Hvordan fungerer en elektrisk generator?

Enhver elektrisk generator har til formål at generere en elektrisk strøm. Men faktisk producerer generatoren ikke noget, men konverterer kun en form for energi til en anden (som er karakteristisk for alle energiprocesser i naturen). Oftest betyder de en sætning "elektrisk generator" som en maskine, der konverterer mekanisk energi til elektrisk energi.

Mekanisk energi kan opnås fra gas eller damp, der ekspanderer under tryk, fra faldende vand eller endda manuelt. Under alle omstændigheder, for at modtage elektrisk energi fra en generator, skal den først overføre denne energi i en acceptabel form, oftest i mekanisk form.

Generatorer, der opererer med mekanisk drev, er den dominerende form for generatorer i den moderne verden. Sådanne generatorer fungerer i nukleare og vandkraftværker, i biler, i diesel- og benzingeneratorer, i vindmøller, i hånddynamikker osv. Damp, benzin og vind fungerer som kilder til mekanisk energi, der roterer generatorrotoren.

Et eksempel på en simpel elektrisk generator:

En magnetiseringsspole eller permanente magneter er fastgjort til generatorrotoren. I de senere år er generatorer blevet udbredt. med neodymmagneter på rotoren, da moderne neodymmagneter ikke er underordnede i deres egenskaber i forhold til en kraftig magnetiseringsvikling.

Princippet om at generere elektrisk energi i en generator er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion, der består i det faktum, at en magnetisk flux, der skifter i rummet, inducerer et elektrisk felt omkring dette rum.

Og hvis en leder er placeret i det område, hvor dette inducerede elektriske felt er til stede, induceres en EMF (elektromotorisk kraft) i den (den vil blive induceret), og den tilsvarende spænding kan observeres (målt, brugt til at drive belastningen) mellem lederens ender.

Den skiftende magnetiske flux opnås i generatoren ved hjælp af magneter, der bevæger sig sammen med rotoren eller polknallerne, der er magnetiseret af specielle viklinger - magnetiseringsviklinger. Magnetiseringsspoler modtager normalt strøm gennem børster og slipringe.

Anvendelse af en generator til elektrificering af en jernbanemodel:

De ledninger, i hvilke emf (elektrisk spænding) i generatoren induceres, er en statorvikling, som normalt er placeret i et magnetisk kredsløb fastgjort til en fast del af en elektrisk maskine. Denne vikling til generatorer af forskellige typer kan udføres på forskellige måder.

I trefasede vekselstrømsgeneratorer vedtages statorviklinger, der er lavet i henhold til et trefasekredsløb - tre dele af en sådan trefasetvikling kan forbindes med en "stjerne" eller "trekant".

Forbindelse med en stjerne giver mulighed for at opnå en spænding med en større styrke fra generatoren end når den er forbundet med en trekant. Forskellen i spændinger vil være roden til 3 gange (ca. 1,73). Jo højere spænding, desto lavere er den maksimale strøm, der kan opnås fra denne generator ved belastningen.

Drift af en elektrisk generator i et kraftværk:

Generatorens nominelle effekt afhænger af flere faktorer, der bestemmer dens nominelle strøm og spænding. Spændingen ved udgangsterminalerne på generatoren afhænger af længden af ​​statorviklingen (ledningen), af rotorhastigheden og induktionen af ​​magnetfeltet ved dets poler. Jo flere disse parametre er, jo større er spændingen opnået fra generatoren ved tomgang og under belastning.

Bærbar generator (minikraftværk) til autonom strømforsyning:

Den maksimale strøm, der kan opnås fra generatoren, er teoretisk begrænset af dens kortslutningsstrøm.Næsten med den nominelle hastighed afhænger det af tykkelsen på statorviklingstråden og af den samlede magnetiske flux af rotoren.

Hvis magnetfluxen ikke er nok, tager man i nogle tilfælde til en stigning i hastigheden. Men så skal generatoren være udstyret med en automatisk spændingsregulator, som implementeres i bilgeneratorer, der er i stand til at producere en strøm, der er acceptabel til opladning af batteriet i et bredt hastighedsområde.

Se også om dette emne:

Dynamomaskiner - de første DC-generatorer

Typer af elektriske generatorer og principperne for deres arbejde

Hvordan er dieselgeneratoren arrangeret og fungerer

Enheden til bilgeneratoren og dens funktioner

Comments

[#1 Nicholas]

Generelt, når der er forbindelse til en trekant, er spændingen højere, fordi Det er grænseflade, 380 V, mens du, når du er tilsluttet en trekant, kan få fase nul, 220 V. Dette er ved en lav spænding, men dette gælder også for højspændingssystemer, 6, 10, 35, 110, 220, 500, 1150 kV.