Čo je to elektrický generátor a jeho fungovanie

The elektrický generátor bol vynájdený predtým, ako bola objavená korelácia medzi elektrinou a magnetizmom. Tieto generátory používajú elektrostatické princípy na prácu pomocou platní, pohyblivých pásov, ktoré sú nabíjané elektricky, ako aj diskov na prenášanie náboja smerom k elektróde s vysokým potenciálom. Generátory používajú dva mechanizmy na generovanie náboja, ako je triboelektrický jav, inak elektrostatická indukcia. Generuje teda nízky prúd aj veľmi vysoké napätie v dôsledku zložitosti izolačných strojov a ich neúčinnosti. Výkony elektrostatických generátorov sú nízke, takže sa nikdy nepoužívajú na výrobu elektrickej energie. Praktickým využitím tohto generátora je dodávanie energie do röntgenových trubíc, ako aj do urýchľovačov atómových častíc.

Čo je to elektrický generátor?

Alternatívnym názvom elektrického generátora je dynamo na prenos, ako aj na distribúciu energie po elektrických vedeniach do rôznych aplikácií, ako sú domáce, priemyselné, obchodné atď. Platia tiež v lietadlách, automobiloch, vlakoch, lodiach na výrobu elektrickej energie. . Pre elektrický generátor možno mechanickú energiu získať prostredníctvom rotačného hriadeľa, ktorý je ekvivalentný s krútiacim momentom hriadeľa, ktorý sa znásobuje pomocou uhlovej alebo rotačnej rýchlosti.

Mechanická energia sa môže získavať z rôznych zdrojov, ako sú hydraulické turbíny pri vodopádoch / priehradách, parné turbíny, plynové turbíny a veterné turbíny, kde sa para môže generovať prostredníctvom tepla zo zapaľovania fosílnych palív, inak z jadrového štiepenia. Plynové turbíny môžu spaľovať plyn priamo v turbíne, inak naftové motory a benzín. Konštrukcia generátora, ako aj jeho rýchlosť sa môžu meniť na základe charakteristík mechanického hnacieho ústrojenstva.

Generátor je stroj, ktorý premieňa mechanickú energiu na elektrickú. Funguje na princípe faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie. Zákon z dnešnej doby hovorí, že kedykoľvek je vodič umiestnený v meniacom sa magnetickom poli, indukuje sa EMF a tento indukovaný EMF sa rovná rýchlosti zmeny väzieb toku. Tento EMF je možné generovať, keď medzi vodičom a magnetickým poľom existuje buď relatívny priestor, alebo relatívne časové zmeny. Dôležitými prvkami generátora sú teda:

• Magnetické pole
• Pohyb vodiča v magnetickom poli

Vlastnosti

Hlavný vlastnosti elektrických generátorov zahrňte nasledujúce.

Moc

Výkonová kapacita elektrického generátora je široká škála. Výberom ideálneho generátora je možné ľahko splniť vysoké a nízke požiadavky na výkon pri rovnakom výstupnom výkone.

Palivo

Pre elektrické generátory je k dispozícii niekoľko druhov paliva, ako je benzín, nafta, LPG, zemný plyn.

Prenosnosť

Elektrické generátory sú prenosné, pretože sú skonštruované s rukoväťami a kolesami. Dajú sa teda ľahko presunúť z jedného miesta na druhé.

Hluk

Niektoré generátory obsahujú technológiu znižovania hluku, aby bolo možné znížiť hlukové znečistenie.

Konštrukcia elektrického generátora

Konštrukciu elektrického generátora je možné vykonať pomocou rôznych častí, ako sú alternátor, palivový systém, regulátor napätia, chladiaci a výfukový systém, mazací systém, nabíjačka batérií, ovládací panel, rám alebo hlavná zostava.

Alternátor

Konverzia energie, ku ktorej dochádza v generátore, je známa ako alternátor. Patria sem stacionárne aj pohyblivé časti, ktoré spolupracujú na generovaní elektromagnetického poľa, ako aj tok elektrónov na výrobu elektriny.

