Генератары

Генератары — гэта прылады, якія пераўтвараюць іншыя формы энергіі ў электрычную. У 1832 годзе француз Біксі вынайшаў генератар.

Генератар складаецца з ротара і статара. Ротар размешчаны ў цэнтральнай частцы статара. На ротары ёсць магнітныя полюсы, якія ствараюць магнітнае поле. Па меры таго, як першасны рухавік прыводзіць ротар у кручэнне, перадаецца механічная энергія. Магнітныя полюсы ротара круцяцца з высокай хуткасцю разам з ротарам, у выніку чаго магнітнае поле ўзаемадзейнічае з абмоткай статара. Гэта ўзаемадзеянне прымушае магнітнае поле перасякаць праваднікі абмоткі статара, ствараючы індуцыраваную электрарухаючую сілу і тым самым пераўтвараючы механічную энергію ў электрычную. Генератары падзяляюцца на генератары пастаяннага току і генератары пераменнага току, якія шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловай і сельскагаспадарчай вытворчасці, нацыянальнай абароне, навуцы і тэхніцы, а таксама ў паўсядзённым жыцці.

Структурныя параметры

Генератары звычайна складаюцца са статара, ротара, тарцавых крышак і падшыпнікаў.

Статар складаецца з стрыжня статара, абмотак з правадоў, рамы і іншых канструкцыйных дэталяў, якія фіксуюць гэтыя дэталі.

Ротар складаецца з абмоткі стрыжня ротара (або магнітнага полюса, магнітнага дроселя), ахоўнага кольца, цэнтральнага кольца, кантактнага кольца, вентылятара і вала ротара, а таксама іншых кампанентаў.

Статар і ротар генератара злучаныя і сабраны з дапамогай падшыпнікаў і тарцовых вечкаў, так што ротар можа круціцца ў статары і выконваць рух перасячэння магнітных сілавых ліній, тым самым ствараючы індукаваны электрычны патэнцыял, які выводзіцца праз клемы і падключаецца да ланцуга, у выніку чаго генеруецца электрычны ток.

Функцыянальныя асаблівасці

Характарыстыкі сінхроннага генератара характарызуюцца ў асноўным характарыстыкамі працы без нагрузкі і пад нагрузкай. Гэтыя характарыстыкі з'яўляюцца важнай асновай для выбару генератараў карыстальнікамі.

Характарыстыкі без нагрузкі:Калі генератар працуе без нагрузкі, ток якара роўны нулю, гэты стан называецца працай у рэжыме размыкання. У гэты час трохфазная абмотка статара рухавіка мае толькі электрарухальную сілу халастога ходу E0 (трохфазная сіметрыя), індукаваную токам узбуджэння If, і яе велічыня павялічваецца з павелічэннем If. Аднак гэтыя дзве сілы не прапарцыйныя, таму што стрыжань магнітнага ланцуга рухавіка насычаны. Крывая, якая адлюстроўвае залежнасць паміж электрарухальнай сілай халастога ходу E0 і токам узбуджэння If, называецца характарыстыкай халастога ходу сінхроннага генератара.

Рэакцыя якара:Калі генератар падключаны да сіметрычнай нагрузкі, трохфазны ток у абмотцы якара стварае яшчэ адно вярчальнае магнітнае поле, якое называецца полем рэакцыі якара. Яго хуткасць роўная хуткасці ротара, і абодва круцяцца сінхронна.

Рэактыўнае поле якара сінхронных генератараў і поле ўзбуджэння ротара можна апраксімаваць як размеркаваныя па сінусаідальным законе. Іх прасторавая рознасць фаз залежыць ад рознасці фаз у часе паміж электрарухальнай сілай халастога ходу E0 і токам якара I. Акрамя таго, поле рэакцыі якара таксама звязана з умовамі нагрузкі. Калі нагрузка генератара індуктыўная, поле рэакцыі якара мае размагнічвальны эфект, што прыводзіць да зніжэння напружання генератара. І наадварот, калі нагрузка ёмістная, поле рэакцыі якара мае намагнічвальны эфект, што павялічвае выходнае напружанне генератара.

Характарыстыкі працы з нагрузкай:У асноўным гэта тычыцца знешніх характарыстык і характарыстык рэгулявання. Знешняя характарыстыка апісвае залежнасць паміж напружаннем на клемах генератара U і токам нагрузкі I пры пастаяннай намінальнай хуткасці, току ўзбуджэння і каэфіцыенце магутнасці нагрузкі. Характарыстыка рэгулявання апісвае залежнасць паміж токам узбуджэння If і токам нагрузкі I пры пастаяннай намінальнай хуткасці, напружанні на клемах і каэфіцыенце магутнасці нагрузкі.

Хуткасць змены напружання сінхронных генератараў складае прыблізна 20-40%. Тыповыя прамысловыя і бытавыя нагрузкі патрабуюць адносна пастаяннага напружання. Таму ток узбуджэння павінен карэктавацца адпаведна па меры павелічэння току нагрузкі. Нягледзячы на ​​тое, што тэндэнцыя змены характарыстыкі рэгулявання супрацьлеглая знешняй характарыстыке, яна павялічваецца для індуктыўных і чыста рэзістыўных нагрузак, у той час як для ёмістных нагрузак яна звычайна памяншаецца.

Прынцып працы

Дызельны генератар

Дызельны рухавік прыводзіць у рух генератар, які пераўтварае энергію дызельнага паліва ў электрычную. Унутры цыліндру дызельнага рухавіка чыстае паветра, адфільтраванае паветраным фільтрам, старанна змешваецца з дызельным палівам пад высокім ціскам, якое ўпырскваецца паліўнай фарсункай. Па меры руху поршня ўверх, сціскаючы сумесь, яго аб'ём памяншаецца, а тэмпература хутка павышаецца, пакуль не дасягне кропкі ўзгарання дызельнага паліва. Гэта запальвае дызельнае паліва, выклікаючы бурнае ўзгаранне сумесі. Хуткае пашырэнне газаў затым прымушае поршань рухацца ўніз, працэс, вядомы як «работа».

Бензінавы генератар

Бензінавы рухавік прыводзіць у рух генератар, які пераўтварае хімічную энергію бензіну ў электрычную. Унутры цыліндру бензінавага рухавіка сумесь паліва і паветра хутка згарае, што прыводзіць да хуткага пашырэння аб'ёму, які прымушае поршань рухацца ўніз, выконваючы працу.

У дызельных і бензінавых генератарах кожны цыліндр працуе паслядоўна ў пэўным парадку. Сіла, якая ўздзейнічае на поршань, пераўтвараецца шатуном у вярчальную сілу, якая прыводзіць у рух каленчаты вал. Бесшчоткавы сінхронны генератар пераменнага току, сувосева ўсталяваны з каленчатым валам рухавіка, дазваляе кручэнню рухавіка прыводзіць у рух ротар генератара. Зыходзячы з прынцыпу электрамагнітнай індукцыі, генератар затым стварае індуцыраваную электрарухальную сілу, генеруючы ток праз замкнёны ланцуг нагрузкі.