biathlonmordovia.ru → Motor elektrik

Pjesët kryesore të një alternatori induksioni. Alternatori: dizajni dhe qëllimi

Gjenerator sinkron - makinë (mekanizëm) rryma alternativeqë shndërron një lloj të caktuar të energjisë në energji elektrike. Pajisjet e tilla përfshijnë makina elektrostatike, qeliza galvanike, bateri diellore, termopile, etj. Përdorimi i secilit lloj të pajisjeve të listuara përcaktohet nga karakteristikat e tyre teknike.

Zona e aplikimit

Njësitë sinkrone përdoren si burime të energjisë elektrike të rrymës alternative: ato përdoren në termocentrale të fuqishme termike, hidrike dhe bërthamore, në termocentrale të lëvizshëm, sisteme transporti (makina, aeroplanë, lokomotiva naftë). Një njësi sinkrone është e aftë të funksionojë në mënyrë autonome - si një gjenerator, i cili ushqen çdo ngarkesë të lidhur me të, ose paralelisht me rrjetin - gjeneratorë të tjerë janë të lidhur me të.

Një njësi sinkrone mund të ndezë pajisjet në vendet ku nuk ka furnizim qendror të energjisë në rrjetet elektrike. Këto pajisje mund të përdoren në fermat që ndodhen larg vendbanimeve.

Përshkrimi i pajisjes

Pajisja e një gjeneratori sinkron është për shkak të pranisë së elementeve të tilla si:

Rotori, ose induktori (i lëvizshëm, rrotullues), i cili përfshin dredhën e fushës.
Një spirancë, ose stator (i paluajtshëm), në të cilin përfshihet dredha-dredha.
Dredha-dredha e njësisë.
Çelësi i spirales së statorit.
Ndreqës.
Disa kabllo.
Struktura e përbërjes elektrike.
Makinë saldimi.
Spiralja e rotorit.
Furnizuesi aktual i rregulluar i vazhdueshëm.

Gjeneratori sinkron punon si gjeneratorë dhe motorë. Mund të kalojë nga orari i gjeneratorit në orarin e motorit - kjo varet nga veprimi i forcës rrotulluese ose frenimit të pajisjes. Në orarin e gjeneratorit, mekaniku është përfshirë në të, dhe energjia elektrike del. Në grafikun e motorit, energjia elektrike hyn në të, dhe energjia mekanike del.

Pajisja është e lidhur me një qark të rrymës alternative të llojeve të ndryshme të rezistencave jolineare. Njësitë sinkrone janë gjeneratorë të rrymës alternative në termocentralet, ndërsa motorët sinkronë përdoren kur nevojitet një motor që funksionon me një frekuencë konstante rrotulluese.

Parimi i funksionimit të njësisë

Gjeneratori sinkron funksionon në parimin e induksionit elektromagnetik. Gjatë përtacisë, spiralja e armaturës (statorit) është e hapur, prandaj fusha magnetike e njësisë formohet nga një mbështjellje e rotorit. Kur rotori rrotullohet nga një motor me tel, ai ka një frekuencë konstante, fusha magnetike rrotulluese lëviz nëpër përçuesit e mbështjelljeve të fazës së statorit dhe indukton rryma alternative të përsëritura - forca elektromotore (EMF). EMF është sinusoidale, jo sinusoidale ose pulsuese.

Dredha-dredha e ngacmimit ka për qëllim të krijojë një fillestar fushë magnetikepër të induktuar forcë lëvizëse elektrike në spiralën e armaturës. Nëse armatura e një gjeneratori sinkron vihet në lëvizje duke rrotulluar me një shpejtësi të caktuar, atëherë ngacmohet nga një burim i rrymave konstante, atëherë fluksi i ngacmimit kalon nëpër përçuesit e mbështjellësve të statorit dhe EMF e ndryshueshme induktohet në fazat e spirales.

Pajisja trefazore

Një gjenerator sinkron trefazor është një pajisje që ka një strukturë trefazore AC, e cila është me përdorim të madh praktik. Një elektromagnet rrotullues është i aftë të gjenerojë një fluks magnetik (alternuar), i cili lëviz nëpër tre fazat e mbështjelljes ekzistuese të statorit. Dhe rezultati i kësaj është që një EMF i ndryshueshëm me të njëjtën frekuencë të ndodhë në faza, zhvendosja e fazës kryhet në një kënd të barabartë me një të tretën e periudhës së rrotullimit të fushave magnetike.

Një gjenerator sinkron trefazor është i pajisur në mënyrë që armatura në boshtin e saj të jetë një elektromagnet dhe të mundësohet nga gjeneratori. Kur boshti rrotullohet, për shembull nga një turbinë, gjeneratori furnizon rrymën elektrike, ndërsa mbështjellja e rotorit mundësohet nga rryma e furnizuar. Nga kjo, armatura bëhet një magnet elektrik dhe, duke kryer revolucione me të njëjtin bosht, jep një fushë elektromagnetike rrotulluese.

Gjeneratorët sinkronë trefazorë hidro dhe turbinë prodhojnë pjesën më të madhe të energjisë elektrike. Njësitë sinkrone përdoren gjithashtu si motorë elektrikë në pajisjet me një fuqi që tejkalon 50 kW. Gjatë funksionimit të njësisë sinkrone në grafikun e motorit, vetë rotor është i lidhur me një burim të rrymave konstante, ndërsa statori është i lidhur me një kabllo trefazore.

