Synkroninen generaattori: laite, tyypit ja sovellukset

Synkroninen generaattori on erityinen laite, jonka avulla on mahdollista muuntaa mikä tahansa energia sähköenergiaksi. Tällaisia ​​laitteita ovat mobiiliasemat, lämpö- tai aurinkoakut ja erikoislaitteet. Generaattorin tyypistä riippuen sen käyttömahdollisuus määritetään, joten on syytä ymmärtää tarkemmin, mikä laite on.

1800-luvun lopulla Robert Boschin yritys kehitti ensimmäisen kerran jotain generaattorin kaltaista. Laite kykeni sytyttämään moottorin. Testien aikana paljastui, että kone ei sovellu pysyvään käyttöön, mutta kehittäjät pystyivät parantamaan laitetta.

Vuonna 1890 yritys siirtyi melkein kokonaan näiden laitteiden tuotantoon, koska se saavutti suuren suosion. Vuonna 1902 Boschin opiskelija loi sytytyksen korkeajännitteellä. Laite pystyi tuottamaan kipinän kynttilän kahden elektrodin väliin, mikä teki järjestelmästä monipuolisemman.

XX vuosisadan 60-luvun alku oli generaattoreiden leviämisen aikakautta ympäri maailmaa. Ja jos aiemmin laitteilla oli kysyntää vain autoteollisuudessa, nyt tällaiset yksiköt pystyvät toimittamaan sähköä kokonaisille taloille.

Tällaisten yksiköiden suunnittelu sisältää vain kaksi pääelementtiä:

• roottori;
• staattori.

Generaattorin päätehtävä on muuntaa yhden tyyppinen energia sähköenergiaksi. Sen avulla on mahdollista antaa tarvittava määrä virtaa riippuvaisille laitteille, jotta niitä voidaan käyttää.

Generaattorin suorituskyvyn arvioimiseksi sinun on tarkasteltava sen ominaisuuksia. Periaatteessa ne ovat samat kuin tasavirtaa tuottavassa asemassa. Useat tekijät ovat arvioinnin pääparametreja.

• Tyhjäkäynti. Se edustaa EMF:n riippuvuutta vaimenninkelan virityksestä vastaavien liikkuvien virtojen voimakkuudesta. Sen avulla on mahdollista määrittää ketjujen kyky magnetisoitua.
• Ulkoinen ominaisuus. Tarkoittaa rinnakkaista suhdetta kelan jännitteen ja kuormitusvirran välillä. Arvo riippuu laitteeseen kohdistetun kuormituksen tyypistä. Syitä, jotka voivat aiheuttaa muutoksia, on yksikön EMF:n lisääntyminen tai lasku sekä jännitehäviö asennetun kelan käämissä, joka on sijoitettu laitteen sisään.
• Säätö. Edustaa suhdetta, joka muodostuu kenttävirtojen ja kuormitusvirtojen välille. Synkronisten yksiköiden toimivuus ja suojaus varmistetaan tätä indikaattoria valvomalla. Tämä on helppo saavuttaa, jos säädät jatkuvasti EMF:ää.

Ei ole niin vaikeaa selvittää, kuinka laite toimii. Se koostuu magneettikehyksen pyörittämisestä sähkökentän luomiseksi. Kehystä pyöritettäessä ilmaantuu magneettisia viivoja, jotka alkavat ylittää sen ääriviivat.Risteys edistää sähkövirran muodostumista.

Sen määrittämiseksi, missä sähköenergiavirrat liikkuvat, on tarpeen käyttää kardaanisääntöä. On huomattava, että joillakin alueilla nykyinen liike on päinvastainen. Suunta muuttuu jatkuvasti, kun saavut seuraavaan napaan, joka sijaitsee magneetilla. Tätä ilmiötä kutsutaan vaihtovirraksi, ja kehyksen liittäminen erilliseen magneettirenkaaseen voi todistaa tämän tilanteen.

Kehyksessä olevan virran suuruuden ja järjestelmän roottorin pyörimisnopeuden välinen suhde on verrannollinen. Täten, Mitä enemmän runko pyörii, sitä enemmän sähköä generaattori pystyy syöttämään. Tälle indikaattorille on ominaista pyörimisnopeus.

