Sinhronais ģenerators: ierīce, veidi un lietojumprogrammas

Sinhronais ģenerators ir īpaša ierīce, ar kuras palīdzību ir iespējams pārvērst jebkuru enerģiju elektroenerģijā. Šādas ierīces ir mobilās stacijas, siltuma vai saules baterijas un speciāls aprīkojums. Atkarībā no ģeneratora veida tiek noteikta tā izmantošanas iespēja, tāpēc ir vērts sīkāk izprast, kāda ir ierīce.

19. gadsimta beigās Roberta Boša ​​uzņēmums pirmo reizi izstrādāja kaut ko līdzīgu ģeneratoram. Ierīce spēja aizdedzināt dzinēju. Pārbaužu laikā atklājās, ka iekārta nav piemērota pastāvīgai lietošanai, taču izstrādātājiem izdevās aparātu uzlabot.

1890. gadā uzņēmums gandrīz pilnībā pārgāja uz šo iekārtu ražošanu, jo tas ieguva lielu popularitāti. 1902. gadā Bosch students izveidoja aizdedzi, izmantojot augstu spriegumu. Ierīce spēja radīt dzirksteli starp diviem sveces elektrodiem, kas padarīja sistēmu daudzpusīgāku.

XX gadsimta 60. gadu sākums bija ģeneratoru izplatīšanās laikmets visā pasaulē. Un, ja agrāk ierīces bija pieprasītas tikai automobiļu rūpniecībā, tagad šādas vienības spēj nodrošināt veselas mājas ar elektrību.

Šādu vienību dizains ietver tikai divus galvenos elementus:

• rotors;
• stators.

Ģeneratora galvenais uzdevums ir pārveidot viena veida enerģiju elektroenerģijā. Ar tās palīdzību ir iespējams nodrošināt nepieciešamo strāvas daudzumu atkarīgajām ierīcēm, lai tās varētu izmantot.

Lai novērtētu ģeneratora veiktspēju, jums jāaplūko tā īpašības. Principā tie ir tādi paši kā stacijai, kas ģenerē līdzstrāvu. Novērtējuma galvenie parametri ir vairāki faktori.

• Tukšgaita. Tā ir EML atkarība no kustīgo strāvu stipruma, kas ir atbildīga par slāpētāja spoles ierosmi. Ar tās palīdzību ir iespējams noteikt ķēžu spēju magnetizēties.
• Ārējā īpašība. Norāda paralēlu attiecību starp spoles spriegumu un slodzes strāvu. Vērtība ir atkarīga no ierīcei pieliktās slodzes veida. Starp iemesliem, kas var izraisīt izmaiņas, ir ierīces EMF palielināšanās vai samazināšanās, kā arī sprieguma kritums uzstādītās spoles tinumos, kas atrodas ierīces iekšpusē.
• Pielāgošana. Apzīmē attiecības, kas veidojas starp lauka strāvām un slodzes strāvām. Sinhrono bloku darbspējas un aizsardzības nodrošināšana tiek panākta, uzraugot šo rādītāju. To ir viegli sasniegt, pastāvīgi pielāgojot EMF.

Nav tik grūti saprast, kā ierīce darbojas. Tas sastāv no magnētiskā rāmja pagriešanas, lai radītu elektrisko lauku. Rāmja rotācijas procesā parādās magnētiskas līnijas, kas sāk šķērsot tā kontūru.Šķērsojums veicina elektriskās strāvas veidošanos.

Lai noteiktu, kur virzās elektriskās enerģijas plūsmas, ir jāizmanto kardāna kārtula. Jāpiebilst, ka atsevišķās jomās pašreizējā kustība ir pretēja. Virzieni nepārtraukti mainās, kad jūs sasniedzat nākamo polu, kas atrodas uz magnēta. Šo parādību sauc par maiņstrāvu, un rāmja savienojums ar atsevišķu magnētisko gredzenu var pierādīt šo nosacījumu.

Attiecība starp strāvas stiprumu rāmī un sistēmas rotora griešanās ātrumu ir proporcionāla. Tādējādi jo vairāk rāmis griežas, jo vairāk elektroenerģijas var piegādāt ģenerators. Šo indikatoru raksturo rotācijas ātrums.

