На каком принципе основана работа генераторов переменного тока: На каком принципе основана работа генераторов переменного тока?

Содержание

На каком принципе основана работа генератора

Среди многих электромеханических устройств следует особо отметить генераторы переменного тока, с помощью которых механическая энергия преобразуется в электрическую. Они получили широкое распространение в промышленности и других областях. Для того чтобы эксплуатация была наиболее оптимальной, необходимо знать, на каком принципе основана работа генераторов переменного тока. Всем известно, что в основе действия таких агрегатов лежит вращение магнитного поля. Это позволяет максимально упростить их конструкцию и вырабатывать потребное количество электроэнергии.

Составные части и узлы генератора

Основной функцией генератора переменного тока является преобразование механической энергии вращения в электрическое напряжение. Эти устройства могут достигать огромных размеров и использоваться для производства энергии на электростанциях. Маленькие агрегаты применяются не только в промышленности, но и в быту, например, в автомобилях или в качестве резервного источника питания.

Конструкция стандартного генератора состоит из двух основных частей: неподвижного элемента – статора и вращающейся части – ротора. Статор, изготовленный в виде полого цилиндра, содержит магнитную систему. Она представляет собой стальные листы, смонтированные в пакет. Внутри пластин имеются пазы с изоляцией из фторопластовой пленки или другого диэлектрика. Каждый паз содержит обмотку в виде катушки из медного провода, исполняющей роль одной фазы с параллельным или последовательным соединением витков.

Определенная часть катушки выступает из пазов и носит название лобового соединения. В каждой обмотке имеется вывод, соединяющийся в общей точке. На данном месте соединения выполняется изоляция, исключающая соприкосновение с корпусом и другими деталями. Подобное соединение известно, как «звезда», а снятие напряжения осуществляется со всех трех концов.

Вторая основная деталь – ротор, изготавливается в виде массивного стального сердечника и обмотки возбуждения. В большинстве конструкций вал находится в горизонтальном положении, однако на гидроэлектростанциях применяется вертикальное расположение. Охлаждение работающего генератора может быть водяным, воздушным, масляным или водородным.

Принцип действия генераторов

Работа генератора переменного тока основана на электромагнитной индукции. Для получения переменного напряжения требуется задействовать катушку с постоянным электрическим током. Под его воздействием в возбуждающей обмотке образуется магнитное поле. Схема дополняется стальной системой, имеющей полюса для подводки магнитного поля к катушкам. Данная система представляет собой уже рассмотренную статорную обмотку. При вращении ротора, катушки статора поочередно взаимодействуют с разноименными полюсами.

Силовая обмотка статора,как правило, неподвижна. Движение ротора осуществляется с помощью прикладываемой к нему механической энергии. Обычно используется сила ветра, воды, различные виды цепных или ременных передач, способных передавать энергию вращения.

Толчком к началу работы генератора служит подача напряжения к его обмотке возбуждения. Это приводит к созданию электромагнитного поля, которое осуществляет индукцию напряжения в катушках статора под действием вращающегося ротора. Если на обмотке возбуждения увеличивается напряжение, то напряжение автоматически повышается и на катушках статорной обмотки. При уменьшении напряжения происходит обратный процесс. Напряжения на катушку возбуждения может подавать сам генератор. Подобные конструкции относятся к категории самовозбуждающихся устройств.

Как работает трёхфазный генератор переменного тока

Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной ин­дукции, со­гласно которого при движении проводника в магнитном поле при пересечении про­водником магнитных силовых линий в проводнике индуци­руется ЭДС, пропорцио­нальная величине электромагнитной индукции, ско­рости движения проводника, длине проводника в магнитном поле:

Е=BlV ×sinά,где ά– угол между направлением движения проводника и направлением магнитных силовых линий. Таким образом, мак­симальное значение ЭДС получается, когда угол ά = 90°, то есть движение происходит под прямым углом.

При ά = 0° проводник скользит вдоль магнитных силовых линий и ЭДС при этом не индуцируется. Направление тока в проводнике при замкнутой цепи можно опреде­лить по правилу правой руки: Если правую руку по­местить между полюсами магнита так, чтобы силовые линии входили в ладонь, а отведённый в сто­рону большой палец совпадал с направлением движения проводника, то остальные пальцы по­кажут направление тока.

Рассмотрим процессы, происходящие в проводнике в виде рамки, вра­щающейся принудительно в поле постоянного магнита (рис.3.1. и 3.2.).

Если рамка изначально располагается в горизонтальной плоскости, угол между силовыми ли­ниями и направлением движения проводников рамки ά = 0°, соответст­венно и ЭДС = 0. По мере поворота рамки появля­ется составляющая вектора дви­жения про­водников, перпендикулярная по от­ношению к магнитным силовым линиям.

Рис.3.1. Вращение рамки в поле постоянного магнита.

Появляется и ЭДС, которая по мере поворота рамки растёт по закону синусоиды, так как по закону синуса возрастает составляющая движения проводников, перпенди­кулярная к магнитным силовым линиям. При пово­роте рамки на угол 90° угол между направлением движения и магнитными силовыми линиями составляет 90°. При этом ЭДС достигает максимального значения. При дальнейшем повороте рамки составляющая вектора движения проводников, пераендику-

Рис. 3.2. Изменение направления движения ветвей рамки при её враще­нии

лярная по отноше­нию к магнитным силовым ли­ниям снова начинает убывать, уменьшается значение sinά, что приводит к уменьшению ЭДС. При ά =180° sinά = 0. Таким образом при повороте рамки на угол от 0° до 180° ЭДС сначала растёт, достигая максимума при угле 90°, а затем уменьшается до нуля.

Затем процесс повторяется. Но ввиду того, что составляющая вектора движения, перпендикулярная к магнитным силовым линиям, направлена в противоположную сторону, скорость теперь имеет знак « — » (минус). График изменения ЭДС в зависимости от угла поворота рамки представляет собой синусоиду (рис.3.3,).

Таким образом на выходе устройства получен переменный ток, час­тота которого прямо пропорциональна частоте вращения рамки.

Для получения постоянного тока необходимо использовать устройство, переключающее проводники рамки при достижении нулевого значения ЭДС.

Рис. 3.3. Зависимость E от угла поворота рамки.

Такое устройство в генераторах и электродвигателях постоянного тока получило название коллектор. Для рамки простейшим коллектором являются два полукольца 3, которые соединены с концами проводников рамки (рис.3.4.).С полукольцами контактируют щётки 4, которые с определённым усилием прижимаются к поверхности полуколец (поверхности коллектора), образуя скользящий контакт. Щётки, в свою очередь, соединены с внешней электрической цепью.

Рис. 3.4. Принцип построения генератора постоянного тока

Как было рассмотрено ранее, при нахождении рамки в горизонтальной плоскости ЭДС равна нулю. При вращении рамки ЭДС начинает расти и дос­тигает максимума при повороте на угол 90°, после чего начинает убывать и при повороте на угол 180° становится равной нулю.

При этом рамка занимает такое же положение, как в начальный момент времени. Разница только в том, что ветви рамки поменялись местами. По­этому при продолжении вращения рамки ЭДС снова начнёт расти, что обес­печивает коммутация с помощью коллектора. При этом график зависимости ЭДС от угла поворота будет состоять только из положительных полуволн. Таким образом из переменного тока получен пульсирующий.

Рис. 3.5. Зависимость Е от угла поворота рамки при использовании двух полуколец

Если взять две рамки, расположенных по отношению друг к другу под углом 90°, а коллектор представить в виде кольца, разрезанного на четыре части, то график зависимости ЭДС от угла поворота рамки будет выглядеть, как огибающая для двух одинаковых графиков, построенных для одной рамки (рис.3.5), со сдвигом 90°. Таким образом, зависимость ЭДС от угла по­ворота будет выглядеть, как относительно небольшая пульсация относи­тельно среднего уровня.

