Maiņstrāvas ģenerators ir ierīce, kas pārveido mehānisko enerģiju mainīgā elektriskajā enerģijā atbilstošai lietošanai. Pamatojoties uz ievadītās enerģijas veidu, ir divu veidu ģeneratori - maiņstrāvas ģenerators un Līdzstrāvas ģenerators . Bīdes gredzeni tiek izmantoti maiņstrāvas ģeneratoros, lai ražotu maiņstrāvu, savukārt līdzstrāva tiek izmantota DC ģeneratoros. Maiņstrāvas ģeneratori tiek izmantoti elektrostacijās, elektriskajos motorolleros, buru laivās, velosipēdos utt.Maiņstrāvas ģeneratoru ieeja parasti ir mehāniskā enerģija, ko piegādā tvaika un gāzes turbīnas un iekšdedzes dzinēji. Maiņstrāvas ģeneratori ir noderīgi vēja turbīnās, mazās hidroelektrostacijās vai zemāka spiediena gāzes plūsmu samazināšanā ar lielāku spiedienu.
Kas ir maiņstrāvas ģenerators?
Definīcija: Maiņstrāvas ģenerators ir mašīna, kas pārveido mehānisko enerģiju elektriskajā enerģijā alternatīvās emf formā. Vienkāršs maiņstrāvas ģenerators darbojas pēc Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likuma principa. Tam ir stieples spole, kas rotē magnētiskajā laukā.
Darba princips
Maiņstrāvas ģeneratora darbības princips tas ir, tos parasti sauc par ģeneratoriem, kas darbojas pēc Faradeja Likuma principa Elektromagnētiskā indukcija . Vadītāja kustība vienmērīgā magnētiskajā laukā maina magnētisko plūsmu, kas saistīta ar spoli, tādējādi izraisot emf.
Vienkāršs maiņstrāvas ģenerators
The maiņstrāvas ģeneratora daļas sastāv no spoles, slīdošiem gredzeniem, sukām un spēcīga magnētiskā lauka kā galvenajām sastāvdaļām.
Maiņstrāvas ģeneratora darbība
Spole tiek pagriezta magnētiskajā laukā, lai radītu spēcīgu magnētisko lauku. Kad spole vienā pusē virzās uz augšu caur magnētisko lauku, emf tiek inducēts vienā virzienā. Kad spoles rotācija turpinās un šī spoles puse virzās uz leju un otra spoles puse virzās uz augšu, emf tiek inducēts pretējā virzienā. Fleminga labās rokas likums tiek izmantots, lai noteiktu inducētā emf virzienu. Šis process atkārtojas katram ciklam, un saražotais emf ir mainīga tipa.
Dažādas spoles pozīcijas
Maiņstrāvas ģeneratora izeja ir parādīta iepriekš ar grafiku.
- A - ja spole ir 0 grādu leņķī, spole pārvietojas paralēli magnētiskā lauka virzienam un tādējādi neizraisa emf.
- B - ja spole ir 90 grādu leņķī, spole 90 ° virzienā pārvietojas uz magnētisko lauku un tādējādi inducē maksimālo emf.
- C - ja spole ir 180 grādu leņķī, spole atkal pārvietojas paralēli magnētiskajam laukam un tādējādi neizraisa emf.
- D - Kad spole ir 270 grādu leņķī, spole atkal pārvietojas 90 ° virzienā uz magnētisko lauku un tādējādi inducē maksimālo emf. Šeit inducētais emf ir pretējs B.
- A - kad spole ir 360 grādu leņķī, spole ir pagājusi vienu pagriezienu, un tā pārvietojas paralēli magnētiskajam laukam un inducē nulles emf.
Apsveriet taisnstūra formas spoli ar “N” pagriezieniem, kas rotē vienmērīgā magnētiskajā laukā “B” ar leņķa ātrumu “ω”. Leņķi starp magnētisko lauku “B” un normālu pret spoli jebkurā brīdī “t” izsaka: θ = ωt.
Šajā stāvoklī magnētiskā plūsma ir perpendikulāra spoles plaknei, un to izsaka B Cos ωt.
Magnētiskā plūsma, kas saistīta ar N pagrieziena spoli, ir ɸ = B Cos ωt A, kur A ir spoles laukums.
Inducēto emf spolē dod Faradeja likumi par elektromagnētisko indukciju, kas ir
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | grēks ωt - (i)
Kad spole pagriežas pa 90 °, sinusa vērtība kļūst par 1 un inducētā emf būs maksimāla, iepriekšminētais vienādojums (i) samazinās līdz,
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Kur Bm attiecas uz maksimālo plūsmas blīvumu Wb / m2
‘A’ apzīmē spoles laukumu m2
‘F’ = spoles rotācijas biežums apgriezienos sekundē.