Palivový systém

Palivový systém v generátore slúži na výrobu potrebnej energie. Tento systém obsahuje palivové čerpadlo, palivovú nádrž, spätné potrubie a potrubie, ktoré sa používa na pripojenie motora a nádrže. Palivový filter sa používa na odstránenie nečistôt skôr, ako sa dostanú k motoru, a pomocou vstrekovača prúdi palivo do spaľovacej komory.

Motor

Hlavnou funkciou motora je dodávať elektrickú energiu do generátora. O rozsahu výkonu generovaného generátorom sa dá rozhodnúť prostredníctvom výkonu motora.

Regulátor napätia

Táto zložka sa používa na riadenie napätia generovanej elektriny. Ak je to potrebné, prevádza tiež striedavý prúd na DC.

Chladiace a výfukové systémy

Všeobecne generátory produkujú veľa tepla, takže znižujú teplo z prehriatia stroja, používa sa chladiaci systém. Výfukový systém slúži na elimináciu výparov počas svojej činnosti.

Mazací systém

V generátore je niekoľko malých aj pohyblivých častí, ktoré sú potrebné na dostatočné mazanie motorovým olejom, aby bolo možné dosiahnuť hladký chod a zároveň chrániť pred nadmerným opotrebením. Hladiny maziva by sa mali často kontrolovať každých 8 hodín procesu.

Nabíjačka batérií

Batérie sa používajú hlavne na napájanie generátora. Jedná sa o kompletný automatický komponent, ktorý sa používa na zaistenie toho, že batéria je pripravená na použitie, keď je to potrebné, napájaním pomocou stabilného nízkeho napätia.

Ovládací panel

Ovládací panel sa používa na ovládanie všetkých funkcií generátora pri prevádzke od začiatku do konca. Moderné jednotky sú schopné snímať, keď sa generátor automaticky zapína / vypína.

Rám / hlavné zhromaždenie

Rám je telo generátora a je to časť, v ktorej je konštrukcia držaná na svojom mieste.

Fungovanie elektrického generátora

Generátory sú v podstate cievky elektrických vodičov, zvyčajne medených drôtov, ktoré sú pevne navinuté na kovovom jadre a sú namontované tak, aby sa otáčali vo vnútri exponátu veľkých magnetov. Elektrický vodič sa pohybuje cez magnetické pole, magnetizmus bude prepojený s elektrónmi vo vodiči, aby indukoval tok elektrického prúdu v ňom.

Elektrický generátor

Cievka vodiča a jej jadro sa nazývajú kotva a spája kotvu s hriadeľom mechanického zdroja energie, napríklad s motorom, medený vodič sa môže magnetickým poľom otáčať výnimočne zvýšenou rýchlosťou.

Bod, keď sa kotva generátora najskôr začne otáčať, potom je v pätkách železného pólu slabé magnetické pole. Keď sa kotva otočí, začne zvyšovať napätie. Niektoré z týchto napätí vytvára na poľných vinutiach cez regulátor generátora. Toto pôsobivé napätie vytvára silnejší prúd vinutia a zvyšuje silu magnetického poľa.

Rozšírené pole vytvára väčšie napätie v kotve. To zase spôsobuje väčší prúd v poľných vinutiach s výsledným vyšším napätím kotvy. V tomto čase príznaky obuvi záviseli od smeru prúdenia prúdu v budiacom vinutí. Opačné značky poskytnú prúdenie nesprávnemu smeru.

Ako elektrický generátor vyrába elektrinu?

Elektrické generátory v skutočnosti nevytvárajú elektrinu, ale vytvárajú energiu, ktorá mení energiu z mechanickej na elektrickú alebo chemickú na elektrickú. Túto premenu energie je možné dosiahnuť zachytením pohybovej sily a jej premenou na elektrickú formu pomocou tlačenia elektrónov z vonkajšieho zdroja pomocou elektrického obvodu. Elektrický generátor pracuje v podstate opačne k motoru.