Рис. 3.6. Зависимость Е от угла поворота при использовании двух ра­мок, расположенных под углом 90° друг к другу

Увеличивая количество рамок (количество витков якорной обмотки ге­нератора) и количество контактных элементов коллектора, можно получить практически постоянное значение ЭДС.

Реальный генератор состоит укрупнено из трёх функциональных узлов:

Статор (рис.3.7.) представляет собой неподвижную часть генератора с выполненными в нём катушками обмотки возбуждения, полюсами и щётко­держателем. С торцевой части статора находится подшипниковый щит. На одной из торцевых частей для подвода охлаждающего воздуха крепится пат­рубок, соединённый со специальным воздухозаборником на мотогондоле. С противоположной стороны нагретый воздух выходит через жалюзи.

Рис.3.7. Устройство генератора постоянного тока

1 – коллектор; 2 – щётки; 3 сердечник якоря; 4 – главный полюс; 5 – катушка обмотки возбуждения; 6 – корпус; 7 –подшипниковый щит; 8 вентилятор; 9 – об­мотка якоря.

Якорь (ротор) находится внутри статора. Его вал вращается на шари­коподшипниках. На якоре выполнена рабочая обмотка генератора, в витках которой аналогично рассмотренному индуцируется ЭДС. Для снятия элек­троэнергии на валу якоря установлен коллектор (1), который выполняют в виде цилиндра с расположенными на нём пластинами из твёрдотянутой меди. На противоположном конце вала расположена крыльчатка вентилятора (8), благодаря которой обеспечивается принудительное охлаждение генератора на земле, при неподвижном самолёте.

Коллекторно-щёточный узелвключает в себя коллектор и щётко­держатель с расположенными в нём щётками (2). Щётки (рис.3.8) изготавли­вают из материалов, содержащих углерод, обеспечивающих низкое электри­ческое сопротивление и высокую износостойкость. Щётки свободно переме­щаются внутри щёткодержателей и с помощью тарированных пружин с за­данным усилием прижимаются к поверхности коллектора. Коллекторно-щё­точный узелявляется слабым местом генератора постоянного тока. В про­цессе эксплуатации необходим контроль высоты щёток и состояния коллек­тора с целью определения степени их износа. При повышенной

Рис.3.8. Щётки малой (а) и большой (б) мощности.

степени износа щёток возможно их зависание, что может привести в полёте к отказу генератора.

Наличие коллекторно-щёточного узла является основным недостатком генераторов постоянного тока. При передаче через скользящий контакт большой мощности происходит интенсивное искрение и выгорание как щё­ток, так и коллектора. В мировой практике для самолётных генераторов по­стоянного тока принято ограничение по мощности 18 кВт.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9405 —

| 7312 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Что ты хочешь узнать?

Ответ

В основе лежит принцип возникновения ЭДС в проводнике при изменении во времени магнитного поля (или движении проводника в неизменном магнитном поле) — явление электромагнитной индукции.

Таким образом, например, если мы в прямоугольном контуре будем вращать постоянный магнит, то в нем возникнет электродвижущая сила.

Далее, в зависимости от устройства способа съема тока с проводника на выходе мы будем получать постоянный или переменный ток.

  • Комментарии
  • Отметить нарушение

Ответ

Работа генератора переменного тока основана на электромагнитной индукции. Для получения переменного напряжения требуется задействовать катушку с постоянным электрическим током. Под его воздействием в возбуждающей обмотке образуется магнитное поле. Схема дополняется стальной системой, имеющей полюса для подводки магнитного поля к катушкам. Данная система представляет собой уже рассмотренную статорную обмотку. При вращении ротора, катушки статора поочередно взаимодействуют с разноименными полюсами. Силовая обмотка статора,как правило, неподвижна. Движение ротора осуществляется с помощью прикладываемой к нему механической энергии. Обычно используется сила ветра, воды, различные виды цепных или ременных передач, способных передавать энергию вращения. Толчком к началу работы генератора служит подача напряжения к его обмотке возбуждения. Это приводит к созданию электромагнитного поля, которое осуществляет индукцию напряжения в катушках статора под действием вращающегося ротора. Если на обмотке возбуждения увеличивается напряжение, то напряжение автоматически повышается и на катушках статорной обмотки. При уменьшении напряжения происходит обратный процесс. Напряжения на катушку возбуждения может подавать сам генератор. Подобные конструкции относятся к категории самовозбуждающихся устройств.

Переменный ток. Генератор переменного тока — Электромагнитное поле — ЭЛЕКТРОДИНАМИКА — ВСЕ УРОКИ ФИЗИКИ 11 КЛАСС — конспекты уроков — План урока — Конспект урока — Планы уроков — разработки уроков по физике

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

 

Электромагнитное поле

УРОК 8/20

Тема. Переменный ток. Генератор переменного тока

 

Цель урока: сформировать у учащихся представление о переменный ток и способы его получения.

Тип урока: комбинированный урок.

ПЛАН УРОКА

Контроль знаний

15 мин.

Самостоятельная работа № 6 «Электромагнитная индукция. Энергия магнитного поля»

Демонстрации

5 мин.

1. Наблюдение осциллограмм переменного тока.

2. Модель генератора переменного тока

Изучение нового материала

20 мин.

1. Получение переменного тока.

2. Генератор переменного тока

Закрепление изученного материала

5 мин.

1. Качественные вопросы.

2. Учимся решать задачи

 

ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

1. Получение переменного тока

На производстве и в быту гораздо чаще используют переменный ток, чем постоянный.

Ø Переменным током называют электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению.

Переменный ток получают при помощи генераторов переменного тока с использованием явления электромагнитной индукции. Представим проводник в виде рамки площадью S, которая равномерно вращается с угловой скоростью ω в однородном магнитном поле (магнитная индукция перпендикулярна к оси вращения рамки). Магнитный поток через рамку Ф = ВScosα, где α — угол между вектором нормали к площади рамки и линиями магнитной индукции.

Если начать отсчет времени в момент, когда вектор направленный вдоль линий магнитной индукции, то начальное значение угла α равен нулю, а зависимость угла от времени имеет вид: α = ωt, поэтому Ф = BScosωt.

Изменение магнитного потока приводит к возникновению в рамке ЭДС индукции . Согласно закону электромагнитной индукции Скорость изменения магнитного потока ΔФ/Δt с точки зрения математики является производной функции Ф(t), поэтому

Таким образом, рассматриваемая рамка является источником ЭДС, выполняет гармонические колебания с амплитудой Если рамка состоит из N витков, то амплитуда ЭДС увеличивается в N раз:

Чтобы воспользоваться полученной ЭДС, можно прикрепить подвижные концы рамки до неподвижных контактов внешнего электрического круга. Можно, например, обеспечить, чтобы металлическое кольцо от каждого из концов рамки скользило по своему упругому контакту (щетке). Тогда щетки можно рассматривать, как полюсы источников тока.

Если присоединить к этим полюсам резистор сопротивлением R, напряжение на резисторе будет совпадать с ЭДС в рамке: а сила тока в резисторе будет:

Амплитуда силы тока в этом выражении Период переменного тока, а его частота

2. Генератор переменного тока

Сейчас существует много различных типов индукционных генераторов. Но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС (обычно это вращающаяся рамка).

Поскольку ЭДС, приводят в последовательно соединенных витках, добавляются, то амплитуда ЭДС индукции в рамке пропорциональна числу витков в ней. Она пропорциональна также амплитуде переменного магнитного потока через каждый виток.

Принцип действия генератора переменного тока такой. Для получения большого магнитного потока в генераторах применяют специальную магнитную систему, состоящую из двух сердечников, сделанных из электротехнической стали. Обмотки, создающие магнитное поле, размещены в пазах одного из сердечников, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, — в пазах другого. Один из сердечников (обычно внутренний) вместе со своей обмоткой вращается вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Поэтому он называется ротором. Неподвижный сердечник с его обмоткой называют статором. Зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньше для увеличения потока магнитной индукции.

