Meniul
AcasăAndroid

Care sunt caracteristicile de proiectare ale generatoarelor de curent alternativ? Alternatoare fără perii. Alternatoare marine

Termenul „generație” în inginerie electrică provine din latină. Înseamnă „naștere”. În ceea ce privește energia, putem spune că se numesc generatoare dispozitive tehnice angajate în producerea de energie electrică.

Trebuie remarcat faptul că curentul electric poate fi produs prin conversie tipuri variate energie, de exemplu:

    chimic;

    ușoară;

    termice si altele.

Din punct de vedere istoric, generatoarele sunt structuri care convertesc energia cinetică de rotație în electricitate.

În funcție de tipul de energie electrică generată, generatoarele sunt:

1. DC;

2. variabilă.

Legile fizice care fac posibilă crearea de instalații electrice moderne pentru generarea de energie electrică prin transformarea energiei mecanice au fost descoperite de oamenii de știință Oersted și Faraday.

În proiectarea oricărui generator, se realizează atunci când apar interferențe curent electricîntr-un cadru închis datorită intersecției cu un câmp magnetic rotativ, care este creat în modele simplificate pentru uz casnic sau prin înfășurări de excitație pe produse industriale de mare putere.

Când cadrul se rotește, mărimea fluxului magnetic se modifică.

Forța electromotoare indusă în bobină depinde de viteza de schimbare a fluxului magnetic care trece prin cadru într-o buclă închisă S și este direct proporțională cu valoarea acestuia. Cu cât rotorul se rotește mai repede, cu atât este mai mare tensiunea generată.

Pentru a crea un circuit închis și a elimina curentul electric din acesta, a fost necesar să se creeze un colector și un ansamblu perie care să asigure contact constantîntre cadrul rotativ și partea staționară a circuitului.


Datorită designului periilor cu arc, care sunt apăsate pe plăcile comutatorului, curentul electric este transmis la bornele de ieșire, iar din acestea curge apoi în rețeaua de consumatori.

Principiul de funcționare al celui mai simplu generator de curent continuu

Când cadrul se rotește în jurul axei sale, jumătățile sale stânga și dreaptă trec ciclic lângă polul sud sau nord al magneților. În ele, de fiecare dată direcțiile curenților se schimbă în sens opus astfel încât la fiecare pol să curgă într-o singură direcție.

Pentru a crea un curent continuu în circuitul de ieșire, pe nodul colector este creat un semi-inel pentru fiecare jumătate a înfășurării. Periile adiacente inelului îndepărtează doar potențialul semnului lor: pozitiv sau negativ.

Deoarece jumătatea inelului cadrului rotativ este deschis, în el se creează momente când curentul atinge valoarea maximă sau este absent. Pentru a menține nu numai direcția, ci și o valoare constantă a tensiunii generate, cadrul este realizat folosind o tehnologie special pregătită:

    folosește nu o tură, ci mai multe - în funcție de valoarea tensiunii planificate;

    numărul de cadre nu este limitat la o copie: ele încearcă să le facă suficiente pentru a menține în mod optim căderile de tensiune la același nivel.

Pentru un generator de curent continuu, înfășurările rotorului sunt amplasate în fante. Acest lucru vă permite să reduceți pierderile de electricitate indusă camp magnetic.

Caracteristicile de proiectare ale generatoarelor de curent continuu

Principalele elemente ale dispozitivului sunt:

    cadru extern de alimentare;

    poli magnetici;

    stator;

    rotor rotativ;

    nod de comutare cu pensule.


Corpul este realizat din aliaje de oțel sau fontă pentru a oferi rezistență mecanică design general. O sarcină suplimentară a carcasei este transmiterea fluxului magnetic între poli.

Polii magnetici sunt atașați la carcasă cu știfturi sau șuruburi. Pe ele este montată o înfășurare.

Statorul, numit și jug sau miez, este realizat din materiale feromagnetice. Pe ea este plasată bobina de excitație. Miezul statorului echipat cu poli magnetici care formează câmpul său de forță magnetică.

