Cilat janë pjesët kryesore të një grupi gjeneratorësh? Gjeneratori i rrymës alternative: pajisja, parimi i funksionimit, qëllimi

Gjeneratori i rrymës shndërron energjinë mekanike (kinetike) në energji elektrike. Në sektorin e energjisë, përdoren vetëm gjeneratorë rrotullues të makinave elektrike, bazuar në shfaqjen e forcës elektromotore (EMF) në një përcjellës që ndikohet disi nga një fushë magnetike në ndryshim. Pjesa e gjeneratorit që synon të krijojë një fushë magnetike quhet induktor, dhe pjesa në të cilën induktohet EMF quhet armaturë.

Pjesa rrotulluese e makinës quhet rotor dhe pjesa e palëvizshme - stator. NË makina sinkrone rrymë alternative induktori është zakonisht një rotor, dhe në makina rrymë e vazhdueshme– stator. Në të dyja rastet, induktori është zakonisht një sistem elektromagnetik me dy ose shumëpole i pajisur me një dredha-dredha ngacmuese të ushqyer nga rryma e drejtpërdrejtë (rryma e ngacmimit), por ka edhe induktorë të përbërë nga një sistem magnetësh të përhershëm. Në induksion (asinkron) gjeneratorë të rrymës alternative induktori dhe armatura nuk mund të dallohen qartë (strukturalisht) nga njëri-tjetri (mund të themi se statori dhe rotori janë njëkohësisht induktor dhe armaturë).

Më shumë se 95% e energjisë elektrike në termocentralet në botë prodhohet duke përdorur gjeneratorë sinkron të rrymës alternative. Me ndihmën e një induktori rrotullues, në këta gjeneratorë krijohet një fushë magnetike rrotulluese, e cila shkakton një EMF alternative në mbështjelljen e statorit (zakonisht trefazore), frekuenca e së cilës korrespondon saktësisht me shpejtësinë e rotorit (është në sinkronizim me shpejtësia e induktorit). Nëse induktori, për shembull, ka dy pole dhe rrotullohet me një frekuencë prej 3000 r / min (50 r / s), atëherë një EMF alternative me një frekuencë prej 50 Hz induktohet në secilën fazë të mbështjelljes së statorit. Dizajni i një gjeneratori të tillë është paraqitur në mënyrë të thjeshtuar në Fig. 1.

Oriz. 1. Parimi i projektimit të një gjeneratori sinkron dypolësh. 1 stator (armaturë), 2 rotor (induktor), 3 bosht, 4 strehë. U-X, V-Y, W-Z - pjesë të mbështjelljeve trefazore të vendosura në foletë e statorit

Sistemi magnetik i statorit është një paketë e ngjeshur prej fletësh të hollë çeliku, në brazda të të cilave ndodhet mbështjellja e statorit. Dredha-dredha përbëhet nga tre faza, të zhvendosura në rastin e një makine dypolëshe në lidhje me njëra-tjetrën me 1/3 e perimetrit të statorit; Prandaj, në mbështjelljet e fazës, EMF-të induktohen, të zhvendosur në lidhje me njëri-tjetrin me 120o. Dredha-dredha e secilës fazë, nga ana tjetër, përbëhet nga mbështjellje me shumë rrotullime të lidhura me njëra-tjetrën në seri ose paralele. Një nga opsionet më të thjeshta të projektimit për një mbështjellje të tillë trefazore të një gjeneratori dypolësh është paraqitur në një mënyrë të thjeshtuar në Fig. 2 (zakonisht numri i bobinave në secilën fazë është më i madh se sa tregohet në këtë figurë). Ato pjesë të bobinave që ndodhen jashtë brazdave, në sipërfaqen ballore të statorit, quhen lidhje fundore.

Oriz. 2. Parimi më i thjeshtë i projektimit të mbështjelljes së statorit të një gjeneratori sinkron trefazor dypolësh në rastin e dy mbështjelljeve në secilën fazë. 1 skanim i sipërfaqes së sistemit magnetik të statorit, 2 mbështjellje dredha-dredha, U, V, W fillimi i mbështjelljeve të fazës, X, Y, Z skajet e mbështjelljeve të fazës

Mund të ketë më shumë se dy pole të induktorit dhe, në përputhje me rrethanat, ndarje të poleve të statorit. Sa më ngadalë të rrotullohet rotori, aq më i madh duhet të jetë numri i poleve në një frekuencë të caktuar aktuale. Nëse, për shembull, rotori rrotullohet me një frekuencë prej 300 r/min, atëherë numri i poleve të gjeneratorit për të marrë një frekuencë të rrymës alternative prej 50 Hz duhet të jetë 20. Për shembull, në një nga hidrocentralet më të mëdhenj në botë , Hidrocentrali Itaipu (shih Fig. 4) gjeneratorët që funksionojnë në një frekuencë prej 50 Hz janë me 66 pole dhe gjeneratorët që punojnë me frekuencën 60 Hz janë 78 pole.

Dredha-dredha e fushës së një gjeneratori me dy ose katër pole vendoset siç tregohet në Fig. 1, në brazda të bërthamës masive të rotorit të çelikut. Ky dizajn i rotorit është i nevojshëm në rastin e gjeneratorëve me shpejtësi të lartë që punojnë me një shpejtësi rrotullimi prej 3000 ose 1500 r/min (veçanërisht për turbogjeneratorët që synohen të lidhen me turbinat me avull), pasi me këtë shpejtësi në mbështjelljen e rotorit veprojnë forca të mëdha centrifugale. Me një numër më të madh shtyllash, çdo shtyllë ka një mbështjellje të veçantë të fushës (Fig. 3.12.3). Ky parim i poleve të spikatura të pajisjes përdoret, veçanërisht, në rastin e gjeneratorëve me shpejtësi të ulët të destinuar për lidhje me turbinat hidraulike (gjeneratorët e hidrogjenit), që zakonisht funksionojnë me një shpejtësi rrotullimi prej 60 r/min deri në 600 r/min.

Shumë shpesh gjeneratorë të tillë, në përputhje me dizajni turbina të fuqishme hidraulike, të bëra me një bosht vertikal.

Oriz. 3. Parimi i projektimit të rotorit të një gjeneratori sinkron me shpejtësi të ulët. 1 shtyllë, 2 dredha-dredha ngacmuese, 3 rrota fiksuese, 4 bosht

Dredha-dredha ngacmuese gjenerator sinkron zakonisht furnizohet me rrymë direkte nga një burim i jashtëm përmes unazave rrëshqitëse në boshtin e rotorit. Më parë, për këtë u parashikua një gjenerator i veçantë i rrymës direkte (ngacmues), i lidhur në mënyrë të ngurtë me boshtin e gjeneratorit, por tani përdoren ndreqës gjysmëpërçues më të thjeshtë dhe më të lirë. Ekzistojnë gjithashtu sisteme ngacmimi të integruara në rotor, në të cilin induktohet EMF mbështjellja e statorit. Nëse në vend të një sistemi elektromagnetik përdoren magnet të përhershëm për të krijuar një fushë magnetike, atëherë burimi i rrymës së ngacmimit eliminohet dhe gjeneratori bëhet shumë më i thjeshtë dhe më i besueshëm, por në të njëjtën kohë më i shtrenjtë. Prandaj, magnetët e përhershëm zakonisht përdoren në gjeneratorë me fuqi relativisht të ulët (me një fuqi deri në disa qindra kilovat).