Saskaņā ar noteiktajiem standartiem optimālais ātruma indikators lielākajā daļā valstu nedrīkst pārsniegt 50 Hz. Tas nozīmē, ka rotoram ir jāveic 50 vibrācijas sekundē. Lai aprēķinātu parametru, ir jāvienojas, ka viena rāmja pagriešana noved pie strāvas virziena maiņas.

Ja vārpstai izdodas griezties 1 reizi sekundē, tas nozīmē, ka elektriskās strāvas frekvence ir 1 Hz. Tādējādi, lai sasniegtu 50 Hz, būs jānodrošina pareizs kadra apgriezienu skaits sekundē.

Atkarība šajā gadījumā ir apgriezti proporcionāla. Tādējādi, lai nodrošinātu 50 Hz frekvenci, ātrums būs jāsamazina apmēram 2 reizes.

Turklāt jāņem vērā, ka dažās valstīs ir noteikti citi rotoru rotācijas ātrumi. Standarta frekvence ir 60 Hz.

Mūsdienās ražotāji ražo vairāku veidu sinhronos ģeneratorus. No esošajām klasifikācijām vairākas ir pelnījušas īpašu uzmanību. Pirmkārt, ir vērts apsvērt vienību sadalījumu pēc konstrukcijas. Ģeneratori ir divu veidu.

• Bez suku. Ģeneratora konstrukcija paredz statora tinumu izmantošanu. Tie ir novietoti tā, lai elementu serdeņi būtu saskaņoti ar magnētisko polu vai uz spoles esošo serdeņu virzienu. Maksimālais magnētu zobu skaits nedrīkst pārsniegt 6 gabalus.

• Sinhrons, aprīkots ar induktors. Ja mēs runājam par regulēšanas mašīnām, kas darbojas ar mazu jaudu, tad kā rotoru izmanto līdzstrāvas magnētus. Pretējā gadījumā rotors ir induktora tinums.

Sekojošā klasifikācija nozīmē mobilo staciju iedalījumu atsevišķos veidos.

• Hidroģeneratori. Ierīces īpatnība ir rotors ar izteiktiem poliem. Šādas vienības tiek izmantotas elektroenerģijas ražošanai, ja nav nepieciešams nodrošināt lielu ierīces apgriezienu skaitu.

• Turbīnu ģeneratori. Atšķirība ir izteiktu stabu neesamība. Ierīce ir salikta no dažādām turbīnām, tā spēj vairākas reizes palielināt rotora apgriezienu skaitu.

• Sinhronās izplešanās šuves. To izmanto, lai sasniegtu reaktīvo jaudu - svarīgu rādītāju rūpniecības objektos. Ar tās palīdzību ir iespējams uzlabot piegādātās strāvas kvalitāti un stabilizēt sprieguma rādītājus.

Ir vairāki izplatīti šādu ierīču modeļi.

• Steperis. Tos izmanto, lai nodrošinātu piedziņu darbību, kas uzstādīta mehānismos, kuriem ir palaišanas-apturēšanas cikls.

• Bez pārnesumkārbas. Visbiežāk izmanto atsevišķās sistēmās.

• Bezkontakta. Tās ir pieprasītas kā galvenās vai rezerves mobilās stacijas uz kuģiem.

• Histerēze. Šādi ģeneratori tiek izmantoti laika skaitītājiem.

• Induktors. Nodrošināt elektrisko instalāciju darbību.

Pirmās ir ierīces, kurās stabi ir skaidri redzami. Tie izceļas ar zemu rotora ātrumu. Otrās kategorijas konstrukcijā ir cilindrisks rotors, kuram nav izvirzītu stabu.

Sinhronie ģeneratori ir ierīces, kas paredzētas maiņstrāvas ražošanai. Šādas ierīces var satikt dažādās stacijās:

• atomu;
• termiski;
• hidroelektrostacijas.

Un arī vienības tiek aktīvi izmantotas transporta sistēmās. Tos izmanto dažādos transportlīdzekļos un kuģu sistēmās. Sinhronais ģenerators spēj darboties gan autonomi, atsevišķi no elektrotīkla, gan vienlaikus ar to. Šajā gadījumā ir iespējams vienlaikus savienot vairākas vienības.