Rotorul are un sinonim: ancora. Miezul său magnetic este format din plăci laminate, care reduc formarea de curenți turbionari și cresc eficiența. Canelurile miezului conțin rotorul și/sau înfășurările cu autoexcitare.

Nod de comutare cu perii pot avea cantități diferite poli, dar este întotdeauna un multiplu de doi. Materialul periei este de obicei grafit. Plăcile colectoare sunt realizate din cupru, ca fiind cel mai optim metal potrivit pentru proprietățile electrice ale conductivității curentului.

Datorită utilizării unui comutator, un semnal pulsatoriu este generat la bornele de ieșire ale generatorului de curent continuu.


Principalele tipuri de modele de generatoare de curent continuu

În funcție de tipul de alimentare a înfășurării de excitație, dispozitivele se disting:

1. cu autoexcitare;

2. lucrând pe baza incluziunii independente.

Primele produse pot:

    utilizați magneți permanenți;

    sau lucrați din surse externe, de exemplu, baterii, energie eoliană...

Generatoarele cu comutare independentă funcționează din propria înfășurare, care poate fi conectată:

    secvenţial;

    șunturi sau excitație paralelă.

Una dintre opțiunile pentru o astfel de conexiune este prezentată în diagramă.


Un exemplu de generator de curent continuu este un design care anterior a fost adesea folosit în aplicații auto. Structura sa este aceeași cu cea a unui motor asincron.


Astfel de structuri colectoare sunt capabile să funcționeze simultan în modul motor sau generator. Datorită acestui fapt, acestea s-au răspândit în mașinile hibride existente.

Procesul de formare a unei reacții de ancorare

Apare în modul inactiv când setare incorectă forța de apăsare a periilor, creând un mod neoptim al frecării acestora. Acest lucru poate duce la câmpuri magnetice reduse sau un incendiu din cauza generării crescute de scântei.

Modalitățile de reducere a acestuia sunt:

    compensarea câmpurilor magnetice prin conectarea unor poli suplimentari;

    reglarea deplasării poziţiei periilor de comutator.

Avantajele generatoarelor de curent continuu

Acestea includ:

    fără pierderi din cauza histerezisului și formării de curenți turbionari;

    munca in conditii extreme;

    greutate redusă și dimensiuni reduse.

Principiul de funcționare al celui mai simplu generator curent alternativ

În interiorul acestui design sunt folosite aceleași părți ca și în analogul anterior:

    un câmp magnetic;

    cadru rotativ;

    unitate colectoare cu perii pentru scurgerea curentului.

Principala diferență constă în designul unității de comutator, care este creat în așa fel încât atunci când cadrul se rotește prin perii, contactul este constant creat cu jumătatea sa din cadrul, fără a schimba ciclic poziția acestora.

Datorită acestui fapt, curentul, modificându-se conform legilor armonicelor în fiecare jumătate, este transmis complet neschimbat la perii și apoi prin acestea către circuitul de consum.


Desigur, cadrul este creat prin înfășurarea nu a unei spire, ci a unui număr calculat de spire pentru a obține o tensiune optimă.

Astfel, principiul de funcționare al generatoarelor de curent continuu și alternativ este comun, iar diferențele de proiectare se află în producție:

    unitate colectoare cu rotor rotativ;

    configurații de înfășurare pe rotor.

Caracteristici de proiectare ale generatoarelor industriale de curent alternativ

Să ne uităm la principalele părți ale industriei generator de inducție, în care rotorul primește mișcare de rotație de la o turbină din apropiere. Designul statorului include un electromagnet (deși câmpul magnetic poate fi creat de un set de magneți permanenți) și o înfășurare a rotorului cu un anumit număr de spire.

În interiorul fiecărei spire este indusă o forță electromotoare, care se adună secvențial în fiecare dintre ele și formează la bornele de ieșire valoarea totală a tensiunii furnizate circuitului de putere al consumatorilor conectați.

Pentru a crește amplitudinea EMF la ieșirea generatorului, se utilizează un design special al sistemului magnetic, realizat din două miezuri magnetice prin utilizarea unor clase speciale de oțel electric sub formă de plăci laminate cu caneluri. În interiorul lor sunt montate înfășurări.


