Ludzie wykorzystują energię prądu elektrycznego w prawie wszystkich obszarach swojej działalności. Teraz nie jest łatwo wyobrazić sobie życie bez elektryczności, która jest przekształcana z energii mechanicznej za pomocą specjalnego sprzętu. Zastanówmy się bardziej szczegółowo, jak przebiega ten proces i jak rozmieszczone są nowoczesne generatory.
Zawartość
Zamiana energii mechanicznej na energię elektryczną
Każdy generator działa na zasadzie indukcji magnetycznej. Najprostszy alternator można traktować jako cewkę, która obraca się w polu magnetycznym. Istnieje również wariant, w którym cewka pozostaje nieruchoma, ale pole magnetyczne tylko ją przecina. To właśnie podczas tego ruchu generowany jest prąd przemienny.Zgodnie z tą zasadą działa ogromna liczba generatorów na całym świecie, połączonych w system zasilania.
Urządzenie i konstrukcja alternatora
Standardowy agregat prądotwórczy składa się z następujących elementów:
- Rama, do której przymocowany jest stojan z biegunami elektromagnetycznymi. Wykonany jest z metalu i musi pełnić funkcję ochronną wszystkich elementów mechanizmu.
- Stojan, do którego przymocowane jest uzwojenie. Wykonany jest ze stali ferromagnetycznej.
- Wirnik to ruchomy element, na którego rdzeniu znajduje się uzwojenie wytwarzające prąd elektryczny.
- Jednostka przełączająca, która kieruje energię elektryczną z wirnika. Jest to system ruchomych pierścieni przewodzących.
W zależności od przeznaczenia generator ma pewne cechy konstrukcyjne, ale istnieją dwa elementy, które każde urządzenie przetwarzające energię mechaniczną na energię elektryczną ma:
- Wirnik jest ruchomą jednoczęściową żelazną częścią;
- Stojan jest elementem stałym wykonanym z blach żelaznych. Wewnątrz znajdują się rowki, w których znajduje się uzwojenie drutu.
Aby uzyskać większą indukcję magnetyczną, pomiędzy tymi elementami powinna być niewielka odległość. Zgodnie z ich konstrukcją generatory to:
- Z ruchomą armaturą i statycznym polem magnetycznym.
- Ze stałą armaturą i wirującym polem magnetycznym.
Obecnie sprzęt z wirującymi polami magnetycznymi jest bardziej powszechny, ponieważ. znacznie wygodniej jest usunąć prąd elektryczny ze stojana niż z wirnika. Urządzenie generatora ma wiele podobieństw do konstrukcji silnika elektrycznego.
Obwód alternatora
Zasada działania generatora elektrycznego: w momencie, gdy połowa uzwojenia znajduje się na jednym z biegunów, a druga na przeciwnym, prąd przepływa przez obwód od wartości minimalnej do maksymalnej i odwrotnie.
Klasyfikacja i rodzaje generatorów
Wszystkie generatory elektryczne można rozdzielić według kryterium pracy i rodzaju paliwa, z którego wytwarzana jest energia elektryczna. Wszystkie generatory są podzielone na jednofazowe (napięcie wyjściowe 220 V, częstotliwość 50 Hz) i trójfazowe (380 V z częstotliwością 50 Hz), a także zasada działania i rodzaj paliwa, które jest zamieniane na energię elektryczną . Nawet generatory mogą być używane w różnych obszarach, co decyduje o ich właściwościach technicznych.
Zgodnie z zasadą pracy
Oddzielne alternatory asynchroniczne i synchroniczne.
Asynchroniczny
Generatory asynchroniczne nie mają dokładnego związku EMF na prędkość wirnika, ale termin „poślizg S” działa tutaj. To definiuje tę różnicę. Wartość poślizgu jest obliczana, więc nadal istnieje pewien wpływ elementów generatora na proces elektromechaniczny silnika indukcyjnego.
Synchroniczny
Taki generator ma fizyczną zależność od ruchu obrotowego wirnika do generowanej częstotliwości energii elektrycznej. W takim urządzeniu wirnik jest elektromagnesem składającym się z rdzeni, uzwojeń i biegunów. Stojan to cewki połączone na zasadzie gwiazdy i mające wspólny punkt - zero. To w nich wytwarzana jest energia elektryczna.
