Kaj je električni generator in njegovo delovanje

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





The električni generator je bila izumljena, preden je bila odkrita povezava med elektriko in magnetizmom. Ti generatorji uporabljajo elektrostatične principe, da delujejo s pomočjo plošč, gibljivih jermenov, ki se napolnijo električno, in diskov, ki nosijo naboj proti elektrodi z velikim potencialom. Generatorji uporabljajo dva mehanizma za ustvarjanje naboja, kot je triboelektrični učinek, sicer elektrostatična indukcija. Tako zaradi zapletenosti izolacijskih strojev in njihove neučinkovitosti ustvarja tako majhen kot tudi zelo visok napetost. Ocene moči elektrostatičnih generatorjev so nizke, zato se nikoli ne uporabljajo za proizvodnjo električne energije. Praktična uporaba tega generatorja je napajanje rentgenskih cevi, pa tudi pospeševalcev atomskih delcev.

Kaj je električni generator?

Nadomestno ime električnega generatorja je dinamo za prenos in distribucijo energije po daljnovodih za različne namene, kot so gospodinjske, industrijske, komercialne itd. Uporabljajo se tudi za letala, avtomobile, vlake, ladje za proizvodnjo električne energije . Za električni generator lahko mehansko moč dobimo z vrtljivo gredjo, ki je enaka navoru gredi, ki se pomnoži z uporabo kotne ali vrtilne hitrosti.




Mehansko energijo je mogoče pridobiti z različnimi viri, kot so hidravlične turbine pri slapovih / jezovnih parnih turbinah, plinskih turbinah in vetrnih turbinah, kjer paro lahko ustvarja toplota iz vžiga fosilnih goriv, ​​sicer iz jedrske cepitve. Plinske turbine lahko gorijo plin neposredno v turbini, sicer dizelski motorji in bencin. Konstrukcija generatorja in njegova hitrost se lahko spreminjata glede na značilnosti mehaničnega premikalnika.

Generator je stroj, ki pretvarja mehansko energijo v električno energijo. Deluje po principu faradejevega zakona elektromagnetne indukcije. Faradayev zakon določa, da kadar je vodnik postavljen v različno magnetno polje, se inducira EMF in ta inducirani EMF je enak hitrosti spremembe pretočnih vezi. Ta EMF se lahko ustvari, kadar med prevodnikom in magnetnim poljem obstajajo relativni prostor ali relativne časovne razlike. Pomembni elementi generatorja so torej:



  • Magnetno polje
  • Gibanje vodnika v magnetnem polju

Lastnosti

Glavni značilnosti električnih generatorjev vključujejo naslednje.

Moč


Izhodna moč električnega generatorja je široka. Z izbiro idealnega generatorja lahko z enako izhodno močjo enostavno zadostimo zahtevam po visoki in nizki moči.

Gorivo

Za električne generatorje je na voljo več možnosti za gorivo, kot so bencin, dizel, utekočinjeni naftni plin, zemeljski plin.

Prenosljivost

Električni generatorji so prenosni, ker so zasnovani z ročaji in kolesi. Torej jih je mogoče enostavno premakniti z ene lokacije na drugo.

Hrup

Nekateri generatorji vključujejo tehnologijo za zmanjševanje hrupa, tako da je mogoče zmanjšati onesnaževanje s hrupom.

Izdelava električnega generatorja

Električni generator je mogoče izdelati z različnimi deli, kot so alternator, sistem za gorivo, regulator napetosti, hladilni in izpušni sistem, sistem za mazanje, polnilnik baterij, nadzorna plošča, okvir ali glavni sklop.

Alternator

Pretvorba energije, ki se zgodi v generatorju, je znana kot alternator. Sem spadajo tako mirujoči kot tudi premični deli, ki skupaj ustvarjajo elektromagnetno polje in pretok elektronov za proizvodnjo električne energije.

Sistem za gorivo

Sistem za gorivo v generatorju se uporablja za pridobivanje potrebne energije. Ta sistem vključuje črpalko za gorivo, rezervoar za gorivo, povratno cev in cev, ki se uporablja za povezavo motorja in rezervoarja. Filter za gorivo se uporablja za odstranjevanje naplavin, preden pride do motorja, injektor pa omogoči, da gorivo teče v zgorevalno komoro.

Motor

Glavna naloga motorja je dovajanje električne energije v generator. Obseg moči, ki jo generira generator, je mogoče določiti z močjo motorja.

Regulator napetosti

Ta komponenta se uporablja za nadzor napetosti proizvedene električne energije. Po potrebi pretvori tudi izmenično električno energijo v enosmerno.

