Električni generator , imenovano tudi dinamo , kateri koli stroj, ki mehansko energijo pretvori v električno energijo za prenos in distribucijo po daljnovodih domačim, komercialnim in industrijskim odjemalcem. Generatorji proizvajajo tudi električno energijo, potrebno za avtomobile, letala, ladje in vlake.
Mehansko moč električnega generatorja običajno dobimo iz vrtljive gredi in je enaka navoru gredi, pomnoženi z vrtilno ali kotno hitrostjo. Mehanska moč lahko prihaja iz številnih virov: hidravlične turbine na jezovih ali slapovih; vetrne turbine; parne turbine, ki uporabljajo paro, proizvedeno s toploto iz zgorevanja fosilnih goriv ali jedrske cepitve; plinske turbine, ki gorijo plin neposredno v turbini; ali bencinski in dizelski motorji. Konstrukcija in hitrost generatorja se lahko precej razlikujeta, odvisno od značilnosti mehaničnega pogonskega sklopa.
Skoraj vsi generatorji, ki se uporabljajo za napajanje elektroenergetskih omrežij, proizvajajo izmenični tok , ki obrne polarnost pri fiksni frekvenci (običajno 50 ali 60 ciklov ali dvojni preobrat v sekundi). Ker je več generatorjev povezanih v elektroenergetsko omrežje, morajo za istočasno delovanje delovati na isti frekvenci. Zato so znani kot sinhroni generatorji ali v nekaterih kontekstih , alternatorji.
subatomski delec brez naboja
Glavni razlog za izbiro izmeničnega toka za električna omrežja je ta, da njegova nenehna sprememba s časom omogoča uporabo transformatorjev. Te naprave pretvorijo električno energijo ne glede na napetost in tok, ki jo ustvari, v visoko napetost in nizek tok za prenos na dolge razdalje, nato pa jo pretvorijo v nizko napetost, primerno za vsakega posameznega potrošnika (običajno 120 ali 240 voltov za gospodinjske storitve). Posebna oblika uporabljenega izmeničnega toka je a sinusni val , ki ima obliko, prikazano vSlika 1. To je bilo izbrano, ker je to edina ponavljajoča se oblika, pri kateri je mogoče dva vala, ki se s časom premakneta drug od drugega, pojaviti enako kot rezultat. Idealno je torej imeti vse napetosti in tokove sinusne oblike. Sinhroni generator je zasnovan za izdelavo te oblike čim bolj natančno, kot je praktično. To se bo pokazalo, ko bodo glavne komponente in značilnosti takega generatorja opisane spodaj.
Sinusni val. Enciklopedija Britannica, Inc.
V prečnem prerezu je prikazan osnovni sinhroni generatorSlika 2. Osrednja gred rotorja je povezana z mehanskim pogonom. The magnetno polje proizvajajo vodniki ali tuljave, naviti v reže, zarezane na površini valjastega železnega rotorja. Ta niz tuljav, povezanih zaporedno, je tako znan kot navitje polja. Položaj poljskih tuljav je tak, da je navzven usmerjena ali radialna komponenta magnetnega polja, ki nastane v zračni reži do statorja, približno sinusno razporejena okoli obrobju rotorja. VSlika 2, gostota polja v zračni reži je največja navzven na vrhu, največja navznoter na dnu in nič na obeh straneh, kar približuje sinusno razporeditev.
eden od mitskih ustanoviteljev Rima
Elementarni sinhroni generator. Enciklopedija Britannica, Inc.
kaj delajo trije zidarji
Stator elementarnega generatorja vSlika 2je sestavljen iz valjastega obroča iz železa, ki omogoča enostavno pot magnetnega pretoka. V tem primeru stator vsebuje samo eno tuljavo, obe strani sta nameščeni v režah v železu, konci pa so povezani z ukrivljenimi vodniki okoli oboda statorja. Tuljava je običajno sestavljena iz več obratov.
Ko se rotor zavrti, se v tuljavi statorja sproži napetost. V vsakem trenutku je velikost napetosti sorazmerna s hitrostjo, s katero se magnetno polje, obkroženo s tuljavo, spreminja s časom - tj. Hitrostjo, s katero magnetno polje prehaja ob obeh straneh tuljave. Napetost bo torej največja v eno smer, ko se rotor obrne za 90 ° iz položaja, prikazanega vSlika 2in bo pozneje največja v nasprotno smer 180 °. Valovna oblika napetosti bo približno sinusne oblike, prikazane vSlika 1.
Struktura rotorja generatorja vSlika 2ima dva pola, enega za magnetni tok, usmerjen navzven, in ustreznega za tok, usmerjen navznoter. Za vsako rotacijo rotorja se v statorski tuljavi inducira en popoln sinusni val. Frekvenca električne moči, izmerjena v hercih (ciklov na sekundo), je torej enaka hitrosti rotorja v vrtljajih na sekundo. Če želite na primer oskrbeti z električno energijo pri 60 hercih, morata biti hitrost glavnega pogona in rotorja 60 vrtljajev na sekundo ali 3.600 vrtljajev na minuto. To je primerna hitrost za številne parne in plinske turbine. Pri zelo velikih turbinah je takšna hitrost zaradi mehanskih obremenitev lahko pretirana. V tem primeru je rotor generatorja zasnovan s štirimi polovi, razmaknjenimi v intervalih 90 °. Napetost, inducirana v statorski tuljavi, ki se razteza pod podobnim kotom 90 °, bo sestavljena iz dveh popolnih sinusnih valov na vrtljaj. Zahtevana hitrost rotorja za frekvenco 60 herc je nato 1.800 vrtljajev na minuto. Za nižje hitrosti, kot jih uporablja večina vodnih turbin, lahko uporabimo večje število parov polov. Možne vrednosti vrtljajev rotorja v vrtljajih na minuto so enake 120 f / str , kje f je frekvenca in str število polov.
Copyright © Vse Pravice Pridržane | asayamind.com