Vakiintuneiden standardien mukaan optimaalinen nopeusilmaisin ei saa useimmissa maissa ylittää 50 Hz. Tämä tarkoittaa, että roottorin on suoritettava 50 värähtelyä sekunnissa. Parametrin laskemiseksi on sovittava, että yksi kehyksen kierto johtaa virran suunnan muutokseen.

Jos akseli onnistuu pyörimään 1 kerran sekunnissa, tämä tarkoittaa, että sähkövirran taajuus on 1 Hz. Siten 50 Hz:n saavuttamiseksi on varmistettava oikea kehyskierrosten määrä sekunnissa.

Riippuvuus on tässä tapauksessa kääntäen verrannollinen. Siten 50 Hz:n taajuuden aikaansaamiseksi on tarpeen vähentää nopeutta noin 2 kertaa.

Lisäksi on huomattava, että joissakin maissa roottorin pyörimisnopeuksia on muitakin asetettuja. Vakiotaajuus on 60 Hz.

Nykyään valmistajat valmistavat useita synkronisia generaattoreita. Nykyisistä luokitteluista useat ansaitsevat erityistä huomiota. Ensinnäkin kannattaa harkita yksiköiden jakoa suunnittelun mukaan. Generaattorit ovat kahdenlaisia.

• Harjaton. Generaattorin suunnittelu edellyttää staattorikäämien käyttöä. Ne sijoitetaan siten, että elementin sydämet ovat kohdakkain joko magneettinapojen tai kelaan olevien sydänten suunnan kanssa. Magneettihampaiden enimmäismäärä ei saa ylittää 6 kappaletta.

• Synkroninen, varustettu kelalla. Jos puhumme pienellä teholla toimivista säätökoneista, DC-magneetteja käytetään roottorina. Muuten roottori on kelan käämi.

Seuraava luokittelu edellyttää matkaviestimien jakamista eri tyyppeihin.

• Vesigeneraattorit. Laitteen erottuva piirre on roottori, jossa on selkeät navat. Tällaisia ​​yksiköitä käytetään sähkön tuottamiseen, kun ei ole tarvetta tuottaa suurta määrää laitteen kierroksia.

• Turbiinigeneraattorit. Erona on korostuneiden napojen puuttuminen. Laite on koottu erilaisista turbiineista, ja se pystyy lisäämään roottorin kierrosten määrää useita kertoja.

• Synkroniset liikuntasaumat. Sitä käytetään loistehon saavuttamiseen - tärkeä indikaattori teollisuuslaitoksissa. Sen avulla on mahdollista parantaa syötetyn virran laatua ja vakauttaa jänniteindikaattoreita.

Tällaisista laitteista on olemassa useita yleisiä malleja.

• Stepperi. Niitä käytetään varmistamaan mekanismeihin, joissa on käynnistys-pysäytysjakso, asennettujen käyttöjen toiminta.

• Vaihteeton. Käytetään enimmäkseen itsenäisissä järjestelmissä.

• Kontaktiton. Niillä on kysyntää pää- tai varamatkaviestintä laivoissa.

• Hystereesi. Tällaisia ​​generaattoreita käytetään aikalaskureina.

• Induktori. Varmista sähköasennusten toiminta.

Ensimmäiset ovat laitteita, joissa navat ovat selvästi näkyvissä. Ne erottuvat alhaisesta roottorin nopeudesta. Toisessa kategoriassa on lieriömäinen roottori, jossa ei ole ulkonevia napoja.

Synkroniset generaattorit ovat laitteita, jotka on suunniteltu tuottamaan vaihtovirtaa. Voit tavata tällaisia ​​laitteita useilla asemilla:

• atomi;
• lämpö;
• vesivoimalat.

Ja myös yksiköitä käytetään aktiivisesti kuljetusjärjestelmissä. Niitä käytetään erilaisissa ajoneuvoissa ja laivojen järjestelmissä. Synkroninen generaattori pystyy toimimaan sekä itsenäisesti, erillään sähköverkosta että samanaikaisesti sen kanssa. Tässä tapauksessa on mahdollista yhdistää useita yksiköitä kerralla.