Hladilni in izpušni sistemi

Na splošno generatorji proizvajajo veliko toplote, zato se zmanjša toplota zaradi pregrevanja stroja, zato se uporablja hladilni sistem. Izpušni sistem se uporablja za odstranjevanje hlapov med njegovim delovanjem.

Sistem za mazanje

V generatorju je več tako majhnih kot tudi gibljivih delov, ki so potrebni za njihovo zadostno mazanje z motornim oljem, da lahko zagotovimo nemoteno delovanje in zaščitimo pred odvečno obrabo. Vsebnost maziva je treba pogosto preverjati vsakih 8 ur postopka.

Polnilec baterij

Baterije se v glavnem uporabljajo za napajanje generatorja. To je popolna avtomatska komponenta, ki se uporablja za zagotovitev, da je baterija pripravljena, ko bo potrebna, tako da jo napaja s stabilno nizko napetostjo.

Nadzorna plošča

Nadzorna plošča se uporablja za nadzor vseh lastnosti generatorja med delovanjem od začetka do konca. Sodobne enote lahko zaznajo, kdaj se generator samodejno vklopi / izklopi.

Okvir / glavni sklop

Okvir je telo generatorja in je del, v katerem ima struktura vse na mestu.

Delo električnega generatorja

Generatorji so v bistvu tuljave električnih vodnikov, običajno bakrene žice, ki so tesno navite na kovinsko jedro in so nameščene za obračanje znotraj razstave velikih magnetov. Električni vodnik se premika skozi magnetno polje, magnetizem se bo povezal z elektroni v vodniku, da bo sprožil pretok električnega toka v njem.

Električni generator

Električni generator

Tuljava vodnika in njegovo jedro se imenuje armatura, ki povezuje armaturo z gredjo mehanskega vira energije, na primer motorja, bakreni vodnik se lahko vrti z izjemno povečano hitrostjo nad magnetnim poljem.

Točka, ko se armatura generatorja najprej začne obračati, je v čevljih železnega pola šibko magnetno polje. Ko se armatura obrne, začne dvigovati napetost. Del te napetosti nastaja na navitjih polja skozi regulator generatorja. Ta impresivna napetost ustvarja močnejši navitni tok, povečuje moč magnetnega polja.

Razširjeno polje proizvaja več napetosti v armaturi. To pa povzroči več toka v navitjih polja in posledično višjo napetost armature. Takrat so bili znaki čevljev odvisni od smeri toka toka v navitju polja. Nasproti znaki bodo dali tok teči v napačno smer.

Kako električni generator ustvarja elektriko?

Pravzaprav električni generatorji ne ustvarjajo električne energije, temveč ustvarjajo, temveč energijo spreminjajo iz mehanske v električno ali kemično v električno. To pretvorbo energije lahko izvedemo tako, da zajamemo moč gibanja in jo pretvorimo v električno obliko s potiskanjem elektronov iz zunanjega vira z uporabo električnega vezja. Električni generator v osnovi deluje vzvratno od motorja.

Nekateri generatorji, ki se uporabljajo na jezu Hoover, bodo s prenosom moči, ki jo ustvarjajo turbine, zagotovili veliko energije. Generatorji, ki se uporabljajo tako v komercialnih kot tudi v stanovanjskih objektih, so zelo majhni, vendar so za pridobivanje mehanske moči odvisni od različnih virov goriva, kot so plin, dizelsko gorivo in propan.

To moč lahko uporabimo v vezju za indukcijo toka.
Ko je ta tok ustvarjen, ga usmerimo z uporabo bakrenih žic za napajanje zunanjih naprav, strojev, sicer celotnih električnih sistemov.

Sedanji generatorji uporabljajo princip elektromagnetne indukcije Michaela Faradaya, ker je odkril, da ko se vodnik vrti znotraj magnetnega polja, lahko nastanejo električni naboji, ki ustvarjajo tok. Električni generator je povezan s tem, kako vodna črpalka sili vodo s pomočjo cevi.

Vrste električnih generatorjev

Generatorji so razvrščeni po vrstah.

  • AC generatorji
  • Enosmerni generatorji

AC generatorji

Ti se imenujejo tudi alternatorji. To je najpomembnejše sredstvo za proizvodnjo električne energije v mnogih krajih, saj danes vsi potrošniki uporabljajo izmenični tok. Deluje po principu elektromagnetne indukcije. Gre za dve vrsti, ena je indukcijski generator, druga pa sinhroni generator.