Niektoré generátory, ktoré sa používajú na priehrade Hoover Dam, budú poskytovať obrovské množstvo energie prenosom energie, ktorá je vytváraná turbínami. Generátory, ktoré sa používajú v komerčných i bytových domoch, sú veľmi malé, ale na výrobu mechanickej energie závisia od rôznych zdrojov paliva, ako sú plyn, nafta a propán.

Túto energiu je možné v obvode použiť na indukciu prúdu.
Len čo sa tento prúd vytvorí, smeruje sa pomocou medených drôtov na napájanie vonkajších zariadení, strojov alebo celých elektrických systémov.

Súčasné generátory využívajú princíp elektromagnetickej indukcie Michaela Faradaya, pretože zistil, že akonáhle sa vodič otáča v magnetickom poli, mohli by vzniknúť elektrické náboje, ktoré by vytvorili prúdový tok. Elektrický generátor súvisí s tým, ako vodné čerpadlo núti vodu pomocou potrubia.

Typy elektrických generátorov

Generátory sú rozdelené do typov.

• Generátory striedavého prúdu
• DC generátory

AC generátory

Tiež sa nazývajú alternátory. Je to najdôležitejší prostriedok na výrobu elektrickej energie na mnohých miestach, pretože v súčasnosti všetci spotrebitelia používajú striedavý prúd. Funguje na princípe elektromagnetickej indukcie. Jedná sa o dva typy, jeden je indukčný generátor a druhý je synchrónny generátor.

Indukčný generátor nevyžaduje žiadne samostatné budenie jednosmerným prúdom, riadenie regulátora, riadenie frekvencie alebo regulátor. Tento koncept sa deje, keď sa cievky vodičov otáčajú v magnetickom poli, ktoré aktivuje prúd a napätie. Generátory by mali bežať konštantnou rýchlosťou, aby prenášali stabilné striedavé napätie, a to aj bez záťaže.

AC generátor

Synchrónne generátory sú veľké generátory používané hlavne v elektrárňach. Môžu to byť rotujúce polia alebo rotujúce kotvy. V prípade typu rotujúcej kotvy je kotva pri rotore a pole je pri statore. Prúd kotvy rotora je vedený cez zberné krúžky a kefy. Tieto sú obmedzené z dôvodu vysokých strát vetrom. Používajú sa pre aplikácie s nízkym výkonom. Typ alternátora s rotujúcim poľom je široko používaný kvôli jeho vysokej schopnosti generovať energiu a absencii zberných krúžkov a kefiek.

Môže to byť buď trojfázový alebo dvojfázový generátor. Dvojfázový alternátor produkuje dve úplne oddelené napätia. Každé napätie možno považovať za jednofázové. Každá generuje napätie úplne nezávislé na druhej. Trojfázový alternátor má tri jednofázové vinutia vzdialené od seba tak, že napätie indukované v ktorejkoľvek fáze je posunuté o 120 ° od ostatných dvoch fáz.

Môžu byť pripojené buď do trojuholníka, alebo do vidlice. V zapojení Delta je každý koniec cievky spojený dohromady a vytvára uzavretú slučku. Delta pripojenie sa javí ako grécke písmeno Delta (Δ). Vo Wye Connection je jeden koniec každej cievky spojený dohromady a druhý koniec každej cievky je otvorený pre externé pripojenia. Spojenie Wye sa zobrazí ako písmeno Y.

Tieto generátory sú balené s motorom alebo turbínou, ktorá sa má používať ako súprava motorgenerátora, a používajú sa v aplikáciách ako námorná ťažba, ťažba ropy a plynu, banské stroje, veterné elektrárne atď.

Výhody

Medzi výhody generátorov striedavého prúdu patria nasledujúce.