Strukturat e ngacmimit

Çdo gjenerator turbo, hidro, naftë, kompensatorë sinkron, motorë, të prodhuar në këtë moment, janë të pajisura me strukturat më të fundit gjysmëpërçuese, siç janë ngacmimi i gjeneratorëve sinkronë. Këto struktura përdorin metodën e ndreqjes së rrymave alternative trefazore të ngacmuesve të frekuencës së lartë ose industriale ose tensionit të njësisë së ngacmuar.

Pajisja e gjeneratorit është e tillë që strukturat e ngacmimit mund të sigurojnë parametra të tillë të funksionimit të njësisë si:

Faza e parë e zgjimit, domethënë fillestare.
Puna boshe.
Lidhja me rrjetin me anë të sinkronizimit të saktë ose vetë-sinkronizimit.
Punoni në një strukturë energjie me ngarkesa ose mbingarkesa ekzistuese.
Nxitja e pajisjeve sinkrone mund të detyrohet sipas kritereve të tilla si voltazhi dhe rryma, duke pasur një shumëllojshmëri të caktuar.
Frenimi elektrik i aparatit.

Projektimi i gjeneratorit

Për momentin, prodhohen shumë lloje pajisje induksioni, por pajisja e gjeneratorit është projektuar në mënyrë që ato të kenë të njëjtat pjesë:

Një magnet elektromagnet ose i përhershëm që prodhon një fushë magnetike.
Dredha-dredha e ndryshueshme EMF.

Për të marrë fluksin më të lartë magnetik, të gjithë gjeneratorët përdorin një strukturë të veçantë magnetike, e cila përbëhet nga dy bërthama çeliku.

Dredha-dredha që krijojnë fushën magnetike janë instaluar në vendet e çara të njërës bërthamë, dhe mbështjelljet e shkaktuara nga EMF janë instaluar në vendet e tjera. Njëra prej bërthamave - ajo e brendshme - ndërvepron me mbështjelljen e saj dhe rrotullohet rreth një shufre horizontale ose vertikale. Një shufër e tillë quhet rotor. Një bërthamë e palëvizshme me një mbështjellje quhet armaturë (stator).

Karakteristikat e instrumentit

Për të vlerësuar funksionin e gjeneratorëve sinkronë, vlejnë të njëjtat karakteristika si në gjeneratorët. rrymë e vazhdueshme... Vetëm disa kushte janë të ndryshme dhe plotësohen.

Karakteristikat kryesore të një gjeneratori sinkron janë:

Ngecja është varësia e EMF e pajisjes nga rrymat e ngacmimit, në të njëjtën kohë është një tregues i magnetizimit të qarqeve magnetike të makinës.
Karakteristika e jashtme është varësia e tensionit të pajisjes nga rrymat e ngarkesës. Tensioni i njësisë ndryshon në mënyra të ndryshme në varësi të rritjes së ngarkesës për lloje të ndryshme të ngarkesës. Arsyet që shkaktojnë ndryshime të tilla janë si më poshtë:

Rënia e tensionit në induktiv dhe rezistenca aktive mbështjelljet e pajisjeve. Ajo rritet ndërsa ngarkesa e pajisjes, domethënë rryma e saj, rritet.
Ndryshimi në EMF të njësisë. Ndodh në varësi të përgjigjes së statorit. Me ngarkesa aktive, ulja e tensionit do të shkaktohet nga një rënie e tensionit në të gjitha mbështjelljet, sepse përgjigja e statorit përfshin një rritje të gjeneratorit EMF. Me llojet aktive-kondensuese të ngarkesës, efekti i magnetizimit shkakton një rritje të vlerës së tensionit aktual krahasuar me vlerën nominale.

Karakteristikat e kontrollit të një gjeneratori sinkron janë varësia e rrymave të fushës nga rrymat e ngarkesës. Gjatë funksionimit të njësive sinkrone, është e nevojshme të ruhet një tension konstant në terminalet e tyre, pavarësisht nga natyra dhe madhësia e ngarkesave. Kjo nuk është e vështirë të arrihet nëse rregullohet gjeneratori EMF. Kjo mund të bëhet duke ndryshuar rrymat e ngacmimit automatikisht në varësi të ndryshimeve në ngarkesa, domethënë, me një ngarkesë aktive-kondensuese, është e nevojshme të zvogëlohet rryma e ngacmimit për të ruajtur tension i vazhdueshëm, dhe me rritje aktive-induktive dhe aktive -.

Fuqia e një gjeneratori sinkron përcaktohet nga vlerat e mëposhtme:

Tensioni korrespondues i rrjetit.
EMF juaj.
Këndi i matjes.

Pajisje AC

Një alternator sinkron është një makinë elektrike që shndërron energjinë mekanike të rrotullimit në energji elektrike të rrymave alternative. Instalohen gjeneratorë të fuqishëm të rrymave të tilla:

gjeneratori i turbinave hidrogjenerator - në termocentralet;
pajisjet AC me energji relativisht të ulët - në sistemet e furnizimit me energji autonome (termocentrali me gaz, termocentrali me naftë) dhe në konvertuesit e frekuencës (gjeneratori i motorit).

Aktualisht, prodhohen shumë lloje të pajisjeve të tilla, por të gjitha kanë një rregullim të përbashkët të elementeve kryesore:

spirancë (stator) - fikse;
rotori që rrotullohet rreth boshtit.

Në gjeneratorët e mëdhenj industrialë, një elektromagnet, i cili është një rotor, rrotullohet. Në të njëjtën kohë, mbështjelljet me EMF të induktuar, të vendosura në vendet e statorit, mbeten të palëvizshme.