Maiņstrāvas spēkstaciju priekšrocība ir iespēja piešķirto telpu nodrošināt ar elektrību. Ērti, ja objekts atrodas tālu no centrālā tīkla. Tāpēc vienības ir pieprasītas zemnieku saimniecību īpašniekiem, kas atrodas tālu no pilsētas apdzīvotās vietās.

Izvēloties ģeneratoru, ir svarīgi atrast piemērotu un uzticamu ierīci, kas var nodrošināt elektrību atvēlētajā platībā. Vispirms jums jāizlemj par nākotnes ierīces tehniskajiem parametriem. Speciālisti iesaka pievērst uzmanību:

• ģeneratora masa;
• ierīces izmēri;
• jauda;
• degvielas patēriņš;
• trokšņa figūra;
• darba ilgums.

Un arī svarīgs parametrs ir iespēja organizēt automātisku darbu. Lai saprastu, cik fāžu nepieciešams nākotnes ģeneratoram, ir jānosaka ar to pieslēgto elektrisko ierīču veids un skaits.

Tomēr šādas mobilās spēkstacijas iegāde ne vienmēr ir labākais lēmums.

Pirms iegādes papildus ieteicams ņemt vērā slodzi, kas tiks iedarbināta uz ierīci tās darbības laikā. Katrai fāzei jābūt noslogotai ne vairāk kā 30% no kopējās. Tādējādi, ja ģeneratora jauda ir 6 kW, tad, ja tiek izmantotas rozetes ar spriegumu 220 V, būs iespējams izmantot tikai 2 kW.

Trīsfāzu ģeneratora iegāde ir pieprasīta tikai tad, ja mājā ir daudz trīsfāžu patērētāju. Ja lielākā daļa ierīču ir vienfāzes, labāk ir iegādāties atbilstošu ierīci.

Pirms ģeneratora iedarbināšanas tas vispirms ir jānoregulē. Pirmkārt, tiek noregulēta ierīces frekvence. To var izdarīt divos veidos:

1. mainīt agregāta konstrukciju, paredzot, cik polu nepieciešams elektromagnēta darbībai;
2. nodrošināt nepieciešamo vārpstas apgriezienu skaitu bez konstrukcijas izmaiņām.

Spilgts piemērs ir zema ātruma turbīnas. Tie nodrošina rotora griešanos 150 apgr./min. Lai pielāgotu frekvenci, izmantojiet pirmo metodi, palielinot stabu skaitu līdz 40 gabaliem.

Neskatoties uz to, ka ierīces indukcijas EMF ir saistīta ar rotoru un tā rotācijām, drošības prasību dēļ nav iespējams izjaukt konstrukciju, lai mainītu parametru.

EMF vērtību var mainīt, pielāgojot radīto magnētisko plūsmu. Tas būs jāpalielina vai jāsamazina. Tinumu pagriezieni vai drīzāk to skaits ir atbildīgi par indikatora vērtību. Un arī magnētiskās plūsmas jaudu var ietekmēt spoles radītā strāva.

Regulēšana ietver vairāku spoļu iekļaušanu ķēdē.Lai to izdarītu, jums ir jāizmanto papildu reostati vai elektroniskās shēmas. Otrajai iespējai ir nepieciešams iestatīt parametru, izmantojot ārējos stabilizatorus. Tas nodrošina uzticamu pakalpojumu.

Sinhronās mobilās stacijas priekšrocība ir iespēja sinhronizēties ar citām līdzīga veida elektriskajām mašīnām. Tajā pašā laikā savienojuma laikā ir iespējams saskaņot griešanās ātrumus un nodrošināt nulles fāzes nobīdi. Šajā sakarā mobilās elektrostacijas ir pieprasītas rūpnieciskajā enerģētikā, kur tās ir ļoti ērti izmantot kā rezerves barošanas avotu ražošanas jaudas palielināšanai lielu slodžu gadījumā.

Sinhrono un asinhrono ģeneratoru skatiet tālāk.