Carcasa generatorului conține un miez de stator cu fante pentru a găzdui o înfășurare care creează un câmp magnetic.

Rotorul care se rotește pe rulmenți are și un circuit magnetic cu caneluri, în interiorul căruia este montată o înfășurare care primește fem-ul indus. De obicei, direcția orizontală este aleasă pentru a plasa axa de rotație, deși există modele de generator cu aranjare verticalăși design adecvat al rulmenților.

Se creează întotdeauna un spațiu între stator și rotor, care este necesar pentru a asigura rotația și pentru a evita blocarea. Dar, în același timp, are loc o pierdere de energie de inducție magnetică. Prin urmare, încearcă să o facă cât mai minim posibil, ținând cont în mod optim de ambele cerințe.

Excitatorul, situat pe același arbore cu rotorul, este un generator electric de curent continuu cu putere relativ scăzută. Scopul său este de a furniza energie electrică înfășurărilor unui generator de energie într-o stare de excitație independentă.

Astfel de excitatoare sunt cel mai adesea utilizate cu modelele de turbine sau generatoare electrice hidraulice la crearea principalului sau. metoda de backup entuziasm.

Imaginea unui generator industrial arată locația inelelor de comutator și a periilor pentru colectarea curenților din structura rotorului rotativ. În timpul funcționării, această unitate suferă sarcini mecanice și electrice constante. Pentru a le depăși, se creează o structură complexă, care în timpul funcționării necesită inspecții periodice și măsuri preventive.

Pentru a reduce costurile de operare create, se folosește o altă tehnologie, alternativă, care folosește și interacțiunea dintre rotație câmpuri electromagnetice. Pe rotor sunt plasați doar magneți permanenți sau electrici, iar tensiunea este îndepărtată dintr-o înfășurare staționară.

Atunci când se creează un astfel de circuit, un astfel de design poate fi numit termenul „alternator”. Este folosit în generatoare sincrone: de înaltă frecvență, auto, pe locomotive și nave diesel, instalații centrale electrice energie pentru producerea de energie electrică.

Caracteristicile generatoarelor sincrone

Principiul de funcționare

Denumirea și trăsătura distinctivă a acțiunii constă în crearea unei conexiuni rigide între frecvența forței electromotoare alternative induse în înfășurarea statorului „f” și rotația rotorului.


În stator este montată o înfășurare trifazată, iar pe rotor există un electromagnet cu un miez și o înfășurare de excitație, alimentat din circuite de curent continuu printr-un ansamblu comutator cu perii.

Rotorul este antrenat în rotație de o sursă de energie mecanică - un motor de antrenare - la aceeași viteză. Câmpul său magnetic face aceeași mișcare.

Forțe electromotoare de mărime egală, dar deplasate cu 120 de grade în direcție, sunt induse în înfășurările statorului, creând un sistem simetric trifazat.

Când sunt conectate la capetele înfășurărilor circuitelor de consum, încep să acționeze curenții de fază din circuit, care formează un câmp magnetic care se rotește în același mod: sincron.

Forma semnalului de ieșire al EMF indus depinde numai de legea de distribuție a vectorului de inducție magnetică în interiorul golului dintre polii rotorului și plăcile statorului. Prin urmare, ei se străduiesc să creeze un astfel de design atunci când magnitudinea inducției se modifică conform unei legi sinusoidale.

Când golul are o caracteristică constantă, vectorul de inducție magnetică din interiorul golului este creat sub forma unui trapez, așa cum se arată în graficul linie 1.

Dacă forma muchiilor de la poli este corectată în oblică cu golul schimbându-se la valoarea maximă, atunci se poate obține o formă de distribuție sinusoidală, așa cum se arată în linia 2. Această tehnică este utilizată în practică.

Circuite de excitare pentru generatoare sincrone

Forța magnetomotoare care apare pe înfășurarea de excitație „OB” a rotorului creează câmpul magnetic al acestuia. În acest scop, există diferite modele de excitatoare DC bazate pe:

1. metoda de contact;

2. metoda fără contact.

În primul caz, se folosește un generator separat, numit excitator „B”. Înfășurarea sa de excitație este alimentată de un generator suplimentar conform principiului excitației paralele, numit subexcitator „PV”.


