Ang isang de-koryenteng kasalukuyang generator ay isang aparato na idinisenyo upang i-convert ang mga hindi de-koryenteng uri ng enerhiya (kemikal, mechanical, thermal) sa elektrikal na enerhiya. Bukod dito, ang disenyo nito ay batay sa paggamit ng prinsipyo ng electromagnetic induction.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo at aparato ng pinakasimpleng kahalili
Ang electromagnetic induction ay isang kababalaghan na natuklasan noong 1831 ng pisika ng British na si Michael Faraday (1791-1867), na natuklasan na kapag ang isang pagkakaiba-iba ng magnetic flux ay dumaan sa isang saradong conductive circuit, ang isang kasalukuyang kasalukuyang electric arises sa huli. Ito ang prinsipyong ito na sumasailalim sa anumang generator.
Sa pagsasagawa, ang prinsipyo ng electromagnetic induction ay ipinatupad tulad ng mga sumusunod: isang de-koryenteng kasalukuyang lumitaw sa isang saradong frame (rotor) kapag nag-intersect ito sa isang umiikot na magnetic field, na nabuo depende sa layunin at disenyo ng generator sa pamamagitan ng permanenteng magnet o mga espesyal na paggulo ng paggulo. Kapag umiikot ang frame, nagbabago ang laki ng magnetic flux. Ang mas mabilis na ito ay umiikot, mas mataas ang boltahe ng output.
Noong 1827, ang epekto na ito ay natuklasan at ginamit upang lumikha ng orihinal na modelo ng isang de-koryenteng kasalukuyang generator ng physicist ng Hungarian na si Agnos Istvan Jedlik (1800-1895). Gayunpaman, isinasaalang-alang ito sikat, ang siyentipiko ay hindi patent ang kanyang natuklasan, at inihayag ang paglikha ng unang dinamo lamang noong 1850.
Upang alisin ang electric current, ang frame ay nilagyan ng isang kasalukuyang kolektor, na lumiliko ito sa isang saradong loop at nagbibigay ng patuloy na pakikipag-ugnay sa umiikot na frame na may mga nakatigil na elemento ng generator. Ang mga brushes na puno ng tagsibol ay pinindot laban sa mga singsing ng kolektor at sa gayon ang electric current ay ibinibigay sa mga terminal ng output.
Ang pag-ikot, ang mga halves ng frame ay pumasa nang sunud-sunod na malapit sa mga poste ng magnet. Sa kasong ito, ang isang siklo ng pagbabago sa direksyon ng paggalaw ng umuusbong na kasalukuyang nangyayari - sa bawat poste ang kasalukuyang gumagalaw sa isang direksyon.
Depende sa disenyo ng kolektor, ang generator ay maaaring makabuo ng parehong direkta at alternating kasalukuyang.
- Sa mga generator ng DC, para sa bawat kalahati ng paikot-ikot na node ng kolektor, may mga hiwalay na singsing mula sa bawat isa. Dahil sa ang katunayan na ang mga kalahating singsing na ito ay patuloy na nagbabago ng mga brushes, ang kasalukuyang ay hindi nagbabago ng direksyon nito, ngunit sa mga pulsate lamang.
- Sa mga alternator, ang mga dulo ng frame ay nakatali sa mga singsing at ang buong istraktura ay umiikot sa paligid ng axis nito. Kapag umiikot ang frame, ang mga brushes, ang bawat isa ay malapit na malapit sa singsing nito, ay nagbibigay ng isang maaasahang down conductor. Sa kasong ito, ang isang siklo ng pagbabago sa posisyon ng mga brushes ay hindi nangyayari.
Ang umiikot na bahagi ng generator ay tinatawag na rotor, at ang nakatigil na bahagi ay tinatawag na stator.
Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng alternating at direktang kasalukuyang mga generator ay magkatulad. Nag-iiba sila sa kanilang sarili sa disenyo ng mga singsing na slip na matatagpuan sa isang umiikot na rotor at ang pagsasaayos ng mga paikot-ikot.
Sa alternating kasalukuyang mga generator, ang isang orihinal na teknikal na solusyon ay madalas na ginagamit, batay sa katotohanan na ang EMF ay lumilitaw sa conductor hindi lamang kapag ito ay umiikot sa isang magnetic field, ngunit din sa kaso kapag ang magnetic field mismo ay umiikot na kamag-anak sa isang nakatigil na conductor.
