Az emberek tevékenységük szinte minden területén felhasználják az elektromos áram energiáját. Ma már nem könnyű elképzelni az életet elektromosság nélkül, amelyet speciális berendezések segítségével alakítanak át mechanikai energiából. Tekintsük részletesebben, hogyan zajlik ez a folyamat, és hogyan vannak elrendezve a modern generátorok.
Tartalom
Mechanikai energia átalakítása elektromos energiává
Bármelyik generátor a mágneses indukció elvén működik. A legegyszerűbb generátor egy tekercsnek tekinthető, amely mágneses térben forog. Van olyan változat is, hogy a tekercs mozdulatlan marad, de a mágneses tér csak keresztezi. E mozgás során váltakozó áram keletkezik.Ennek az elvnek megfelelően világszerte hatalmas számú generátor működik, áramellátó rendszerré egyesítve.
A generátor berendezése és kialakítása
Egy szabványos áramfejlesztő a következő összetevőket tartalmazza:
- Keret, amelyre elektromágneses pólusú állórész van rögzítve. Fémből készült, és a mechanizmus összes elemének védő funkcióját kell ellátnia.
- Az állórész, amelyhez a tekercs van rögzítve. Ferromágneses acélból készül.
- A forgórész egy mozgatható elem, amelynek magján egy tekercs található, amely elektromos áramot képez.
- Kapcsoló egység, amely elvezeti az elektromosságot a rotorról. Ez egy mozgatható vezetőgyűrűk rendszere.
A céltól függően a generátor bizonyos tervezési jellemzőkkel rendelkezik, de két olyan alkatrésze van, amely minden mechanikai energiát villamos energiává alakító eszközzel rendelkezik:
- A forgórész mozgatható egy darabból álló vasrész;
- Az állórész egy rögzített elem, amely vaslemezekből készül. Belül hornyok vannak, amelyekben a huzaltekercs található.
A nagyobb mágneses indukció eléréséhez kis távolságnak kell lennie ezen elemek között. Tervezésük szerint a generátorok a következők:
- Mozgatható armatúrával és statikus mágneses térrel.
- Fix armatúrával és forgó mágneses térrel.
Jelenleg elterjedtebbek a forgó mágneses térrel rendelkező berendezések, mert. sokkal kényelmesebb az elektromos áram eltávolítása az állórészről, mint a forgórészről. A generátor készülék sok hasonlóságot mutat az elektromos motor kialakításával.
Generátor áramkör
Az elektromos generátor működési elve: abban a pillanatban, amikor a tekercs fele az egyik póluson, a másik pedig az ellenkezőjén van, az áram az áramkörön áthalad a minimális értéktől a maximális értékig és fordítva.
A generátorok osztályozása és típusai
Minden elektromos generátor elosztható a munka kritériuma és az üzemanyag típusa szerint, amelyből villamos energiát állítanak elő. Minden generátor egyfázisúra (kimeneti feszültség 220 volt, frekvencia 50 Hz) és háromfázisúra (380 volt, 50 Hz frekvenciával), valamint a működési elv és az elektromos árammá alakított tüzelőanyag típusa van felosztva. . Még a generátorok is használhatók különböző területeken, ami meghatározza azok műszaki jellemzőit.
A munka elve szerint
Külön aszinkron és szinkron generátorok.
Aszinkron
Az aszinkron generátoroknak nincs pontos kapcsolatuk EMF a rotor fordulatszámán, de itt működik a "slip S" kifejezés. Ez határozza meg ezt a különbséget. A csúszási érték kiszámításra kerül, így az indukciós motor elektromechanikus folyamatában még mindig van némi befolyása a generátorelemeknek.
Szinkron
Az ilyen generátor fizikai függése a forgórész forgómozgásától függ a generált elektromosság frekvenciájától. Egy ilyen eszközben a forgórész egy elektromágnes, amely magokból, tekercsekből és pólusokból áll. Az állórész tekercsek, amelyek a csillag elve szerint vannak csatlakoztatva, és közös pontjuk van - nulla. Bennük keletkezik az elektromosság.