Në pajisje të tilla si një gjenerator sinkron me fuqi të ulët, fusha magnetike gjenerohet nga një magnet i përhershëm rrotullues.

Llojet e njësive sinkrone

Ekzistojnë llojet e mëposhtme të gjeneratorëve sinkronë:

Hidro - në të, rotor ka një ndryshim për shkak të pranisë së shtyllave të theksuara, përdoret në prodhimin e energjisë elektrike dhe funksionon me shpejtësi të ulët.
Turbo - ndryshon në strukturën implicite-pol të gjeneratorit, prodhohet nga turbina të llojeve të ndryshme, shpejtësia e rrotullimeve është mjaft e lartë, duke arritur rreth 6000 rpm.
Kompensator sinkron - kjo njësi furnizon fuqia reaktive, përdoret për të përmirësuar cilësinë e energjisë elektrike për të stabilizuar tensionin.
Njësia asinkrone e ushqimit të dyfishtë - një pajisje gjeneruese e këtij lloji konsiston në faktin se lidh mbështjelljet e rotorit dhe statorit nga një furnizues aktual me frekuenca të ndryshme. Krijohet një orar pune asinkron. Dallohet gjithashtu nga qëndrueshmëria e orarit të punës dhe fakti që konverton rryma të ndryshme të fazës dhe përdoret për të zgjidhur problemet me një specializim të ngushtë.
Njësia e goditjes me dy pole - punon në një diagram të qarkut të shkurtër, vepron për një kohë të shkurtër, në milisekonda. Gjithashtu teston pajisjet e tensionit të lartë.

Llojet e agregateve

Gjeneratori sinkron (motori) ndahet në disa modele, të cilat janë krijuar për një larmi qëllimesh:

Hapi (impuls) - përdoret për drejtimet e mekanizmave me një cikël start-stop ose pajisje lëvizje të vazhdueshme me një sinjal kontrolli impuls (sportele, drejtues shiritash, drejtues të makinave CNC, etj.).
Pa ingranazhe - për përdorim në sistemet autonome.
Kontakt - përdoret për të punuar si termocentrale në anijet e detit dhe flotës lumore.
Hysteresis - përdoret për njehsorët e kohës, në drejtuesit inercial elektrik, në sistemet e kontrollit automatik;
Motorë induksion - për furnizimin e instalimeve elektrike.

Ndarja sipas llojit të rotorit

Nga natyra e pajisjes së rotorit, pajisja e gjeneratorit ndahet në:

E qartë - me shtylla të spikatura ose me të theksuara. Këta rrotullues përdoren në gjeneratorë që punojnë në heshtje, shpejtësia e rrotullimit e të cilave nuk i kalon 1000 rpm.
Një shtyllë e nënkuptuar është një rotor në formë cilindri që nuk ka shtylla të dala. Këto armatura janë dy pole dhe katër pole.

Në rastin e parë, rotor përbëhet nga një kryq, mbi të cilin fiksohen bërthamat e shtyllave ose mbështjelljet e fushës. Së dyti - njësi me shpejtësi të lartë me një shpejtësi prej 1500 ose 3000. Rotori është bërë në formën e një cilindri prej çeliku me cilësi mjaft të lartë me brazda, në të cilin është instaluar një dredha ngacmimi, e përbërë nga mbështjellje të ndara me gjerësi të ndryshme.

Historia

Sistemet për gjenerimin e rrymës alternative janë njohur në forma të thjeshta që nga zbulimi i induksionit magnetik të rrymës elektrike. Makineritë e hershme u zhvilluan nga pionierë të tillë si Michael Faraday dhe Hippolyte Pixie.

Faraday zhvilloi një "trekëndësh rrotullues", veprimi i të cilit ishte shumëpolare - secili përçues aktiv u kalua në mënyrë sekuenciale nëpër një zonë ku fusha magnetike ishte në drejtime të kundërta. Demonstrata e parë publike e "sistemit alternator" më të fuqishëm u zhvillua në 1886. Alternatori i madh me dy faza u ndërtua nga elektricisti britanik James Edward Henry Gordon në 1882. Lord Kelvin dhe Sebastian Ferranti zhvilluan gjithashtu një alternator të hershëm që prodhonte frekuenca midis 100 dhe 300 herc. Në 1891, Nikola Tesla patentoi një alternator praktik "me frekuencë të lartë" (i cili funksiononte në një frekuencë prej rreth 15,000 hertz). Pas vitit 1891, u futën alternatorë shumëfazësh.

Parimi i funksionimit të gjeneratorit bazohet në veprimin e induksionit elektromagnetik - shfaqja e një tensioni elektrik në mbështjelljen e statorit, i cili është në një fushë magnetike alternative. Krijohet me ndihmën e një elektromagneti rrotullues - një rotor kur një rrymë e drejtpërdrejtë kalon përmes mbështjelljes së saj. Tensionit AC shndërrohet në konstante nga një ndreqës gjysmëpërçues.

Gjenerator makinash

Alternator automobilistik. Rripi i drejtimit është hequr.

Alternatori përdoret në makinat moderne për të karikuar baterinë dhe për të furnizuar sistemin elektrik të automobilave. Alternatorët nuk përdorin një komutator, i cili jep një avantazh të madh ndaj gjeneratorëve DC: ata janë më të thjeshtë, më të lehtë dhe më të lirë. Alternatorët e automjeteve përdorin një sërë ndreqësish (ura diodike) për të kthyer rrymën alternative në rrymë të drejtpërdrejtë. Për prodhimin e DC me një valëzim të ulët, alternatorët e automobilave kanë një dredhje trefazore dhe një ndreqës trefazor.