Магнитное поле создает неподвижный постоянный магнит. Разумеется, можно было бы поступить и наоборот: вращать магнит, а рамку оставить неподвижной.

В больших промышленных генераторах вращается именно электромагнит, который является ротором, в то время как обмотки, в которых наводится ЭДС, уложены в пазы статора и остаются неподвижными. Дело в том, что подводить ток к ротору или уводить его из обмотки ротора в внешний круг приходится с помощью скользящих контактов. Для этого ротор обеспечивают контактными кольцами, присоединенными к концам его обмотки.

Неподвижные пластины — щетки — прижаты к кольцам и обеспечивают связь обмотки ротора с внешним кругом. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле, значительно меньше силы тока, что отдает генератор внешний круг. Поэтому генерируемый ток удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить сравнительно слабый ток до вращающегося электромагнита.

В маломощных генераторах магнитное поле создает вращающийся постоянный магнит. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны.

Появление ЭДС в неподвижных обмотках статора объясняют возникновением в них вихревого электрического поля, обусловленного изменением магнитного потока во время вращения ротора.

Современный генератор электрического тока — это большое сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. За размеров в несколько метров важнейшие детали генераторов изготавливаются с точностью до миллиметра. Нигде в природе нет такого соединения подвижных частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.

 

ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Первый уровень

1. В чем заключается закон электромагнитной индукции?

2. Какие преимущества имеет переменный электрический ток по сравнению с постоянным?

3. На каком принципе основана работа генератора переменного тока?

4. С какой целью в генераторе электрического тока используют скользящие контакты (так называемые щетки)?

Второй уровень

1. Почему основным элементом генератора является рамка, вращающаяся в магнитном поле?

2. Почему в реальном генераторе вместо рамки используют катушку с большим количеством витков?

3. Почему за равномерного вращения рамки в постоянном магнитном поле в ней индуцируется не постоянный, а переменный ток?

 

ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

1). Качественные вопросы

1. Назовите основные типы электростанций. Приведите примеры электростанций различных типов.

2. Почему стандартная частота переменного тока во всех странах меньше 100 Гц?

3. Почему не применяют для освещения переменный ток с частотой 10 Гц?

4. Какое главное преимущество переменного тока перед постоянным?

2). Учимся решать задачи

1. Прямоугольная рамка со сторонами 5 и 8 см вращается вокруг вертикальной оси с периодом 0,02 с в однородном магнитном поле индукцией 0,2 Тл, напрямленою перпендикулярно к оси вращения. Найдите максимальную ЭДС, индуцированную в рамке, и зависимость ЭДС от времени. (Ответ: 0,63 В)

2. Найдите частоту вращения катушки с числом витков N = 20 в однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл, если максимальная ЭДС в катушке 7,85 В, а площадь сечения одного витка 25 см2. (Ответ: 50 Гц)

3. Рамка площадью 80 см2 равномерно вращается с угловой скоростью 20 1/с в магнитном поле индукцией 20 мТл. Амплитудное значение ЭДС в рамке равна 0,64 В. Сколько витков в рамке?

 

ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ

· Переменным током называют электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению.

· Генератор переменного тока является электромеханическим устройством, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока.

 

Домашнее задание

1. Подр.: § 18.

2. 3б.:

Рів1 № 9.2; 9.11; 9.12; 9.13.

Рів2 № 9.24; 9.25; 9.26, 9.27.

Рів3 № 9.31, 9.32; 9.33; 9.34.

Конспект урока по физике «Переменный ток» (9 класс)

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК

Цель урока: выяснить условие существования переменного тока; познакомиться с применением переменного тока в быту и технике.

Актуализация знаний:

1.     С какой целью ставились опыты, связанные с катушкой и магнитом? Как они проводились?

2.     При каком условии во всех опытах в катушке, замкнутой на гальванометр, возникал индукционный ток?

3.     В чем заключается явление электромагнитной индукции?

4.     В чем важность открытия явления электромагнитной индукции?

ИНМ.

Электрический ток, периодически меняющийся во времени по модулю и направлению, называется переменным током.

Электрический ток вырабатывается в генераторах – устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию.

Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. Все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, во-вторых, обмотка (вращающаяся рамка).

Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует два основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические. Различаются эти электростанции характером двигателей, вращающих роторы генераторов.

На тепловых электростанциях источником энергии служит топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания. Наиболее экономичными являются крупные тепловые паротурбинные электростанции (ТЭС). Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль.

Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.

Значительную роль в энергетике играют атомные электростанции. В настоящее время АЭС нашей страны дают около 10% электроэнергии.

Главным потребителем электроэнергии является промышленность. Крупным потребителем является также транспорт.

 

ЗАКРЕПЛЕНИЕ МАТЕРИАЛА

1.     Что называется генератором переменного тока? Какие типы таких генераторов существуют?

2.     Что называется переменным током?

3.     Что такое период, частота, фаза переменного тока?

4.     Начертите график переменного тока и раскройте суть определения переменного тока?

5.     На каком принципе основана работа генератора переменного тока?


6.    

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ, САМОИНДУКЦИЯ И ВЗАИМОИНДУКЦИЯ

Как мы уже знаем, вокруг каждого проводника, по которому проходит электрический ток, образуется магнитное поле. Такая неразрывная связь между электрическим током и магнетизмом используется для получения тока при помощи магнитно­го поля.

Так если замкнутый проводник поместить между полюсами магнита и начать его перемещать или, оставив неподвижным проводник, перемещать магнит, то по замкнутому проводнику пойдет электрический ток. Возбуждение в проводнике электрического тока под действием магнитного поля носит название электромагнитной индукции, а электродвижущая сила, возникающая в проводнике в результате этого явления, называется индуктированной электродвижущей силой.

Па принципе электромагнитной индукции основана работа генераторов электрического тока. Величина индуктированной к д. с. зависит от ряда факторов: магнитной индукции В, длины проводника I и скорости его перемещения v в магнитном поле. Если магнитные силовые линии пересекают проводник перпен­дикулярно, то величина индуктированной э. д. с. подсчитывается по формуле

E= Blv,

где Е — индуктированная э. д. с, В; В — магнитная индукция, Т; l— длина проводника, м;

v — скорость перемещения проводника в магнитном поле, м/с

Направление индуктированной э. д. с. определяется по правилу правой руки: если расположить ладонь правой рука так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отставленный большой палец указывал направление движения проводника относительно магнитного поля, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной э. д. с.

Самоиндукцией называется явление индуктирования э. д. с. в замкнутом контуре (в проводнике или электрической цели) под действием изменения собственного магнитного потока в контуре при изменении тока в нем. Индуктируемая при этом э. д. с. называется э. д. с. самоиндукции. Электродвижущая э. д. с. самоиндукции зависит от количества витков катушки или обмотки, наличия в ней стальных сердечников и скорости изменения магнитного потока. При этом э. д. с. самоиндукции всегда направлена навстречу причине, вызвавшей ее появление.

Так, согласно правилу Ленца при увеличении тока э. д. с. самоиндукции препятствует его нарастанию; при уменьшении, складываясь с э. д. с. источника тока, препятствует его убыванию. Электродвижущая сила самоиндукции возникает в обмотках в катушках электрических приборов и машин.

Для сравнения различных проводников в отношении их способности возбуждать э. д. с. самоиндукции вводится понятие о коэффициенте с а м о и н д у к ц и и, или и н д у к т и в и о с т и, которая измеряется в генри (сокращенно Г). Индуктивностью в 1 генри обладает такая цепь, в которого при равномерном изменении тока со скоростью I ампер п секунду возникает з. д. с, равная 1 вольту.

