppo huoltaa ja korjata;
- Älä aiheuta paljon melua käytön aikana;
- Sitä voidaan käyttää sekä sisällä että ulkona, mutta se on suojattava kosteudelta.
Pääsovellukset
Sen tekniset ominaisuudet määritetään sen mukaan, missä generaattoria käytetään. Pääasiassa generaattorin suhde tiettyyn luokkaan sovellusalueella määrittää sen tehon. Seuraavat laitetyypit on jaettu toiminta-alueiden mukaan:
- Kotitalous. Niiden teho on 0,7 - 25 kW. Tyypillisesti tähän luokkaan kuuluvat bensiini- ja dieselgeneraattorit. Niitä käytetään kodin sähkölaitteiden ja pienitehoisten laitteiden virtalähteenä, hyvin usein rakennustyömailla. Sopii kannettavaksi sähkönlähteeksi maaseudulle lähtiessä;
- Ammattilainen. Niitä voidaan käyttää pysyvänä sähkönlähteenä kuntien laitoksissa ja pienissä tuotantoyrityksissä. Sen teho ei ylitä 100 kW;
- Teollinen.Niitä voidaan käyttää suurissa tehtaissa, joissa tarvitaan suuritehoisia laitteita. Tällaisten laitteiden teho on yli 100 kW, niillä on huomattavat mitat ja niitä on vaikea ylläpitää valmistautumattomalle henkilölle.
