Generator synchroniczny. Urządzenie generatora i zasada działania

Synchroniczny generator to maszyna (mechanizm) prądu przemiennego, który przekształca określony rodzaj energii w energię elektryczną. Takie urządzenia obejmują maszyny elektrostatyczne, ogniwa galwaniczne, ogniwa słoneczne, termopary itd. Zastosowanie każdego z wymienionych urządzeń zależy od ich właściwości technicznych.

Zakres

Jednostki synchroniczne są wykorzystywane jako źródła energii elektrycznej prądu przemiennego: są wykorzystywane na potężnych instalacjach grzewczych, wodnych i jądrowych, na mobilnych stacjach elektrycznych, systemach transportowych (samochody, samoloty, lokomotywy spalinowe). Jednostka synchroniczna może działać autonomicznie - generator, który zasila podłączone do niej obciążenie lub równolegle z siecią - do niego podłączone są inne generatory.

Jednostka synchroniczna może zawierać urządzenia w tych miejscach, w których nie ma centralnego zasilania sieci elektrycznych. Urządzenia te można stosować w gospodarstwach położonych z dala od osiedli ludzkich.

Opis urządzenia

Urządzenie generatora synchronicznego ze względu na obecność takich elementów jak:

• Wirnik lub cewka indukcyjna (ruchoma, obrotowa), która obejmuje uzwojenie wzbudzenia.
• Kotwica lub stojan (nieruchomy), który obejmuje uzwojenie.
• Zespół nawijający.
• Przełącznik cewki stojana.
• Prostownik.
• Kilka kabli.
• Struktura składu elektrycznego.
• Spawarka.
• Cewka wirnika.
• Regulowany dostawca prądu stałego.

Generator synchroniczny działa jako generator i silnik. Może poruszać się z generatora do harmonogramu pracy silnika - zależy to od działania siły obrotowej lub hamowania urządzenia. Na wykresie generatora zawiera on generator mechaniczny i generowana jest energia elektryczna. W grafice silnika zawiera elektryczne i przychodzi energia mechaniczna.

Urządzenie znajduje się w obwodzie prądu przemiennego o innym typie nieliniowej rezystancji. Jednostki synchroniczne są alternatorami w elektrowniach, a silniki synchroniczne są używane, gdy potrzebny jest silnik, który pracuje ze stałą częstotliwością wirowania.

Zasada działania urządzenia

Działanie generatora synchronicznego odbywa się zgodnie z zasadą indukcja elektromagnetyczna. Podczas ruchu jałowego cewka kotwicy (stojana) jest otwarta, więc pole magnetyczne urządzenia jest utworzone przez jedno zwoje wirnika. Kiedy wirnik obraca się od przewodowego silnika, ma stałą częstotliwość, pole magnetyczne wirnika przesuwa się przez przewodniki uzwojeń fazowych stojana i wykonuje indukcję powtarzających się prądów przemiennych - siły elektromotorycznej (EMF). EMF jest sinusoidalny, niesinusoidalny lub pulsujący.

Uzwojenie wzbudzenia ma na celu wytworzenie początkowego pola magnetycznego w generatorze w celu wywołania elektrycznej siły napędowej w cewce twornika. Jeśli twornik synchronicznego generatora jest wprawiany w ruch przez obracanie z pewną prędkością, to jest on wzbudzany przez źródło stałe prądy następnie przepływ wzbudzenia przechodzi przez przewody cewek stojana, a w fazach cewki zmienne są indukowane EMF.

Urządzenie trójfazowe

Trójfazowy generator synchroniczny - urządzenie o trójfazowej strukturze prądu przemiennego, które ma ogromny rozkład praktyczny. Obrotowy elektromagnes może wytwarzać strumień magnetyczny (naprzemienny), który przemieszcza się przez trzy fazy uzwojenia istniejącego stojana. Rezultatem tego jest to, że w fazach występuje zmienna EMF o tej samej częstotliwości, przesunięcie fazowe odbywa się pod kątem równym jednej trzeciej okresu obrotu pól magnetycznych.

Trójfazowy generator synchroniczny jest tak wyposażony, że na jego wale armatura jest elektromagnesem i jest zasilana przez generator. Kiedy wał obraca się, na przykład, z turbiny, generator dostarcza prąd elektryczny, podczas gdy uzwojenie wirnika jest zasilane dostarczonym prądem. Od tego momentu kotwica staje się elektrycznym magnesem, a wykonanie obrotów z tym samym trzonem powoduje obracanie się pola elektromagnetycznego.