Ang epektong ito ay malawakang ginagamit ng mga developer na naglalagay ng electric o permanenteng magnet sa isang rotating rotor. Sa kasong ito, ang boltahe ay tinanggal mula sa nakatigil na naka-mount na paikot, na ginagawang posible upang mapupuksa ang mga kumplikadong disenyo ng mga pagtitipon ng kolektor.
Mga generator ng AC
Ang isang malaking bilang ng mga pinaka magkakaibang AC generators ay ginawa. Maaari silang maiuri sa pamamagitan ng mga sumusunod na mga parameter:
- nakabubuo ng disenyo;
- paraan ng paggulo;
- bilang ng mga phase.
Sa pamamagitan ng paraan ng paggulo sa mga mamimili, ang mga pinagsama-samang ay matatagpuan:
- na may independiyenteng paggulo - ang paggulo ng paggulo ay ibinibigay sa direktang kasalukuyang mula sa isang malayang mapagkukunan ng kuryente;
- na may pagganyak sa sarili - ang isang naayos na kasalukuyang mula sa generator mismo ay ibinibigay sa paggulo ng paggulo;
- na may pagganyak mula sa permanenteng magneto - walang pagganyak na paggulo;
- na may paggulo mula sa pathogen - isang mababang-lakas na generator ng DC, "nakaupo" sa parehong baras sa pinaglingkod na generator.
Sa bilang ng mga phase, electric generator ay:
- iisang yugto;
- dalawang yugto;
- tatlong yugto.
Sa pagsasagawa, ang mga three-phase alternator ay madalas na matagpuan. Ito ay dahil sa isang bilang ng mga pakinabang na katangian ng ganitong uri ng mga pinagsama-samang:
- pagkuha ng isang pang-ekonomiyang epekto sa pagbuo ng mga malalayo na sistema ng paghahatid ng kuryente - binabawasan ang materyal na pagkonsumo ng mga aparato ng transpormer at mga wire ng kuryente; Nag-aambag ito sa pagkakaroon ng isang pabilog na magnetic field;
- nadagdagan ang mapagkukunan ng pagpapatakbo, na nagsisiguro sa balanse ng system;
- sabay-sabay na paggamit ng linear at phase boltahe.
Sa istruktura, ang isang three-phase electric generator ay may tatlong independiyenteng mga paikot-ikot na matatagpuan sa stator sa paligid ng circumference na may isang offset ng 120 ° na kamag-anak sa bawat isa. Bilang karagdagan, ang bawat paikot-ikot ay isang generator ng solong-phase, na may kakayahang magbigay ng alternatibong boltahe sa consumer ng R. Ang nasabing isang solong paikot-ikot ay tinatawag na "phase". Ang mga windings ng phase ay maaaring magkakaugnay ng isang "tatsulok" o "bituin".
Mayroong iba pang mga scheme para sa pagkonekta sa mga paikot-ikot, halimbawa, ang anim na wire na Tesla system o ang koneksyon ng Slavyanka (isang kombinasyon ng anim na paikot-ikot sa anyo ng isang "bituin" at isang "tatsulok"), ngunit hindi sila malawak na ginagamit.
Ang papel na ginagampanan ng frame sa mga aparato na bumubuo ng alternatibong kasalukuyang ay nilalaro ng isang electromagnet, na, umiikot, nagbabago ng mga variable ng EMF na nahikayat sa mga paikot-ikot sa pamamagitan ng isang third ng isang cycle na kamag-anak sa bawat isa.
Kabilang sa maraming mga alternator, mayroong dalawang pangunahing uri ng kanilang disenyo: magkasabay at hindi sinasadya. Kamakailan lamang, na ibinigay ang malaking bilang ng mga kumplikadong elektronikong aparato na kinokontrol ng mga microprocessors, lumitaw ang isang bagong uri ng electric generator - inverter.
Mga kasabay na Power Generator
Ang isang kasabay na alternator ay binubuo ng dalawang bahagi - isang palipat-lipat na rotor at isang nakapirming stator.