• Tieto generátory sú všeobecne bezúdržbové z dôvodu absencie kefiek.
• Ľahko stúpajte a odstúpiť cez transformátory .
• Kvôli funkcii vylepšenia môže byť veľkosť prenosového spojenia tenšia
• Veľkosť generátora je relatívne menšia ako u stroja na jednosmerný prúd
• Straty sú relatívne menšie ako pri jednosmernom prístroji
• Tieto prerušovače generátora sú relatívne menšie ako prerušovače jednosmerného prúdu

DC generátory

Generátor jednosmerného prúdu sa zvyčajne nachádza v aplikáciách mimo sieť. Tieto generátory poskytujú plynulé napájanie priamo do elektrických pamäťových zariadení a jednosmerných elektrických sietí bez nového vybavenia. Uložená energia sa prenáša do záťaží pomocou jednosmerných striedavých prevodníkov. Generátory jednosmerného prúdu mohli byť riadené späť na nehybnú rýchlosť, pretože batérie majú tendenciu stimulovať k opätovnému získaniu podstatne väčšieho množstva paliva.

DC generátor

Klasifikácia jednosmerných generátorov

Generátory DC sú klasifikované podľa spôsobu vývoja ich magnetického poľa v statore stroja.

• jednosmerné generátory s permanentným magnetom
• Samostatne budite jednosmerné generátory a
• Samobudené generátory jednosmerného prúdu.

Generátory jednosmerného prúdu s permanentným magnetom nevyžadujú budenie vonkajším poľom, pretože na jeho výrobu majú permanentné magnety. Používajú sa pre aplikácie s nízkym výkonom, ako sú dynamá. Samostatne budiace jednosmerné generátory vyžadujú na vytvorenie magnetického toku budenie vonkajším poľom. Môžeme tiež meniť budenie, aby sme dostali premenlivý výstupný výkon.

Používajú sa pri elektrolytickom pokovovaní a elektrolytických rafináciách. Vďaka zvyškovému magnetizmu prítomnému v póloch statora môžu samobudené generátory jednosmerného prúdu schopné po spustení vytvoriť svoje vlastné magnetické pole. Jedná sa o jednoduchý dizajn a na zmenu budenia poľa nie je potrebný externý obvod. Opäť sú tieto samobudené generátory jednosmerného prúdu klasifikované do generátorov skratových, sériových a zložených.

Používajú sa v aplikáciách ako nabíjanie batérií, zváranie, bežné aplikácie osvetlenia atď.

Výhody

Medzi výhody generátora jednosmerného prúdu patria nasledujúce.

• Hlavne jednosmerné stroje majú širokú škálu prevádzkových charakteristík, ktoré je možné získať výberom metódy budenia poľných vinutí.
• Výstupné napätie je možné vyhladiť pravidelným usporiadaním cievok okolo kotvy. To vedie k menším výkyvom, ktoré sú žiaduce pre niektoré aplikácie v ustálenom stave.
• Nie je potrebné tienenie žiarenia, takže náklady na kábel budú nižšie v porovnaní so striedavým prúdom.

Ostatné typy elektrických generátorov

Generátory sú klasifikované do rôznych typov, ako sú prenosné, pohotovostné a invertorové.

Prenosný generátor

Tieto sa mimoriadne používajú v rôznych aplikáciách a sú k dispozícii v rôznych konfiguráciách zmenou napájania. Sú užitočné pri bežných katastrofách, akonáhle dôjde k poškodeniu sieťovej energie. Používajú sa v obytných, ľahších komerčných prevádzkach, ako sú obchody, maloobchodné predajne, v stavebníctve, na napájanie menších nástrojov, svadby vonku, kempingy, vonkajšie akcie a na zásobovanie poľnohospodárskych zariadení, ako sú vrty alebo kvapkové zavlažovacie systémy.

