Електрически генератор , също наричан динамо , всяка машина, която преобразува механичната енергия в електричество за пренос и разпределение по електропроводи за битови, търговски и промишлени клиенти. Генераторите също произвеждат електрическата мощност, необходима за автомобили, самолети, кораби и влакове.
Механичната мощност за електрически генератор обикновено се получава от въртящ се вал и е равна на въртящия момент на вала, умножен по въртящата или ъгловата скорост. Механичната мощност може да идва от редица източници: хидравлични турбини при язовири или водопади; вятърни турбини; парни турбини, използващи пара, произведена с топлина от изгарянето на изкопаеми горива или от ядрено делене; газови турбини, изгарящи газ директно в турбината; или бензинови и дизелови двигатели. Конструкцията и скоростта на генератора могат да варират значително в зависимост от характеристиките на механичния двигател.
Почти всички генератори, използвани за захранване на електрически мрежи, генерират променлив ток , който обръща полярността с фиксирана честота (обикновено 50 или 60 цикъла или двойни обръщения, в секунда). Тъй като редица генератори са свързани в електрическа мрежа, те трябва да работят на една и съща честота за едновременно генериране. Следователно те са известни като синхронни генератори или, в някои контексти , алтернатори.
теория, че Земята е център на Вселената
Основна причина за избора на променлив ток за енергийните мрежи е, че постоянното му изменение с времето позволява използването на трансформатори. Тези устройства преобразуват електрическата мощност при каквото и напрежение и ток да се генерира във високо напрежение и нисък ток за предаване на дълги разстояния и след това я трансформират до ниско напрежение, подходящо за всеки отделен потребител (обикновено 120 или 240 волта за битови услуги). Конкретната използвана форма на променлив ток е синусоида , който има формата, показана наФигура 1. Това е избрано, защото това е единствената повтаряща се форма, за която две вълни, изместени една от друга във времето, могат да бъдат добавени или извадени и да имат същата форма като резултата. Идеалното е тогава да има всички напрежения и токове със синусова форма. Синхронният генератор е проектиран да произвежда тази форма толкова точно, колкото е практично. Това ще стане очевидно, тъй като основните компоненти и характеристики на такъв генератор са описани по-долу.
Синусоида. Енциклопедия Британика, Inc.
Елементарен синхронен генератор е показан в напречно сечение вФигура 2. Централният вал на ротора е свързан с механичния двигател. The магнитно поле се произвежда от проводници или намотки, навити в прорези, нарязани в повърхността на цилиндричния железен ротор. Този набор от намотки, свързани последователно, е известен като полевата намотка. Положението на полевите намотки е такова, че насоченият навън или радиален компонент на магнитното поле, произведен във въздушната междина към статора, е приблизително синусоидално разпределен около периферия на ротора. ВФигура 2, плътността на полето във въздушната междина е максимална навън отгоре, максимална навътре отдолу и нула от двете страни, приблизително синусоидално разпределение.
на колко години е Обама и Мишел Обама
Елементарен синхронен генератор. Енциклопедия Британика, Inc.
как Пол умря в библията?
Статорът на елементарния генератор вФигура 2се състои от цилиндричен пръстен, изработен от желязо, за да осигури лесен път за магнитния поток. В този случай статорът съдържа само една намотка, като двете страни са разположени в прорези в ютията, а краищата са свързани помежду си чрез извити проводници около периферията на статора. Обикновено бобината се състои от няколко завъртания.
Когато роторът се завърти, в бобината на статора се индуцира напрежение. Във всеки момент величината на напрежението е пропорционална на скоростта, с която магнитното поле, обградено от намотката, се променя с времето - т.е. скоростта, с която магнитното поле преминава през двете страни на намотката. Следователно напрежението ще бъде максимално в една посока, когато роторът се завърти на 90 ° от позицията, показана вФигура 2и ще бъде максимална в обратна посока 180 ° по-късно. Формата на вълната на напрежението ще бъде приблизително на синусоидалната форма, показана наФигура 1.
Роторната структура на генератора вФигура 2има два полюса, един за магнитен поток, насочен навън, и съответен за поток, насочен навътре. Една пълна синусоида се индуцира в намотката на статора за всеки оборот на ротора. Следователно честотата на електрическата мощност, измерена в херци (цикли в секунда), е равна на скоростта на ротора в обороти в секунда. Например, за да се осигури захранване с 60 херца, основната скорост и скоростта на ротора трябва да са 60 оборота в секунда или 3600 оборота в минута. Това е удобна скорост за много парни и газови турбини. При много големи турбини такава скорост може да бъде прекомерна поради механично напрежение. В този случай роторът на генератора е проектиран с четири полюса, разположени на интервали от 90 °. Напрежението, индуцирано в статорна намотка, която обхваща подобен ъгъл от 90 °, ще се състои от две пълни синусоиди на оборот. Тогава необходимата скорост на ротора за честота от 60 херца е 1800 оборота в минута. За по-ниски скорости, каквито се използват от повечето водни турбини, може да се използва по-голям брой двойки полюси. Възможните стойности на скоростта на ротора в обороти в минута са равни на 120 е / стр , където е е честотата и стр броя на полюсите.
Copyright © Всички Права Запазени | asayamind.com