Ii) aizstājējs i) apakšpunktā,
ε = ε0 sin ωt
Inducēto maiņstrāvu dod: I = ε / R = ε0 sin ωt / R
Maiņstrāvas ģeneratora uzbūve
Vienkāršajam maiņstrāvas ģeneratoram ir divas galvenās daļas - rotors un stators. Rotors ir rotējoša sastāvdaļa, un mašīnas stacionārā daļa ir stators.
Stators
Stators ir stacionārs komponents, kas efektīvi notur armatūras tinumu. Armatūras tinumu mērķis ir pārvadāt strāvu uz slodzi, un slodze var būt jebkura ārēja iekārta, kas patērē elektrisko strāvu. Tas sastāv no trim galvenajām daļām:
- Statora rāmis - Tas ir ārējais rāmis, ko izmanto, lai turētu statora serdi, kā arī armatūras tinumus.
- Statora kodols - Tas ir laminēts ar tēraudu vai dzelzi, lai samazinātu virpuļstrāvas zudumus. Spraugas ir izgatavotas uz serdes iekšējās daļas, lai turētu armatūras tinumus.
- Armatūras tinumi - Armatūras tinumi ir uzvilkti uz armatūras kodola spraugām.
Rotors
Rotors ir maiņstrāvas ģeneratora rotējoša daļa. Tas sastāv no magnētiskā lauka tinumiem. Līdzstrāvas padeve tiek izmantota magnētisko stabu magnetizēšanai. Katrs magnētiskā lauka tinumu gals ir piestiprināts pie slīdēšanas gredzeniem. Šī kombinācija ir savienota ar kopēju vārpstu, uz kuras rotē rotors. Divi rotora veidi ir pamatpolu rotors un cilindriskais stabu rotors.
Galvenais pole Rotor
Galvenā pola rotora tips ir parādīts zemāk redzamajā attēlā. Šāda veida rotoros var izvirzīt stabu skaitu, kas pazīstams kā nozīmīgākie stabi, kuru pamatnes ir piestiprinātas pie rotora. Tos izmanto maza un vidēja ātruma lietojumprogrammās.
Galvenais pole Rotor
Cilindriskais stabu rotors
Cilindriskā tipa rotori sastāv no nesabojāta un izturīga cilindra ar spraugām, kas izvietotas uz cilindra ārējās virsmas. To lieto ātrgaitas lietojumprogrammās. Zemāk parādīta cilindriskā polu rotora diagramma.
Cilindrisks rotors
Maiņstrāvas ģeneratora veidi
Maiņstrāvas ģeneratori ir divu veidu. Viņi ir
Asinhronie ģeneratori
Asinhronie ģeneratori ir pazīstami arī kā indukcijas ģeneratori. Šāda veida ģeneratoros slīdēšana palīdz rotoram griezties. Rotors vienmēr mēģina saskaņot statora sinhrono ātrumu, bet neizdodas. Ja rotors atbilst statora sinhronajam ātrumam, relatīvais ātrums kļūst nulle, un tādējādi rotors nepiedzīvo griezes momentu. Tie ir piemēroti vēja turbīnu darbināšanai.
Sinhronie ģeneratori
Sinhronais ģenerators ir maiņstrāvas ģeneratora veids, kas rotē sinhronā ātrumā. Tas darbojas pēc Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likuma principa - emf tiek inducēts, kad spole rotē vienmērīgā magnētiskajā laukā. Tos galvenokārt izmanto spēkstacijās, lai radītu augstu spriegumu.
Pieteikumi
The maiņstrāvas ģeneratora pielietojums galvenokārt ietver enerģijas ražošanu no vējdzirnavām, hidroelektriskajiem aizsprostiem un daudzām citām.
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kāda ir atšķirība starp maiņstrāvas ģeneratoru un līdzstrāvas ģeneratoru?
Maiņstrāvas ģeneratorā elektriskā strāva periodiski maina virzienu, lai kļūtu par maiņstrāvu. Līdzstrāvas ģeneratorā elektriskā strāva plūst vienā virzienā.
2). Vai automašīnas ģeneratoriem ir maiņstrāva vai līdzstrāva?
Galvenokārt maiņstrāva tiek ģenerēta rotējošajā armatūrā un izmanto pārveidotāju un otas, lai pārveidotu par līdzstrāvu.
3). Pēc kāda principa darbojas maiņstrāvas ģenerators?
Tas darbojas pēc Faradeja likumu par elektromagnētisko indukciju principa.
4). Nosauciet maiņstrāvas ģeneratoru tipus.
Sinhronie un asinhronie maiņstrāvas ģeneratori
5). Vai baterijas ir maiņstrāvas vai līdzstrāvas?
Baterijas ir līdzstrāvas, jo tās vada strāvu tikai vienā virzienā.
Šajā rakstā mēs apspriedām AC ģenerators un tā darbības princips . Lasītājs var gūt ieskatu par maiņstrāvas ģeneratoru, veidiem, uzbūvi un lietojumiem. Šeit ir jautājums jums, kāda ir maiņstrāvas ģeneratora funkcija?