Dizajni i turbogjeneratorëve, falë rotorit cilindrik me një diametër relativisht të vogël, është shumë kompakt. Pesha e tyre specifike është zakonisht 0.5...1 kg/kW, dhe fuqia e tyre nominale mund të arrijë 1600 MW. Dizajni i hidrogjeneratorëve është disi më i komplikuar, diametri i rotorit është i madh dhe pesha e tyre specifike është zakonisht 3.5...6 kg/kW. Deri më tani, ato janë prodhuar me fuqi nominale deri në 800 MW.

Kur një gjenerator funksionon, humbjet e energjisë ndodhin në të për shkak të rezistencë aktive mbështjelljet (humbjet e bakrit), rrymat vorbull dhe histereza në pjesët aktive të sistemit magnetik (humbjet e çelikut) dhe fërkimi në kushinetat e pjesëve rrotulluese (humbjet e fërkimit). Përkundër faktit se humbjet totale zakonisht nuk kalojnë 1...2% të fuqisë së gjeneratorit, heqja e nxehtësisë së çliruar si rezultat i humbjeve mund të jetë e vështirë. Nëse thjesht supozojmë se masa e gjeneratorit është në përpjesëtim me fuqinë e tij, atëherë dimensionet e tij lineare janë në përpjesëtim me rrënjën kubike të fuqisë dhe dimensionet e sipërfaqes së tij janë proporcionale me fuqinë me fuqinë 2/3. Prandaj, me rritjen e fuqisë, sipërfaqja e ftohësit rritet më ngadalë se fuqia nominale e gjeneratorit. Nëse në fuqi të rendit disa qindra kilovat është e mjaftueshme të përdoret ftohja natyrale, atëherë në fuqi më të larta është e nevojshme të kaloni në ventilim i detyruar dhe, duke filluar nga afërsisht 100 MW, përdorni hidrogjen në vend të ajrit. Në fuqi edhe më të larta (për shembull, më shumë se 500 MW), është e nevojshme të plotësohet ftohja me hidrogjen me ujë. Në gjeneratorët e mëdhenj, kushinetat gjithashtu duhet të ftohen posaçërisht, zakonisht duke përdorur qarkullimin e vajit.

Prodhimi i nxehtësisë së gjeneratorit mund të reduktohet ndjeshëm duke përdorur mbështjellje të fushës superpërçuese. Gjeneratori i parë i tillë (me një kapacitet prej 4 MVA), i destinuar për përdorim në anije, u prodhua në 2005 nga kompania gjermane e inxhinierisë elektrike Siemens AG. Tensioni i vlerësuar i gjeneratorëve sinkron, në varësi të fuqisë, zakonisht është në rangun nga 400 V deri në 24 kV. U përdorën gjithashtu tensione të vlerësuara më të larta (deri në 150 kV), por jashtëzakonisht rrallë. Përveç gjeneratorëve sinkron të frekuencës së rrjetit (50 Hz ose 60 Hz), ne prodhojmë gjithashtu gjeneratorë me frekuencë të lartë(deri në 30 kHz) dhe gjeneratorë me frekuencë të ulët (16,67 Hz ose 25 Hz), të përdorur në hekurudhat e elektrizuara në disa vende evropiane. Gjeneratorët sinkron përfshijnë gjithashtu, në parim, një kompensues sinkron, i cili është një motor sinkron që vepron në Përtaci dhe dhënien e fuqisë reaktive në rrjetin e shpërndarjes së tensionit të lartë. Me ndihmën e një makinerie të tillë, është e mundur të mbulohet konsumi i energjisë reaktive të konsumatorëve lokalë industrialë elektrikë dhe të lirohet rrjeti kryesor i sistemit të energjisë elektrike nga transmetimi i fuqisë reaktive.

Përveç gjeneratorëve sinkron, ato mund të përdoren gjithashtu relativisht rrallë dhe me fuqi relativisht të ulëta (deri në disa megavat). gjeneratorë asinkron. Në mbështjelljen e rotorit të një gjeneratori të tillë, rryma induktohet nga fusha magnetike e statorit nëse rotori rrotullohet më shpejt se fusha magnetike rrotulluese e statorit të frekuencës së rrjetit. Nevoja për gjeneratorë të tillë zakonisht lind kur është e pamundur të sigurohet një shpejtësi konstante e rrotullimit të lëvizësit kryesor (për shembull, një turbinë me erë, disa turbina të vogla hidraulike, etj.).

U Gjenerator DC Polet magnetike së bashku me mbështjelljen e fushës zakonisht ndodhen në stator, dhe mbështjellja e armaturës ndodhet në rotor. Meqenëse një EMF alternative induktohet në mbështjelljen e rotorit gjatë rrotullimit të tij, armatura duhet të pajiset me një komutator (komutator), me ndihmën e të cilit merret një EMF konstante në daljen e gjeneratorit (në furçat e komutatorit). Aktualisht, gjeneratorët e rrymës direkte përdoren rrallë, pasi rryma direkte është më e lehtë për t'u marrë duke përdorur ndreqës gjysmëpërçues.

Gjeneratorët e makinave elektrike përfshijnë gjeneratorë elektrostatikë, në pjesën rrotulluese të së cilës krijohet një ngarkesë elektrike nga fërkimi (triboelektrikisht) tension të lartë. Gjeneratori i parë i tillë (një top squfuri i rrotulluar me dorë që u elektrizua nga fërkimi kundër dorës së një personi) u bë në vitin 1663 nga kryetari i bashkisë Magdeburg (Gjermani), Otto von Guericke (1602-1686). Gjatë zhvillimit të tyre, gjeneratorë të tillë bënë të mundur zbulimin e shumë fenomeneve dhe modeleve elektrike. Edhe tani ato nuk e kanë humbur rëndësinë e tyre si një mjet për të kryer kërkime eksperimentale në fizikë.

E para u bë më 4 nëntor 1831 nga Michael Faraday, një profesor në Institutin Mbretëror të Londrës (1791–1867). Gjeneratori përbëhej nga një magnet i përhershëm në formë patkoi dhe një disk bakri që rrotullohej midis poleve magnetike (Fig. 3.12.4). Kur disku rrotullohej midis boshtit të tij dhe skajit, u induktua një emf konstante. I njëjti parim vlen për gjeneratorët më të avancuar unipolarë, të cilët janë ende në përdorim (edhe pse relativisht rrallë).