Indukcijski generator ne zahteva ločenega enosmernega vzbujanja, krmiljenja regulatorja, frekvenčnega nadzora ali regulatorja. Ta koncept se zgodi, ko se prevodniške tuljave obrnejo v magnetno polje, ki sproži tok in napetost. Generatorji morajo delovati z enakomerno hitrostjo, da prenašajo stabilno izmenično napetost, tudi brez obremenitve je na voljo.

AC generator

AC generator

Sinhroni generatorji so generatorji velike velikosti, ki se večinoma uporabljajo v elektrarnah. To so lahko vrteči se tipi polja ali vrteče se armature. Pri tipu vrtljive armature je armatura pri rotorju, polje pa pri statorju. Tok armature rotorja poteka skozi drsne obroče in ščetke. Te so zaradi visokih izgub vetra omejene. Uporabljajo se za aplikacije z nizko močjo. Vrtljivi poljski alternator se pogosto uporablja zaradi velike zmogljivosti za proizvodnjo energije in odsotnosti drsnih obročev in ščetk.

Lahko so to trifazni ali dvofazni generatorji. Dvofazni alternator proizvaja dve popolnoma ločeni napetosti. Vsaka napetost se lahko šteje za enofazno napetost. Vsaka generira napetost, ki je popolnoma neodvisna od druge. Trifazni alternator ima tri enofazne navitja, razporejena tako, da se napetost, inducirana v kateri koli fazi, premakne za 120 ° od ostalih dveh.

Te so lahko povezane bodisi delta bodisi wye povezave. V Delta Connection je vsak konec tuljave povezan skupaj, da tvori zaprto zanko. Delta Connection je videti kot grška črka Delta (Δ). V povezavi Wye je en konec vsake tuljave povezan skupaj, drugi konec vsake tuljave pa je odprt za zunanje povezave. Wye Connection se prikaže kot črka Y.

Ti generatorji so opremljeni z motorjem ali turbino za uporabo kot agregat za motorje in se uporabljajo v aplikacijah, kot so ladjedelništvo, črpanje nafte in plina, rudarski stroji, vetrne elektrarne itd.

Prednosti

Prednosti generatorjev izmeničnega toka vključujejo naslednje.

  • Ti generatorji na splošno ne potrebujejo vzdrževanja, ker ni ščetk.
  • Preprosto stopite in stopite skozi transformatorje .
  • Velikost prenosne povezave je lahko tanjša zaradi funkcije pospeševanja
  • Velikost generatorja je relativno manjša od enosmernega stroja
  • Izgube so relativno manjše kot pri enosmernem stroju
  • Ti odklopniki Generator so razmeroma manjši od odklopnikov DC

DC generatorji

Generator enosmernega toka običajno najdemo v aplikacijah zunaj omrežja. Ti generatorji zagotavljajo brezhibno napajanje neposredno v električne naprave za shranjevanje in enosmerna omrežja brez nove opreme. Shranjena moč se prenese na obremenitve prek pretvornikov enosmernega toka. Generatorje enosmernega toka je mogoče krmiliti nazaj do nepomične hitrosti, saj baterije ponavadi spodbujajo k pridobivanju precej več goriva.

DC generator

DC generator

Klasifikacija enosmernih generatorjev

Generatorji DC so razvrščeni glede na način razvijanja njihovega magnetnega polja v statorju stroja.

  • trajni magnetni enosmerni generatorji
  • Ločeno vzbujajo enosmerne generatorje in
  • Samovzbujeni enosmerni generatorji.

Generatorji enosmernega toka s stalnimi magneti ne zahtevajo zunanjega vzbujanja polja, ker imajo stalne magnete za ustvarjanje toka. Uporabljajo se za aplikacije z majhno porabo energije, kot so dinamo. Ločeno vzbujajoči enosmerni generatorji zahtevajo zunanje poljsko vzbujanje, da ustvarijo magnetni tok. Vzbujanje lahko spreminjamo tudi tako, da dobimo spremenljivo izhodno moč.

Uporabljajo se pri galvanizaciji in elektrorafiniranju. Zaradi preostalega magnetizma, ki je prisoten na polih statorja, lahko samozbujeni enosmerni generatorji po zagonu ustvarijo lastno magnetno polje. Ti so preproste zasnove in ni treba imeti zunanjega vezja za spreminjanje vzbujanja polja. Tudi ti samozbujalni enosmerni generatorji so razvrščeni v ranžirne, serijske in sestavljene generatorje.