Явлением взаимоиндукции называется возникновение э. д. с. в какой-либо обмотке под влиянием изменения поля другой обмотки, расположенной рядом с первой. Электродвижущая сила, возникающая при этом явлении, называется э. д. с. взаимоиндукции.

Цепь, в которой подводится изменяющийся по силе ток, называется обычно первичной, а цепь, в которой индуктируется э. д. с. взаимоиндукции, называется вторичной цепью. Взаимоиндуктивность, так же как и индуктивность, измеряется в генри. Величина индуктируемой по вторичной цепи э. д. с. зависит от скорости изменения тока в первичной цепи.

Явление взаимоиндукции широко используется в электротех­нике в тех случаях, когда необходимо передать электроэнергию из одной цепи в другую без проводниковой связи между ними или, как принято говорить, электромагнитным путем. На этом явлении основана работа трансформаторов.

ПОНЯТИЕ О ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

Переменным называется ток, сила и направление которого изменяются периодически во времени. В технике применяется переменный ток, изменяющийся по синусоиде. Получение переменного тока основано на явлении электромагнитной индукции.

На рис. 161 схематично изображено получение синусоидального переменного тока. Слева на схеме а показаны: полюсы маг­нита (северный N и южный S), кружочками различные положения проводника в магнитном поле; при этом знаком плюс (+) обозначают, что в данном положении ток идет от нас за плоскость чертежа, а точкой (.), что ток идет от плоскости чертежа на нас.

На схеме рис. 161, б представлено изменение силы и направления тока по внешней цепи замкнутого проводника за один его полный поворот между полюсами магнитов. По горизонтальной оси графика отложено время, а по вертикальной оси — значения тока. Как следует из кривой графика, представляющего собой синусоиду, за один полный поворот в зависимости от угла, под которым проводник пересекает магнитные силовые линии, значение тока изменяется от нуля до максимального, а по знаку — от плюса до минуса.

Машина, служащая для получения переменного тока, называется генератором переменного тока, принцип действия которого можно уяснить из следующего.

Если выполнить проводник в виде витка, поместить его между полюсами (рис. 161, в) и вращать в направлении движения часовой стрелки, то в нем будет индуктироваться э. д. е., направлен­ная при вращении его под северным полюсом от нас и при вращении его под южным полюсом — на нас. Так как стороны витка попеременно перемещаются то под северным полюсом, то под южным и пересекают при этом магнитные силовые линии под различными углами, то э. д. е., индуктируемая в витке, будет из­меняться по значению и направлению. Присоединив концы витка к двум контактным кольцам, изолированным между собой и от вала, и наложив па кольца неподвижные щетки, соединенные с внешней цепью, будем получать переменную э. д. с, и во внешней цепи потечет переменный ток.

Переменный ток характеризуется следующими величинами: периодом, частотой, амплитудой.

Под периодом понимают промежуток времени, в течение которого происходит полный цикл изменений тока по значению и направлению. Каждый последующий период тока является пов­торением предыдущего. Период обозначается буквой Т (см. рис. 161, б) и иногда выражается не во времени, а в градусах.

Частотой называется число циклов изменений тока во времени (периодов в 1 с). Частота — величина, обратная периоду, обозначается ‘буквой f, т. е. f=1/Т. За единицу измерения частоты принят герц (Гц). В СССР принята частота переменного тока 50 Гц.

Амплитудой называется наибольшее из мгновенных значе­ний тока, которого он достигает в течение периода. Как следует из рис. 161, б, за один период переменный ток достигает ампли­тудного значения дважды.

Законы постоянного тока применимы к цепям переменного то­ка только в тех случаях, когда эти цепи состоят из активных сопротивлений в связи с применением ламп накаливания, реостатов. Однако во многих случаях цепь .переменного тока, кро­ме активного сопротивления, содержит катушки самоиндукции, обмотки электродвигателей, конденсаторы и другие приборы, которые вносят в цепь так называемое ‘реактивное сопротивление, влияющее на ток в цепи ‘переменного тока, вследствие чего закон Ома в таком виде, в каком он применяется для цепи по­стоянного тока, недействителен для цепи переменного тока.

Для того чтобы найти действующий ток в неразветвленной цепи переменного тока, нужно подсчитать полное сопротив­ление цепи с учетом всех -входящих в нее резисторов. В об­щем случае при наличии в цепи активного R, индуктивного Xl и емкостного сопротивлений Хсполное сопротивление цепи переменного тока определяется по формуле

Тогда действующее значение тока в цени переменного тока с последовательно включенными резисторами R, ,XLи Хспри известном напряжении U определится по формуле

I = U/Z.

Эта формула имеет такое же значение, какое закон Ома для цепи постоянного тока. Если включить в цепь переменного тока амперметр, то он покажет значение; в 1,4 раза меньшее амплитудного тока. Это значение тока называют действующим, или эффективным, значением переменного тока. Для синусоидального переменного тока действующие значения напряжения U и электродвижущей силы Е будут также меньше амплитудных их значений в 1,4 раза. Измерительные приборы, включенные в цепь переменного тока, показывают действующие значения измеряемых величии.

В некоторых случаях требуется знать не действующее, а среднее значение переменного тока, которое, как показывают опыты и расчеты, равно его амплитудному значению, умноженному на 0,637.

Если между полюсами вращать цилиндр, на котором расположены не одна, а три обмотки, смещенные каждая по отношению к остальным на угол 120е, то наводимая в каждой обмотке э. д. с. достигает амплитудного значения не в одно время, а отличается по фазам па 1/3 периода (120°), как это показано на рис. 162.

На рис. 162 слева схематично изображен магнит с полюсами и вращающийся между ними цилиндр с обмотками 1, 2 и 3, сме­щенными относительно друг друга на 120°, а справа представлен график синусоид изменения э. д. с. тока в этих обмотках. Как следует из графика, синусоиды смещены относительно друг друга на определенный угол φ (рис. 162), называемый фазным. При вращении каждая обмотка (катушка) является самостоятельным источником однофазного переменного тока.

Трех ф а з н ы м током называется совокупность трех переменных токов одинаковой частоты, сдвинутых на 1/3 периода (120″). Трехфазный ток вырабатывают трехфазные генераторы переменного тока, соединение обмоток у которых де­лают звездой или треугольником (рис. 163).

 

При соединении звездой (рис. 163, а) начальные концы всех фазных обмоток идут во внешнюю цепь, вторые концы обмоток соединены между собой. Потребитель можно включить между любой парой линейных проводов или между любым линейным проводом и ну­левым. При соединении треугольником (рис. 163, б) конец первой обмотки фазы присоеди­няется к началу второй, конец второй — к началу третьей, конец третьей — к началу первой.

Напряжение между началом и концом фазы называется фазным напряжением и обозначается Напряжение между концами фаз или проводами называется линейным напряжением и обозначается Uл- Соответственно и сила тока называется фазной или линейной Iл

При соединении фаз генератора или приемника звездой линейный ток равен фазному, а линейное напряжение в 1,73 раза больше фазного напряжения. При соединении треугольником линейное напряжение равно фазному, а линейный ток в 1,73 раза больше фазного.

Контрольные вопросы:

1. Какие тела называются магнитами и в чем проявляются их магнитные свойства?

2. .Каким образом можно определить направление магнитного поля и его силовых линий, возникающих вокруг проводника с током?

3. Что называется магнитной индукцией, магнитным потоком и магнитной цепью?

4. В чем сущность устройства и действия электромагнита?

5. Как проявляется взаимодействие между магнитным полем и проводником c током?

6. Что Вы понимаете под электромагнитной индукцией, самоиндукцией и взаимоиндукцией?

7. Что Вы понимаете под переменным током и каков принцип его получения?

8. Какими величинами характеризуется переменный синусоидальный ток?

9. Какой ток называют трехфазным икаков принцип его получения?