Oriz. 4. Parimi i projektimit gjenerator unipolar Michael Faraday. 1 magnet, 2 disk bakri rrotullues, 3 furça. Doreza e diskut nuk shfaqet

Michael Faraday lindi në një familje të varfër dhe më pas Shkolla fillore, në moshën 13-vjeçare, u bë nxënës libralidhës. Duke përdorur libra, ai vazhdoi në mënyrë të pavarur arsimimin e tij dhe duke përdorur Enciklopedinë Britannica u njoh me energjinë elektrike, duke bërë një gjenerator elektrostatik dhe një kavanoz Leyden. Për të zgjeruar njohuritë e tij, ai filloi të ndiqte leksione publike mbi kiminë nga drejtori i Institutit Mbretëror, Humphrey Davy (1778–1829) dhe në 1813 mori pozicionin e asistentit të tij. Më 1821 u bë kryeinspektor i këtij instituti, në 1824 - anëtar i Shoqërisë Mbretërore dhe në 1827 - profesor i kimisë në Institucionin Mbretëror. Në 1821, ai filloi eksperimentet e tij të famshme në energji elektrike, gjatë të cilave ai propozoi parimin e funksionimit të një motori elektrik, zbuloi fenomenin e induksionit elektromagnetik, parimin e një gjeneratori magnetoelektrik, ligjet e elektrolizës dhe shumë fenomene të tjera themelore fizike. Një vit pas eksperimentit të Faradeit të përshkruar më sipër, më 3 shtator 1832, mekaniku parizian Hippolyte Pixii (1808-1835) prodhoi, me porosi dhe nën drejtimin e themeluesit të elektrodinamikës, Andre Marie Ampere (1775-1836), një gjenerator me një Faraday i rrotulluar me dorë, me një magnet (Fig. 5). Një EMF e alternuar induktohet në mbështjelljen e armaturës së gjeneratorit Pixie. Për të korrigjuar rrymën që rezulton, një komutator i hapur i merkurit u ngjit fillimisht në gjenerator, duke ndërruar polaritetin e EMF me çdo gjysmë rrotullim të rotorit, por shpejt u zëvendësua nga një komutator i furçës cilindrike më i thjeshtë dhe më i sigurt, i paraqitur në Fig. 5.

Oriz. 5. Parimi i projektimit gjenerator magnetoelektrik Hippolyta Pixie (a), grafiku i EMF-së së induktuar (b) dhe grafiku i EMF konstante pulsuese, i marrë duke përdorur një kolektor (c). Doreza dhe kon marsh nuk tregohet

Një gjenerator i ndërtuar mbi parimin Pixie u përdor për herë të parë në 1842 në fabrikën e tij në Birmingham për të fuqizuar banjot galvanike nga industrialisti anglez John Stephen Woolrich (1790–1843), duke e përdorur atë si një motor lëvizës. motorr me avull fuqi 1 l. Me. Tensioni i gjeneratorit të tij ishte 3 V, rryma e vlerësuar ishte 25 A dhe efikasiteti ishte rreth 10%. Të njëjtët gjeneratorë, por më të fuqishëm filluan të prezantohen shpejt në ndërmarrjet e tjera të elektrizimeve në Evropë. Në 1851, mjeku ushtarak gjerman Wilhelm Josef Sinsteden (1803–1891) propozoi përdorimin e elektromagnetëve në vend të magneteve të përhershëm në induktor dhe fuqizimin e tyre me rrymë nga një gjenerator më i vogël ndihmës; Ai zbuloi gjithashtu se efikasiteti i gjeneratorit do të rritet nëse bërthama e çelikut të elektromagnetit nuk është bërë nga tela masivë, por nga tela paralelë. Megjithatë, idetë e Sinsteden-it filluan të përdoren në të vërtetë vetëm në 1863 nga inxhinieri elektrik autodidakt anglez Henry Wilde (1833–1919), i cili propozoi, ndër risitë e tjera, të lidhte një makinë ngacmuese (anglisht exitatrice) në boshtin e gjeneratorit. Në vitin 1865, ai prodhoi një gjenerator me fuqi të paparë prej 1 kW, me të cilin ai madje mund të demonstronte shkrirjen dhe saldimin e metaleve.

Përmirësimi më i rëndësishëm Gjeneratorë DC u bë e tyre vetë-stimulim, parimi i të cilit u patentua në 1854 Kryeinxhinier i Hekurudhave Shtetërore Daneze Soren Hjorth (1801–1870), por nuk u gjet në atë kohë aplikim praktik. Në vitin 1866, ky parim u rizbulua në mënyrë të pavarur nga disa inxhinierë elektrikë, duke përfshirë G. Wilde të përmendur tashmë, por u bë i njohur gjerësisht në dhjetor 1866, kur industrialisti gjerman Ernst Werner von Siemens (1816-1892) e përdori atë në kompakt dhe shumë. gjenerator efikas. Më 17 janar 1867, raporti i tij i famshëm mbi parimin dinamoelektrik (vetë-ngacmimi) u lexua në Akademinë e Shkencave të Berlinit. Vetë-ngacmim bëri të mundur braktisjen e gjeneratorëve ndihmës ngacmues (nga ngacmuesit), gjë që bëri të mundur gjenerimin e energjisë elektrike shumë më të lirë në sasi të mëdha. Për këtë arsye, viti 1866 shpesh konsiderohet si viti i lindjes së inxhinierisë elektrike me rrymë të lartë. Në gjeneratorët e parë vetë-eksitues, mbështjellja e ngacmimit ishte e lidhur, si Siemens, në seri (seriale) me mbështjelljen e armaturës, por në shkurt 1867, inxhinieri elektrik anglez Charles Wheatstone (1802-1875) propozoi ngacmim paralel, gjë që e bën atë të jetë e mundur për të rregulluar më mirë EMF-në e gjeneratorit tek i cili erdhi edhe para mesazheve rreth ngacmim sekuencial, zbuluar nga Siemens (Fig. 6).

Oriz. 6. Zhvillimi i sistemeve të ngacmimit për gjeneratorët DC. një ngacmim me magnet të përhershëm (1831), b ngacmim i jashtëm (1851), vetë-ngacmim i serisë c (1866), d vetë-ngacmim paralel (1867). 1 armaturë, 2 dredha-dredha ngacmuese. Reostatet e rrymës rregulluese të ngacmimit nuk tregohen

Nevoja për gjeneratorë të rrymës alternative filloi në 1876, kur inxhinieri rus elektrik Pavel Yablochkov (1847–1894) që punonte në Paris filloi të ndriçonte rrugët e qytetit duke përdorur llambat e harkut të rrymës alternative (qirinjtë Yablochkov) që ai prodhoi. Gjeneratorët e parë të nevojshëm për këtë u krijuan nga shpikësi dhe industrialisti parizian Zenobe Theophile Gramme (1826-1901). Me fillimin prodhim ne mase Futja e llambave inkandeshente në 1879 rryma alternative e humbi rëndësinë e saj për ca kohë, por rifitoi rëndësinë e saj për shkak të rritjes së distancave të transmetimit elektrik në mesin e viteve 1880. Në vitet 1888–1890, pronari i laboratorit të tij kërkimor Tesla-Electric Co., Nju Jork, SHBA, inxhinieri serb elektronik Nikola Tesla (1856–1943) i cili emigroi në SHBA dhe kryeinxhinieri i kompanisë AEG (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) Inxhinieri rus elektrik Mikhail Dolivo-Dobrovolsky (1862–1919) i cili emigroi në Gjermani zhvilloi një sistem rrymë alternative trefazore. Si rezultat, prodhimi i gjithnjë e më i fuqishëm gjeneratorë sinkron për termocentralet dhe hidrocentralet në ndërtim e sipër.

