Електричні генератори

26.08.2015

Електричні генератори

Електричні генератори

Генератори — електричні машини виробляють електроенергію

Електрогенератори — це електричні машини, що перетворять механічну енергію в електричну енергію.

Дія електричних генераторів заснована на принципі електромагнітної індукції: у провіднику, що рухається в магнітному полі, наводиться електрорушійна сила — ЕРС .

Електричні генератори можуть здійснювати як постійний. так і змінний струм. Слово генератор (generator) перекладається з латини як виробник.

Електричні генератори постійного струму

Довгий час електричні генератори постійного струму були єдиними типом джерела електроенергії.

В обмотці якоря генератора постійного струму індукується змінний струм, який перетворюється в постійний струм електромеханічним випрямлячем — колектором. Однак процес випрямлення струму колектором пов’язаний з підвищеним зносом колектора і щіток, особливо при великій частоті обертання якорягенератора .

Електричні генератори

1– колектор; 2 – щітки; 3 – магнітні полюси; 4 – витки; 5 – вал; 6 – якір

Генератори постійного струму розрізняють за характером їх збудження — незалежного збудження і самозбудженням. генераторах з електромагнітним збудженням обмотка збудження, що розташовується на головних полюсах, підключається до незалежного джерела живлення.Генератори з магнітоелектричним порушенням порушуються постійними магнітами, з яких виготовляються полюси машини.Генератори постійного струму знаходять застосування в тих галузях промисловості, де за умовами виробництва доцільним є постійний струм — на підприємствах металургійної та електролізної промисловості, на транспорті, судах та ін Генератори постійного струму використовуються на електростанціях в якості збудників синхронних генераторів і джерел постійного струму .

Потужність генераторів постійного струму може досягати десятки мегават.

Генератори змінного струму

Генератори змінного струму дозволяють отримувати великі струми при достатньо високій напрузі. В даний час є кілька типів індукційних генераторів .

Вони складаються з електромагніту або постійного магніту, що створюють магнітне поле, і обмотки, в якій індукується змінна ЕРС. Оскільки ЕРС, що наводяться в послідовно з’єднаних витках, складаються, то амплітуда ЕРС індукції в рамці пропорційна числу витків в ній. Вона пропорційна також амплітуди змінного магнітного потоку через кожен виток. Для отримання великого магнітного потоку генераторах застосовують спеціальну магнітну систему, що складається з двох сердечників, зроблених з електротехнічної сталі. Обмотки, що створюють магнітне поле, розміщені в пазах одного з осердь, а обмотки, в яких індукується ЕРС, — в пазах іншого. Один з сердечників (зазвичай внутрішній) разом зі своєю обмоткою обертається навколо горизонтальної або вертикальної осі. Тому він називається ротором.

Нерухомий сердечник з його обмоткою називають статором. Зазор між серцевиною статора і ротора роблять як можна меншим. Цим забезпечується найбільше значення потоку магнітної індукції. У великих промислових генераторах обертається електромагніт, який є ротором, в той час як обмотки, в яких наводиться ЕРС, покладені в пазах статора і залишаються нерухомими.

Підводити струм до ротора або відводити його з обмотки ротора в зовнішній ланцюг доводиться за допомогою ковзних контактів. Для цього ротор забезпечується контактними кільцями, приєднаними до кінців його обмотки. Нерухомі пластини — щітки — притиснуті до кілець і здійснюють зв’язок обмотки ротора з зовнішньої ланцюгом. Сила струму в обмотках електромагніту, що створює магнітне поле, значно менше сили струму, що віддається генератором в зовнішній ланцюг. Тому генерований струм зручніше знімати з нерухомих обмоток, а через ковзні контакти підводити порівняно слабкий струм до обертового электромагниту. Цей струм виробляється окремим генератором постійного струму (збудником), розташованим на тому ж валу.

В малопотужних генераторах магнітне поле створюється обертовим постійним магнітом. У такому разі кільця і щітки взагалі не потрібні. Поява ЕДС в нерухомих обмотках статора пояснюється виникненням у них вихрового електричного поля, породженого зміною магнітного потоку при обертанні ротора.

Обмотки збудження синхронних генераторів бувають двох типів: з явнополюснимі і неявнополюснимі роторами. У генераторах з явнополюснимі роторами полюса, що несуть обмотки збудження, виступають з індуктора. Генератори такого типу розраховані на порівняно низькі частоти обертання, для роботи з приводом від поршневих парових машин, дизельних двигунів, гідротурбін. Парові і газові турбіни використовуються для приводу синхронних генераторів з неявнополюснимі роторами. Ротор такого генератора являє собою сталеву поковку з фрезерованими поздовжніми пазами для витків обмотки збудження, які зазвичай виконуються у вигляді мідних пластин. Витки закріплюються в пазах, а поверхня ротора шліфується і полірується для зниження рівня шуму і втрат потужності, пов’язаних з опором повітря.

Обмотки генераторів здебільшого роблять трифазними — на вихідних затискачах генератора виробляються три синусоїдальних напруги змінного струму, по черзі досягають свого максимального амплітудного значення. У механіці рідко зустрічається подібне поєднання рухомих частин, які могли б породжувати енергію настільки ж безперервно і економічно.

Потужні синхронні генератори охолоджуються воднем. Сучасний генератор електричного струму — це значне споруда з мідних дротів, ізоляційних матеріалів і сталевих конструкцій. При розмірах в кілька метрів найважливіші деталі генераторів виготовляються з точністю до міліметра.

Додаткова тематична інформація: турбогенератори

Короткий опис статті: електричний генератор Електричні генератори Електричні генератори, когенерація, тригенерация, міні-ТЕЦ, попутний нафтовий газ, ПНГ, газові електростанції газопоршневі електростанції, газотурбінні електростанції

Джерело: Електричні генератори

Також ви можете прочитати