Toate rotoarele sunt plasate pe un arbore comun. Din acest motiv, se rotesc exact la fel. Reostatele r1 și r2 servesc la reglarea curenților în circuitele excitator și subexcitator.

Cu o metodă fără contact Nu există inele colectoare ale rotorului. O înfășurare de excitație trifazată este montată direct pe ea. Se rotește sincron cu rotorul și transmite curent electric direct printr-un redresor co-rotativ direct către înfășurarea excitatorului „B”.


Tipurile de circuite fără contact sunt:

1. sistem de autoexcitare din propria înfășurare a statorului;

2. schema automatizata.

Cu prima metodă tensiunea de la înfășurările statorului este furnizată unui transformator descendente și apoi unui redresor semiconductor „PP”, care generează curent continuu.

În această metodă, excitația inițială este creată din cauza fenomenului de magnetism rezidual.

O schemă automată pentru crearea autoexcitației include utilizarea:

    transformator de tensiune TN;

    regulator de excitație automat AVR;

    transformator de curent CT;

    transformator redresor VT;

    convertor tiristor TP;

    Unitate de protecție BZ.

Particularități generatoare asincrone

Diferența fundamentală dintre aceste modele este absența unei conexiuni rigide între viteza rotorului (nr) și cea indusă. înfășurare EMF(n). Există întotdeauna o diferență între ele, care se numește „alunecare”. Este desemnat Literă latină„S” și se exprimă prin formula S=(n-nr)/n.

Când o sarcină este conectată la generator, se creează un cuplu de frânare pentru a roti rotorul. Afectează frecvența EMF generată și creează o alunecare negativă.

Structura rotorului generatoarelor asincrone este realizată:

    circuit scurt;

    fază;

    gol.

Generatoarele asincrone pot avea:

1. excitaţie independentă;

2. autoexcitare.

În primul caz este folosit sursă externă Tensiune AC, iar în al doilea - convertoare cu semiconductori sau condensatoare în primar, secundar sau ambele tipuri de circuite.

Astfel, generatoarele AC și DC au multe aspecte comuneîn principiile construcției, dar diferă proiecta anumite elemente.

Un generator auto este una dintre cele mai importante unități dintr-o mașină. Funcția sa este de a genera și furniza energie electrică la toate nodurile care necesită un consum constant de curent. În plus, oferă o încărcare a bateriei atunci când mașina pornește și în timp ce motorul funcționează.

În continuare, să vedem în ce constă un generator electric: mașini moderne, care este principiul de funcționare și cât de important este să îl menținem în deplină stare de funcționare. De asemenea, vom analiza diferitele tipuri de dispozitive utilizate în mașinile moderne.

Funcțiile de bază ale unui alternator

Funcționarea dispozitivului este de a converti energia mecanică generată de arborele cotit în curent electric. Ca rezultat, puterea este furnizată tuturor dispozitivelor care necesită electricitate. Energie electrica se acumulează în bateria mașinii. ÎN Mod normal El este cel care oferă energie sistemelor care au nevoie de curent.

Dar la pornirea unei mașini, demarorul este principalul consumator de energie. Curentul ajunge la sute de amperi, iar tensiunea din rețea scade brusc. În acest moment, generatorul devine principala sursă de curent. Bateria produce un curent instabil care nu poate furniza o tensiune constantă rețelei electrice a vehiculului.

Generatorul de curent este un fel de plasă de siguranță, deoarece acesta este cel care asigură generarea și furnizarea de energie electrică în timpul supratensiunii bruște. Aceasta poate fi nu numai pornirea motorului, ci și aprinderea farurilor, schimbarea vitezelor și, de asemenea, începerea lucrului sisteme suplimentare.

În plus, dispozitivul oferă o încărcare baterie, ceea ce este important și pentru muncă cu drepturi depline mașină.

Principiul de funcționare

Există două tipuri de generatoare: curent continuu și curent alternativ. Al doilea tip de generator este instalat pe majoritatea mașinilor moderne. Ele se caracterizează prin faptul că circuitul și conductorul lor magnetic sunt nemișcate. Doar magnetul permanent se rotește, iar atunci când se rotește, se generează un curent. Acest lucru se întâmplă deoarece circuitul bobinei este pătruns de un flux magnetic de mărime și direcție variabile. Ca urmare, are loc o creștere și o scădere uniformă a energiei.