Një fazë e rëndësishme në zhvillimin e turbogjeneratorëve mund të konsiderohet zhvillimi i një rotori cilindrik në 1898 nga bashkëpronari i uzinës elektrike zvicerane Brown, Boveri & Cie., BBC, Charles Eugen Lancelot Brown (1863-1924). Gjeneratori i parë me ftohje hidrogjeni (fuqi 25 MW) u lëshua në 1937 nga kompania amerikane General Electric, dhe me ftohje uji në linjë - në 1956 nga kompania angleze Metropolitan Vickers.

Universi i ka ofruar njerëzimit një trilion mënyra për të marrë energji elektrike, çdo fazë e zhvillimit karakterizohet nga teknologjitë e veta. Le të themi se historikisht gjeneratori i ngarkesës konstante Van de Graaff konsiderohet i pari. Këndvështrim i gabuar. Njerëzit përdorën varietete të tjera më parë. Sot do të shikojmë pajisjen dhe parimin e funksionimit të një gjeneratori të rrymës alternative. Le të fillojmë.

Funksionimi i gjeneratorëve të rrymës elektrike

Parimi synon të krijojë një potencial në lidhje me Tokën, i konsideruar zero. E gabuar, por gjithçka në botë është relative. Megjithëse sipërfaqja e tokës mbart një ngarkesë, ndryshimi i mundshëm midis terminaleve të gjeneratorit dhe tokës luan një rol. Një objekt që qëndron në tokë është i mbështjellë nga fusha e planetit, ne e konsiderojmë postulatin të jetë i vërtetë. I pari që shpiku një gjenerator të rrymës së drejtpërdrejtë. Më shumë si tension. Tensioni doli të ishte fantastik, pajisja prodhoi pak rrymë. Parimi i funksionimit është i thjeshtë:

Parimi i funksionimit të gjeneratorit

Shiriti fërkohet, një ngarkesë formohet në nivel lokal.
Me anë të një mekanizmi transportues, seksioni arrin në kolektorin aktual.
Dendësia barazohet nga përçueshmëria e terminalit të topit.

Si rezultat, sfera fiton një ngarkesë me një densitet të barabartë me shiritin lokal. Është e qartë se gjeneratorë të tillë nuk janë shumë të përshtatshëm në 1831, Michael Faraday krijoi diçka të re. Duke përdorur një këpucë kali të magnetizuar, një disk rrotullues bakri gjeneroi energji elektrike në një mënyrë tjetër: fenomeni i induksionit magnetik. Rryma doli e alternuar. Rrjedhimisht, fusha pushoi së qeni statike, duke u bërë elektromagnetike. Le të shpjegojmë:

Në natyrë, ngarkesat e elektricitetit të një shenje pozitive ose negative shpesh gjenden;
Një fushë elektrike alternative shkakton një përgjigje përkatëse në eter. Shprehet me prodhimin e një komponenti magnetik të alternuar në një plan pingul me atë origjinal.

Procesi vazhdon vazhdimisht, i quajtur valë elektromagnetike. Zhvillon hapësirën e lirë në vijë të drejtë ndërsa energjia zbehet. Kur bëhet fjalë për telat, energjia elektrike udhëton relativisht lehtë. Por! Ndërsa kablloja është e gërshetuar. Ekrani është zhdukur, nuk ka tokëzim (tokëzim) - vala fillon të lëshojë. Efekti shfrytëzohet nga kaçavida treguese me valë, duke ndihmuar në identifikimin (lokalizimin) e burimeve të ndërhyrjes në një frekuencë industriale prej 50 Hz. Dhe nëse njësi të sistemit kompjuteri nuk është i tokëzuar, me ndihmën e një gjëje të vogël mund ta korrigjoni lehtësisht defektin.

Ndihmon në testimin e rrezatimit të dëmshëm nga ekranet. Frekuenca 50 Hz emetohet lehtësisht nga telat. Ky aspekt rrit kostot e termocentraleve (humbjet) dhe dëmton shëndetin e qytetarëve. Si gjenerohet energjia në një gjenerator Faraday? Mësuesit e shkollës shpjeguan: kur korniza rrotullohet në fushën e një magneti, induksioni përmes zonës ndryshon dhe induktohet një rrymë elektrike.

Energjia mekanike e lëvizjes shndërrohet në energji elektrike. E mendoi, njerëzimi po shfrytëzon:

Masat e ujit që bien nga një digë.
Energjia e avullit nga termocentralet dhe ato bërthamore.

Dy mekanizmat më të rëndësishëm marrjen e energjisë. Energjia elektrike bëhet lëvizja e tehut të turbinës së gjeneratorit. Natyra ka lindur pajisje që djegin naftë dhe vajguri, parimi i funksionimit nuk është shumë i ndryshëm. Dallimi kufizohet nga lëvizshmëria, shpejtësia e rrotullimit të tehut.

Prodhimi i energjisë elektrike urbane

Le të shohim dizajnin e një gjeneratori të energjisë hidroelektrike. Për të grumbulluar energjinë potenciale të ujit që lëviz shtratin e lumit, ngrihet një digë. Niveli në rrjedhën e sipërme fillon të rritet shpejt. Për të shmangur një zbulim (të çdo lloji), një pjesë e masës shumëtonëshe lëshohet (në disa vende janë instaluar kanale speciale për të lejuar peshqit të kalojnë për vezët). Pjesa e dobishme e rrjedhës kalon nëpër lopatë udhëzuese. Njohur me pajisjen motorët reaktiv, e kuptoi fjalimin. Fleta udhëzuese është konfigurimi i valvulave duke ndryshuar pozicionin, rregullohet sasia e mediumit kalues (uji).

Ata thanë në rishikimet se ka kërkesa strikte për frekuencën e energjisë elektrike të prodhuar. Shkencëtarët kanë llogaritur: mund të arrihet në nivelin aktual të zhvillimit duke përdorur tehe masive që nuk preken nga ndikimet e vogla të valëve. Masa mesatare e ujit që kalon merret parasysh, kërcimet e vogla fshihen nga masa e pabesueshme e helikës. Natyrisht, duke pasur dimensione të rëndësishme, shpejtësia e rrotullimit është e pafuqishme për të arritur 50 Hz (3000 rpm). Tehu bën 1-2 rpm.

Vidha rrotullon rotorin e gjeneratorit. Një aks lëvizës i ulur me dredha-dredha në terren. Bobinat nëpër të cilat kalon një rrymë e drejtpërdrejtë për të krijuar një fushë magnetike të qëndrueshme. Nuk ka rrezatim, vlera e tensionit është konstante (shih më lart). U vërejtën luhatje të vogla, rezultati nuk ndikon në thelbin e procesit: boshti formohet nga disa magnet rrotullues.