10. Какие способы соединения обмоток применяются в генераторах трехфазного тока:

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Как работает бесщеточный генератор? (с диаграммой)

Нормальный крутящий момент генератора переменного тока зависит как от присоединенной нагрузки, так и от тока возбуждения, при этом ток возбуждения регулируется внутренним регулятором напряжения. Без подачи питания на поле сопротивление нормального генератора переменного тока очень мало. Крутящий момент генератора переменного тока с постоянными магнитами регулируется только нагрузкой, но все же требует большего крутящего момента, чем обычный генератор переменного тока без нагрузки. (Я основывал это на простом реальном испытании — у меня есть и обычный генератор переменного тока, и генератор с постоянными магнитами, и я пытался раскрутить оба)

С точки зрения работы с фактической нагрузкой, теоретически, PMG и обычный генератор потребуется такое же количество входной мощности (скорость x крутящий момент) для производства той же выходной мощности.Однако, поскольку обычному генератору переменного тока требуется мощность для возбуждения поля, при условии, что сам генератор переменного тока в конечном итоге питает поле, для привода генератора требуется больше входной мощности по сравнению с ГПМ с той же приложенной нагрузкой.

Но, поскольку поле генератора переменного тока можно изменять, генератору потребуется меньший крутящий момент по мере увеличения скорости, поскольку регулятор напряжения будет уменьшать ток возбуждения по мере увеличения скорости для поддержания того же выходного напряжения.

Если к генератору переменного тока подключить статическую (резистивную) нагрузку, мощность, подаваемая на нагрузку, останется постоянной по мере увеличения скорости генератора, поскольку крутящий момент, необходимый для вращения генератора, уменьшается, поддерживая постоянную мощность нагрузки.Это означает, что если поле питается при 0 об/мин, генератор будет практически невозможно провернуть. В автомобиле генератор питается только после запуска двигателя, что легко сделать, отключив ток возбуждения, когда ключ находится в положении «пуск».

Для ГПМ с подключенной статической нагрузкой крутящий момент, необходимый для вращения ротора, остается постоянным от 0 об/мин до любой скорости, однако мощность, подаваемая на нагрузку, будет увеличиваться по мере увеличения скорости. Вот почему ГПМ не используется в качестве генератора переменного тока транспортного средства, поскольку выходная мощность ГПМ может регулироваться только частотой вращения ротора.

Таким образом, несмотря на то, что обычный генератор переменного тока неэффективен по сравнению с ГПМ, возможность изменять выходное напряжение путем регулирования поля очень полезна.

Удалить

Что такое ГЕНЕРАТОР и его конструкция

С ростом надежности автомобилей в нашей повседневной жизни генератор переменного тока стал для нас одним из основных устройств, поскольку он помогает заряжать аккумулятор и питать электрическую систему. До 1960-х годов в автомобилях использовались динамо-генераторы постоянного тока с коммутаторами. Благодаря доступности доступных выпрямителей. вместо них использовались генераторы.

Генератор переменного тока определяется как машина или генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию в форме переменного тока. Он также называется генератором переменного тока или синхронным генератором. На рынке представлены различные типы генераторов переменного тока в зависимости от приложений и конструкций. .Некоторые из генераторов переменного тока, основанных на применении, относятся к морскому типу, автомобильному типу, дизель-электрическому локомотиву, бесщеточному типу и радиотипу. Генератор переменного тока с явным полюсом и цилиндрическим ротором представляет собой тип генератора переменного тока, основанный на конструкции.

Принцип действия генератора переменного тока заключается в использовании принципа электромагнитной индукции для разрезания линии магнитной силы для создания электрического потенциала и преобразования механической энергии первичного двигателя в выходную электрическую энергию.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Теперь давайте посмотрим, как делается генератор переменного тока. Он состоит из ярма, полюсного сердечника, статора, ротора, якоря, контактных колец, подшипников и вентилятора. Среди этих основных компонентов ротор и статор.Существует два типа ротора, которые можно использовать для изготовления генератора переменного тока:

.

ЯВНОПОЛЮСНЫЙ РОТОР

Термин «выступающий» означает выступающий или выступающий наружу, что означает, что полюса ротора выступают наружу из центра ротора. Когда ток проходит через эту обмотку возбуждения, создаются N и S полюса. Обычно используется этот тип ротора. для тихоходных машин большого диаметра и относительно небольшой осевой длины. Они используются на гидростанциях и дизельных электростанциях, поэтому их также называют гидрогенераторами.

РОТОР ЦИЛИНДРА

Цилиндрический ротор используется для высокоскоростных машин, таких как тепловые электростанции, которые имеют скорость вращения около 1500-3000 об/мин. Он имеет одинаковую длину во всех направлениях, что придает ротору цилиндрическую форму, обеспечивая тем самым равномерную резку потока во всех направлениях. ротор, диаметр мал, а осевая длина больше. Он состоит из стального радиального цилиндра, который имеет много пазов, и в этих пазах размещается обмотка возбуждения, и эти обмотки возбуждения всегда соединены последовательно.Они используются на паровых электростанциях и газовых электростанциях.

Двигаемся вперед, проливая свет на другие части генератора. Внешняя часть генератора известна как хомут, он используется в качестве защитного слоя для машины. Он обеспечивает механическую поддержку машины, а также предотвращает повреждение внутренних частей из-за различных условий окружающей среды. Сердечник полюса состоит из полюсного башмака. и вся обмотка, в которой полюсный башмак поддерживает обмотки, опираясь на полюсный башмак.Статор и ротор являются компонентами генератора переменного тока, вырабатывающими электроэнергию. Основное различие между статором и ротором заключается в том, что статор является неподвижной частью, на которую намотана обмотка якоря, а ротор является вращающейся частью машины, на которую намотана обмотка возбуждения. намотан. Ротор представляет собой цилиндрическую деталь, окруженную магнитами, которые вращаются внутри статора, который удерживает фиксированный набор проводящих медных проводов. Движение магнитов по проводам — ​​это то, что в конечном итоге создает электричество.

 

Сердечник якоря состоит из обмоток якоря, токосъемных колец и щеток. Когда катушка отсекает магнитный поток, она создает ток якоря, который создает поток якоря. Во избежание скручивания обмотки контактные кольца обеспечивают плавность Работа между щетками. Щетки используются для сбора тока от токосъемных колец. Для плавной работы используются подшипники. Вентилятор используется для отвода тепла, выделяемого во время работы.

РАБОЧИЙ

Генераторы переменного тока работают по принципу электромагнитной индукции. Согласно этому закону, нам нужен проводник, магнитное поле и механическая энергия для производства электричества. Каждая машина, которая вращается и воспроизводит переменный ток.

Обмотка якоря представляет собой набор катушек, помещенных в магнитное поле. Катушка при вращении пересекает силовые линии магнитного поля, что создает ЭДС индукции. ЭДС индукции создает ток, протекающий в обмотке якоря.Правило правой руки Флеминга используется для определения направления тока якоря. ЭДС индукции будет равна нулю, когда катушка выровнена с магнитами, и максимальна, когда катушка перпендикулярна. Ток изменяется, когда катушка вращается, что можно наблюдать в гальванометре. Затем ток проходит через токосъемные кольца и затем к щеткам. Так работает генератор.

Prakash Industries предлагает самый большой в мире ассортимент генераторов переменного тока, которые просты в обслуживании и используются для производства электроэнергии.Они надежны и универсальны в работе. Мы делаем лучшую и компактную конструкцию, чтобы предложить высокую мощность сельскому хозяйству и промышленным секторам, и они также долговечны и экономичны.