Uporabljajo se v aplikacijah, kot so polnjenje baterij, varjenje, običajne razsvetljave itd.

Prednosti

Prednosti enosmernega generatorja vključujejo naslednje.

  • Predvsem enosmerni stroji imajo najrazličnejše obratovalne značilnosti, ki jih je mogoče dobiti z izbiro načina vzbujanja poljskih navitij.
  • Izhodno napetost lahko izravnate z rednim razporejanjem tuljav okoli armature. To vodi do manjših nihanj, ki so zaželena pri nekaterih aplikacijah v ustaljenem stanju.
  • Zaščita ni potrebna, zato bodo stroški kablov manjši kot pri izmeničnem toku.

Druge vrste električnih generatorjev

Generatorji so razvrščeni v različne tipe, kot so prenosni, pripravljenost in pretvornik.

Prenosni generator

Te se zelo uporabljajo v različnih aplikacijah in so na voljo v različnih konfiguracijah s spreminjanjem moči. Te so koristne pri običajnih nesrečah, ko je omrežna škoda poškodovana. Uporabljajo se v stanovanjskih, lažjih komercialnih obratih, kot so trgovine, prodajalne, na gradbiščih, da oskrbujejo manjša orodja, poroke na prostem, kampiranje, prireditve na prostem in oskrbujejo kmetijske naprave, kot so vrtine, sicer kapljični namakalni sistemi.

Ta vrsta generatorja se napaja z dizelskim gorivom, sicer plinom, ki zagotavlja kratkotrajno električno energijo. Glavne značilnosti prenosnega generatorja so

  • Elektriko prevaja z motorjem z notranjim zgorevanjem.
  • To lahko priključite na različna orodja, sicer pa naprave skozi vtičnice.
  • Lahko ga povežemo v podpologe.
  • Uporablja se v oddaljenih območjih.
  • Za upravljanje zamrzovalnika, televizorja in hladilnika porabi manj energije.
  • Hitrost motorja mora biti 3600 vrt / min, da se ustvari tipični tok s frekvenco 60Hz toka.
  • Število vrtljajev motorja lahko nadzoruje upravljavec
  • Omogoča napajanje luči in orodij

Generator pretvornika

Ta vrsta generatorja uporablja motor tako, da ga priključi na alternator za generiranje izmeničnega toka, uporablja pa tudi usmernik za spreminjanje izmeničnega v enosmerni tok. Uporabljajo se v hladilnikih, klimatskih napravah, avtomobilih za čolne, ki zahtevajo vrednosti določene frekvence in napetosti. Na voljo so v manj tehtnih in trdnih. Značilnosti tega generatorja vključujejo predvsem naslednje.

  • Odvisno od sodobnih magnetov.
  • Uporablja višja elektronska vezja.
  • Za proizvodnjo električne energije uporablja 3-fazne faze.
  • Vzdržuje stabilno napajanje naprave.
  • Je energetsko učinkovit, ker se hitrost motorja prilagodi glede na zahtevano moč.
  • Ko se uporablja z ustrezno napravo, je njen izmenični tok lahko pritrjen na katero koli napetost in frekvenco.
  • Ti so lahki in se uporabljajo v avtomobilu, čolnu itd.

Generator v pripravljenosti

To je ena vrsta električnega sistema, ki se uporablja za delovanje s stikalom za samodejni prenos, ki daje signal za vklop naprave, ki izgubi moč. Najboljše značilnosti pripravljenosti generatorja vključujejo naslednje.

  • To lahko izvedete samodejno
  • Uporablja se v varnostnih sistemih za razsvetljavo v pripravljenosti, dvigalih, življenjski opremi, medicinskih in protipožarnih sistemih.
  • Zagotavlja stabilno zaščito moči
  • Nenehno nadzoruje električno energijo
  • Vsak teden samodejno izvede samotestiranje, da preveri, ali se pravilno odziva na izgubo moči.
  • Vključuje dve komponenti, kot sta stikalo za samodejni prenos in generator v pripravljenosti
  • V nekaj sekundah zazna izgubo moči in poveča elektriko
  • Deluje z zemeljskim plinom, sicer tekočim propanom.
  • Interno uporablja motor z notranjim zgorevanjem.

Industrijski generatorji

Industrijski generatorji so nekaj drugačnega v primerjavi s komercialnimi sicer stanovanjskimi aplikacijami. Te so robustne in robustne, ki delujejo v težkih pogojih. Karakteristike napajanja bodo od 20 kW-2500 kW, 120-48 voltov in 1-fazne do 3-fazne napajalne enote.

