Oamenii folosesc energia curentului electric în aproape toate domeniile activităților lor. Acum nu este ușor să ne imaginăm viața fără electricitate, care este transformată din energie mecanică cu ajutorul unor echipamente speciale. Să luăm în considerare mai detaliat cum are loc acest proces și cum sunt aranjate generatoarele moderne.
Conţinut
Transformarea energiei mecanice în energie electrică
Orice generator funcționează pe principiul inducției magnetice. Cel mai simplu alternator poate fi considerat ca o bobină care se rotește într-un câmp magnetic. Există și o variantă în care bobina rămâne staționară, dar câmpul magnetic doar o traversează. În timpul acestei mișcări se generează un curent alternativ.Conform acestui principiu, funcționează un număr mare de generatoare din întreaga lume, combinate într-un sistem de alimentare cu energie.
Dispozitivul și designul alternatorului
Un generator de curent standard are următoarele componente:
- Un cadru la care este atașat un stator cu poli electromagnetici. Este realizat din metal și trebuie să îndeplinească funcția de protecție a tuturor elementelor mecanismului.
- Statorul la care este atașată înfășurarea. Este fabricat din oțel feromagnetic.
- Un rotor este un element mobil, pe miezul căruia se află o înfășurare care formează un curent electric.
- O unitate de comutare care deviază electricitatea de la rotor. Este un sistem de inele conductoare mobile.
În funcție de scop, generatorul are anumite caracteristici de proiectare, dar există două componente pe care le are orice dispozitiv care transformă energia mecanică în energie electrică:
- Rotorul este o piesă mobilă dintr-o singură bucată de fier;
- Statorul este un element fix care este realizat din foi de fier. În interiorul acestuia există caneluri în interiorul cărora se află înfășurarea firului.
Pentru a obține o inducție magnetică mai mare, ar trebui să existe o distanță mică între aceste elemente. Conform designului lor, generatoarele sunt:
- Cu armătură mobilă și câmp magnetic static.
- Cu armătură fixă și câmp magnetic rotativ.
În prezent, echipamentele cu câmpuri magnetice rotative sunt mai frecvente, deoarece. este mult mai convenabil să eliminați curentul electric din stator decât din rotor. Dispozitivul generator are multe asemănări cu designul motorului electric.
Circuitul alternatorului
Principiul de funcționare al generatorului electric: în momentul în care jumătate din înfășurare se află pe unul dintre poli, iar cealaltă pe opus, curentul se deplasează prin circuit de la valoarea minimă la cea maximă și invers.
Clasificarea și tipurile de generatoare
Toate generatoarele electrice pot fi distribuite in functie de criteriul de lucru si de tipul de combustibil din care se produce electricitatea. Toate generatoarele sunt împărțite în monofazate (tensiune de ieșire 220 Volți, frecvență 50 Hz) și trifazate (380 Volți cu o frecvență de 50 Hz), precum și principiul de funcționare și tipul de combustibil care este transformat în energie electrică. . Chiar și generatoarele pot fi utilizate în diferite zone, ceea ce determină caracteristicile lor tehnice.
Conform principiului muncii
Alternatoare separate asincrone și sincrone.
Asincron
Generatoarele asincrone nu au o relație exactă EMF asupra turației rotorului, dar termenul „alunecare S” funcționează aici. Ea definește această diferență. Valoarea alunecării este calculată, astfel încât există încă o anumită influență a elementelor generatoare în procesul electromecanic al motorului cu inducție.
Sincron
Un astfel de generator are o dependență fizică de mișcarea de rotație a rotorului față de frecvența generată de electricitate. Într-un astfel de dispozitiv, rotorul este un electromagnet format din miezuri, înfășurări și poli. Statorul sunt bobine care sunt conectate conform principiului unei stele și au un punct comun - zero. În ele este generată electricitatea.
Rotorul este pus în mișcare de o forță străină a elementelor în mișcare (turbine) care se mișcă sincron. Excitarea unui astfel de alternator poate fi atât de contact, cât și fără contact.
După tipul de combustibil al motorului
Depărtarea de la rețea odată cu apariția generatoarelor nu mai devine un obstacol în calea utilizării aparatelor electrice.
generator de gaz
Gazul este folosit drept combustibil, în timpul arderii căruia se generează energie mecanică, care este apoi înlocuită cu curent electric. Avantajele utilizării unui generator de gaz:
- Siguranță pentru mediu, deoarece gazul în timpul arderii nu emite elemente nocive, funingine și produse de descompunere toxice;
- Din punct de vedere economic, este foarte profitabil să arzi gaz ieftin. În comparație cu benzina, va costa mult mai puțin;
- Alimentarea cu combustibil se realizează automat. Benzina și motorina trebuie adăugate după cum este necesar, iar generatorul de gaz este de obicei conectat la sistemul de alimentare cu gaz;
- Datorită automatizării, dispozitivul intră în acțiune independent, dar pentru aceasta trebuie să fie amplasat într-o cameră caldă.
Generator diesel
Această categorie este formată în principal din unități monofazate cu o putere de 5 kW. 220 de volți și o frecvență de 50 Hz sunt standard pentru aparatele de uz casnic, astfel încât mașina diesel face față bine unei sarcini standard. După cum ați putea ghici, motorina este necesară pentru funcționarea sa. De ce să alegeți generatorul diesel?
- Ieftin relativ al combustibilului;
- Automatizare care vă permite să porniți automat generatorul atunci când alimentarea cu energie este întreruptă;
- Nivel ridicat de siguranță la incendiu;
- Pentru o perioadă lungă de timp, o unitate diesel este capabilă să funcționeze fără defecțiuni;
- Durabilitate impresionantă - unele modele sunt capabile să funcționeze pentru un total de 4 ani de funcționare continuă.
Generator pe benzina
Astfel de dispozitive sunt destul de solicitate ca echipamente de uz casnic. În ciuda faptului că benzina este mai scumpă decât benzina și motorina, astfel de generatoare au multe puncte forte:
- Dimensiuni mici cu putere mare;
- Ușor de operat: majoritatea modelelor pot fi pornite manual, iar generatoarele mai mari sunt echipate cu un starter. Tensiunea este reglată sub o anumită sarcină folosind un șurub special;
- În cazul unei suprasarcini a generatorului, protecția este activată automat;
- Ușor de întreținut și reparat;
- Nu faceți mult zgomot în timpul funcționării;
- Poate fi folosit atat in interior cat si in exterior, dar trebuie ferit de umezeala.
Aplicații principale
În funcție de locul în care este utilizat generatorul, se determină caracteristicile tehnice ale acestuia. În principal, raportul dintre generator și o anumită categorie din domeniul de aplicare determină puterea acestuia. Următoarele tipuri de echipamente sunt împărțite pe zone de operare:
- Gospodărie. Au putere de la 0,7 la 25 kW. De obicei, această categorie include generatoarele pe benzină și diesel. Sunt folosite pentru alimentarea aparatelor electrice de uz casnic și a echipamentelor de putere redusă, foarte des pe șantierele de construcții. Potrivită ca sursă portabilă de energie electrică atunci când ieșiți în mediul rural;
- Profesional. Ele pot fi folosite ca sursă permanentă de energie electrică în instituțiile municipale și întreprinderile mici de producție. Puterea sa nu depășește 100 kW;
- Industrial.Ele pot fi utilizate în fabrici și fabrici mari unde este nevoie de echipamente de mare putere. Astfel de dispozitive au o putere de peste 100 kW, au dimensiuni considerabile și sunt greu de întreținut pentru o persoană nepregătită.