 

 

Принцип распределения нагрузки генератора

| Woodstock Power

Простое объяснение принципа распределения нагрузки генератора

Принцип разделения нагрузки генераторов имеет решающее значение для понимания при попытке параллельного подключения генераторов на любом объекте, включая центры обработки данных и электростанции.Это связано с тем, что элементы управления распределением нагрузки разных производителей могут быть несовместимы, и необходимо избегать перегрузки или недогрузки каждого блока для успешного и эффективного параллельного подключения генераторов. Существует несколько различных способов эффективного распределения нагрузки генератора, таких как компенсация реактивного спада, компенсация перекрестного тока и использование различных режимов работы.

Просмотреть бывшие в употреблении генераторы

Что такое распределение нагрузки?

Проще говоря, распределение нагрузки — это процесс, при котором на объекте одновременно работают несколько генераторов.С технической точки зрения, распределение нагрузки — это пропорциональное распределение активной и реактивной мощности между генераторными установками. Параллельная работа и распределение нагрузки тесно связаны между собой. Система генераторных установок не может обеспечить параллельную работу без разделения нагрузки генераторов переменного тока.

Параллельная работа — это способ увеличить выработку электроэнергии за счет выравнивания электрических характеристик нескольких генераторных установок. Многие операции полагаются на параллельные генераторные установки для повышения их мощности и удовлетворения высоких требований к выходной мощности.

Когда нагрузка не распределяется между вашей сетью генераторных установок, вы рискуете перегрузить генератор или создать нестабильный поток энергии. Эта нестабильность может повредить ваши генераторные установки или электросеть.

ПРИНЦИП РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ГЕНЕРАТОРА ПРИМЕРЫ

Хотя принцип распределения нагрузки генератора может показаться сложным, более подробное рассмотрение различных методов распределения нагрузки генератора может помочь прояснить ситуацию. Например, типы распределения нагрузки включают:

  • Распределение спада нагрузки:  Компенсация реактивного спада «позволяет снизить частоту вращения двигателя или напряжение генератора на заданный процент выходного диапазона по мере увеличения нагрузки» (Cummins Power Generation).
  • Изохронное распределение нагрузки в кВт и кВАр: В изохронных системах используются элементы управления для расчета информации о нагрузке и определения соотношения нагрузки генераторов в процентах к нагрузке системы. кВт относится к разделению реальной мощности, тогда как кВАР относится к реактивной мощности; Нагрузки как в киловаттах, так и в кварах рассчитываются системами управления, чтобы в достаточной степени распределять нагрузки между генераторами.
  • Компенсация перекрестного тока: Когда параллельно включенные генераторы работают без преднамеренного падения напряжения, происходит компенсация перекрестного тока.Регуляторы напряжения на каждом генераторном блоке должны быть одинаковыми для успешного распределения нагрузки.
  • Использование различных режимов работы:  Благодаря использованию одноплатных параллельных контроллеров становится намного проще успешно добавлять генераторы в существующие системы, а также выполнять обновления систем. Одноплатные параллельные контроллеры также позволяют эксплуатировать параллельно работающие генераторы в различных режимах уровня нагрузки (некоторые генераторы могут быть настроены на базовый, постоянный режим, в то время как другие назначенные устройства будут плавать и распределять нагрузки по мере необходимости).

Надлежащее распределение нагрузки генератора необходимо для успешной работы системы параллельного генератора и, в свою очередь, для резервного питания. В случае аварийных ситуаций, когда происходит сбой питания, резервирование жизненно важно для бесперебойной работы критически важных функций. Обязательно ознакомьтесь с различными методами и основами принципа распределения нагрузки генератора, чтобы найти наилучшее решение для ваших конкретных потребностей в генераторе электроэнергии. Также может быть полезно просмотреть перед покупкой генераторы, чтобы понять, какие блоки будут легко совместимы для параллельного набора.

Преимущества разделения нагрузки

Параллельная работа и распределение нагрузки предлагают ряд преимуществ для всех, кто их использует. Некоторые преимущества включают в себя:

  • Надежность:  При наличии нескольких генераторов в сети всегда будет как минимум одна генераторная установка, поддерживающая нагрузку. Если генератор выйдет из строя в какой-либо момент, нагрузка переключится на другие генераторы в системе. Распределение нагрузки также упрощает обслуживание генератора без остановки всей операции.
  • Стоимость:  Стоимость выработки электроэнергии увеличивается для генераторов большей мощности. Использование сети небольших генераторов означает меньшие первоначальные затраты и меньшую оплату за выработку электроэнергии с течением времени. С несколькими генераторами переменного тока операторы могут определить наилучший баланс нагрузки при наименьшем количестве топлива. Эта возможность недоступна для одного генератора большой мощности.
  • Гибкость:  Требования к нагрузке со временем меняются в зависимости от ваших процессов. Вы можете в конечном итоге заплатить за большой генератор и никогда не достичь его полной мощности или довериться маленькому генератору и обнаружить, что он не соответствует вашим требованиям к нагрузке.Имея несколько генераторов, вы можете регулировать нагрузку в течение дня в зависимости от количества используемых вами генераторов.
  • Эффективность:  Генератор работает наиболее эффективно, когда нагрузка составляет от 75% до 100%. Если вы рассчитываете на один генератор, вы, вероятно, пожертвуете эффективностью в периоды низкой нагрузки. Балансируйте нагрузку между предпочтительным количеством генераторов в заданное время и поддерживайте эффективность круглосуточно.

Приложения для распределения нагрузки

Благодаря многочисленным преимуществам распределения нагрузки некоторые операции полагаются на него, чтобы поддерживать работоспособность оборудования.Распределение нагрузки выгодно, когда потребности в нагрузке часто меняются, а постоянная мощность имеет решающее значение. Приложения включают:

  • Центры обработки данных:  Эти операции обрабатывают большие объемы данных. Если они потеряют власть, они рискуют потерять ценную информацию для клиентов и других крупномасштабных операций. Распределение нагрузки распознает высокие требования к нагрузке и обеспечивает уровень безопасности в случае отказа генератора.
  • Электростанции:  На этих объектах потребности в электроэнергии меняются в течение дня, и целые сообщества могут полагаться на них в качестве источника энергии.Распределение нагрузки отвечает этим требованиям.
  • Строительные площадки:  В строительстве рабочие используют широкий спектр оборудования для выполнения работы. Оборудование может состоять из фонарей, дрелей, воздушных компрессоров и многого другого. Требования к нагрузке меняются в течение дня в зависимости от выполняемой работы, а в условиях плотного графика очень важно сохранять эффективность.
  • Операции по выращиванию:  Растущая индустрия каннабиса требует обширных установок освещения по сменяющемуся графику. Распределение нагрузки может распознавать меняющиеся потребности в энергии, чтобы поддерживать урожай каннабиса живым и здоровым.
  • Медицинские учреждения:  Хотя больницы и другие медицинские учреждения могут иметь высокие требования к нагрузке, их приоритетом является резервное питание. Если эти операции отключат электричество в любое время, особенно во время стихийных бедствий, они не смогут обеспечить качественную помощь своим пациентам.
  • Телекоммуникации:  Как и медицинские учреждения, телекоммуникационные операции должны оставаться в рабочем состоянии, чтобы люди могли оставаться на связи во время чрезвычайных ситуаций. Благодаря распределению нагрузки телекоммуникационные здания могут быть готовы к неожиданным отключениям электроэнергии.

Резервирование генератора и параллельная работа

Как только вы добьетесь распределения нагрузки между вашими генераторами, вы сможете запускать их параллельно. Хотя параллельная работа выгодна, вы также должны ввести резервирование генератора. В технике резервирование означает резервирование процесса с помощью дополнительного оборудования. В случае параллельных генераторов любой агрегат в системе распределения нагрузки может выступать в качестве резерва для других.

Если в операции есть один генератор мощностью 300 кВт, и он выключается без предупреждения, этот объект не работает до тех пор, пока работает генератор.Хотя параллельные генераторы адаптируются к требованиям нагрузки, они также обеспечивают резервирование. Если в операции используются три из их генераторов мощностью 50 кВт и один из них выходит из строя, всегда есть два других блока, которые нужно взять на себя.