Alternatorët modernë të automobilave kanë një rregullator të tensionit të integruar. Më parë, ishin instaluar vetëm rregullatorët analog të tensionit. Për momentin, rregullatorët e releit kaluan në kanali dixhital i ashtuquajturi autobus CAN.

Alternatorët detarë

Gjeneratorë detarë AC në jahte me përshtatje të përshtatshme në mjedisin e ujit të kripur.

Alternatorët pa furça

Gjeneratori pa furça përbëhet nga dy gjeneratorë në një bosht. Gjeneratorët e vegjël pa furça mund të duken si një njësi, por të dy pjesët janë lehtësisht të identifikueshme në gjeneratorë më të mëdhenj. Shumica e të dyve janë gjeneratori kryesor dhe më i vogli është patogjeni. Nxitësi ka mbështjellje të palëvizshme të fushës dhe një armaturë rrotulluese (fuqia e mbështjellësve). Gjeneratori kryesor përdor konfigurime të kundërta të fushës rrotulluese dhe mbështjellje të palëvizshme. Ndreqësi i urës (ndreqësi rrotullues) është montuar në një pllakë të bashkangjitur në rotor. Nuk përdoren furça ose unaza rrëshqitëse, gjë që zvogëlon numrin e pjesëve të veshura.

Gjenerator induksioni

Ndryshe nga gjeneratorët e tjerë, funksionimi i një gjeneratori induksioni nuk bazohet në një fushë magnetike rrotulluese, por në një pulsuese, me fjalë të tjera, fusha ndryshon jo si një funksion i zhvendosjes, por si një funksion i kohës, i cili në fund të fundit (udhëzimi EMF) jep të njëjtin rezultat.

Projektimi i gjeneratorëve të induksionit supozon vendosjen e një fushe konstante dhe mbështjellësve për induksionin e EMF në stator, ndërsa rotori mbetet pa mbështjellje, por domosdoshmërisht ka një formë të dhëmbëzuar, pasi që i gjithë funksionimi i gjeneratorit bazohet në harmonikën e dhëmbëve të rotorit.

Gjeneratorë për energji të vogël

Për fuqitë deri në 100 kW, gjeneratorët njëfishtë dhe trefazorë me ngacmim të përhershëm të magnetit përdoren gjerësisht. Përdorimi i magneteve të përhershëm me energji të lartë të përbërjes neodymium-hekur-bor bëri të mundur thjeshtimin e dizajnit dhe uljen e konsiderueshme të madhësisë dhe peshës së gjeneratorëve, e cila është kritike për energjinë e vogël të erës.

Dizajni i alternatorit

Në rastin më të përgjithshëm, alternatori trefazor më i zakonshëm përbëhet nga një rotor i spikatur me shtylla me një palë pole (gjeneratorë rrotullues me fuqi të ulët) ose 2 palë prej tyre të rregulluar në mënyrë të tërthortë (gjeneratorët më të zakonshëm me kapacitet deri në disa qindra kilovat. Një dizajn i tillë jo vetëm që lejon përdorim më racional material, por gjithashtu për një frekuencë industriale AC prej 50 Hz jep një shpejtësi të rotorit operativ prej 1500 rpm, e cila është në marrëveshje të mirë me shpejtësinë tërheqëse të motorëve me naftë të kësaj fuqie), si dhe një stator me 3 (në rastin e parë) ose 6 (në të dytën) fuqi dredha-dredha dhe shtylla. Tensioni nga mbështjelljet e energjisë është ai që furnizohet me konsumatorin.

Rotori mund të bëhet në magnet të përhershëm vetëm për gjeneratorë me energji shumë të ulët, në të gjitha rastet e tjera ai ka një të ashtuquajtur dredha-dredha. dredha-dredha e fushës, domethënë, është një elektromagnet i rrymës së drejtpërdrejtë që ushqehet në një rotor rrotullues përmes një montimi të mbledhësit të furçave me kontakte të thjeshta unazore që janë më rezistente ndaj konsumimit sesa një kolektor ndarës lamelar i makinave aktuale.

Në çdo alternator të fuqishëm me një mbështjellje të ngacmimit në rotor, lind pyetja në mënyrë të pashmangshme - sa rrymë ngacmimi duhet të zbatohet në spiral? Në fund të fundit, voltazhi i daljes së një gjeneratori të tillë varet nga kjo. Dhe ky tension duhet të mbahet brenda kufijve të caktuar, për shembull, 380 volt, pavarësisht nga rryma në qarkun e konsumatorit, një vlerë e konsiderueshme e së cilës gjithashtu mund të zvogëlojë ndjeshëm tensionin e daljes së gjeneratorit. Përveç kësaj, ngarkesa fazore në përgjithësi mund të jetë shumë e pabarabartë.