Tento druh generátora je poháňaný naftou, inak plynom, ktorý poskytuje krátkodobú elektrickú energiu. Hlavné charakteristiky prenosného generátora sú

• Elektrickú energiu vedie pomocou spaľovacieho motora.
• To môže zapojiť do rôznych nástrojov alebo iných spotrebičov cez jeho zásuvky.
• Môže byť prepojený do subpanelu.
• Používa sa v odľahlých oblastiach.
• Na prevádzku mrazničky, televízora a chladničky spotrebuje menej energie.
• Otáčky motora by mali byť 3600 ot./min, aby vznikol typický prúd s frekvenciou prúdu 60 Hz.
• Otáčky motora je možné ovládať prostredníctvom obsluhy
• Poskytuje energiu svetlám aj nástrojom

Generátor invertora

Tento typ generátora využíva motor na jeho pripojenie k alternátoru na výrobu striedavého prúdu a tiež používa usmerňovač na zmenu striedavého prúdu na jednosmerný. Používajú sa v chladničkách, klimatizáciách, lodných automobiloch, ktoré vyžadujú hodnoty špecifickej frekvencie aj napätia. Sú k dispozícii v ľahšej a pevnejšej podobe. Vlastnosti tohto generátora zahŕňajú hlavne nasledujúce.

• Závisí to od moderných magnetov.
• Používa vyššie elektronické obvody.
• Na výrobu elektriny používa 3 fázy.
• Udržuje stabilný prúdový prísun zariadenia.
• Je to energeticky efektívne, pretože otáčky motora sa samy nastavia na základe požadovaného výkonu.
• Ak sa používa so správnym zariadením, potom jeho striedavý prúd môže byť fixovaný na akékoľvek napätie aj frekvenciu.
• Sú ľahké a používajú sa v automobile, člne atď.

Pohotovostný generátor

Jedná sa o jeden druh elektrického systému, ktorý sa používa na prevádzku prostredníctvom prepínača automatického prenosu, ktorý dáva signál na napájanie zariadenia so stratou výkonu. Najlepšie vlastnosti pohotovostného generátora zahŕňajú nasledujúce.

• Operáciu je možné vykonať automaticky
• Používa sa v bezpečnostných systémoch pre pohotovostné osvetlenie, výťahy, vybavenie na podporu života, lekárske a protipožiarne systémy.
• Poskytuje stabilnú ochranu napájania
• Neustále monitoruje napájanie
• Automaticky každý týždeň vykonáva autotesty, aby skontroloval, či správne reaguje alebo či nie je stratený výkon.
• Zahŕňa dva komponenty, ako napríklad prepínač automatického prenosu a pohotovostný generátor
• Zisťuje stratu energie v priebehu niekoľkých sekúnd a zvyšuje elektrickú energiu
• Funguje pomocou zemného plynu, inak kvapalného propánu.
• Vnútorne používa spaľovací motor.

Priemyselné generátory

Priemyselné generátory sú niečím odlišné v porovnaní s komerčnými inak rezidenčnými aplikáciami. Sú robustné a robustné, ktoré fungujú v drsných podmienkach. Charakteristiky napájania poskytujú rozsah od 20 kW do 2500 kW, 120-48 voltov a 1-fázové až 3-fázové napájanie.

Obvykle sú prispôsobenejšie v porovnaní s inými typmi. Klasifikáciu týchto generátorov možno vykonať na základe paliva použitého na spustenie motora, aby bolo možné vyrábať elektrickú energiu. Palivami sú zemný plyn, nafta, benzín, propán a petrolej,

Indukčné generátory

Tieto generátory sú dva typy, ktoré sú samočinné a externe vzrušené. Samovybudení sa používajú vo veterných mlynoch, kde sa vietor používa ako netradičný zdroj energie, ktorý sa mení na elektrickú energiu. Externe vzrušené sa používajú v aplikáciách rekuperačného brzdenia, ako sú žeriavy, kladkostroje, elektrické lokomotívy a výťahy.