Dzięki synchronicznym trójfazowym generatorom elektrowni wodnych i turbinowych generowana jest większość energii elektrycznej. Jednostki synchroniczne są również używane jako silniki elektryczne w takich urządzeniach, których moc przekracza 50 kW. Podczas pracy jednostki synchronicznej w grafice silnika, sam wirnik jest podłączony do źródła prądu stałego, podczas gdy stojan jest podłączony do kabla trójfazowego.

Struktury wzbudzające

Dowolne turbosprężarki, hydrosilniki, generatory diesla, kompensatory synchroniczne, obecnie produkowane silniki, wyposażone w najnowsze konstrukcje półprzewodnikowe, takie jak wzbudzanie generatorów synchronicznych. W tych strukturach stosuje się metodę prostowania trójfazowych prądów przemiennych o wysokiej lub przemysłowej częstotliwości patogenów lub napięcia wzbudzonej jednostki.

Urządzenie generujące jest takie, że struktura wzbudzenia może zapewnić takie parametry jednostki jak:

• Pierwszy etap wzbudzenia, czyli początkowy.
• Pracuj bezczynnie.
• Połącz się z siecią dzięki dokładnej synchronizacji lub automatycznej synchronizacji.
• Pracuj w strukturze energetycznej z istniejącymi obciążeniami lub przeciążeniami.
• Wzbudzenie instrumentów synchronicznych mogą być wymuszone przez takie kryteria, jak napięcie i prąd, o danej krotności.
• Hamowanie elektromotoryczne.

Konstrukcja generatora

Obecnie istnieje wiele rodzajów urządzeń indukcyjnych, ale generator jest tak skonstruowany, aby zawierał te same części:

• Elektromagnes albo magnes trwały który wytwarza pole magnetyczne.
• Nawijanie z indukowanym zmiennym emf.

Aby uzyskać największy strumień magnetyczny, wszystkie generatory wykorzystują specjalną strukturę magnetyczną, która składa się z dwóch stalowych rdzeni.

Uzwojenia wytwarzające pole magnetyczne są zainstalowane w gniazdach jednego z rdzeni, a uzwojenia wywołane przez EMF - w szczelinach drugiego. Jeden z rdzeni, wewnętrzny rdzeń, współdziała z jego uzwojeniem i obraca się wokół poziomego lub pionowego pręta. Taki pręt nazywa się wirnikiem. Nieruchomy rdzeń z uzwojeniem nazywany jest kotwicą (stojanem).

Charakterystyka instrumentu

Aby ocenić funkcję generatorów synchronicznych, stosowane są te same cechy, które są stosowane w generatorach prądu stałego. Tylko niektóre warunki są różne i uzupełnione.

Głównymi cechami generatora synchronicznego są:

• Bieg jałowy jest zależnością pola elektromagnetycznego urządzenia od prądu wzbudzenia, jest także wskaźnikiem namagnesowania obwodów magnetycznych maszyny.
• Charakterystyką zewnętrzną jest zależność napięcia urządzenia od prądów obciążenia. Napięcie urządzenia zmienia się w różny sposób w zależności od wzrostu obciążenia dla różnych jego postaci. Przyczyny takich zmian są następujące:

1. Spadek wartości napięcia na indukcyjnej i czynnej rezystancji uzwojenia urządzenia. Zwiększa się wraz ze wzrostem obciążenia urządzenia, czyli jego prądu.
2. Zmień jednostkę EMF. Występuje w zależności od odpowiedzi stojana. Przy obciążeniach czynnych spadek napięcia będzie powodowany przez spadek napięcia we wszystkich uzwojeniach, ponieważ reakcja stojana powoduje wzrost siły elektromotorycznej generatora. Przy obciążeniach czynnych i pojemnościowych efekt magnesowania powoduje wzrost wartości napięcia w porównaniu do wartości nominalnej.

• Charakterystyka regulacji generatora synchronicznego polega na zależności prądów wzbudzenia od prądów obciążenia. Podczas pracy jednostek synchronicznych konieczne jest utrzymywanie stałego napięcia na ich zaciskach, niezależnie od rodzaju i wielkości obciążeń. Jest to łatwe do osiągnięcia, jeśli wyregulujesz EMF generatora. Można tego dokonać przez automatyczną zmianę prądów wzbudzenia w zależności od zmian obciążeń, tj. Przy obciążeniu pojemnościowo-czynnym, trzeba zmniejszyć prąd wzbudzenia, aby utrzymać stałe napięcie, a przy aktywnym indukcyjnym i czynnym napięciu, zwiększyć je.