Astfel, când vârful circuitului magnetic trece pe lângă polii magnetului, se formează un curent de mărime și direcție variabile. Se schimbă și în bobină. De aceea curentul se numește alternativ. Designul unității îi permite să genereze o cantitate suficientă de electricitate chiar și cu o rotație relativ lentă, deoarece are un număr mare de bobine și rotoare, iar în locul unui magnet convențional, este instalat unul electric în el.

Pentru toate modelele, principiul de funcționare al generatoarelor este aproape același. Doar unele componente ale dispozitivului se pot schimba, asigurând generarea de energie electrică mai mare.

Cum functioneaza un alternator?

Pentru cei care înțeleg măcar puțin despre principiile de producere și distribuție a energiei electrice, totul este extrem de simplu. Într-o mașină există două circuite electrice: primar și secundar.

Între circuitele primar și secundar există un regulator de tensiune. Acesta calculează nivelul de tensiune în circuitul secundar și, în funcție de acesta, setează parametrii pentru primar. Fără un regulator de tensiune, o mașină ar putea controla nivelul tensiunii și cantitatea de electricitate produsă.

Dacă tensiunea din rețea scade brusc, regulatorul reacționează la indicatorii săi, iar curentul din circuitul de înfășurare de excitație crește. Ca urmare, câmpul magnetic crește și este generat în interiorul aparatului electric. cantitate mare electricitate. Tensiunea din interiorul mecanismului va crește până când creșterea sa este oprită de regulator.

Când nivelul curentului din întreaga rețea este egalizat, regulatorul dă din nou un semnal pentru a crește tensiunea din generator la nivelul dorit. Astfel, funcționarea generatorului depinde direct de cantitatea de energie electrică consumată de toate sistemele vehiculelor. Iar regulatorul de tensiune controlează cantitatea de energie generată.

Important! Funcționarea generatorului nu depinde de turația motorului. Dacă apar disfuncționalități în rețeaua electrică a mașinii, aceasta se datorează fie unor probleme la generatorul în sine, fie unei defecțiuni a regulatorului de tensiune, dar nu și problemelor de funcționare a motorului. Designul generatorului vă permite să generați cantitatea necesară electricitate chiar și la viteze reduse ale unității.

Mai jos puteți viziona un videoclip cu o explicație accesibilă a funcționării unui alternator:

Cum este alimentat generatorul

Generatorul de tensiune dintr-o mașină îndeplinește funcția de a transforma energia mecanică în energie electrică. Energia mecanică este produsă din motorul mașinii. Generatorul este proiectat astfel încât scripetele arborelui cotit să transmită mișcarea scripetei generatorului. Între ele există o prindere cu centură, care asigură această transmisie.

Toate mașinile moderne sunt echipate cu curele poli-V, care au o bună flexibilitate și permit montarea scripetelor cu diametru mic pe generatoare. Cu ce diametru mai mic din această unitate, cu atât unitatea poate genera mai multă energie. Această relație oferă rapoartele de transmisie ridicate care disting generatoarele de mare viteză.

Din aceasta putem concluziona că utilizarea noilor materiale și tehnologii în producția de generatoare de curent continuu și alternativ face posibilă creșterea productivității acestora. Acest lucru este foarte important pentru mașinile de înaltă tehnologie cu lor consum crescut electricitate.

Dispozitiv generator

Designul generatorului nu s-a schimbat prea mult de la inventarea primelor mecanisme electrice de curent continuu și alternativ, folosite pentru a produce energie electrică în mașini. Această unitate are următorul dispozitiv:

  • cadru;
  • doua capace cu orificii pentru aerisire. Capacele din aluminiu sunt strânse împreună cu trei sau patru șuruburi;
  • un rotor care se rotește în doi rulmenți și este antrenat de un scripete;
  • curentul este furnizat înfășurării electromagnetului prin două inele de cupru și perii de grafit;
  • acestea, la rândul lor, sunt conectate la un regulator cu releu, care asigură controlul asupra nivelului de producere a energiei electrice în interiorul unității. În funcție de modificare, releul poate fi fie încorporat în carcasă, fie plasat în afara acesteia.