Kapag ang rotor ay umiikot, na kung saan ay isang electromagnet na may isang core at isang paikot-ikot na paggulo, na konektado sa isang panlabas na mapagkukunan ng kapangyarihan gamit ang isang mekanismo ng brush, isang EMF ay naudyok sa paikot-ikot na stator, na pinapakain sa mga output ng output ng generator. Tinatanggal ng disenyo na ito ang pangangailangan para sa pag-slide ng mga contact, na lubos na pinadali ang disenyo ng yunit. Sa una, ang magnetic flux ay natutuwa mula sa isang third-party na exciter na naka-mount sa isang karaniwang baras at konektado sa system gamit ang isang pagkabit.
Sa mababang lakas na kasabay na mga generator, ang patlang na paikot-ikot ay pinalakas ng isang naayos na kasalukuyang. Sa kasong ito, ang electric circuit ay nabuo dahil sa pag-activate ng mga transformer na kasama sa load circuit. Kasama rin ang isang semiconductor rectifier. Kasama sa pangunahing de-koryenteng circuit:
- patlang na paikot-ikot;
- pag-aayos ng rheostat.
Ang pangunahing tampok ng sunud-sunod na generator ay ang dalas ng nabuong kasalukuyang electric ay proporsyonal sa bilis ng rotor.
Asynchronous Power Generator
Ang isang asynchronous alternator ay naiiba sa isang magkasabay na hindi nawawala ang isang mahigpit na koneksyon sa pagitan ng mga bilis ng rotor at sapilitan na emf. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga parameter na ito ay tinatawag na "slip". May isang puwang ng hangin sa pagitan ng rotor at ang stator ng asynchronous generator. Kasabay nito, ang metalikang metalikang kuwintas na nangyayari kapag ang pagkarga ay konektado at pinipigilan ang pag-ikot ng rotor ay nakakaapekto sa dalas ng nabuong EMF. Samakatuwid, ang koryente sa mga asynchronous generators ay nabuo sa isang pagtaas ng bilis ng rotor.
Ang disenyo ng mga asynchronous generators ay simple, ngunit ito ay may pinakamasama mga teknikal na katangian kumpara sa mga magkakasabay na yunit - ang pagkakamali sa dalas ay maaaring umabot sa 4%, at sa boltahe hanggang sa 10%. Bilang karagdagan, ang mga asynchronous generators ay kritikal sa nakakalasing na kasalukuyang. Samakatuwid, inirerekumenda na patakbuhin ang mga ito kasama ang mga stabilizer, at sa ilang mga kaso, halimbawa, para sa isang maayos na pagsisimula ng electric motor, maaaring kailanganin ang isang frequency converter.
Mga Tagabuo ng Inverter
Ang isang generator ng inverter ay isang maginoo na asynchronous generator, sa output kung saan naka-install ang isang karagdagang stabilizer ng mga parameter ng output.
Ito ay gumagana tulad ng sumusunod: ang boltahe na nabuo ng isang asynchronous generator ay pupunta sa inverter, kung saan una itong naayos, at pagkatapos ay ang mga pulses ng isang naibigay na dalas at pag-ikot ng tungkulin ay nabuo mula sa nakuha na palaging boltahe. Sa output ng aparato, ang mga pulses na ito ay na-convert sa isang sinusoidal boltahe na may halos perpektong mga teknikal na katangian.
Alternator drive
Sa mga kondisyon sa domestic, ang generator rotor ay hinihimok ng mga panloob na engine ng pagkasunog (ICE) na tumatakbo sa mga gasolina tulad ng gasolina o diesel. Kasabay nito, ang buhay ng pagpapatakbo ng mga generator ng gasolina na nilagyan ng push-pull ICEs ay halos 500 oras bawat taon (hindi hihigit sa 4 na oras bawat araw); ang apat na stroke na ICE ay umabot sa 5000 na oras bawat taon.
Maipapayo na gumamit ng mga generator ng gasolina ng gasolina para sa mga maiiksing kuryente at / o para sa paglabas sa kanayunan.
Ang mga Generator na tumatakbo sa diesel fuel ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas at mas matibay na gasolina. Kabilang sa mga ito ay may mga modelo na may air at likido na paglamig. Inirerekomenda ang mga yunit na pinalamig ng hangin para magamit sa mga lugar kung saan ang koryente ay madalas na naka-off sa mahabang panahon.