Moc generatora synchronicznego określana jest przez następujące wartości:

• Odpowiednie napięcie w sieci.
• Jego emf.
• Kąt pomiaru.

Urządzenie AC

Synchroniczny alternator jest maszyną elektryczną, która przetwarza mechaniczną energię obrotową na energię elektryczną prądów przemiennych. Potężne generatory takich prądów instalują:

• hydrogenerator turbogenerator - w elektrowniach;
• Urządzenia prądu przemiennego o względnie małej mocy - w autonomicznych układach zasilania (elektrownia z turbiną gazową, elektrociepłownią) oraz w przetwornicach częstotliwości (silnik-generator).

Obecnie produkuje się wiele rodzajów takich urządzeń, ale wszystkie mają wspólny układ głównych elementów:

• kotwica (stojan) - stała;
• obracając się wokół osi wirnika.

W generatorach przemysłowych o dużych rozmiarach obraca się elektromagnes. W tym samym czasie uzwojenia z indukowanym emfem w szczelinach stojana pozostają nieruchome.

W urządzeniach takich jak generator synchroniczny małej mocy, pole magnetyczne jest wytwarzane przez obracający się magnes trwały.

Rodzaje jednostek synchronicznych

Istnieją następujące typy generatorów synchronicznych:

1. Hydro - w nim rotor ma różnicę ze względu na obecność wyraźnych słupów, jest używany do produkcji energii elektrycznej, wykonuje prace przy niskich prędkościach.
2. Turbo - ma różnice w niejawnej strukturze polarnej generatora, jest wykonany z różnych typów turbin, prędkość jest dość wysoka, osiągając około 6000 obrotów na minutę.
3. Kompensator synchroniczny - jednostka ta dostarcza moc bierną, służy do poprawy jakości energii elektrycznej w celu stabilizacji napięcia.
4. Asynchroniczny zasilacz podwójny - urządzenie generatora tego typu polega na tym, że łączy on zarówno uzwojenia wirnika, jak i stojana od dostawcy prądów o różnych częstotliwościach. Tworzony jest asynchroniczny harmonogram prac. Różni się także stabilnym planem pracy, przekształca różne prądy faz i służy do rozwiązywania problemów o wąskiej specjalizacji.
5. Bipolar drum drum - działa w grafice zwarcie działa krótko w milisekundach. Także doświadcza urządzeń wysokiego napięcia.

Odmiany kruszyw

Synchroniczny generator (silnik) jest podzielony na kilka modeli, które są przeznaczone do różnych celów:

• Stepper (impuls) - służą do napędzania mechanizmów z cyklem start-stop lub urządzeń o ciągłym ruchu z sygnałem sterującym impulsem (liczniki, urządzenia napędowe taśm, napędy maszyn CNC itp.).
• Gearless - do stosowania w systemach autonomicznych.
• Bezstykowy - kiedyś pracował jako elektrownia na statkach floty morskiej i rzecznej.
• Histereza - stosowana do liczników czasu, w napędach bezwładnościowych, w automatycznych systemach sterowania;
• Silniki indukcyjne - do zasilania instalacji elektrycznych.

Rozdzielanie według typu wirnika

Według typu urządzenia wirnikowego urządzenie generatora dzieli się na:

• Czysty słup - z głośnikami lub z wyraźnymi biegunami. Wirniki te są stosowane w generatorach o cichym przebiegu, w których prędkość obrotowa nie przekracza 1000 obrotów na minutę.
• Niejawny biegun to wirnik z kształtami cylindrycznymi, które nie mają wystających słupków. Te kotwice są dwubiegunowe i czterobiegunowe.

W pierwszym przypadku wirnik składa się z poprzeczki, na której są ustalone rdzenie biegunów lub uzwojenia wzbudzenia. Po drugie, jednostki szybkobieżne o prędkości 1500 lub 3000. Wirnik wykonany jest w postaci walca o dość wysokiej jakości stali z rowkami, w których jest zainstalowane uzwojenie wzbudzenia składające się z pojedynczych zwojów o różnych szerokościach.