Toate dispozitivele moderne sunt echipate cu ventilatoare de răcire care împiedică supraîncălzirea dispozitivului. Generatoarele sunt atașate direct pe partea din față a motorului folosind suporturi speciale.

Statorul generatorului constă dintr-un miez, înfășurare, pană cu fantă, canelură și cablu pentru conectarea la redresoare. Rotorul este format dintr-un sistem de poli. Aceste componente sunt amplasate în carcasă, iar funcționarea și interacțiunea lor stă la baza generării de energie electrică în cadrul dispozitivului.

Ansamblul periei conține perii sau contacte glisante. Pot fi poligrafit sau electrografit. Unitățile de perie transmit curent continuu unei armături rotative, care acționează ca un magnet permanent. Dar aceleași perii sunt veriga slabă a acestui design, deoarece necesită întreținere constantă, curățarea și înlocuirea pieselor uzate.

Dispozitivul unui generator de automobile fără perii

Tipul de dispozitiv fără perii este cel mai răspândit astăzi, deoarece este cel mai fiabil și nu necesită întreținere constantă. Ca orice alt dispozitiv, este format din două componente:


Spre deosebire de mecanismele cu perie, aici se utilizează reglarea compusă a tensiunii de ieșire. Se realizează datorită faptului că axele înfășurărilor sunt deplasate cu 90 de grade. Ca urmare, pe măsură ce sarcina crește, câmpul magnetic al rotorului se deplasează către înfășurarea principală, iar EMF generat în acesta crește. Tensiunea, la rândul său, se stabilizează.

Acest mecanism are următoarele avantaje:

  • în timpul funcționării dispozitivului, praful de cărbune nu este generat, care este principala problemă pentru generatoarele de perii;
  • după o anumită perioadă de funcționare, periile nu trebuie înlocuite;
  • un număr redus de structuri mecanice crește semnificativ fiabilitatea dispozitivului și minimizează costul întreținerii acestuia;
  • dispozitivul nu se teme de nefavorabile vreme;
  • Astfel de dispozitive au un design simplu, ceea ce înseamnă că sunt mai ieftine.

Generatoarele fără perii sunt destul de populare, în ciuda faptului că sunt monofazate și au o eficiență scăzută. Cu toate acestea, acest dezavantaj este eliminat prin utilizarea sistemelor controlate electronic și excitație independentă.

Cum funcționează un generator de curent continuu?

Un dispozitiv de curent continuu are un design similar cu un generator de curent alternativ. Părțile sale principale sunt o armătură în formă de cilindru cu o înfășurare și electromagneți care creează tensiune în dispozitiv.

Ele sunt împărțite în două tipuri: auto-excitate și cu comutare independentă; astfel de dispozitive pot fi, de asemenea, cu perie sau fără perii.

Datorită faptului că generatoarele DC au nevoie sursă constantă energie, domeniul lor de aplicare este destul de îngust concentrat. Ele sunt adesea folosite pentru a alimenta transportul electric public. Acest tip dispozitive utilizate la generatoarele diesel.

În practică, se folosesc mai multe tipuri de generatoare. Dar fiecare dintre ele include aceleași elemente constitutive. Acestea includ un magnet, care creează un câmp corespunzător și o înfășurare specială de sârmă, unde este creată o forță electromotoare (EMF). ÎN cel mai simplu modelÎn generator, rolul înfășurării este îndeplinit de un cadru capabil să se rotească în jurul unei axe orizontale sau verticale. Amplitudinea EMF este proporțională cu numărul de spire prezente pe înfășurare și cu amplitudinea oscilațiilor fluxului magnetic.

Pentru a obține un flux magnetic semnificativ, se folosesc generatoare sistem special. Este format dintr-o pereche de miezuri de oțel. Înfășurările care creează un câmp magnetic alternativ sunt plasate în canelurile primei dintre ele. Acele spire care induc EMF sunt plasate în canelurile celui de-al doilea miez.