Kjo çështje zgjidhet në gjeneratorët modernë, si rregull, duke futur transformatorë të rrymës elektromagnetike në qarqet e daljes së fazave të gjeneratorit, të lidhur me mbështjellje sekondare me një trekëndësh ose një yll, dhe duke i dhënë në dalje një tension alternative trefazor me një amplitudë prej një - dhjetëra volt, rreptësisht proporcionale dhe të përputhura me fazën me madhësinë e rrymës së ngarkesës fazore gjeneratori - sa më shumë rrymë e konsumuar në këtë fazë, më shumë stres në dalje të fazës përkatëse të transformatorit korrent korrespondues. Kështu arrihet efekti stabilizues dhe autoregulues. Të tre fazat e kontrollit nga mbështjelljet sekondare të transformatorëve të rrymës pastaj ushqehen në një ndreqës konvencional 3-fazor të 6 diodave gjysmëpërçuese, dhe në daljen e tij merret një rrymë konstante e madhësisë së kërkuar, dhe furnizohet në mbështjelljen e ngacmimit të rotorit përmes kuvendit të mbledhësit të furçave. Qarku mund të plotësohet me një njësi reostati për një farë lirie rregullimi të rrymës së ngacmimit.

Në gjeneratorët e vjetëruar ose me fuqi të ulët, në vend të transformatorëve të rrymës, u përdor një sistem reostatesh të fuqishëm, me izolimin e rrymës së ngacmimit të punës duke ndryshuar rënien e tensionit në rezistencë kur rryma përmes saj ndryshon. Këto skema ishin më pak të sakta dhe shumë më pak ekonomike.

Në të dy rastet, ekziston problemi i shfaqjes së tensionit fillestar në mbështjelljet e energjisë së gjeneratorit në momentin e fillimit të tij - me të vërtetë, nëse nuk ka ende ngacmim, atëherë rryma në dredha dytësore transformatorët e rrymës nuk kanë nga të vijnë. Problemi, megjithatë, zgjidhet nga fakti që hekuri i zgjedhës së rotorit ka një farë aftësie për magnetizimin e mbetur, kjo magnetizim i mbetur është i mjaftueshëm për të ngacmuar një tension prej disa voltësh në mbështjelljet e energjisë, i mjaftueshëm për të vet-eksituar gjeneratorin dhe për të arritur karakteristikat e tij të funksionimit.

Në gjeneratorët e vetë-ngacmuar, një furnizim aksidental i tensionit të jashtëm industrial është një rrezik serioz. rrjeti elektrik në mbështjelljet e statorit të energjisë. Edhe pse kjo nuk çon në asnjë pasoja negative për vetë mbështjelljet e gjeneratorit, një fushë e fuqishme alternative magnetike nga rrjeti i jashtëm demagnetizon në mënyrë efektive statorin, si rezultat i së cilës gjeneratori humbet aftësinë e tij për të vetë-eksituar. Në këtë rast, kërkohet një furnizim fillestar i tensionit të ngacmimit nga ndonjë burim i jashtëm, për shembull, një bateri makine, ndonjëherë një procedurë e tillë shëron plotësisht statorin, por në disa raste nevoja për ngacmim të jashtëm mbetet përgjithmonë.

Alternatori kryesor

Gjeneratori kryesor përbëhet nga një fushë magnetike rrotulluese, siç u përmend më parë, dhe armatura fikse (mbështjelljet e gjeneratorit)

Makina hibride

Shiko gjithashtu

Lidhje

Alternatorët. Botime të Integruara (TPub.com).
Alternator druri me RPM të Ulët. ForceField, Fort Collins, Kolorado, SHBA.

Për ata që nuk janë të njohur me gjeneratorët, ne shpjegojmë se kjo është një njësi në të cilën një tjetër merret nga një lloj energjie. Ose, më saktësisht, nga mekanike në elektrike. Për më tepër, këto pajisje mund të gjenerojnë si rrymë të drejtpërdrejtë ashtu edhe rrymë alternative. Deri në mes të shekullit të njëzetë, kryesisht gjeneratorët DC janë përdorur. Ato ishin makina të mëdha që nuk funksiononin shumë mirë. Ardhja e diodave gjysmëpërçuese në treg ka çuar në shpikjen e një alternatori trefazor. Janë diodat që ju lejojnë të ndreqni rrymën alternative.

Parimi i funksionimit

Funksionimi i një gjeneratori trefazor bazohet në ligjin e Faraday - ligjit induksioni elektromagnetikqë thotë se forca elektromotore domosdoshmërisht do të induktohet në një kornizë drejtkëndëshe rrotulluese që instalohet midis dy magneteve. Në këtë rast, bëhet një rezervë që magnetët të krijojnë një fushë magnetike rrotulluese. Drejtimi i rrotullimit si i kornizës ashtu edhe i fushës magnetike duhet të jetë i njëjtë. Por forca elektromotore do të lindë gjithashtu nëse korniza mbetet e palëvizshme, dhe një magnet rrotullohet brenda saj.

Për të kuptuar se si funksionon gjeneratori, hidhni një vështrim në figurën më poshtë. Kjo është skema më e thjeshtë e punës së saj.

Magnet me shtylla të ndryshme, një kornizë, një bosht dhe unaza rrëshqitëse janë qartë të dukshme këtu, me ndihmën e të cilave rryma devijohet.

Sigurisht, kjo është vetëm një diagram, megjithëse gjeneratorët laboratorikë janë krijuar në atë mënyrë. Në praktikë, magnetët konvencionalë zëvendësohen nga elektromagnetët. Këto të fundit janë mbështjellje bakri ose induktorë. Kur kalon përmes tyre elektricitet, formohet fusha magnetike e kërkuar. Gjeneratorë të tillë janë instaluar në të gjitha makinat (kjo është për shembull), për t'i ndezur ato, një bateri është instaluar nën kapak, domethënë një burim i rrymës së drejtpërdrejtë. Disa modele gjeneratorësh fillojnë në parimin e vetë-ngacmimit ose përdorimit të gjeneratorëve me fuqi të ulët.