Очень важно разработать систему распределения нагрузки с большей мощностью, чем вам нужно, чтобы обеспечить резервирование при пиковых нагрузках. Если ваши требования к пиковой нагрузке достигают только 300 кВт, вам следует включить несколько дополнительных блоков, которые будут действовать в качестве резервных.

Основным преимуществом параллельной работы резервных генераторов является чувствительность переключателя управления.Если у вас есть резервный генератор за пределами вашей параллельной системы, вы должны запустить его вручную, чтобы снова включить питание. В отраслях с высоким уровнем риска, таких как здравоохранение, это невозможно. Когда ваши резервные копии работают параллельно, переключатель управления автоматически перенаправит источник питания при выходе из строя основного генератора.

Независимо от того, лечите ли вы пациентов или управляете большими объемами данных, резервирование генератора может спасти вашу работу во время сбоев питания.

Что такое генераторная?

Помимо понимания принципа распределения нагрузки генератора, очень важно знать, как спроектировать помещение для поддержки распределения нагрузки генератора.Генераторная – это пространство, в котором безопасно хранятся генераторные установки. Есть несколько требований, которым предприятия должны следовать, чтобы убедиться, что их генераторная комната достаточна для оборудования внутри, в том числе:

  • Соответствующий размер:  Стандартный размер машинного зала должен обеспечивать достаточно места для входа человека при открытых дверях кожуха. Кроме того, два человека должны иметь возможность проходить друг мимо друга в комнате. Однако это требование может варьироваться в зависимости от напряжения используемых генераторов.В служебных помещениях должно быть от 3 до 4 футов между генераторами на 600 вольт или менее, от 3 до 12 футов для более 600 вольт и два отдельных выхода для 1200 или более ампер мощности. Размеры машинного зала важны с точки зрения безопасности и технического обслуживания.
  • Подходящий дизайн:  Помимо того, что помещение должно быть достаточно большим, очень важно учитывать оборудование, необходимое для генераторной, и то, где оно должно быть. Рядом должно быть помещение с кондиционером для управления генераторами.В идеале в этой комнате также должно быть окно, чтобы оператор мог видеть оборудование. Кроме того, батареи, необходимые для запуска генераторов, должны находиться рядом, над генераторами должно быть место для удаления сервисного оборудования, и все оборудование должно быть доступно.
  • Размещение: Многие проектировщики, работающие сегодня, хотят максимально использовать пространство в здании, поэтому они предпочитают оставлять генераторные комнаты снаружи. Это приемлемый выбор, но компаниям следует помнить, что наружные установки для генераторных установок по-прежнему должны соответствовать необходимым требованиям безопасности.Кроме того, эти сооружения должны будут соответствовать местным строительным нормам — на территории не разрешается устанавливать генераторы внутри зданий, если они не соответствуют требованиям по звуку, виду и качеству воздуха.

Имейте в виду, что параллельные генераторы производят большую мощность. Чтобы предотвратить искрение или другие проблемы с генератором, необходимо разработать эффективную планировку помещения генераторной.

Обратитесь в компанию Woodstock Power за генератором, который вам нужен

Компания Woodstock Power Company может помочь вам добиться распределения нагрузки в вашей параллельной системе.Вы также можете рассчитывать на нас в отношении новых и бывших в употреблении генераторов, если вы хотите расширить свою сеть генераторов.

Наши профессиональные сотрудники по обслуживанию клиентов готовы ответить на любые ваши вопросы по этим темам. Не стесняйтесь звонить нам по телефону 610-658-3242 — мы доступны 24/7, чтобы предоставить вам поддержку. Вы также можете связаться с нашей командой, используя нашу онлайн-форму.

Подпишитесь на нас в LinkedIn, YouTube, Facebook и Twitter, чтобы узнать больше о коммерческих генераторах!

Разница между динамо-машиной и генератором переменного тока (с таблицей) – спросите о разнице

Электричество сегодня является самой неотъемлемой частью нашей жизни.Он обеспечивает нас освещением, развлечениями и многими другими вещами. Невозможно представить жизнь без электричества. Раньше люди использовали батареи для электричества. Но постепенно выяснилось, что батареи не были рентабельными или надежными.

Современные дома в основном питаются от электричества. Это очень удобно и может быть произведено во всех видах, используя что угодно, от угля и нефти до ветра и волн.

Если мы хотим, чтобы что-то работало, будь то телевизор, тостер или MP3-плеер, нам нужен постоянный источник электроэнергии.Основной закон физики «Сохранение энергии» объясняет, как можно получить энергию, и как мы не можем ее получить.

В нашей вселенной есть фиксированное количество энергии, и все, что мы можем делать с этой энергией, — это преобразовывать ее в любую полезную форму. Таким образом, чтобы преобразовывать энергию и получать регулярную подачу электричества, нам нужны определенные приборы. Этими устройствами могут быть генератор, двигатель, динамо-машина, генератор переменного тока и т. д. Здесь мы увидим, как будет работать динамо-машина и генератор переменного тока, а также чем они будут отличаться.

Динамо-машина против генератора переменного тока

Основное различие между динамо-машиной и генератором переменного тока заключается в том, что динамо-машина генерирует постоянный ток, который течет в одном направлении (то есть не меняет направления), тогда как генератор переменного тока генерирует переменный ток, который регулярно меняет свою направления.

Сравнение таблицы между Динамо и генератор 9
9 9

0 1

1

1

4

1

4

1 Генератор
Определение dinable

1

4

3 разряженная батарея

0
Dynamo — это машина, которая производит постоянный ток Тот же направление генератор — это машина, которая производит чередующийся ток, протекающий в разных направлениях
Стационарные

4
Стационарные

4
входные данные принимает входные данные с ротора Поставка ввода со стороны статора
Экономическая эффективность

4

1

4

1 Это менее энергоэффективное
Это очень энергоэффективно
Диапазон вращений в минуту (об / мин) Поддерживает меньше диапазона RPM Широкий диапазон RPM
Техническое обслуживание Высокая плата за обслуживание Низкая плата за обслуживание

Что такое Dynamo?

Динамо — электрическое устройство, производящее постоянный ток, протекающий в одном направлении.Он используется для выработки электрической энергии. Он в основном преобразует механическую энергию в электрическую энергию.

Динамо впервые было разработано Николой Теслой. Но заслуга в разработке динамо-машины принадлежит Майклу Фарадею. Фарадей первым выдвинул идею о том, что движущийся магнит в замкнутой электрической цепи может индуцировать электрический ток.

Динамо работает по принципу электромагнитной индукции. Когда катушка, связанная с магнитным полем, заряжается, в катушке возникает ЭДС индукции.

Динамо-машина состоит из нескольких частей, таких как ярмо, полюса, якорь, статор, ротор, щетки и т. д. Наиболее важными частями динамо-машины являются статор и ротор.

Катушки динамо-машины вращаются под действием магнитного поля. Коммутаторы с разъемным кольцом используются для подключения к внешней цепи. Этот коммутатор с разъемным кольцом переключает соединения через каждые пол-оборота, таким образом поддерживая ток, протекающий в одном и том же направлении.

Щетка обеспечивает непрерывное электрическое соединение без каких-либо препятствий для движения коллектора.Есть два набора щеток — один, который подключается к основной цепи, и другой набор щеток, которые получают питание от якоря для питания магнитов статора.

Якорь удерживает небольшое количество магнетизма в своем железном сердечнике. Когда он начинает вращаться, генерируется небольшая мощность, которая возбуждает соленоиды в статоре. Постепенно напряжение повышается, и динамо-машина выходит на полную мощность.

Если необходимо предотвратить перезаряд батареи, следует регулировать мощность динамо-машины.Это делается регулятором, который изменяет ток по мере необходимости.