Miezul interior se numește rotor. Se rotește în jurul unei axe împreună cu înfășurarea de pe ea. Miezul care rămâne nemișcat îndeplinește funcția de stator. Pentru ca fluxul de inducție magnetică să fie cât mai puternic și pierderile de energie să fie minime, se încearcă ca distanța dintre stator și rotor să fie cât mai mică.

Pe ce principiu funcționează generatorul?

O forță electromotoare apare în înfășurările statorului imediat după apariția unui câmp electric, care este caracterizat de formațiuni de vortex. Aceste procese sunt generate de o modificare a fluxului magnetic, care este observată în timpul rotației accelerate a rotorului.

Curentul de la rotor este furnizat circuitului electric folosind contacte sub formă de elemente glisante. Pentru a face acest lucru mai ușor, la capetele înfășurării sunt atașate inele numite inele de contact. Periile fixe sunt presate pe inele, prin care conexiunea dintre circuit electricși înfășurarea rotorului în mișcare.

În spirele înfășurării magnetului, unde este creat câmpul magnetic, curentul are o putere relativ mică în comparație cu curentul pe care îl emite generatorul circuit extern. Din acest motiv, proiectanții primelor generatoare au decis să devieze curentul din înfășurările situate static și să furnizeze curent slab unui magnet rotativ prin contacte care asigură alunecarea. În generatoarele de putere redusă, câmpul este creat de un magnet permanent care se poate roti. Acest design vă permite să simplificați întregul sistem și să evitați deloc utilizarea inelelor și a periilor.

Un generator de curent electric industrial modern este o structură masivă și voluminoasă care constă din structuri metalice, izolatori și conductori de cupru. Dimensiunile dispozitivului pot fi de câțiva metri. Dar chiar și pentru o astfel de structură solidă, este foarte important să se mențină dimensiunile exacte ale pieselor și golurile dintre părțile mobile ale mașinii electrice.

Conversia energiei mecanice în energie electrică are loc cu ajutorul unui generator de curent. Practic, practica este de a folosi generatoare rotative de mașini electrice. Când se rotește, în conductor apare o forță electromotoare sub influența unui câmp magnetic în schimbare. Partea generatorului care creează câmpul magnetic se numește inductor, iar partea în care este generată forța electromotoare se numește armătură.

Principiul de funcționare

Partea rotativă a generatorului se numește rotor, iar partea sa staționară este statorul. Un generator de curent alternativ are un stator și un rotor, care prin proiectare pot fi atât o armătură, cât și un inductor.

Aproape toată energia electrică din centralele lumii este produsă de generatoare de curent alternativ. Când inductorul se rotește, se creează un câmp magnetic, care se rotește și induce o forță electromotoare alternativă în înfășurarea statorului. Frecvența sa coincide complet cu viteza rotorului.

Elemente generatoare

Sistemul magnetic al statorului este format din foi subțiri de oțel presate într-un pachet. Înfășurarea statorului este plasată în canelurile acestui pachet. Include trei faze, deplasate una față de alta cu o treime din perimetrul statorului. Forțe electromotoare induse în înfășurările de fază sunt, de asemenea, deplasate între ele cu 1200. Fiecare fază are o înfășurare formată din bobine cu multe spire legate între ele în paralel sau în serie. Părțile bobinelor care ies din caneluri se numesc îmbinări ale statorului.

Într-un inductor și un stator, numărul de poli poate fi mai mare de doi. Numărul de poli depinde în întregime de viteza rotorului. Pe măsură ce rotația rotorului încetinește, acesta poate avea un număr tot mai mare de poli.

Miezul masiv al rotorului din oțel conține înfășurarea de excitație a generatorului. Acest design este utilizat pentru generatoarele electrice de curent alternativ care funcționează cu frecventa inalta rotație. Acest lucru se datorează faptului că atunci când viteze mari rotație, înfășurarea rotorului este supusă unor forțe centrifuge mari. Un numar mare de poli presupune prezența unei înfășurări de excitație separate la fiecare pol, ceea ce este tipic pentru generatoarele electrice care funcționează la viteze mici.

