Mga uri ng mga electric generator at mga prinsipyo ng kanilang trabaho

Ang isang de-koryenteng generator ay isang makina o pag-install na idinisenyo upang i-convert ang hindi de-koryenteng enerhiya sa elektrikal na enerhiya: mekanikal na enerhiya sa de-koryenteng enerhiya, kemikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya, thermal energy sa elektrikal na enerhiya, atbp. Ngayon, talaga, kapag ginagamit natin ang salitang "generator", nangangahulugang isang mekanikal na tagatagpo enerhiya sa elektrikal na enerhiya.

Maaari itong maging isang generator ng diesel o gasolina, isang generator ng planta ng nukleyar, isang generator ng kotse, isang generator ng lutong bahay mula sa isang de-motor na de-koryenteng de-motor, o isang mababang bilis ng generator para sa isang mababang lakas na turbin ng hangin. Sa pagtatapos ng artikulo, isasaalang-alang namin bilang isang halimbawa ang dalawang pinakakaraniwang generator, ngunit una, pag-usapan natin ang mga prinsipyo ng kanilang gawain.

Isang paraan o iba pa, mula sa isang pisikal na punto ng pananaw, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng bawat isa sa mga mekanikal na generator ay pareho at pareho: kababalaghan sa elektromagnetikong inductionkung kailan, kapag ang mga linya ay tumatawid sa magnetic field ng conductor, ang induction EMF ay nangyayari sa konduktor na ito. Ang mga mapagkukunan ng puwersa na humahantong sa magkaparehong kilusan ng conductor at magnetic field ay maaaring maging iba't ibang mga proseso, gayunpaman, bilang isang resulta, ang emf at kasalukuyang dapat palaging makuha mula sa generator upang mai-kapangyarihan ang pag-load.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng electric generator - Faraday Law

Ang prinsipyo ng electric generator ay natuklasan noong 1831 ng pisika ng Ingles na si Michael Faraday. Nang maglaon, ang prinsipyong ito ay tinawag na batas ng Faraday. Nakahiga ito sa katotohanan na kapag ang conductor ay tumatawid patayo sa magnetic field, ang isang potensyal na pagkakaiba-iba ay nangyayari sa mga dulo ng conductor na ito.

Ang unang generator ay itinayo mismo ni Faraday alinsunod sa prinsipyong natuklasan niya, ito ay isang "Faraday disk" - isang unipolar generator kung saan ang isang disk na tanso ay pinaikot sa pagitan ng mga poste ng isang magnetong hugis-pang-kabayo. Ang aparato ay gumawa ng makabuluhang kasalukuyang gamit ang isang bahagyang boltahe.

Kalaunan ay natagpuan na ang mga indibidwal na insulated conductors sa mga generator ay mas mahusay mula sa isang praktikal na punto ng view kaysa sa isang solidong conductive disk. At sa mga modernong tagabuo, ngayon na ang stator wire windings na ginagamit (sa pinakasimpleng kaso, isang likid ng kawad).

Alternator

Ang karamihan sa mga modernong tagalikha ay magkakasabay na alternator. Mayroon silang isang angkla na paikot-ikot sa stator, mula sa kung saan ang nabuo na de-koryenteng enerhiya ay inililihis. Ang isang paikot-ikot na paikot-ikot ay matatagpuan sa rotor, kung saan ang isang palaging kasalukuyang ay ibinibigay sa pamamagitan ng isang pares ng mga singsing ng contact upang makakuha ng isang umiikot na magnetic field mula sa isang rotating rotor.

Dahil sa kababalaghan ng electromagnetic induction, kapag ang rotor ay umiikot mula sa isang panlabas na drive (halimbawa, mula sa isang panloob na pagkasunog ng engine), ang magnetic flux na nito ay bumabalot sa bawat isa sa mga phase ng stator na paikot-ikot, at sa gayon ay nagpapahiwatig ng isang emf sa kanila.

Karamihan sa mga madalas na may tatlong yugto, sila ay pisikal na lumipat sa angkla na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng 120 degree, kaya nakuha ang isang tatlong yugto na sinusoidal na kasalukuyang. Ang mga phase ay maaaring konektado sa isang "bituin" o "tatsulok" pattern upang makuha karaniwang boltahe ng mains.