Običajno so ti bolj prilagojeni v primerjavi z drugimi vrstami. Razvrstitev teh generatorjev se lahko izvede na podlagi goriva, ki se uporablja za pogon motorja, tako da se lahko proizvede električna energija. Goriva so zemeljski plin, dizelsko gorivo, bencin, propan in kerozin,

Indukcijski generatorji

Ti generatorji so dve vrsti, kot so sami vzbujeni in navzven. Samovzbujeni se uporabljajo v vetrnicah, kjer se veter uporablja kot netradicionalni vir energije, ki se pretvori v električno energijo. Zunaj navdušeni se uporabljajo pri aplikacijah regenerativnega zaviranja, kot so žerjavi, dvigala, električne lokomotive in dvigala.

Vzdrževanje električnega generatorja

Vzdrževanje električnega generatorja je dokaj podobno vsem vrstam motorjev. Za vse proizvajalce je zelo pomembno vedeti njegovo vzdrževanje za vse generatorje. Običajno vzdrževanje je splošni pregled, kot so preverjanje puščanja, nivo hladilne tekočine, pogled na cevi in ​​jermene, preverjanje kablov in sponk akumulatorja. Pomembno je preučiti olje in ga pogosto menjati. Pogostost menjave olja je v glavnem odvisna od proizvajalca, kako pogosto se uporablja. Če generator uporablja dizelsko gorivo, je treba olje zamenjati za 100 ur delovanja.

Enkrat letno filtriranje in čiščenje goriva zelo hitro razgradijo dizelsko gorivo. Po nekaj dneh delovanja se lahko gorivo razgradi zaradi onesnaženja vode in mikrobov, kar povzroči zamašitev vodov za gorivo in filtrov. Pri čiščenju goriv se letno uporabljajo biocidi v vseh vrstah generatorjev, razen v pripravljenosti, kjer bo pritegnil vlago.

Hladilni sistem je treba vzdrževati, ker mora v času izklopa preveriti nivo hladilne tekočine v dostopnih intervalih.

Napajanje akumulatorja je treba preveriti, ker težave z baterijo lahko povzročijo okvare. Redno testiranje je potrebno za obveščanje o trenutnem stanju baterije. Vključuje preverjanje ravni elektrolitov in natančne teže električnih baterij.

Zelo pomembno je tudi tedensko odvajanje generatorja pod obremenitvijo za 30 minut. Odstranite odvečno vlago, namastite motor in filtrirajte gorivo ter folijo. Ko se gibljivi kosi, ki jih najdete kjer koli na generatorju, morajo biti stalno nameščeni.

Za nadaljnji pregled je treba hraniti njegovo evidenco, da se pozna stanje vašega generatorja.

Aplikacije

The uporaba električnih generatorjev vključujejo naslednje.

  • V različnih mestih generatorji oskrbujejo večino elektroenergetskih omrežij
  • Ti se uporabljajo pri prevozu
  • Majhni generatorji so odlična varnost za potrebe gospodinjstev po električni energiji, sicer majhna podjetja
  • Ti se uporabljajo za pogon elektromotorjev
  • Uporabljajo se pred nastavitvijo napajanja na gradbenih poljih.
  • Ti se uporabljajo v laboratorijih za določanje obsega napetosti
  • Energijsko učinkovito porabo goriva je mogoče znatno zmanjšati

Slabosti

Glavna pomanjkljivost je, da ne morejo ustaviti večjih nihanj napetosti, zato običajni generatorji niso primerni za delovanje napetostno občutljivih odjemalcev, kot so osebni računalniki. prenosniki, televizorji sicer glasbeni sistemi, ker jih v slabšem primeru lahko poškodujejo.

Gre torej za pregled električnega generatorja. Električni generator deluje na principu elektromagnetne indukcije. To načelo je odkril Michael Faraday. V bistvu so generatorji tuljave z električnim prevodnikom ali na splošno bakrene žice. Ta žica je tesno navita čez kovinsko jedro in je nameščena tako, da se vrti približno na razstavi velikih magnetov.

Električni vodnik se vrti v magnetnem polju in magnetizem se bo povezal skozi elektrone znotraj vodnika, da bo sprožil tok toka v njem. Tu je prevodniška tuljava in njeno jedro imenovana kot armatura. Ta je povezan z gredjo vira energije. Zdaj ste jasno razumeli delovanje in vrste generatorjev. Poleg tega so vsa nadaljnja vprašanja o tej temi ali o električnih in elektronski projekti pustite komentarje spodaj.

Vir slike električnega generatorja: topalternative