Varieteteve

Klasifikimi bazohet në parimin e funksionimit, prandaj, këto njësi AC janë të ndara në dy klasa:

Asinkron. Këta janë gjeneratorët më të besueshëm, të vegjël në madhësi dhe peshë, të thjeshtë në dizajn. Ata bëjnë një punë të shkëlqyeshme me mbingarkesat dhe qarqet e shkurtra. E vërtetë, duhet të kihet parasysh se kjo specie dështon menjëherë nëse një mbingarkesë e madhe do të veprojë mbi të. Për shembull, rryma fillestare Pajisje elektrike. Prandaj, ia vlen të merret parasysh ky fakt, për të cilin do të duhet të blini një gjenerator me një kapacitet tre ose katër herë më të madh se konsumi i energjisë i pajisjeve gjatë fillimit.
Sinkron. Por ky lloj përballon lehtësisht ngarkesat afatshkurtra. Një gjenerator i tillë mund të përballojë mbingarkesën çdo pesë ose gjashtë. Vërtetë, nuk ndryshon në besueshmëri të lartë në krahasim me opsionet asinkrone, për më tepër, është pronar i dimensioneve dhe masës së madhe.

Sigurisht, kjo ndarje është parimi i funksionimit të njësisë. Por ka edhe kritere të tjera.

Faza e vetme.
Dyfazore.
Trefazor.
Shumëfazësh (zakonisht gjashtë faza).
Saldimi.
Linear.
Induksioni.
I palëvizshëm.
I lëvizshëm.

Pajisja gjeneratorike trefazore

Në parim, rregullimi i një alternatori trefazor është mjaft i thjeshtë. Ky është një rast me dy mbulesa në anët e kundërta. Secila prej tyre ka vrima për ajrosje. Mbulesat kanë ngrohje për kushinetat në të cilat boshti rrotullohet. Një element transmetimi është instaluar në pjesën e përparme të boshtit. Për shembull, në gjenerator makinash është instaluar një rrotull me të cilën rrotullimi transmetohet nga motori me djegie të brendshme në gjenerator. Në skajin e kundërt të boshtit, rryma elektrike transmetohet, sepse boshti në këtë rast vepron si një elektromagnet me një dredhje.

Transmetimi kryhet përmes furçave të grafitit dhe unazave të rrëshqitjes (ato janë bërë prej bakri). Furçat janë të lidhura me një rregullator elektrik (në fakt, ky është një stafetë e zakonshme), i cili rregullon furnizimin e 12 volt me \u200b\u200bdevijimet e kërkuara. Më e rëndësishmja, rele nuk rrit ose ul tensionin në varësi të shpejtësisë së rrotullimit të vetë boshtit.

Pra, nëse flasim për alternatorë trefazorë, atëherë këto janë tre të tilla njëfazore. Vetëm një njësi trefazore ka një mbështjellje jo në rotor (bosht), por në stator. Dhe ka tre mbështjellje të tilla, të cilat janë zhvendosur në fazë në krahasim me njëri-tjetrin. Boshti, si në projektin e parë, vepron si një elektromagnet, i cili mundësohet nga rryma e drejtpërdrejtë përmes kontakteve rrëshqitëse.

Rrotullimi i boshtit krijon një fushë magnetike në mbështjellje. Forca elektromotore fillon të induktohet kur fusha magnetike e mbështjelljeve kalon rotorin. Dhe meqenëse mbështjelljet janë të vendosura në mënyrë simetrike në stator, domethënë çdo 120º, forca elektromotore do të ketë përkatësisht të njëjtën vlerë të amplitudës.

Hyrjet përkatëse:

Gjeneratori i energjisë - një nga elementët përbërës të një termocentrali autonom, si dhe shumë të tjerë. Në fakt, është elementi më i rëndësishëm, pa të cilin prodhimi i energjisë elektrike është i pamundur. Një gjenerator elektrik shndërron energjinë mekanike rrotulluese në energji elektrike. Parimi i funksionimit të tij bazohet në të ashtuquajturin fenomen të vetë-induksionit, kur një forcë elektromotore (EMF) lind në një dirigjent (spiral) që lëviz në linjat e forcës së një fushe magnetike, e cila (për një kuptim më të mirë të çështjes) mund të quhet tension elektrik (megjithëse kjo nuk është e njëjta )

Komponentët e një gjeneratori elektrik janë një sistem magnetik (përdoren kryesisht elektromagnet) dhe një sistem përcjellësish (mbështjellje). E para krijon një fushë magnetike, dhe e dyta, duke u rrotulluar në të, e shndërron atë në një elektrike. Përveç kësaj, gjeneratori gjithashtu ka një sistem të kullimit të tensionit (kolektor dhe furça, duke lidhur spiralet në një mënyrë të caktuar). Në të vërtetë lidh gjeneratorin me konsumatorët e rrymës elektrike.

Ju mund të merrni energji elektrike vetë, pasi keni kryer eksperimentin më të thjeshtë. Për ta bërë këtë, duhet të marrësh dy magnet të poleve të kundërta ose të ktheni dy magnet me pole të ndryshëm drejt njëri-tjetrit dhe të vendosni një dirigjent metalik në formën e një kornize midis tyre. Lidhni një llambë të vogël (me fuqi të ulët) në skajet e saj. Nëse korniza fillon të rrotullohet në një drejtim ose në tjetrën, drita do të fillojë të shkëlqejë, domethënë, në skajet e kornizës u shfaq tensionit elektrik, dhe një rrymë elektrike rrjedh përmes spirales së saj. E njëjta gjë ndodh në një gjenerator elektrik, ndryshimi i vetëm është se gjeneratori elektrik ka një sistem më kompleks të elektromagnetëve dhe një spirale shumë më komplekse të përcjellësve, zakonisht bakër.