Shfaqet një pikë delikate: si të merrni një frekuencë prej 50 Hz. Shpejt arritëm në përfundimin: është e padobishme të korrigjoni rrymën alternative dhe më pas të instaloni një inverter të konvertimit të kundërt. Shumë mbështjellje teli (një kornizë nga eksperimentet e Faradeit) u vendosën përgjatë statorit, në të cilin do të induktohet induksioni. Nëpërmjet ndërrimit të duhur, është e mundur të hiqni 230 volt të kërkuara nga gjeneratori (në fakt, ka edhe transformatorë të uljes) me një frekuencë prej 50 Hz. Gjeneratorët prodhojnë tre faza të zhvendosura me 120 gradë. Ngrihet pyetje e re- siguroni stabilitet. Aplikoni një sasi të matur uji ndërsa tehu rrit shpejtësinë? Pothuajse e pamundur, veproni si më poshtë:

Përveç mbështjelljeve të grumbullimit aktual, statori përmban mbështjellje emocionuese.
Një tension i frekuencës furnizohet atje, duke lejuar tehun të arrijë shpejtësinë e dëshiruar.
Rezultati është në fakt një motor i madh sinkron.

Nxitimi fillestar nxitet nga rrjedha e ujit, voltazhi ndihmës mban helikën duke u përpjekur të tejkalojë vendos shpejtësinë. Uji në të vërtetë e shtyn makinën, voltazhi i ngacmimit do të shërbejë si rregullim (natyrisht, rryma alternative i jepet statorit). Kërkohet për të marrë më shumë fuqi, aparati udhëzues i digës hapet pak. Masa e ujit bëhet më e fortë, padyshim që do të prishte vrullin. Është e nevojshme të rritet rryma e ngacmimit të statorit, fusha kontrolluese bëhet më e fortë, situata mbetet brenda kufijve normalë.

Motorri djegia e brendshme Gjenerator rrotullues i vemjes

Fuqia e gjeneratorit rritet. A ruhet niveli i tensionit? Sipas ligjit të Faradeit për EMF elektromagnetike, voltazhi përcaktohet nga shpejtësia e ndryshimit të fushës magnetike, numri i kthesave. Rezulton se duke zgjedhur në mënyrë konstruktive zonën e mbështjelljeve dhe gjatësinë e kabllit, ne vendosim tensionin e daljes së gjeneratorit. Sigurisht, të gjithë duhet të kenë shpejtësinë e tyre të rrotullimit të tehut. Mbajtur nga rryma e ngacmimit të rotorit. Me rritjen e fuqisë, emf rritet. Një rritje në rrymën e ngacmimit rrit shkallën e ndryshimit në fuqinë e fushës magnetike.

Ne kemi nevojë për një mënyrë për të ruajtur parametrat e mëparshëm. Shpesh përdoren transformatorët e izolimit me raport të ndryshueshëm. Konsumatori ndryshon rrymën, voltazhi mbetet konstant. Parametrat e specifikuar nga standardet janë të siguruara. Dizajni i gjeneratorit të rrymës alternative bazohet në ngacmimin e mbështjelljeve të statorit, pjesa tjetër zbret në metodat për rregullimin e parametrave.

Rregullimi i parametrave të alternatorëve

Në rastin më të thjeshtë, fuqia nuk mund të ndryshohet. Në amvisëri (gjeneratorë të vegjël) qarku monitoron tensionin dhe ndryshon vlerën e rrymës së ngacmimit. Rrallëherë situata i sjell përfitim konsumatorit. Nafta po konsumohet. Rezulton se energjia e mëparshme harxhohet, një pjesë e saj shpërndahet nga hapësira. Nuk është e frikshme, kur kthejmë një pjesë të shpejtësisë së lumit në Tokë, një koprrac i rrallë do të dëshirojë të djegë karburant për asgjë.

Lexuesit e kuptuan: shpejtësia mund të bjerë nëse nuk zvogëloni furnizimin me ujë, gaz, avull - në përgjithësi, forca lëvizëse. Monitoron një qark të veçantë rregullator të pajisur me mekanizma rregullimi. Është më efikase për një shtëpi private të krijojë një sistem baterie sot është e mundur të fuqizohet ndriçimi, laptopët dhe shumë pajisje të tjera me 12 volt DC. Rrjeti mund të pajiset me një rubinet për karikim periodik të baterisë. Siç kujtojmë, ekzistojnë dy mënyra:

Me rrymë konstante. Tensioni ndryshon dhe një e dhjeta e kapacitetit ngarkohet çdo orë. Kohëzgjatja e procesit është 600 minuta.
ME tension konstant. Rryma bie në mënyrë eksponenciale dhe fillimisht do të jetë relativisht e madhe. Disavantazhi kryesor teknikat.

Parimi i funksionimit të alternatorit do t'ju lejojë të rimbushni bateritë, të udhëhequr nga nevoja. Është e qartë se një qark izolues galvanik do të kërkohet përpara kaskadës së baterisë. Ju mund të merrni me mend nga ajo që lexoni se hidrocentralet përdorin pajisje me një raport transformimi të rregullueshëm. Metodat për zbatimin e idesë mund të jenë të ndryshme:

Transformatorët me mbështjellje të ndërruara janë bërë të përhapura. Numri i kthesave mund të ndryshohet duke ndërruar qarqet me kontaktorë.
Një raport më i butë siguron kontakt rrëshqitës. Këtu kthesat e një spirale janë hequr, kolektori aktual shkon përpara dhe mbrapa, duke ndryshuar numrin e kthesave të punës. Është e qartë se është e vështirë të kalosh një rrymë të madhe, do të shfaqet një shkëndijë dhe në rastin e një hidrocentrali do të bëhet një hark. Përkundrazi, është një pajisje për rregullimin e fuqive relativisht të ulëta.

Nga sa më sipër rrjedh: është logjike të ndryshohet rryma e ngacmimit të rotorit të një hidrocentrali në kërcime në kohë me ndërrimin e mbështjelljeve të transformatorit të kontrollit. Pastaj vijon një rregullim i qetë, parametrat e tensionit kthehen në normale. E thënë në skicë e përgjithshme Si funksionon një alternator? Vlen të përmendet: shumëllojshmëria nuk është shteruar nga dizajni. Ky lloj pajisjet formojnë shtyllën kurrizore të një familjeje të quajtur alternatorë sinkron. Ato u ofrojnë qyteteve, në pjesën më të madhe, energji.

Alternator asinkron

Gjeneratorët asinkron karakterizohen nga mungesa e lidhjes elektrike midis statorit dhe rotorit. Shpejtësia kontrollohet nga një korsi udhëzuese. Ndërsa qëndrueshmëria e frekuencës zvogëlohet, amplituda e tensionit gjithashtu bëhet e paqëndrueshme. Si rezultat, ne mund të vërejmë thjeshtësinë relative të dizajnit të gjeneratorit të rrymës alternative asinkron, stabiliteti i parametrave nuk shkëlqen me tregues të mirë.