În turbinele hidraulice, alternatoarele pot avea un design cu arbore vertical. La funcționare, în funcție de putere, se poate folosi răcirea cu aer, hidrogen, apă sau ulei.

În 1832, un inventator necunoscut a creat primul sincron monofazat generator multipolar curent alternativ. Dar chiar în primul rând dispozitive electronice s-a folosit numai curent continuu, în timp ce curent alternativ pentru o lungă perioadă de timp nu l-am putut găsi pe al meu aplicație practică. Cu toate acestea, ei au aflat curând că este mult mai practic să folosești curent alternativ, mai degrabă decât curent continuu, adică un curent care își schimbă periodic valoarea și direcția. Avantajele curentului alternativ sunt că este mai convenabil să îl generați folosind centrale electrice; generatoarele de curent alternativ sunt mai economice și mai ușor de întreținut decât omologii lor care funcționează pe curent continuu. Prin urmare, de încredere motoare electrice curent alternativ, care și-au găsit imediat aplicarea largă în zonele industriale și casnice. De remarcat că, datorită existenței curentului alternativ și a fenomenelor sale fizice deosebite, au putut să apară invenții precum radioul, magnetofonul și alte echipamente automate și electrice, fără de care este dificil să ne imaginăm viața modernă.

Dispozitiv generator de curent alternativ

Un generator de curent alternativ este un dispozitiv care transformă energia mecanică în energie electrică.

Este format dintr-o parte staționară, care se numește stator sau armătură (vezi figura) și o parte rotativă - un rotor sau inductor. Într-un alternator, rotorul este electromagnetul care furnizează câmpul magnetic care este transmis statorului. Pe suprafața interioară a statorului există depresiuni axiale, așa-numitele șanțuri, în care se află înfășurarea de curent alternativ (conductorul). Statorul generatorului este realizat din foi de oțel presat de 0,35 mm, care sunt izolate cu o peliculă lăcuită. Aceste foi sunt instalate în cadrul dispozitivului. Rotorul este montat în interiorul statorului și este rotit de un motor. Un arbore este una dintre părțile pentru transmiterea cuplului sub influența suporturilor amplasate pe acesta. Pe un arbore comun cu generatorul, există un așa-numit excitator DC care alimentează DCînfășurări ale rotorului. Bateria din alternator îndeplinește funcțiile unei baterii de pornire, care are capacitatea de a acumula și stoca energie electrică atunci când există un deficit în absența funcționării motorului și când există o lipsă de putere pe care o dezvoltă generatorul.

Aplicarea generatoarelor de curent alternativ în viață

Pe parcursul anii recenti, popularitatea folosirii centralelor electrice și alternatoarelor a crescut semnificativ. Sunt utilizate atât în ​​zonele industriale, cât și în cele casnice. sunt cea mai bună opțiune pentru utilizare în producție, spitale, școli, magazine, birouri, centre de afaceri, precum și pe șantiere, simplificând semnificativ construcția în zonele în care electrificarea este complet absentă. Generatoare de uz casnic, mai practic, compact si ideal pentru utilizare in cabana si casa la tara. Generatoarele de curent alternativ sunt utilizate pe scară largă în diverse zoneși zone datorită faptului că pot rezolva multe probleme importante care sunt asociate cu muncă instabilă electricitate sau absența completă a acesteia.

Serviciu

Aproape orice centrală diesel, indiferent de putere și producător, are 2 componente principale. Acestea sunt un alternator și un motor cu ardere internă. Deoarece este necesară menținerea acestor unități în stare bună de funcționare, în timpul funcționării lor este necesară o anumită listă munca obligatorie pentru intretinerea acestora. Din păcate, marea majoritate a proprietarilor consideră că se pot limita doar la înlocuirea la timp a uleiului și a filtrului, în timp ce „ întreținere„Poți să o faci singur. Dar rezultatul este adesea o defecțiune completă a dispozitivului. Drept urmare, nu este greu de concluzionat că este mai ușor și mai ieftin să încredințezi echipamentul unor profesioniști care, datorită cunoștințelor și experienței lor vaste, vor putea crește durata de viață a grupului generator diesel și vor putea reduce costurile în caz de urgență. situatii.