Σύγχρονη γεννήτρια: αρχή λειτουργίας, χαρακτηριστικά ρελαντί και συσκευή, παράλληλη λειτουργία. Πόσο γρήγορα περιστρέφεται ο ρότορας

2024 Συγγραφέας: Beatrice Philips | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-18 12:08

Μια σύγχρονη γεννήτρια είναι μια ειδική συσκευή μέσω της οποίας είναι δυνατή η μετατροπή οποιασδήποτε ενέργειας σε ηλεκτρική. Τέτοιες συσκευές είναι κινητοί σταθμοί, θερμικές ή ηλιακές μπαταρίες και ειδικός εξοπλισμός. Ανάλογα με τον τύπο της γεννήτριας, καθορίζεται η δυνατότητα χρήσης της, οπότε αξίζει να κατανοήσουμε λεπτομερέστερα τι είναι η συσκευή.

Ιστορία της δημιουργίας

Στα τέλη του 19ου αιώνα, η εταιρεία του Robert Bosch ανέπτυξε για πρώτη φορά κάτι παρόμοιο με μια γεννήτρια. Η συσκευή ήταν ικανή να ανάψει έναν κινητήρα. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, αποκαλύφθηκε ότι το μηχάνημα δεν είναι κατάλληλο για μόνιμη χρήση, αλλά οι προγραμματιστές μπόρεσαν να βελτιώσουν τη συσκευή.

Το 1890, η εταιρεία άλλαξε σχεδόν πλήρως στην παραγωγή αυτού του εξοπλισμού, καθώς κέρδισε μεγάλη δημοτικότητα. Το 1902, ένας μαθητής της Bosch δημιούργησε ανάφλεξη χρησιμοποιώντας υψηλή τάση. Η συσκευή μπόρεσε να δημιουργήσει μια σπίθα μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων του κεριού, γεγονός που έκανε το σύστημα πιο ευέλικτο.

Οι αρχές της δεκαετίας του '60 του ΧΧ αιώνα ήταν η εποχή της εξάπλωσης των γεννητριών σε όλο τον κόσμο . Και αν νωρίτερα οι συσκευές ήταν σε ζήτηση μόνο στην αυτοκινητοβιομηχανία, τώρα τέτοιες μονάδες είναι σε θέση να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια σε ολόκληρα σπίτια.

Συσκευή και σκοπός

Ο σχεδιασμός τέτοιων μονάδων περιλαμβάνει μόνο δύο κύρια στοιχεία:

• στροφείο;
• στάτωρ.

Σε αυτή την περίπτωση, παρέχονται πρόσθετα στοιχεία στον άξονα του ρότορα. Αυτά μπορεί να είναι μαγνήτες ή περιελίξεις πεδίου. Οι μαγνήτες έχουν οδοντωτό σχήμα, οι πόλοι για τη λήψη και τη μετάδοση ρεύματος κατευθύνονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις.

Το κύριο καθήκον της γεννήτριας είναι να μετατρέψει έναν τύπο ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια . Με τη βοήθειά του, είναι δυνατό να παρέχετε στις εξαρτώμενες συσκευές την απαιτούμενη ποσότητα ρεύματος, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Χαρακτηριστικά

Για να αξιολογήσετε την απόδοση μιας γεννήτριας, πρέπει να εξετάσετε τα χαρακτηριστικά της. Κατ 'αρχήν, είναι τα ίδια όπως για έναν σταθμό που παράγει συνεχές ρεύμα. Αρκετοί παράγοντες είναι οι κύριες παράμετροι της αξιολόγησης.

• Σε ρελαντί . Αντιπροσωπεύει την εξάρτηση του EMF από την ισχύ των κινούμενων ρευμάτων που είναι υπεύθυνα για τη διέγερση του πηνίου αποσβεστήρα. Με τη βοήθειά του, είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ικανότητα των αλυσίδων να μαγνητίζονται.
• Εξωτερικό χαρακτηριστικό . Υποδηλώνει μια παράλληλη σχέση μεταξύ της τάσης του πηνίου και του ρεύματος φορτίου. Η τιμή εξαρτάται από τον τύπο φορτίου που εφαρμόζεται στη συσκευή. Μεταξύ των λόγων που μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές, υπάρχει αύξηση ή μείωση του ΗΜΦ της μονάδας, καθώς και πτώση τάσης στις περιελίξεις του εγκατεστημένου πηνίου, το οποίο τοποθετείται στο εσωτερικό της συσκευής.
• Προσαρμογή . Αντιπροσωπεύει τη σχέση που δημιουργείται μεταξύ των ρευμάτων πεδίου και των ρευμάτων φορτίου. Η διασφάλιση της λειτουργικότητας και της προστασίας των σύγχρονων μονάδων επιτυγχάνεται με την παρακολούθηση αυτού του δείκτη. Αυτό είναι εύκολο να επιτευχθεί εάν ρυθμίζετε συνεχώς το EMF.

Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι η ισχύς. Η τιμή μπορεί να προσδιοριστεί με τη βοήθεια των δεικτών EMF, τάσης και γωνιακής αντίστασης.

Λειτουργική αρχή

Δεν είναι τόσο δύσκολο να καταλάβουμε πώς λειτουργεί η συσκευή. Συνίσταται στην περιστροφή ενός μαγνητικού πλαισίου προκειμένου να δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό πεδίο. Κατά τη διαδικασία περιστροφής του πλαισίου, εμφανίζονται μαγνητικές γραμμές που αρχίζουν να διασχίζουν το περίγραμμά του. Η διέλευση συμβάλλει στο σχηματισμό ηλεκτρικού ρεύματος.

Για να προσδιορίσετε πού κινούνται οι ροές ηλεκτρικής ενέργειας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τον κανόνα του gimbal . Πρέπει να σημειωθεί ότι σε ορισμένες περιοχές η τρέχουσα κίνηση είναι αντίθετη. Οι κατευθύνσεις αλλάζουν συνεχώς όταν φτάσετε στον επόμενο πόλο, ο οποίος βρίσκεται στον μαγνήτη. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εναλλασσόμενο ρεύμα και η σύνδεση του πλαισίου με ξεχωριστό μαγνητικό δακτύλιο μπορεί να αποδείξει αυτήν την κατάσταση.

Η σχέση μεταξύ του μεγέθους του ρεύματος στο πλαίσιο και της ταχύτητας περιστροφής του ρότορα του συστήματος είναι ανάλογη. Ετσι, όσο περισσότερο περιστρέφεται το πλαίσιο, τόσο περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παρέχει η γεννήτρια . Αυτός ο δείκτης χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα περιστροφής.

Σύμφωνα με τα καθιερωμένα πρότυπα, ο βέλτιστος δείκτης ταχύτητας στις περισσότερες χώρες δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 50 Hz. Αυτό σημαίνει ότι ο ρότορας πρέπει να εκτελεί 50 δονήσεις ανά δευτερόλεπτο. Για τον υπολογισμό της παραμέτρου, είναι απαραίτητο να συμφωνήσουμε ότι μία περιστροφή του πλαισίου οδηγεί σε αλλαγή στην κατεύθυνση του ρεύματος.

Εάν ο άξονας καταφέρει να γυρίσει 1 φορά ανά δευτερόλεπτο, αυτό σημαίνει ότι η συχνότητα του ηλεκτρικού ρεύματος είναι 1 Hz . Έτσι, για να επιτευχθούν 50 Hz, θα είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ο σωστός αριθμός περιστροφών καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Κατά τη λειτουργία, ο αριθμός των πόλων ηλεκτρομαγνήτη αυξάνεται συχνά. Μπορούν να καθυστερήσουν μειώνοντας την ταχύτητα με την οποία περιστρέφεται ο ρότορας.

Η εξάρτηση σε αυτή την περίπτωση είναι αντιστρόφως ανάλογη . Έτσι, για την παροχή συχνότητας 50 Hz, θα είναι απαραίτητο να μειωθεί η ταχύτητα περίπου 2 φορές.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι σε ορισμένες χώρες ορίζονται άλλοι ρυθμοί περιστροφής ρότορα. Η τυπική συχνότητα είναι 60 Hz.

Προβολές

Σήμερα οι κατασκευαστές παράγουν διάφορους τύπους σύγχρονων γεννητριών. Μεταξύ των υφιστάμενων ταξινομήσεων, αρκετές αξίζουν ιδιαίτερη προσοχή. Πρώτα απ 'όλα, αξίζει να εξεταστεί η διαίρεση των μονάδων κατά σχεδιασμό. Οι γεννήτριες είναι δύο τύπων.

Χωρίς ψήκτρες . Ο σχεδιασμός της γεννήτριας συνεπάγεται τη χρήση περιελίξεων στάτορα. Τοποθετούνται έτσι ώστε οι πυρήνες των στοιχείων να ευθυγραμμίζονται με την κατεύθυνση είτε των μαγνητικών πόλων είτε των πυρήνων που παρέχονται στο πηνίο. Ο μέγιστος αριθμός δοντιών μαγνήτη δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 6 τεμάχια.

Σύγχρονη, εξοπλισμένη με επαγωγέα . Εάν μιλάμε για μηχανές ρύθμισης που λειτουργούν με χαμηλή ισχύ, τότε οι μαγνήτες DC χρησιμοποιούνται ως ρότορας. Διαφορετικά, ο ρότορας είναι η περιέλιξη του επαγωγέα.