Ang dalas ng sinusoidal EMF f ay proporsyonal sa bilis ng rotor: f = np / 60, kung saan - p ang bilang ng mga pares ng magnetic pluses ng rotor, n ang bilang ng mga rebolusyon ng rotor bawat minuto. Karaniwan, ang maximum na bilis ng rotor ay 3000 rpm. Kung ikinonekta mo ang isang three-phase rectifier sa mga stator na paikot-ikot ng tulad ng isang kasabay na generator, makakakuha ka ng isang direktang kasalukuyang generator (ito ay, sa pamamagitan ng paraan, gumagana ang lahat ng mga gumagawa ng sasakyan).

Tatlong-machine na kasabay na generator

Siyempre, ang klasikong sabayang generator ay may isang seryosong minus - sa rotor mayroong mga contact ring at brushes na katabi sa kanila. Ang brushes ay kumislap at naubos dahil sa pagkikiskisan at pagguho ng kuryente. Sa isang paputok na kapaligiran hindi ito pinahihintulutan. Samakatuwid, sa mga avatar at sa mga generator ng diesel, ang mga hindi nakakasabay na mga tagabuo, sa partikular na mga three-machine, ay mas karaniwan.

Ang tatlong makina ay may tatlong makina sa isang pabahay: isang pre-exciter, isang exciter at isang generator sa isang karaniwang baras. Ang pre-exciter ay isang kasabay na generator, ito ay nasasabik mula sa permanenteng magnet sa baras, ang boltahe na binubuo nito ay ibinibigay sa stator na paikot-ikot ng exciter.

Ang stator ng pathogen ay kumikilos sa paikot-ikot na rotor na konektado sa isang tatlong-phase na rectifier na naayos dito, mula sa kung saan ang pangunahing paggulo ng paikot-ikot ng generator ay pinakain. Ang generator ay bumubuo ng kasalukuyang sa stator nito.

Gas, diesel at gasolina portable generators

Ngayon pangkaraniwan sa mga kabahayan mga generator ng diesel, gas at gasolinana gumagamit ng ICE bilang isang panloob na pagkasunog ng engine - isang panloob na pagkasunog ng engine na nagpapadala ng mekanikal na pag-ikot sa generator rotor.

Ang mga generator ng likidong likido ay may mga tangke ng gasolina, ang mga generator ng gas ay kailangang magbigay ng gasolina sa pamamagitan ng isang pipeline, upang pagkatapos ay ang gas ay pinakain sa karburetor, kung saan ito ay magiging isang mahalagang bahagi ng pinaghalong gasolina.

Sa lahat ng mga kaso, ang halo ng gasolina ay sinunog sa sistema ng piston, na nagiging sanhi ng pag-ikot ng crankshaft. Katulad ito sa isang makina ng kotse. Ang crankshaft ay umiikot sa rotor ng isang contactless na magkakasabay na generator (alternator).

Ang pinakamahusay inverter generators ng mga halaman sa home power magkaroon ng isang built-in na baterya upang mabayaran ang mga pagkakaiba at isang dobleng sistema ng conversion, sa mga naturang aparato ang alternatibong boltahe ay mas matatag.

Mga Generator ng Kotse

Ang isa pang halimbawa ng isang alternator - ang pinaka-karaniwang uri ng generator sa mundo - generator ng kotse. Ang generator na ito ay tradisyonal na naglalaman ng isang paggulo na paikot-ikot na may mga singsing sa rotor at isang three-phase stator na paikot-ikot na may isang rectifier.

Ang built-in na elektronikong regulator ay nagpapanatili ng boltahe sa loob ng katanggap-tanggap na saklaw para sa isang baterya ng kotse. Ang isang generator ng kotse ay isang high-speed generator, ang mga bilis nito ay maaaring umabot ng 9000 bawat minuto.

Bagaman sa una ay ang kasalukuyang nakuha ay nagkakapalit (ang mga tip ng poste ng rotor na halili at sa magkakaibang polarya ay pumapasok sa tatlong yugto ng stator na paikot-ikot sa kanilang mga magnetic flux), kung gayon ito ay naayos ng mga diode at nagiging isang pare-pareho na angkop para sa singilin ang baterya.

Hindi pangkaraniwang disenyo ng mga electric generator:

Libreng mga generator ng enerhiya

Super mahusay na motor generator ni Robert Alexander

Marx generator (tagagawa ng boltahe ng pulso)

Peltier thermomogenerator

Mga nanogenerator para sa mga pinaliit na elektronikong aparato