Një tipar dallues është aftësia e disavantazheve motorët asinkron migrojnë pa probleme, duke infektuar pajisje të reja. Natyrisht, për të furnizuar konsumatorët me energji, frekuenca e rrymës rregullohet, fuqia është e rastësishme. Edhe pse nëse gjeneratori është në një mjedis relativisht konstant, ky nuk do të jetë një problem i madh.

Një gjenerator i rrymës alternative ose një gjenerator i rrymës së drejtpërdrejtë është një pajisje për gjenerimin e energjisë elektrike duke konvertuar energjinë mekanike.

Si duket një alternator?

Si funksionon një alternator? Rryma gjenerohet në një përcjellës nën ndikimin e një fushe magnetike. Është i përshtatshëm për të gjeneruar rrymë duke rrotulluar një kornizë drejtkëndore përçuese elektrike në një fushë të palëvizshme ose një magnet të përhershëm brenda saj.

Kur rrotullohet rreth boshtit të fushës magnetike krijon brenda një kornize me shpejtësia këndoreω, anët vertikale të qarkut do të jenë aktive sepse ato priten nga vija magnetike. Nuk ka asnjë efekt në anët horizontale që përkojnë në drejtim me fushën magnetike. Prandaj, në to nuk induktohet asnjë rrymë.

Si duket një gjenerator me një rotor magnetik?

EMF në kornizë do të jetë:

e = 2 B max lv mëkat ωt,

B max– induksioni maksimal, T;

l– lartësia e kornizës, m;

v– shpejtësia e kornizës, m/s;

t – koha, s.

Kështu, një emf i alternuar induktohet në përcjellës nga veprimi i një fushe magnetike në ndryshim.

Për një numër të madh kthesash w, duke shprehur formulën në termat e prurjes maksimale Fm, marrim shprehjen e mëposhtme:

e = wF m mëkat ω t.

Parimi i funksionimit të një lloji tjetër të alternatorit bazohet në rrotullimin e një kornize që mbart rrymë midis dy magneteve të përhershëm me pole të kundërta. Shembulli më i thjeshtë është paraqitur në figurën më poshtë. Tensioni që shfaqet në të hiqet nga unazat e rrëshqitjes.

Gjenerator i rrymës me magnet të përhershëm

Përdorimi i pajisjes nuk është shumë i zakonshëm për shkak të ngarkesës së kontakteve në lëvizje rrymë e lartë duke kaluar nëpër rotor. Dizajni i opsionit të parë të dhënë gjithashtu i përmban ato, por shumë më pak rrymë direkte furnizohet përmes tyre përmes kthesave të një elektromagneti rrotullues, dhe fuqia kryesore hiqet nga mbështjellja e palëvizshme e statorit.

Gjenerator sinkron

Një veçori e veçantë e pajisjes është barazia midis frekuencës f induktuar në stator nga EMF dhe shpejtësia e rotorit ω :

ω = 60∙f/ fq rpm,

Ku fq– numri i çifteve të shtyllave në mbështjelljen e statorit.

Një gjenerator sinkron krijon një EMF në mbështjelljen e statorit, vlera e menjëhershme e të cilit përcaktohet nga shprehja:

e = 2π B max lwDn mëkatω t,

Ku l Dhe D– gjatësia dhe diametri i brendshëm i bërthamës së statorit.

Një gjenerator sinkron prodhon tension me një karakteristikë sinusoidale. Kur konsumatorët janë të lidhur me terminalet e tij C 1, C 2, C 3, një rrymë një ose trefazore rrjedh nëpër qark, diagrami është më poshtë.

Qarku i gjeneratorit sinkron trefazor

Veprimi i një ngarkese elektrike në ndryshim ndryshon gjithashtu ngarkesën mekanike. Në të njëjtën kohë, shpejtësia e rrotullimit rritet ose zvogëlohet, si rezultat i së cilës ndryshon tensioni dhe frekuenca. Për të parandaluar që një ndryshim i tillë të ndodhë, karakteristikat elektrike mbahen automatikisht në një nivel të caktuar përmes reagimet nga tensioni dhe rryma në mbështjelljen e rotorit. Nëse rotori i gjeneratorit është bërë nga një magnet i përhershëm, ai ka aftësi të kufizuara për stabilizimin e parametrave elektrikë.

Rotori detyrohet të rrotullohet. Një rrymë induksioni furnizohet në mbështjelljen e saj. Në stator, fusha magnetike e rotorit, duke rrotulluar me të njëjtën shpejtësi, shkakton 3 emfs të alternuar me një zhvendosje fazore.

Fluksi kryesor magnetik i gjeneratorit krijohet nga veprimi i rrymës direkte që kalon nëpër mbështjelljen e rotorit. Fuqia mund të vijë nga një burim tjetër. E zakonshme është gjithashtu metoda e vetë-ngacmimit, kur një pjesë e vogël e rrymës alternative merret nga mbështjellja e statorit dhe kalon nëpër mbështjelljen e rotorit pas korrigjimit paraprak. Procesi bazohet në magnetizmin e mbetur, i cili është i mjaftueshëm për të ndezur gjeneratorin.

Pajisjet kryesore që prodhojnë pothuajse të gjithë energjinë elektrike në botë janë gjeneratorët sinkron hidro ose turbo.

Gjenerator asinkron

Pajisja e një gjeneratori të rrymës alternative të llojit asinkron dallohet nga ndryshimi në frekuencën e rrotullimit të EMF ω dhe rotor ω r. Ai shprehet përmes një koeficienti të quajtur rrëshqitje:

s = (ω - ω r)/ ω.

Në modalitetin e funksionimit, fusha magnetike ngadalëson rrotullimin e armaturës dhe frekuenca e saj është më e ulët.

Një motor asinkron mund të funksionojë në modalitetin e gjeneratorit nëse ω r >ω, kur rryma ndryshon drejtimin dhe energjia i kthehet rrjetit. Këtu çift rrotullimi elektromagnetik bëhet frenues. Përdorimi i kësaj veçorie është i zakonshëm kur ulni ngarkesat ose në automjetet elektrike.

Një gjenerator asinkron zgjidhet kur kërkesat për parametrat elektrikë nuk janë shumë të larta. Në prani të mbingarkesave fillestare, do të preferohej një gjenerator sinkron.

Pajisja gjenerator makine nuk ndryshon nga një i zakonshëm që gjeneron rrymë elektrike. Ai prodhon rrymë alternative, e cila më pas korrigjohet.

Si duket një gjenerator makinash?

Dizajni përbëhet nga një rotor elektromagnetik që rrotullohet në dy kushineta të drejtuara përmes një rrotull. Ka vetëm një mbështjellje, me rrymë direkte që furnizohet nëpërmjet 2 unazave të bakrit dhe furçave të grafitit.

Rele-rregullatori elektronik mban një tension të qëndrueshëm prej 12 V, pavarësisht nga shpejtësia e rrotullimit.

