Генератори

Генераторите се уреди што ги претвораат другите форми на енергија во електрична енергија. Во 1832 година, Французинот Бикси го измислил генераторот.

Генераторот е составен од ротор и статор. Роторот се наоѓа во централната празнина на статорот. Тој има магнетни полови на роторот за да генерира магнетно поле. Додека главниот двигател го движи роторот да ротира, се пренесува механичка енергија. Магнетните полови на роторот ротираат со голема брзина заедно со роторот, предизвикувајќи магнетното поле да заемодејствува со намотката на статорот. Оваа интеракција предизвикува магнетното поле да ги пресече спроводниците на намотката на статорот, генерирајќи индуцирана електромоторна сила, и со тоа претворајќи ја механичката енергија во електрична енергија. Генераторите се поделени на еднонасочни генератори и наизменични генератори, кои се широко користени во индустриското и земјоделското производство, националната одбрана, науката и технологијата и секојдневниот живот.

Структурни параметри

Генераторите обично се состојат од статор, ротор, крајни капачиња и лежишта.

Статорот се состои од јадро на статорот, жичени намотки, рамка и други структурни делови што ги фиксираат овие делови.

Роторот се состои од намотка на јадрото на роторот (или магнетен пол, магнетен задушник), заштитник, централен прстен, лизгачки прстен, вентилатор и вратило на роторот и други компоненти.

Статорот и роторот на генераторот се поврзани и склопени со лежишта и крајни капачиња, така што роторот може да ротира во статорот и да го прави движењето на сечење на магнетните линии на сила, со што се генерира индуциран електричен потенцијал, кој се изведува низ терминалите и се поврзува со колото, а потоа се генерира електрична струја.

Функционални карактеристики

Перформансите на синхрониот генератор се карактеризираат главно со карактеристики на работа без оптоварување и со оптоварување. Овие карактеристики се важна основа за корисниците да изберат генератори.

Карактеризација без оптоварување:Кога генераторот работи без оптоварување, струјата на арматурата е нула, состојба позната како работа на отворено коло. Во овој момент, трифазното намотување на статорот на моторот има само електромоторна сила без оптоварување E0 (трифазна симетрија) индуцирана од струјата на побудување If, а нејзината големина се зголемува со зголемувањето на If. Сепак, двете не се пропорционални бидејќи јадрото на магнетното коло на моторот е заситено. Кривата што ја одразува врската помеѓу електромоторната сила без оптоварување E0 и струјата на побудување If се нарекува карактеристика на синхрониот генератор без оптоварување.

Реакција на арматурата:Кога генератор е поврзан со симетрично оптоварување, трифазната струја во намотката на арматурата генерира друго ротирачко магнетно поле, кое се нарекува реакционо поле на арматурата. Неговата брзина е еднаква на брзината на роторот, а двата ротираат синхроно.

И реактивното поле на арматурата и полето на побудување на роторот кај синхроните генератори може да се приближат како да се распределени според синусоиден закон. Нивната просторна фазна разлика зависи од временската фазна разлика помеѓу електромоторната сила без оптоварување E0 и струјата на арматурата I. Покрај тоа, реакционото поле на арматурата е исто така поврзано со условите на оптоварување. Кога оптоварувањето на генераторот е индуктивно, реакционото поле на арматурата има демагнетизирачки ефект, што доведува до намалување на напонот на генераторот. Обратно, кога оптоварувањето е капацитивно, реакционото поле на арматурата има магнетизирачки ефект, што го зголемува излезниот напон на генераторот.

Карактеристики на работа со оптоварување:Главно се однесува на надворешни карактеристики и карактеристики на прилагодување. Надворешната карактеристика ја опишува врската помеѓу напонот на терминалот на генераторот U и струјата на оптоварувањето I, со оглед на константна номинална брзина, струја на побудување и фактор на моќност на оптоварувањето. Карактеристиката на прилагодување ја опишува врската помеѓу струјата на побудување If и струјата на оптоварувањето I, со оглед на константна номинална брзина, напон на терминалот и фактор на моќност на оптоварувањето.

Стапката на варијација на напонот кај синхроните генератори е приближно 20-40%. Типичните индустриски и домашни оптоварувања бараат релативно константен напон. Затоа, струјата на побудување мора соодветно да се прилагоди како што се зголемува струјата на оптоварувањето. Иако трендот на промена на карактеристиката на регулација е спротивен на надворешната карактеристика, таа се зголемува за индуктивни и чисто отпорни оптоварувања, додека генерално се намалува за капацитивни оптоварувања.

Принцип на работа

Дизел генератор

Дизел моторот придвижува генератор, претворајќи ја енергијата од дизел горивото во електрична енергија. Внатре во цилиндарот на дизел моторот, чистиот воздух, филтриран од воздушниот филтер, темелно се меша со атомизирано дизел гориво под висок притисок вбризгувано од инјекторот за гориво. Како што клипот се движи нагоре, компресирајќи ја смесата, неговиот волумен се намалува и температурата брзо се зголемува сè додека не ја достигне точката на палење на дизел горивото. Ова го пали дизел горивото, предизвикувајќи смесата да согорува насилно. Брзото ширење на гасовите потоа го притиска клипот надолу, процес познат како „работа“.

Генератор на бензин

Бензинскиот мотор придвижува генератор, претворајќи ја хемиската енергија на бензинот во електрична енергија. Внатре во цилиндарот на бензинскиот мотор, мешавина од гориво и воздух брзо согорува, што резултира со брзо ширење на волуменот што го притиска клипот надолу, извршувајќи работа.

И кај дизел и кај бензинските генератори, секој цилиндар работи секвенцијално по одреден редослед. Силата што се применува на клипот се трансформира од спојната шипка во ротациона сила, која го придвижува коленестото вратило. Синхронизиран генератор на наизменична струја без четки, коаксијално монтиран со коленестото вратило на моторот, овозможува ротацијата на моторот да го придвижува роторот на генераторот. Врз основа на принципот на електромагнетна индукција, генераторот потоа произведува индуцирана електромоторна сила, генерирајќи струја низ затворено коло со оптоварување.