Údržba elektrického generátora

Údržba elektrického generátora je dosť podobná ako u všetkých typov motorov. Pre každého výrobcu je veľmi dôležité poznať jeho údržbu pre všetky generátory. Bežná údržba je všeobecná kontrola, ako je kontrola tesnosti, hladiny chladiacej kvapaliny, kontrola hadíc a pásov, kontrola káblov a svoriek batérie. Je dôležité často olej meniť. Frekvencia výmeny oleja závisí hlavne od výrobcu, ako často sa používa. Ak generátor používa naftu, je potrebné olej vymeniť za 100 hodín činnosti.

Raz za rok filtrácia a čistenie paliva veľmi rýchlo degradujú naftu. Po niekoľkých dňoch prevádzky môže toto palivo degradovať znečistením vody a mikróbmi, čo vedie k zablokovaniu palivových potrubí a filtrov. Na čistenie paliva sa ročne používajú biocídy vo všetkých typoch generátorov, okrem pohotovostného generátora, kde priťahuje vlhkosť.

Chladiaci systém by sa mal udržiavať, pretože počas doby vypínania potrebuje skontrolovať hladinu chladiacej kvapaliny v prístupných intervaloch.

Je potrebné skontrolovať stav batérie, pretože problémy s batériou môžu spôsobiť zlyhanie. Na upozornenie na aktuálny stav batérie je potrebné pravidelné testovanie. Zahŕňa overovanie hladín elektrolytu a presnej gravitácie elektrických batérií.

Je tiež veľmi dôležité vylúčiť generátor na 30 minút týždenne pri záťaži. Odstráňte prebytočnú vlhkosť, namažte motor a vyfiltrujte palivo, ako aj fóliu. Akonáhle sú akékoľvek pohyblivé kúsky, ktoré sa nachádzajú kdekoľvek na generátore, musia byť stabilne umiestnené v.

Pre ďalšiu kontrolu by si mal človek udržiavať svoje záznamy, aby vedel stav vášho generátora.

Aplikácie

The aplikácie elektrických generátorov zahrňte nasledujúce.

• V rôznych mestách poskytujú generátory napájanie do väčšiny energetických sietí
• Tieto sa využívajú v doprave
• Malé generátory poskytujú vynikajúcu zálohu požiadaviek na napájanie domácnosti, inak malých firiem
• Používajú sa na pohon elektromotorov
• Používajú sa skôr, ako sa nastaví napájanie na stavebných poliach.
• Používajú sa v laboratóriách na stanovenie rozsahu napätia
• Energeticky efektívne, ako napríklad využitie paliva, sa dá výrazne znížiť

Nevýhody

Hlavnou nevýhodou je, že nemôžu zastaviť veľké výkyvy napätia, z tohto dôvodu bežné generátory nie sú vhodné na prevádzku spotrebičov citlivých na napätie, ako sú napríklad počítače. notebooky, televízory, inak hudobné systémy, pretože by ich mohli v zlom prípade poškodiť.

Jedná sa teda o prehľad elektrického generátora. Elektrický generátor pracuje na princípe elektromagnetickej indukcie. Tento princíp bol objavený prostredníctvom Michaela Faradaya. Generátory sú v zásade cievky elektrického vodiča alebo všeobecne medený drôt. Tento drôt je pevne navinutý na kovové jadro a je umiestnený tak, aby sa otáčal približne vo výstave veľkých magnetov.

Elektrický vodič sa otáča v magnetickom poli a magnetizmus sa spojí cez elektróny vo vnútri vodiča, aby v ňom vyvolal tok prúdu. Tu je cievka vodiča, ako aj jej jadro pomenované ako kotva. Ten je pripojený k hriadeli zdroja energie. Teraz ste jasne pochopili prácu a typy generátorov. Ďalej, ďalšie otázky týkajúce sa tejto témy alebo elektrických a elektronické projekty zanechať komentáre nižšie.

Zdroj obrázka elektrického generátora: topalternatívne