Динамо-машина довольно дорогая и большая по сравнению с генератором. Динамо-машины используются для производства электроэнергии в автомобилях, кораблях, поездах, самолетах и ​​т. д.

Что такое генератор переменного тока?

Генератор переменного тока представляет собой машину, которая производит переменный ток, который постоянно меняет свое направление. Он преобразует механическую энергию в электрическую. Генераторы были созданы французским изобретателем Ипполитой Пикси в 1832 году.

Существуют различные типы генераторов в зависимости от их применения и конструкции.

Генератор переменного тока состоит из двух основных компонентов – ротора и статора. Вращающаяся часть — это ротор, а статор — неподвижная часть.

Генераторы переменного тока работают по принципу электромагнитной индукции, согласно которому для производства электричества необходимы проводник, магнитное поле и механическая энергия.

Когда скорость генератора уменьшается или уменьшается, выходной ток также уменьшается или уменьшается.Кроме того, выходной ток уменьшается или уменьшается при повышении температуры генератора переменного тока. Когда генератор работает на низкой скорости, КПД генератора автоматически снижается.

Щетки генератора переменного тока подают питание на катушку, установленную на вращающемся валу. Эти щетки обеспечивают постоянный ток через два контактных кольца. Щетки генератора переменного тока довольно долговечны и служат дольше по сравнению с динамо-машиной, поскольку щеткам требуется только достаточно электроэнергии для питания ротора.

Генератор переменного тока используется в следующих приложениях:

  1. Автомобили
  2. Морские приложения
  3. Радиочастотная передача
  4. Дизельные электрические агрегаты
  5. Электрогенераторные установки

Генератор переменного тока является дешевым устройством, которое является легким по весу. Конструкция генератора проста и не требует обслуживания. Генератор более надежный и компактный. Но есть у генератора и преимущества. Для работы ему нужны трансформаторы, и он перегревается при высоком токе.

Основные различия между динамо-машиной и генератором переменного тока
  1. Основное различие между динамо-машиной и генератором переменного тока заключается в том, что динамо-машина производит постоянный ток, который течет в одном направлении, тогда как генератор переменного тока производит переменный ток, который постоянно меняет свое направление.
  2. Магнитное поле динамика неподвижно, тогда как магнитное поле генератора переменного тока вращается.
  3. Электропитание динамо-машины осуществляется через ротор, тогда как генератор переменного тока получает питание через статор.
  4. Динамо-машина имеет меньшую энергоэффективность по сравнению с генератором переменного тока, который имеет очень высокую энергоэффективность.
  5. Диапазон числа оборотов в минуту (об/мин) динамо-машины меньше приблизительно <2000 об/мин, в то время как частота вращения генератора будет варьироваться от 6000 до 12 000 об/мин.
  6. Щетки динамо-машины не служат долго, так как используются разъемные кольца и быстро изнашиваются, в то время как щетки генератора переменного тока служат долго, так как используются сплошные кольца и не изнашиваются легко.
  7. Динамо-машина может использоваться для зарядки разряженной батареи, тогда как генератор переменного тока не может использоваться для зарядки разряженной батареи.

Заключение

Динамо-машины и генераторы переменного тока были основными методами производства электроэнергии. Раньше в автомобилях использовались динамо-машины, но в современных автомобилях заменены генераторы.

Аналогичным образом, в сфере коммерческого производства электроэнергии всегда существовала техническая битва между динамо-машинами и генераторами переменного тока, в которой, в конце концов, победили генераторы переменного тока.Несмотря на то, что генераторы переменного тока стали крупными победителями, динамо-машины все еще используются в некоторых конкретных приложениях.

Ссылки
  1. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-1-349-06180-8_6.pdf
  2. https://link.springer.com/chapter/10.1007 /978-1-349-03176-4_5

Генератор | Принцип работы

 

Принцип работы генератора чрезвычайно прост. Это немного похоже на основной принцип генератора постоянного тока.Это также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что настоящее индуцируется внутри проводника внутри магнитного потока, когда между этим проводником и магнитным полем существует относительное движение.

Генератор переменного тока

Эта одновитковая петля может вращаться против оси ABCD a-b. Предположим, что эта петля начинает вращаться по часовой стрелке. После поворота на 90° сторона AB или проводник AB петли оказывается впереди S-полюса, а проводник CD идет впереди N-полюса. В этом положении тангенциальное движение проводника AB просто перпендикулярно линиям магнитного потока от N к S полюсу.

🛒 Купить сейчас Щелкните ниже изображения 👇

Для понимания работы генератора переменного тока позвольте нам поверить, что один прямоугольный виток расположен между двумя противоположными магнитными полюсами, как показано выше.

Следовательно, скорость срезания флюса проводником AB здесь максимальна и при этом срезании флюса внутри проводника AB будет индуцироваться ток, направление которого можно определить по правилу правой руки Флеминга. Согласно этому правилу направление этого тока будет от А к Б.В эквивалентное время проводник CD попадает под N полюс и здесь также, если применить правило правой руки Флеминга.

Основные части генератора переменного тока

мы получим направление индукционного тока, и оно будет от C к D.
Теперь, после поворота вправо еще на 90°, поворот ABCD придет в вертикальное положение, как показано ниже. В этом случае линейная скорость проводников AB и CD параллельна линиям магнитного потока, поэтому в потоке не будет тока, значит, в проводнике нет тока.
В то время как виток ABCD переходит из горизонтального положения в вертикальное, угол между силовыми линиями и направлением движения проводника уменьшается с 90° до 0° и, следовательно, индуцированный ток в витке уменьшается до нуля по сравнению с его максимальным значением.

Схема якоря и ротора

После поворота вправо на 90 градусов изгиб снова возвращается в горизонтальное положение. И он попадает под проводник AB N-полюс и CD S-полюс, и здесь если еще раз применить правило Флеминга. мы увидим, что индуцированный ток в проводнике AB идет от точки B к A, а индуцированный ток в проводнике CD идет от D к C. в проводниках достигает своего максимального значения от нуля.Это означает, что ток циркулирует в замкнутом витке из точки B в A, из A в D, из D в C и из C в B, при условии, что контур замкнут, хотя здесь это не показано. Это означает, что настоящее находится в обратном направлении по сравнению с предыдущим горизонтальным положением, когда настоящее циркулировало как A → B → C → D → A.

Пока поворот продолжается до вертикального положения, настоящее снова уменьшается до нуля. Так что, если виток продолжает вращаться, то настоящее постоянно постоянно меняет свое направление.В течение каждого полного оборота витка настоящее последовательно постепенно достигает своего максимального значения, затем уменьшается до нуля, затем снова достигает своего максимального значения, но иначе и снова включает ноль. Таким образом, настоящее завершает один полный волновой цикл во время каждого оборота на 360 градусов. Итак, мы увидели, как возникает переменный ток при вращении витка внутри магнитного поля. Отсюда мы теперь перейдем к конкретному рабочему правилу генератора переменного тока.

Теперь наносим по одному стационарному покрытию на каждое соединение.Если к этим двум щеткам подключить два вывода внешней нагрузки, то получим переменный ток внутри нагрузки. Это наша элементарная модель генератора переменного тока.

Поперечное сечение генератора переменного тока

Принцип работы генератора переменного тока

Поняв самые основы генератора переменного тока, позвольте нам теперь получить представление о его основном принципе работы практического генератора переменного тока. При обсуждении основного правила работы генератора переменного тока мы считали, что магнитный поток постоянен, а проводники (якорь) вращаются.Тогда как при производстве генераторов переменного тока проводники якоря стабильны. А магниты поля вращаются в середине его. Ротор генератора переменного тока или синхронного генератора механически связан с валом или лопаткой турбины. который вращается с синхронной скоростью Ns под действием некоторой механической силы, приводит к срезанию магнитного потока неподвижных проводников якоря, размещенных на статоре.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.