Ako funguje elektrický generátor?

Funkciou každého elektrického generátora je generovanie elektrického prúdu. V skutočnosti však generátor nič neprodukuje, ale prevádza iba jednu formu energie na druhú (ako je charakteristické pre všetky energetické procesy v prírode). Najčastejšie označujú slovné spojenie „elektrický generátor“ stroj, ktorý prevádza mechanickú energiu na elektrickú.

Mechanická energia sa môže získať plynom alebo parou expandujúcou pod tlakom, padajúcou vodou alebo dokonca ručne. V každom prípade, aby mohla byť získaná elektrická energia od generátora, musí túto energiu najprv previesť v prijateľnej forme, najčastejšie v mechanickej forme.

Generátory pracujúce s mechanickým pohonom sú dominantnou formou generátorov v modernom svete. Tieto generátory pracujú v jadrových a vodných elektrárňach, v automobiloch, v dieselových a benzínových generátoroch, vo veterných mlynoch, v ručných dynamách atď. Para, benzín, vietor - slúžia ako zdroje mechanickej energie, ktorá otáča rotor generátora.

Príklad jednoduchého elektrického generátora:

K rotoru generátora je pripevnená magnetizačná cievka alebo permanentné magnety. V posledných rokoch sa generátory rozšírili. s neodymovými magnetmi na rotore, pretože moderné neodýmové magnety nie sú svojou charakteristikou horšie ako silné magnetizačné vinutie.

Princíp výroby elektrickej energie v generátore je založený na fenoméne elektromagnetickej indukcie, ktorý spočíva v tom, že magnetický tok, ktorý sa mení v priestore, indukuje elektrické pole okolo tohto priestoru.

A ak je vodič umiestnený v oblasti, kde je prítomné toto indukované elektrické pole, potom v ňom bude indukované EMF (elektromotorická sila) (bude indukované) a medzi koncami vodiča môže byť pozorované zodpovedajúce napätie (merané, použité na napájanie záťaže).

Meniaci sa magnetický tok sa generuje v generátore pomocou magnetov pohybujúcich sa spolu s rotorovými alebo pólovými očkami, ktoré sú zmagnetizované špeciálnymi vinutiami - magnetizačnými vinutiami. Magnetizačné cievky obvykle dostávajú energiu prostredníctvom kefiek a klzných krúžkov.

Použitie generátora na elektrifikáciu železničného modelu:

Drôty, v ktorých je indukovaný emf (elektrické napätie) v generátore, sú vinutie statora, obvykle umiestnené v magnetickom obvode pripevnenom k ​​pevnej časti elektrického stroja. Toto vinutie pre generátory rôznych typov sa môže uskutočňovať rôznymi spôsobmi.

V trojfázových alternátoroch sa používajú statorové vinutia vyrobené podľa trojfázovej schémy - tri časti takéhoto trojfázového vinutia môžu byť spojené pomocou „hviezdy“ alebo „trojuholníka“.

Spojenie pomocou hviezdy umožňuje získať z generátora napätie väčšie ako je pripojenie trojuholníka. Rozdiel v napätiach bude koreň trikrát (asi 1,73). Čím je vyššie napätie, tým je nižší maximálny prúd, ktorý je možné získať z tohto generátora pri zaťažení.

Prevádzka elektrického generátora v elektrárni:

Menovitý výkon generátora závisí od niekoľkých faktorov, ktoré určujú jeho menovitý prúd a napätie. Napätie na výstupných svorkách generátora závisí od dĺžky vinutia statora (drôtu), od rýchlosti rotora a od indukcie magnetického poľa na jeho póloch. Čím sú tieto parametre väčšie, tým väčšie je napätie získavané z generátora pri voľnobehu a pri zaťažení.

Prenosný generátor (mini-elektráreň) pre autonómne napájanie:

Maximálny prúd, ktorý je možné získať z generátora, je teoreticky obmedzený jeho skratovým prúdom.Takmer pri menovitej rýchlosti závisí od hrúbky drôtu vinutia statora a od celkového magnetického toku rotora.

Ak magnetický tok nestačí, v niektorých prípadoch sa uchýlite k zvýšeniu rýchlosti. Potom musí byť generátor vybavený automatickým regulátorom napätia, ako je to implementované v automobilových generátoroch, ktoré sú schopné produkovať prúd prijateľný na nabíjanie batérie v širokom rozsahu rýchlostí.

Pozri tiež túto tému:

Dynamo stroje - prvé DC generátory

Druhy elektrických generátorov a zásady ich práce

Ako je usporiadaný a funkčný dieselový generátor

Zariadenie automobilového generátora a jeho vlastnosti

Comments

[#1 Nicholas]

Všeobecne je pri pripojení k trojuholníku napätie vyššie, pretože je to rozhranie 380 V, zatiaľ čo pri pripojení k trojuholníku môžete získať fázovú nulu, 220 V. To je pri nízkom napätí, ale to platí aj pre vysokonapäťové systémy, 6, 10, 35, 110, 220, 500, 1150 kV.