A forgórészt mozgó elemek (turbinák) külső ereje hozza mozgásba, amelyek szinkronban mozognak. Egy ilyen generátor gerjesztése lehet érintkező és nem érintkező is.
A motor üzemanyag típusa szerint
A hálózattól való távolodás a generátorok megjelenésével már nem akadályozza az elektromos készülékek használatát.
gázgenerátor
Tüzelőanyagként gázt használnak, melynek égése során mechanikai energia keletkezik, amelyet azután elektromos áram vált fel. A gázgenerátor használatának előnyei:
- Környezetvédelem, mert az égés során a gáz nem bocsát ki káros elemeket, kormot és mérgező bomlástermékeket;
- Gazdaságilag nagyon kifizetődő olcsó gázt égetni. A benzinhez képest sokkal kevesebbe fog kerülni;
- Az üzemanyag-ellátás automatikusan történik. Szükség szerint benzint és gázolajat kell hozzáadni, és a gázgenerátort általában a gázellátó rendszerhez kell csatlakoztatni;
- Az automatizálásnak köszönhetően a készülék önállóan lép működésbe, de ehhez meleg helyiségben kell elhelyezni.
Dízel generátor
Ez a kategória főként 5 kW teljesítményű egyfázisú egységekből áll. A 220 Volt és az 50 Hz-es frekvencia szabványos a háztartási gépeknél, így a dízelgép jól bírja a normál terhelést. Ahogy sejtheti, a működéséhez gázolajra van szükség. Miért válassza a dízel generátort?
- Az üzemanyag relatív olcsósága;
- Automatizálás, amely lehetővé teszi a generátor automatikus indítását, ha az áramellátás megszakad;
- Magas szintű tűzbiztonság;
- A dízel egység hosszú ideig meghibásodás nélkül képes működni;
- Lenyűgöző tartósság – egyes modellek összesen 4 év folyamatos működésre képesek.
Benzin generátor
Az ilyen eszközök nagyon keresettek háztartási berendezésekként. Annak ellenére, hogy a benzin drágább, mint a gáz és a dízel, az ilyen generátoroknak számos erőssége van:
- Kis méretek nagy teljesítménnyel;
- Könnyen kezelhető: a legtöbb modell manuálisan indítható, a nagyobb generátorok pedig önindítóval vannak felszerelve. A feszültséget egy bizonyos terhelés mellett egy speciális csavarral szabályozzák;
- A generátor túlterhelése esetén a védelem automatikusan aktiválódik;
- Könnyen karbantartható és javítható;
- Működés közben ne adjon nagy zajt;
- Bel- és kültéren is használható, de nedvességtől óvni kell.
Fő alkalmazások
Attól függően, hogy a generátort hol használják, meghatározzák annak műszaki jellemzőit. Főleg a generátornak az alkalmazási területen adott kategóriához viszonyított aránya határozza meg a teljesítményét. A következő típusú berendezéseket működési területek szerint osztják fel:
- Háztartás. Teljesítményük 0,7-25 kW. Általában ebbe a kategóriába tartoznak a benzin- és dízelgenerátorok. Háztartási elektromos készülékek és kis teljesítményű berendezések táplálására használják, nagyon gyakran építkezéseken. Hordozható áramforrásként használható, ha vidékre megy;
- Szakmai. Állandó áramforrásként használhatók önkormányzati intézményekben és kis termelő vállalkozásokban. Teljesítménye nem haladja meg a 100 kW-ot;
- Ipari.Használhatók nagy gyárakban és üzemekben, ahol nagy teljesítményű berendezésekre van szükség. Az ilyen eszközök teljesítménye meghaladja a 100 kW-ot, jelentős méretűek, és nehezen karbantarthatók egy felkészületlen személy számára.