Η ακόλουθη ταξινόμηση συνεπάγεται τη διαίρεση των κινητών σταθμών σε ξεχωριστούς τύπους

Υδρογεννήτριες . Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της συσκευής είναι ένας ρότορας με έντονους πόλους. Τέτοιες μονάδες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όπου δεν υπάρχει ανάγκη να παρέχεται μεγάλος αριθμός στροφών της συσκευής.

Γεννήτριες στροβίλων . Η διαφορά είναι η απουσία έντονων πόλων. Η συσκευή συναρμολογείται από διάφορες τουρμπίνες, είναι ικανή να αυξήσει τον αριθμό των στροφών του ρότορα αρκετές φορές.

Σύγχρονες αρθρώσεις διαστολής . Χρησιμοποιείται για την επίτευξη της αντιδραστικής ισχύος - ένας σημαντικός δείκτης στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Με τη βοήθειά του, είναι δυνατό να βελτιωθεί η ποιότητα του παρεχόμενου ρεύματος και να σταθεροποιηθούν οι δείκτες τάσης.

Υπάρχουν αρκετά κοινά μοντέλα τέτοιων συσκευών

Πατών . Χρησιμοποιούνται για να διασφαλίσουν τη λειτουργικότητα των μονάδων δίσκου που είναι εγκατεστημένοι σε μηχανισμούς που έχουν κύκλο έναρξης-διακοπής.

Χωρίς γρανάζι . Χρησιμοποιείται κυρίως σε αυτόνομα συστήματα.

Χωρίς επαφή . Είναι σε ζήτηση ως κύριοι ή εφεδρικοί κινητοί σταθμοί στα πλοία.

Υστέρηση . Τέτοιες γεννήτριες χρησιμοποιούνται για μετρητές χρόνου.

Επαγωγέας . Εξασφαλίστε τη λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.

Ένας άλλος τύπος διαίρεσης μονάδας είναι ο τύπος στροφείου που χρησιμοποιείται. Σε αυτήν την κατηγορία, οι γεννήτριες χωρίζονται σε συσκευές με έντονο πόλο και έμμεσο πόλο.

Τα πρώτα είναι συσκευές στις οποίες οι πόλοι είναι ευδιάκριτοι. Διακρίνονται από χαμηλή ταχύτητα ρότορα. Η δεύτερη κατηγορία έχει κυλινδρικό ρότορα στο σχεδιασμό της, ο οποίος δεν έχει προεξέχοντες πόλους.

Περιοχή εφαρμογής

Οι σύγχρονες γεννήτριες είναι συσκευές σχεδιασμένες για την παραγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος. Μπορείτε να συναντήσετε τέτοιες συσκευές σε διάφορους σταθμούς:

• ατομικός;
• θερμικός;
• υδροηλεκτρικούς σταθμούς.

Και επίσης οι μονάδες χρησιμοποιούνται ενεργά σε συστήματα μεταφοράς. Χρησιμοποιούνται σε διάφορα οχήματα και συστήματα πλοίων. Η σύγχρονη γεννήτρια είναι ικανή να λειτουργεί τόσο αυτόνομα, ξεχωριστά από το ηλεκτρικό δίκτυο, όσο και ταυτόχρονα με αυτό. Σε αυτή την περίπτωση, είναι δυνατή η σύνδεση πολλών μονάδων ταυτόχρονα.

Το πλεονέκτημα των σταθμών παραγωγής εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η δυνατότητα παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στον εκχωρημένο χώρο. Βολικό εάν το αντικείμενο βρίσκεται μακριά από το κεντρικό δίκτυο. Ως εκ τούτου, οι μονάδες είναι σε ζήτηση μεταξύ των ιδιοκτητών αγροκτημάτων που βρίσκονται μακριά από την πόλη σε οικισμούς.

Πώς να επιλέξετε

Όταν επιλέγετε μια γεννήτρια, είναι σημαντικό να βρείτε μια κατάλληλη και αξιόπιστη συσκευή που μπορεί να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στην εκχωρούμενη περιοχή. Πρώτα πρέπει να αποφασίσετε για τις τεχνικές παραμέτρους της μελλοντικής συσκευής. Οι ειδικοί συμβουλεύουν να δώσουν προσοχή σε:

• η μάζα της γεννήτριας ·
• διαστάσεις της συσκευής ·
• εξουσία;
• κατανάλωση καυσίμου;
• θόρυβος?
• διάρκεια εργασίας.

Και επίσης μια σημαντική παράμετρος είναι η δυνατότητα οργάνωσης αυτόματης εργασίας. Για να καταλάβετε πόσες φάσεις χρειάζεται μια μελλοντική γεννήτρια, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε τον τύπο και τον αριθμό των ηλεκτρικών συσκευών που θα συνδεθούν σε αυτήν.