Gjeneratorët elektrik ndryshojnë si në llojin e makinës ashtu edhe në llojin e tensionit të daljes. Sipas llojit të makinës që e vë atë në lëvizje:

Gjeneratori i turbinave - drejtohet nga një motor turbine me avull ose motor turbine me gaz. Kryesisht përdoret në termocentrale të mëdha (industriale).
Hidro-gjenerator - drejtuar nga një turbinë hidraulike. Përdoret gjithashtu në termocentrale të mëdha që operojnë nga lëvizja e lumit dhe ujit të detit.
Gjeneratori i erës - i drejtuar nga energjia e erës. Përdoret si në ferma të vogla (private) me erë dhe në ato të mëdha industriale.
Gjeneratori dizel dhe gjeneratori i benzinës drejtohen përkatësisht nga motorët me naftë dhe benzinë.

Sipas llojit të rrymës elektrike të daljes:

Gjeneratorët DC - ne marrim rrymë të drejtpërdrejtë në dalje.
Alternatorët. Ekzistojnë përkatësisht njëfazor dhe trefazor, me njëfazor dhe trefazor.

Llojet e ndryshme të gjeneratorëve kanë tiparet e tyre të dizajnit dhe përbërësit pothuajse të papajtueshëm. Ata janë të bashkuar vetëm nga parimi i përgjithshëm i krijimit të një fushe elektromagnetike me rrotullim të ndërsjellë të një sistemi të mbështjellësve në krahasim me një tjetër ose relativ me magnet të përhershëm. Për shkak të këtyre veçorive, vetëm personeli i kualifikuar mund të riparojë gjeneratorët ose përbërësit e tyre individualë.

Për të shndërruar lloje të ndryshme të energjisë në energji elektrike, përdoren pajisje speciale. Një nga mekanizmat më të thjeshtë është një gjenerator DC, të cilin mund ta blini në çdo dyqan elektrik ose ta montoni vetë.

Një gjenerator DC është një pajisje që shndërron energjinë mekanike në energji elektrike për përdorim të mëtejshëm në një qark të jashtëm. Në këtë rast, çdo përpjekje mekanike mund të shërbejë si një burim i energjisë mekanike: rrotullimi i një doreze të veçantë, lidhja e një motori me pajisjen. Duhet të theksohet se shumica dërrmuese e apartamenteve dhe shtëpive brenda kufijve të çdo qyteti furnizohen me ndihmën e gjeneratorëve të tillë, vetëm të një lloji industrial.

Foto - gjenerator DC

Një gjenerator i rrymës elektrike mund të veprojë saktësisht në mënyrën e kundërt. Transformimi i kundërt energji elektrike në një mekanik me anë të një motori elektrik. Shumë motorë janë të pajisur me një manual manual (mekanik), i cili, nëse është i lidhur siç duhet, mund të shndërrojë energjinë dhe rrjetet në drejtim të kundërt.

Parimi i funksionimit dhe pajisja

Gjeneratori DC përbëhet nga dy pjesë kryesore - statori dhe rotori. Detaje të tjera:

Strehimi: korniza e gjeneratorit të jashtëm. Shpesh bëhet prej gize ose çeliku. Strehimi siguron forcë mekanike për të gjithë strukturën e gjeneratorit (ose motorit). Transmeton gjithashtu fluksin magnetik të gjeneruar nga polet;
Polet magnetike. Ata janë të lidhur me trupin me vida ose bulona, \u200b\u200bmbështjellja vendoset mbi to;
Statori, bërthama ose zgjedha është bërë prej lidhjeve ferromagnetike; një spirale ngacmimi është instaluar në këtë pjesë. Bërthamat janë të pajisura me pole që ndihmojnë në përcaktimin e drejtimit të rrjedhës së grimcave të ngarkuara. Janë majat magnetike që gjenerojnë fushën magnetike të nevojshme për pajisjen për të funksionuar;
Rotor: armatura e gjeneratorit. Bërthama është mbledhur nga pllaka çeliku individuale për të ndihmuar në rritjen e efikasitetit të gjeneratorit dhe zvogëlimin e gjenerimit të rrymës së vrullshme. Kur instaloni pllakat, formohen zgavra në të cilat është mbështjellë mbështjellja e armaturës ose dredha vetë-ngacmimi;
Ndërroni dhe furçat. Furçat janë bërë nga grafit, dhe ka të paktën dy prej tyre në gjenerator. Ju mund të gjeni numrin e furçave duke numëruar shtyllat - ky tregues është identik.

Foto - dizajni i armaturës së gjeneratorit të përhershëm

Pllakat e kolektorëve përdoren për të lidhur terminalet e qarkut, ato janë bërë nga bakri, i cili njihet si një përcjellës i shkëlqyeshëm i sinjaleve elektrike.

Parimi i funksionimit të një gjeneratori DC bazohet në formulën:

Sipas tij, kur një përcjellës lëviz në një fushë magnetike (e cila bën të mundur zvogëlimin e magnetikës linjat e energjisë), EMF induksioni prodhohet në mënyrë dinamike në përcjellës. Sasia e EMF e gjeneruar mund të specifikohet duke përdorur ekuacionin e gjeneratorit DC.