Qarku i gjeneratorit të makinës

Rryma nga bateria furnizohet në mbështjelljen e rotorit përmes një rregullatori të tensionit. Momenti rrotullues i transmetohet atij përmes një rrotull dhe një EMF induktohet në kthesat e mbështjelljes së statorit. Rryma e krijuar trefazore korrigjohet nga diodat. Tensioni konstant i daljes mbahet nga një rregullator që kontrollon rrymën e ngacmimit.

Ndërsa motori shpejton, rryma e fushës zvogëlohet, duke ndihmuar në ruajtjen e një tensioni konstant të daljes.

Gjenerator klasik

Dizajni përmban një motor që funksionon me karburant të lëngshëm që rrotullon një gjenerator. Shpejtësia e rotorit duhet të jetë e qëndrueshme, përndryshe cilësia e prodhimit të energjisë elektrike ulet. Kur gjeneratori konsumohet, shpejtësia e rrotullimit bëhet më e ulët, gjë që është një disavantazh i rëndësishëm i pajisjes.

Nëse ngarkesa në gjenerator është nën nominale, ajo do të jetë pjesërisht boshe, duke konsumuar karburant të tepërt.

Prandaj, kur e blini atë, është e rëndësishme të bëni një llogaritje të saktë të fuqisë së kërkuar në mënyrë që të ngarkohet saktë. Një ngarkesë nën 25% është e ndaluar pasi kjo ndikon në qëndrueshmërinë e saj. Pasaportat tregojnë të gjitha mënyrat e mundshme të funksionimit që duhet të respektohen.

Shumë lloje të modeleve klasike kanë çmime të pranueshme, besueshmëri e lartë dhe një gamë e gjerë fuqie. Është e rëndësishme ta ngarkoni siç duhet dhe të kryeni kontrollin teknik në kohë. Figura më poshtë tregon modelet e gjeneratorëve me benzinë dhe naftë.

Gjenerator klasik: a) – gjenerator benzine, b) – gjenerator dizel

Gjenerator me naftë

Gjeneratori fuqizon motorin, i cili funksionon nafte. Motori me djegie të brendshme përbëhet nga një pjesë mekanike, një panel kontrolli, një sistem furnizimi me karburant, ftohje dhe lubrifikimi. Fuqia e gjeneratorit varet nga fuqia e motorit me djegie të brendshme. Nëse kërkohet në sasi të vogla, për shembull, për pajisje shtëpiake, këshillohet të përdorni një gjenerator benzine. Gjeneratorë me naftë përdoret aty ku nevojitet fuqi e lartë.

ICE-të përdoren kryesisht me valvola të sipërme. Ato janë më kompakte, më të besueshme, të lehta për t'u riparuar dhe lëshojnë më pak mbetje toksike.

Ata preferojnë të zgjedhin një gjenerator me një trup metalik, pasi plastika është më pak e qëndrueshme. Pajisjet pa furça janë më të qëndrueshme dhe voltazhi i gjeneruar është më i qëndrueshëm.

Kapaciteti rezervuar karburanti siguron funksionimin me një mbushje jo më shumë se 7 orë. Në instalimet e palëvizshme, përdoret një rezervuar i jashtëm me një vëllim të madh.

Gjenerator benzine

Burimi më i zakonshëm i energjisë mekanike është ai me katër goditje motori me karburator. Në pjesën më të madhe, përdoren modele nga 1 deri në 6 kW. Ka pajisje deri në 10 kW që mund të furnizojnë një shtëpi të vendit në një nivel të caktuar. Çmimet gjeneratorë të benzinës janë të pranueshme, dhe burimi është mjaft i mjaftueshëm, megjithëse më pak se ai i motorëve me naftë.

Gjeneratori zgjidhet në varësi të ngarkesave.

Për rryma të larta fillestare dhe përdorim të shpeshtë të saldimit elektrik, është më mirë të përdorni një gjenerator sinkron. Nëse merrni një gjenerator asinkron më të fuqishëm, ai do të përballet me rrymat fillestare. Megjithatë, këtu është e rëndësishme që ajo të jetë e ngarkuar, përndryshe benzina do të shpërdorohet.

Gjenerator inverter

Makinat përdoren aty ku kërkohet energji elektrike Cilesi e larte. Ata mund të punojnë vazhdimisht ose me ndërprerje. Objektet e konsumit të energjisë këtu janë institucionet ku nuk lejohen rritjet e energjisë.

Baza e gjeneratorit të inverterit është njësia elektronike, i cili përbëhet nga një ndreqës, mikroprocesor dhe konvertues.

Blloku i një gjeneratori inverter

Prodhimi i energjisë elektrike fillon në të njëjtën mënyrë si në modelin klasik. Fillimisht, gjenerohet rryma alternative, e cila më pas korrigjohet dhe furnizohet në inverter, ku përsëri shndërrohet në rrymë alternative, me parametrat e nevojshëm.

Llojet e gjeneratorëve të inverterit ndryshojnë në natyrën e tensionit të daljes:

drejtkëndëshe - më e lira, e aftë për të fuqizuar vetëm mjetet e energjisë;
impuls trapezoid - i përshtatshëm për shumë pajisje, me përjashtim të pajisjeve të ndjeshme (kategoria me çmim të mesëm);
Tensioni sinusoidal – karakteristika të qëndrueshme, të përshtatshme për të gjitha pajisjet elektrike (çmimi më i lartë).

Përparësitë e gjeneratorëve inverter:

dimensionet dhe pesha e vogël;
konsumi i ulët i karburantit duke rregulluar prodhimin e sasisë së energjisë elektrike që konsumatorët kërkojnë aktualisht;
Mundësia e funksionimit afatshkurtër me mbingarkesë.

Disavantazhet janë çmimet e larta, ndjeshmëria ndaj ndryshimeve të temperaturës në pjesën elektronike dhe fuqia e ulët. Përveç kësaj, riparimi i njësisë elektronike është i shtrenjtë.

Modeli i inverterit zgjidhet në rastet e mëposhtme:

pajisja blihet vetëm në rastet kur një gjenerator konvencional nuk është i përshtatshëm, pasi çmimi i tij është i lartë;
fuqia e kërkuar nuk është më shumë se 6 kW;
opsionet klasike të gjeneratorit janë më të përshtatshme për përdorim të rregullt;
është e nevojshme të furnizohen pjesërisht pajisjet shtëpiake me energji elektrike;
Për përdorim shtëpiak është më mirë të përdorni pajisje njëfazore.

Video. Alternator.

Gjeneratorët e rrymës alternative janë në gjendje të rimbushin energjinë elektrike në shtëpi kur një pajisje e palëvizshme dështon, dhe gjithashtu përdoren në çdo vend ku nevojitet furnizimi me energji elektrike.

Siç e dini, kur rryma kalon nëpër një përcjellës (spiral), formohet një fushë magnetike. Dhe, anasjelltas, kur një përcjellës lëviz lart e poshtë nëpër linjat e fushës magnetike, a forca elektromotore. Nëse lëvizja e përcjellësit është e ngadaltë, atëherë rryma elektrike që rezulton do të jetë e dobët. Vlera aktuale është drejtpërdrejt proporcionale me forcën e fushës magnetike, numrin e përcjellësve dhe, në përputhje me rrethanat, shpejtësinë e lëvizjes së tyre.

