Хората използват енергията на електрическия ток в почти всички области на своята дейност. Сега не е лесно да си представим живота без електричество, което се преобразува от механична енергия с помощта на специално оборудване. Нека разгледаме по-подробно как протича този процес и как са подредени съвременните генератори.
Съдържание
Преобразуване на механичната енергия в електрическа енергия
Всеки генератор работи на принципа на магнитната индукция. Най-простият алтернатор може да се разглежда като намотка, която се върти в магнитно поле. Има и вариант, при който бобината остава неподвижна, но магнитното поле само я пресича. Именно по време на това движение се генерира променлив ток.Съгласно този принцип работят огромен брой генератори по целия свят, комбинирани в система за захранване.
Устройството и конструкцията на алтернатора
Стандартният генератор на енергия има следните компоненти:
- Рамка, към която е прикрепен статор с електромагнитни полюси. Изработен е от метал и трябва да изпълнява защитната функция на всички елементи на механизма.
- Статорът, към който е прикрепена намотката. Изработен е от феромагнитна стомана.
- Роторът е подвижен елемент, върху сърцевината на който има намотка, която образува електрически ток.
- Превключващо устройство, което отклонява електричеството от ротора. Това е система от подвижни проводими пръстени.
В зависимост от предназначението, генераторът има определени конструктивни характеристики, но има два компонента, които всяко устройство, което преобразува механичната енергия в електричество, има:
- Роторът е подвижна желязна част от една част;
- Статорът е фиксиран елемент, който е направен от железни листове. Вътре в него има жлебове, вътре в които е разположена намотката на тел.
За да се получи по-голяма магнитна индукция, трябва да има малко разстояние между тези елементи. По своя дизайн генераторите биват:
- С подвижна арматура и статично магнитно поле.
- С фиксирана котва и въртящо се магнитно поле.
В момента оборудването с въртящи се магнитни полета е по-често срещано, т.к. много по-удобно е да премахнете електрическия ток от статора, отколкото от ротора. Устройството на генератора има много прилики с дизайна на електродвигателя.
Верига на алтернатора
Принципът на работа на електрическия генератор: в момента, когато половината от намотката е на един от полюсите, а другата на противоположния, токът се движи през веригата от минималната към максималната стойност и обратно.
Класификация и видове генератори
Всички електрически генератори могат да бъдат разпределени според критерия на работа и вида на горивото, от което се генерира електричество. Всички генератори са разделени на еднофазни (изходно напрежение 220 волта, честота 50 Hz) и трифазни (380 волта с честота 50 Hz), както и принципа на работа и вида на горивото, което се преобразува в електричество . Дори генераторите могат да се използват в различни области, което определя техните технически характеристики.
Според принципа на работа
Отделни асинхронни и синхронни алтернатори.
Асинхронен
Асинхронните генератори нямат точна връзка ЕМП върху скоростта на ротора, но терминът "slip S" работи тук. Той определя тази разлика. Стойността на приплъзване е изчислена, така че все още има известно влияние на елементите на генератора в електромеханичния процес на асинхронния двигател.
Синхронно
Такъв генератор има физическа зависимост от въртеливото движение на ротора към генерираната честота на електричество. В такова устройство роторът е електромагнит, състоящ се от ядра, намотки и полюси. Статорът са намотки, които са свързани на принципа на звезда и имат обща точка - нула. Именно в тях се генерира електричество.
Роторът се привежда в движение от външна сила на движещи се елементи (турбини), които се движат синхронно. Възбуждането на такъв алтернатор може да бъде както контактно, така и безконтактно.
По вид гориво на двигателя
Отдалечеността от електрическата мрежа с появата на генератори вече не се превръща в пречка за използването на електрически уреди.
газов генератор
Като гориво се използва газ, при чието горене се генерира механична енергия, която след това се заменя с електрически ток. Предимства от използването на газов генератор:
- Безопасност за околната среда, тъй като газът по време на горене не отделя вредни елементи, сажди и токсични продукти на разлагане;
- Икономически е много изгодно да се гори евтин газ. В сравнение с бензина, той ще струва много по-малко;
- Захранването с гориво се извършва автоматично. Бензин и дизелово гориво трябва да се добавят според нуждите, а газогенераторът обикновено е свързан към газоснабдителната система;
- Благодарение на автоматизацията устройството влиза в действие самостоятелно, но за това трябва да се намира в топла стая.
Дизел генератор
Тази категория се състои главно от монофазни агрегати с мощност 5 kW. 220 волта и честота от 50 Hz са стандартни за домакински уреди, така че дизеловата машина се справя добре със стандартно натоварване. Както може би се досещате, за работата му е необходимо дизелово гориво. Защо да изберете дизелов генератор?
- Относителна евтиност на горивото;
- Автоматизация, която ви позволява автоматично да стартирате генератора при прекъсване на захранването;
- Високо ниво на пожарна безопасност;
- За дълъг период от време дизеловият агрегат може да работи без повреди;
- Впечатляваща издръжливост – някои модели са в състояние да работят общо 4 години непрекъсната работа.
Бензин генератор
Такива устройства са доста търсени като домакинско оборудване. Въпреки факта, че бензинът е по-скъп от газа и дизела, такива генератори имат много силни страни:
- Малки размери с висока мощност;
- Лесен за работа: повечето модели могат да се стартират ръчно, а по-големите генератори са оборудвани със стартер. Напрежението се регулира при определено натоварване с помощта на специален винт;
- В случай на претоварване на генератора, защитата се активира автоматично;
- Лесен за поддръжка и ремонт;
- Не вдигайте много шум по време на работа;
- Може да се използва както на закрито, така и на открито, но трябва да се пази от влага.
Основни приложения
В зависимост от това къде се използва генераторът се определят неговите технически характеристики. Основно съотношението на генератора към определена категория в областта на приложение определя неговата мощност. Следните видове оборудване са разделени по области на работа:
- Домакинство. Те имат мощност от 0,7 до 25 kW. Обикновено тази категория включва бензинови и дизелови генератори. Използват се за захранване на домакински електрически уреди и оборудване с ниска мощност, много често на строителни обекти. Подходяща като преносим източник на електричество при излизане на село;
- Професионален. Могат да се използват като постоянен източник на електроенергия в общински институции и малки производствени предприятия. Неговата мощност не надвишава 100 kW;
- Индустриален.Могат да се използват в големи фабрики и заводи, където се изисква оборудване с висока мощност. Такива устройства имат мощност над 100 kW, имат значителни размери и са трудни за поддръжка от неподготвен човек.