Një nga funksionet kryesore të një pajisje konvertimi AC është të gjenerojë EMF në DC. Drejtimi i EMF të gjeneruar do të ndryshojë përmes secilit përcjellës përmes të cilit kalon energjia ndërsa rrotullohet rotori. Me ndihmën e një çelësi, një rrjedhë e vazhdueshme e grimcave të ngarkuara formohet në daljen e gjeneratorit. Në këtë rast, sinjali i daljes duket si ky:

Foto - sinjali i daljes së gjeneratorit DC

Llojet

Ekzistojnë këto lloje të gjeneratorëve DC: vetë-ngacmohen dhe punojnë në parimin e kalimit të pavarur (diagrami më poshtë). Metodat e ngacmimit varen nga lloji i furnizimit me energji të pajisjes. Një gjenerator elektrik i ngazëllyer punon nga burime të jashtme, mund të jetë një bateri ose një gjenerator i erës. Gjithashtu, një sistem i ngacmimit të jashtëm shpesh zbatohet në magnet (kryesisht në pajisje me fuqi të ulët, deri në disa dhjetëra vat).

Foto - qark gjeneratori me kalim të pavarur

Eksitim gjenerator i pavarur prodhuar nga furnizimi me energji elektrike nga mbështjellja e pajisjes. Këto pajisje ndahen gjithashtu në lloje:

Shunt ose ngacmim paralel;
Konsistente.

Të parët dallohen nga lidhja paralele e mbështjelljes së armaturës me mbështjelljen e ngacmimit, të dytat, përkatësisht, nga lidhja serike e këtyre pjesëve.

Reagimi i spirancës

Kjo është mjaft e zakonshme në lëvizje e papunë gjeneratori. Karakterizohet nga mbivendosja e fushave magnetike që rezultojnë nga statori dhe rotori, i cili ul tensionin dhe zvogëlon fushën magnetike. Si rezultat, forca elektromotore e pajisjes bie, ka ndërprerje në punë, gjeneratori sinkron mund të mbinxehet ose të marrë flakë për shkak të shkëndijave që shfaqen nga fërkimet e pahijshme të furçave.

Foto - polet e gjeneratorit

Me këtë defekt, ju mund të bëni sa vijon:

Kompensoni fushën magnetike me polet shtesë. Kjo do të ndihmojë për të përballuar rënien e kësaj karakteristike në pika të caktuara në qark;
Riparimet shpesh kryhen duke rrëshqitur thjesht furçat e kolektorit.

Emërimi

Ndryshe nga alternatorët, pajisjet e tipit konstant kërkojnë një furnizim të pandërprerë të energjisë që drejton vazhdimisht rrymën DC në mbështjelljen e armaturës. Për shkak të kësaj, fusha e aplikimit të pajisjeve të tilla është mjaft e specializuar; për momentin ato përdoren në disa vende.

Foto - parimi i funksionimit të gjeneratorit

Ato përdoren shpesh për të furnizuar me automjete elektrike në qytete. Gjithashtu, gjeneratorët DC përdoren për të operuar një makinë elektrike, motor ose si eksitues anijesh ose invertorët e saldimit... Ato përdoren si motorë me shpejtësi të ulët për turbinat me erë.

Gjeneratori me naftë DC mund të përdoret si motor elektrik për makineri të fuqishme industriale (traktor tërheqës, kombinat, etj.) Dhe një tahogjenerator. Në të njëjtën kohë, për të kontrolluar traktorin, kërkohet një njësi e fuqishme, e cila specifikimet nuk janë inferiore ndaj treguesve prej 300 - 400 kW. Në të njëjtën kohë, nafta mund të zëvendësojë edhe gazin.

Foto - pajisje gjeneratori makinash

Gjeneratori DC ka karakteristikat e mëposhtme (llogaritja kryhet në n \u003d konst.):

Përtac E \u003d f (iв)
Formula për ngacmimin vijues U \u003d f (I)
Nxitja paralele U \u003d f (I)

Studimi tregon se karakteristikat mund të llogariten bazuar në n \u003d 0.

Ju mund të gjeni tregues standardë në pasaportën e pajisjes, dhe ata shpesh devijojnë me disa përqind (gabimi i mundshëm tregohet gjithashtu në udhëzimet për gjeneratorin). Gjeneratorët e bërë vetë mund të kenë karakteristika të ndryshme nga ato të paraqitura; ju mund të gjeni të dhënat e nevojshme duke përdorur libra referimi. Ju mund t'i kontrolloni ato duke matur parametrat në dispozicion, ekziston menyra te ndryshme, në varësi të llojit të gjeneratorit.

Avantazhet e gjeneratorit DC:

Ndryshe nga një pajisje e tipit të ndryshueshëm, ajo nuk humbet energji nga histereza, si dhe nga rrymat e mprehtë;
Mund të punojë në kushte ekstreme;
Relativisht i lehtë dhe i lehtë;

Kjo pajisje ka edhe disavantazhe. Gjëja kryesore është nevoja për një burim të jashtëm të energjisë. Por ndonjëherë kjo veçori përdoret si rregullator i një makine elektrike.

Ju mund të blini gjeneratorë DC në dyqanet online, në vendet e importit, si dhe në fabrika dhe tregje. Shitja kryhet gjithashtu me dorë, por ne nuk rekomandojmë përdorimin e atyre të përdorura pajisje elektrike... Kostoja varet nga qëllimi dhe fuqia e pajisjes. Çmimi për 4GPEM varion brenda 30,000 rubla, dhe për PM-45 - 60,000. Kur bleni, duhet të bëhet një prezantim i veprës.