Για παράδειγμα, μόνο καταναλωτές με μία φάση μπορούν να συνδεθούν σε μονοφασική ηλεκτρική γεννήτρια. Το τριφασικό επεκτείνει σημαντικά αυτόν τον δείκτη.

Ωστόσο, η αγορά ενός τέτοιου κινητού σταθμού παραγωγής ενέργειας δεν είναι πάντα η καλύτερη απόφαση.

Πριν από την αγορά, συνιστάται επιπλέον να λάβετε υπόψη το φορτίο που θα ασκηθεί στη συσκευή κατά τη λειτουργία της . Κάθε φάση πρέπει να φορτωθεί με το πολύ 30% του συνόλου. Έτσι, εάν η ισχύς της γεννήτριας είναι 6 kW, τότε στην περίπτωση χρήσης πριζών με τάση 220 V, θα είναι δυνατή η χρήση μόνο 2 kW.

Η αγορά μιας τριφασικής γεννήτριας είναι σε ζήτηση μόνο όταν υπάρχουν πολλοί τριφασικοί καταναλωτές στο σπίτι. Εάν οι περισσότερες συσκευές είναι μονοφασικές, είναι προτιμότερο να αγοράσετε μια κατάλληλη μονάδα.

Εκμετάλλευση

Πριν από την εκκίνηση της γεννήτριας, πρέπει πρώτα να ρυθμιστεί. Πρώτα απ 'όλα, η συχνότητα της συσκευής είναι συντονισμένη. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους:

1. αλλάξτε το σχεδιασμό της μονάδας, έχοντας προβλέψει εκ των προτέρων πόσους πόλους είναι απαραίτητοι για τη λειτουργία του ηλεκτρομαγνήτη.
2. παρέχουν την απαιτούμενη ταχύτητα άξονα χωρίς αλλαγές σχεδιασμού.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι οι ανεμογεννήτριες χαμηλής ταχύτητας. Παρέχουν περιστροφή ρότορα 150 σ.α.λ. Για να ρυθμίσετε τη συχνότητα, χρησιμοποιήστε την πρώτη μέθοδο, αυξάνοντας τον αριθμό των πόλων σε 40 τεμάχια.

Η επόμενη παράμετρος που πρέπει να διαμορφωθεί είναι το EMF. Είναι απαραίτητη η προσαρμογή λόγω αλλαγών στα χαρακτηριστικά των εισερχόμενων φορτίων που ενεργούν στον κινητό σταθμό.

Παρά το γεγονός ότι το EMF της επαγωγής της συσκευής σχετίζεται με τον ρότορα και τις περιστροφές του, λόγω των απαιτήσεων ασφάλειας, είναι αδύνατο να αποσυναρμολογηθεί η δομή για να αλλάξει η παράμετρος.

Η τιμή του EMF μπορεί να αλλάξει ρυθμίζοντας την παραγόμενη μαγνητική ροή . Θα χρειαστεί να αυξηθεί ή να μειωθεί. Οι στροφές περιέλιξης, ή μάλλον, ο αριθμός τους, είναι υπεύθυνοι για την τιμή του δείκτη. Και επίσης η ισχύς της μαγνητικής ροής μπορεί να επηρεαστεί από το ρεύμα που παράγεται από το πηνίο.

Η προσαρμογή περιλαμβάνει τη συμπερίληψη πολλών πηνίων σε μια αλυσίδα. Για να γίνει αυτό, πρέπει να χρησιμοποιήσετε επιπλέον ρεοστάτες ή ηλεκτρονικά κυκλώματα. Η δεύτερη επιλογή απαιτεί τη ρύθμιση της παραμέτρου χρησιμοποιώντας εξωτερικούς σταθεροποιητές. Αυτό εξασφαλίζει αξιόπιστη εξυπηρέτηση.

Το πλεονέκτημα ενός σύγχρονου κινητού σταθμού είναι η δυνατότητα συγχρονισμού με άλλες ηλεκτρικές μηχανές παρόμοιου τύπου . Ταυτόχρονα, κατά τη σύνδεση, είναι δυνατό να ταιριάζουν οι ταχύτητες περιστροφής και να εξασφαλίζεται μηδενική μετατόπιση φάσης. Από αυτή την άποψη, οι κινητές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι σε ζήτηση στη βιομηχανική μηχανική ισχύος, όπου είναι πολύ βολικό να τα χρησιμοποιούμε ως εφεδρική πηγή ενέργειας για να αυξήσουμε την παραγωγική ικανότητα σε περίπτωση μεγάλων φορτίων.