Vaihtovirtavoimaloiden etuna on kyky toimittaa varattu tila sähköllä. Kätevä, jos kohde sijaitsee kaukana keskusverkosta. Siksi yksiköt ovat kysyttyjä kaupungista kaukana sijaitsevien siirtokuntien tilojen omistajien keskuudessa.

Generaattoria valittaessa on tärkeää löytää sopiva ja luotettava laite, joka voi tuottaa sähköä varatulle alueelle. Ensin sinun on päätettävä tulevan laitteen tekniset parametrit. Asiantuntijat neuvovat kiinnittämään huomiota:

• generaattorin massa;
• laitteen mitat;
• teho;
• Polttoaineenkulutus;
• melu kuva;
• työn kesto.

Ja myös tärkeä parametri on kyky järjestää automaattinen työ. Jotta ymmärtäisit, kuinka monta vaihetta tuleva generaattori tarvitsee, on tarpeen määrittää siihen liitettyjen sähkölaitteiden tyyppi ja lukumäärä.

Tällaisen liikkuvan voimalan hankinta ei kuitenkaan aina ole paras päätös.

Ennen ostamista on lisäksi suositeltavaa ottaa huomioon kuormitus, joka laitteeseen kohdistuu sen käytön aikana. Kuhunkin vaiheeseen tulee ladata enintään 30 % kokonaismäärästä. Siten, jos generaattorin teho on 6 kW, käytettäessä 220 V:n jännitteisiä pistorasioita on mahdollista käyttää vain 2 kW.

Kolmivaiheisen generaattorin ostaminen on kysyntää vain, kun talossa on paljon kolmivaiheisia kuluttajia. Jos useimmat laitteet ovat yksivaiheisia, on parempi ostaa sopiva laite.

Ennen kuin käynnistät generaattorin, se on ensin säädettävä. Ensinnäkin he säätävät laitteen taajuutta. Tämä voidaan tehdä kahdella tavalla:

1. muuta yksikön rakennetta ennakoimalla, kuinka monta napaa tarvitaan sähkömagneetin toimintaan;
2. takaa vaaditun akselin nopeuden ilman rakennemuutoksia.

Silmiinpistävä esimerkki ovat hidaskäyntiset turbiinit. Ne tarjoavat roottorin pyörimisnopeuden 150 rpm. Säädä taajuutta käyttämällä ensimmäistä menetelmää lisäämällä napojen lukumäärää 40 kappaleeseen.

Huolimatta siitä, että laitteen induktion EMF liittyy roottoriin ja sen pyörimiseen, turvallisuusvaatimusten vuoksi rakennetta on mahdotonta purkaa parametrin muuttamiseksi.

EMF-arvoa voidaan muuttaa säätämällä generoitua magneettivuoa. Sitä on lisättävä tai vähennettävä. Käämikierrokset tai pikemminkin niiden lukumäärä ovat vastuussa indikaattorin arvosta. Ja myös magneettivuon tehoon voi vaikuttaa kelan tuottama virta.

Säätö sisältää useiden kelojen sisällyttämisen ketjuun.Tätä varten sinun on käytettävä lisäreostaatteja tai elektronisia piirejä. Toinen vaihtoehto vaatii parametrin asettamisen ulkoisilla stabilisaattoreilla. Tämä takaa luotettavan palvelun.

Synkronisen matkaviestimen etuna on kyky synkronoida muiden samantyyppisten sähkölaitteiden kanssa. Samanaikaisesti kytkennän aikana on mahdollista sovittaa pyörimisnopeudet ja varmistaa nollavaihesiirto. Tältä osin liikkuvat voimalaitokset ovat kysyttyjä teollisuuden sähkötekniikassa, jossa niitä on erittäin kätevä käyttää varavoimalähteenä tuotantokapasiteetin lisäämiseksi raskaan kuormituksen sattuessa.

Katso alta synkroninen ja asynkroninen generaattori.