Ang paggamit ng naturang gamit sa sambahayan ay napaka-simple - kailangan mong punan ang gasolina sa tangke, i-on ang susi upang simulan ang engine at ikonekta ang pagkarga. Ang kanilang control panel ay nilagyan ng lahat ng kinakailangan at madaling gamitin na inskripsyon at simbolo.
Ang mga generator ng diesel na pinalamig ng likido ay mga aparato sa isang magkakaibang kategorya. Nagagawa nilang magtrabaho para sa mga araw at ginagamit pangunahin sa mga negosyo bilang backup na mapagkukunan ng kapangyarihan.
Ang mga heneral na pang-industriya na idinisenyo upang makabuo ng alternating kasalukuyang at ibigay ito sa mga mamimili sa malalayong distansya gamit ang mga high-volt na linya ng kuryente (mga linya ng kuryente) ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng pag-activate ng hydraulic o steam turbines. Sa ganitong mga yunit, ang mekanismo ng rotor ay konektado nang direkta sa gulong ng turbina.
Ang mga generator ng turbine ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na kapangyarihan (hanggang sa 100,000 kW) at may kakayahang makabuo ng alternating kasalukuyang may boltahe hanggang sa 16 kV. Ang haba at diameter ng kanilang rotor ay maaaring umabot sa 6.5 at 15 metro, ayon sa pagkakabanggit, at ang bilis ng pag-ikot ng huli ay nasa hanay ng 1500 ... 3000 rpm.I-install ang mga nasabing yunit sa magkakahiwalay na mga silid sa espesyal na inihanda na konkretong substrate.
Mga pagpipilian at kakayahan ng mga electric generator ng sambahayan
Para sa kadalian ng paggamit, ang mga tagagawa ay nagbibigay ng kasangkapan sa kanilang mga produkto na may isang bilang ng mga kapaki-pakinabang na pagpipilian, bukod sa kung saan ay:
- aparato para sa awtomatikong pagsisimula ng yunit sa panahon ng isang power outage;
- ang pagkakaroon ng isang built-in na RCD, pagdiskonekta ng aparato mula sa mga mains sa panahon ng pagkasira ng pagkakabukod at ang hitsura ng isang kasalukuyang pagtagas;
- kontrolin ang mga parameter at ipakita ang mga ito sa display;
- labis na proteksyon.
Kung ang isang pag-load ay konektado sa isang de-koryenteng generator, ang halaga ng kung saan ay mas mababa kaysa sa na-rate, ang yunit ay magsisimulang "kumain" ng bahagi ng likidong gasolina nang wala, nang walang ganap na paggamit ng mga kakayahan nito.
Hindi magiging kalabisan ang pagkakaroon ng paghahatid ay nagtakda ng isang espesyal na pambalot na silencing, isang pagtaas ng tangke ng gasolina, isang pambalot na protektahan ang yunit mula sa mababang temperatura, atbp.
Mga Tampok sa Pag-install
Ang isang potensyal na may-ari ng isang alternator ay dapat mag-ingat sa paghahanda ng site ng pag-install bago bumili. Hindi alintana kung saan ang isang yunit ay mai-install, sa loob ng bahay o sa labas, kakailanganin nito ang isang patag at solidong platform. Ang pag-install ng isang electric generator sa isang hindi pantay na site ay hahantong sa isang pagtaas ng panginginig ng boses, na mapabilis ang pagsusuot ng mga bahagi at maaaring mapukaw ang kabiguan ng isang mamahaling aparato.
Kapag nag-install ng generator sa isang silid, mahalaga na magbigay para sa pagkakaroon ng maubos na bentilasyon. Bilang karagdagan, sa panahon ng pagpapatakbo ng yunit, inirerekumenda na iwanang bukas ang pintuan ng silid, na siya namang mangangailangan ng pag-install ng isang ihawan sa pintuan na hinaharangan ang mga tagalabas, at pinaka-mahalaga sa mga bata, mula sa pag-access sa panganib na zone.
Ang electric generator ay konektado sa mga mains sa mahigpit na alinsunod sa mga iniaatas na nakalagay sa mga tagubilin sa operating. Sa kasong ito, ang electric cable ay dapat na konektado pagkatapos ng pambungad na makina at electric meter.