Gjeneratori më i thjeshtë i rrymës përbëhet nga një spirale e bërë në formën e një daulleje mbi të cilën është mbështjellë tela. Spiralja është ngjitur në bosht. Një daulle me tela quhet gjithashtu një armaturë.

Për të hequr rrymën nga spiralja, fundi i çdo teli është ngjitur në furçat që mbledhin rrymë. Këto furça duhet të jenë plotësisht të izoluara nga njëra-tjetra.

Alternator

Kur armatura rrotullohet rreth boshtit të saj, forca elektromotore ndryshon. Kur spiralja kthehet nëntëdhjetë gradë, rryma është maksimale. Në kthesën tjetër bie në zero.

Një rrotullim i plotë i një kthese në një gjenerator të rrymës krijon një periudhë rryme ose, me fjalë të tjera, rrymë alternative.

Një ndërprerës përdoret për të prodhuar rrymë konstante. Ai përbëhet nga një unazë e prerë në dy pjesë, secila prej të cilave është ngjitur në kthesa të ndryshme të armaturës. Në instalimi i saktë gjysmat e unazës dhe furçat e grumbullimit të rrymës, për çdo periudhë ndryshimi të fuqisë së rrymës në pajisje, rryma direkte do të rrjedhë në mjedisin e jashtëm.

Një gjenerator i madh i rrymës industriale ka një armaturë të palëvizshme të quajtur stator. Një rotor rrotullohet brenda statorit, duke krijuar një fushë magnetike.

Sigurohuni që të lexoni artikuj në lidhje me gjeneratorët e makinave:

Çdo makinë ka një gjenerator të rrymës që funksionon ndërsa makina është në lëvizje për të furnizuar me energji elektrike baterinë, sistemet e ndezjes, fenerët, radion, etj. Dredha-dredha e fushës së rotorit është një burim i fushës magnetike. Në mënyrë që fluksi magnetik i mbështjelljes së fushës të furnizohet pa humbje në mbështjelljen e statorit, bobinat vendosen në brazda të veçanta në strukturën e çelikut.

Gjeneratori i rrymës- Kjo Makine elektrike, e cila shndërron energjinë mekanike në energji elektrike. Ata mund të gjenerojnë rrymë direkte dhe alternative.

Deri në gjysmën e dytë të shekullit të 20-të Gjeneratorët DC u përdorën në automjete. Pastaj diodat gjysmëpërçuese u përhapën, të cilat bënë të mundur korrigjimin e rrymës alternative ose bërjen e saj të drejtpërdrejtë. Prandaj, edhe në këtë fushë, gjeneratorët DC kanë zëvendësuar ata më të besueshëm dhe kompakt. gjeneratorë trefazorë rrymë alternative.

Unë kam shqyrtuar në detaje çështjet e funksionimit të motorit elektrik, të cilat tani do të përshkruhen parimet e përgjithshme funksionimin dhe projektimin e gjeneratorit të rrymës. Nuk do të ndalem në detaje për makinat DC, sepse ato nuk përdoren në jetën e përditshme, garazhet dhe automjetet sot. Ato përdoren gjerësisht vetëm në transportin elektrik urban: trolejbusët dhe tramvajet.

Parimi i funksionimit të gjeneratorit aktual

Gjeneratori funksionon në bazë të ligjit induksioni elektromagnetik Faraday - forca elektromotore (EMF) induktohet në një lak drejtkëndor (kornizë teli) që rrotullohet në një fushë magnetike rrotulluese uniforme.

EMF gjithashtu ndodh në një kornizë drejtkëndore të palëvizshme nëse në të rrotullohet një magnet.

Gjeneratori më i thjeshtëËshtë një kornizë drejtkëndëshe e vendosur midis 2 magneteve me pole të ndryshme. Për të hequr tensionin nga korniza rrotulluese, përdoren unaza rrëshqitëse. Në praktikë Përdoren elektromagnet, të cilët janë mbështjellje induktore ose mbështjellje të bëra me tela bakri në llak izolues elektrik. Kur kalon rryme elektrike përgjatë mbështjelljeve, ato fillojnë të kenë veti elektromagnetike. Për t'i ngacmuar ata, nevojitet një burim shtesë aktual - në makina kjo është bateri akumulatori. Në termocentralet shtëpiake, ngacmimi gjatë ndezjes ndodh si rezultat i vetë-ngacmimit ose nga një gjenerator shtesë DC me fuqi të ulët, i cili drejtohet nga boshti i gjeneratorit.

Sipas parimit të funksionimit gjeneratorët mund të jenë sinkron ose asinkron.

Gjeneratorë asinkron strukturisht e thjeshtë dhe e lirë për t'u prodhuar, më rezistente ndaj rrymave qark i shkurtër dhe mbingarkesat. Gjeneratori elektrik asinkron është ideal për furnizim me energji elektrike ngarkesë aktive: llamba inkandeshente, ngrohje elektrike, elektronikë, djegëset elektrike etj. Por edhe mbingarkesa afatshkurtër është e papranueshme për ta, prandaj, kur lidhni motorët elektrikë, mos lloji elektronik makinë saldimi, vegla elektrike dhe ngarkesa të tjera induktive - rezerva e fuqisë duhet të jetë të paktën tre herë, dhe mundësisht katër herë.
Gjenerator sinkron E përkryer për konsumatorët induktivë me rryma të larta hyrëse. Ata janë në gjendje të përballojnë një mbingarkesë të rrymës pesëfishuar brenda një sekonde.

Pajisja e gjeneratorit të rrymës alternative

Si shembull i një pajisjeje, le të marrim një gjenerator trefazor automobilistik.

Gjenerator makinash përbëhet nga një trup dhe dy mbulesa me vrima për ajrim. Rotori rrotullohet në 2 kushineta dhe drejtohet nga një rrotull. Në thelbin e tij, rotori është një elektromagnet i përbërë nga një dredha-dredha. Rryma furnizohet me të duke përdorur dy unaza bakri dhe furça grafiti, të cilat janë të lidhura me një kontrollues rele elektronik. Ai është përgjegjës për të siguruar që voltazhi i furnizuar nga gjeneratori të jetë gjithmonë në kufijtë e pranueshëm 12 volt me devijime të lejueshme dhe nuk vareshin nga shpejtësia e rrotullës. Rregullatori i stafetës mund të ndërtohet ose në kutinë e gjeneratorit ose të vendoset jashtë tij.

Statori përbëhet nga tre mbështjellje bakri të ndërlidhura në një trekëndësh. Një urë ndreqës prej 6 diodash gjysmëpërçuese është e lidhur me pikat e lidhjes së tyre, të cilat konvertojnë tensionin nga AC në DC.

Gjenerator elektrik me benzinë përbëhet nga një motor dhe një gjenerator i rrymës që e drejton atë drejtpërdrejt, i cili mund të jetë ose sinkron ose asinkron.