Wirnik jest wprawiany w ruch przez zewnętrzną siłę elementów ruchomych (turbin), które poruszają się synchronicznie. Wzbudzenie takiego alternatora może być zarówno kontaktowe, jak i bezkontaktowe.
Według rodzaju paliwa silnikowego
Oddalenie od sieci wraz z pojawieniem się generatorów nie staje się już przeszkodą w korzystaniu z urządzeń elektrycznych.
generator gazu
Jako paliwo wykorzystywany jest gaz, podczas spalania którego wytwarzana jest energia mechaniczna, która następnie jest zastępowana przez prąd elektryczny. Korzyści z zastosowania generatora gazu:
- Bezpieczeństwo dla środowiska, ponieważ gaz podczas spalania nie wydziela szkodliwych pierwiastków, sadzy i toksycznych produktów rozkładu;
- Z ekonomicznego punktu widzenia bardzo opłaca się spalać tani gaz. W porównaniu z benzyną będzie kosztować znacznie mniej;
- Podawanie paliwa odbywa się automatycznie. W razie potrzeby należy dodać benzynę i olej napędowy, a generator gazu jest zwykle podłączony do systemu zasilania gazem;
- Dzięki automatyzacji urządzenie działa niezależnie, ale w tym celu musi znajdować się w ciepłym pomieszczeniu.
Generator diesla
Ta kategoria składa się głównie z jednostek jednofazowych o mocy 5 kW. 220 V i częstotliwość 50 Hz to standard dla sprzętu AGD, więc maszyna wysokoprężna dobrze radzi sobie ze standardowym obciążeniem. Jak można się domyślić, do jego działania niezbędny jest olej napędowy. Dlaczego warto wybrać generator diesla?
- Względna taniość paliwa;
- Automatyka pozwalająca na automatyczne uruchomienie generatora w przypadku przerwy w zasilaniu;
- Wysoki poziom bezpieczeństwa przeciwpożarowego;
- Przez długi czas jednostka wysokoprężna może pracować bezawaryjnie;
- Imponująca trwałość – niektóre modele są w stanie pracować łącznie przez 4 lata ciągłej pracy.
Generator benzynowy
Takie urządzenia są dość poszukiwane jako sprzęt gospodarstwa domowego. Pomimo tego, że benzyna jest droższa niż gaz i olej napędowy, takie generatory mają wiele zalet:
- Małe wymiary o dużej mocy;
- Łatwy w obsłudze: większość modeli można uruchomić ręcznie, a większe generatory są wyposażone w rozrusznik. Napięcie jest regulowane pod pewnym obciążeniem za pomocą specjalnej śruby;
- W przypadku przeciążenia generatora ochrona zostaje automatycznie aktywowana;
- Łatwy w utrzymaniu i naprawie;
- Nie rób dużo hałasu podczas pracy;
- Może być używany zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz, ale musi być chroniony przed wilgocią.
Główne aplikacje
W zależności od miejsca zastosowania generatora określane są jego parametry techniczne. O jego mocy decyduje przede wszystkim stosunek generatora do określonej kategorii w zakresie zastosowania. Następujące rodzaje sprzętu są podzielone według obszarów działania:
- Gospodarstwo domowe. Mają moc od 0,7 do 25 kW. Zazwyczaj ta kategoria obejmuje generatory benzynowe i wysokoprężne. Służą do zasilania domowych urządzeń elektrycznych i urządzeń małej mocy, bardzo często na budowach. Nadaje się jako przenośne źródło energii elektrycznej, gdy wychodzisz na wieś;
- Profesjonalny. Mogą być wykorzystywane jako stałe źródło energii elektrycznej w placówkach komunalnych oraz małych przedsiębiorstwach produkcyjnych. Jego moc nie przekracza 100 kW;
- Przemysłowy.Mogą być stosowane w dużych fabrykach i zakładach, gdzie wymagany jest sprzęt o dużej mocy. Takie urządzenia mają moc ponad 100 kW, mają spore wymiary i są trudne w utrzymaniu dla nieprzygotowanej osoby.
