jeneratör nedir

Bir jeneratörün ne olduğunu anlamak için öncelikle ne için tasarlandığını ve hangi prensipte çalıştığını anlamalısınız.

Elektrik üretmek için elektrik jeneratörü çeşitleri

En yaygın elektrik jeneratörü, mekanik enerjiyi dönüştürerek elektrik enerjisi üreten bir cihazdır.

Eylem, manyetik alanda hareket eden bir iletkende bir EMF indüklemeyi içerir. Aynı zamanda uçlarında voltaj belirir ve yüke bağlandıklarında bir elektrik akımı belirir.

Enerji, içinde bir EMF oluşumu ile manyetik bir alanda klasik elektriksel olarak iletken bir çerçevenin dönmesi prensibi ile çalışan bir elektrik akımı üreteci kullanır.

Yüklü bir dış devreyi kayma halkalarından kapatırsanız, içinden bir elektrik akımı geçecektir ve bu, bir elektrikli cihazın okumalarından görülecektir.

Manyetik alanda dönen bir iletkende elektrik akımı oluşumu

Elektrik akımının hareket yönü, sağ elin başparmağının yana doğru bükülmesiyle belirlenir. Manyetik kuvvet çizgileri avuç içine girecek, başparmak iletkenin hareket ettiği yönü gösterecek ve kalan parmaklar indüksiyon akımının akış yönünü gösterecektir.

Çerçeve, iki yarım halkanın toplayıcısı boyunca kayan fırçalarla bağlanır. Bu şekilde sistem, hareketli kontaklar aracılığıyla alternatif akımı dönüştürür.

Çerçeve yatay konumdayken, EMF'nin yönü tersine çevrilir. Bu nedenle, dış devredeki akım sabit tutulur. Titreşimlidir, çerçevenin dikey konumunda maksimuma ve yatayda sıfıra ulaşır (yukarıdaki şekilde gösterilmiştir - a). Birbirine dik 2 dönüş takarsanız ve toplayıcı plaka sayısını dörde çıkarırsanız titreşim azalır (yukarıdaki şekilde gösterilmiştir - b).

DC jeneratör

İlk jeneratör doğru akımla yapıldı, uzun bir süre onunla elektrik enerjisi üretimi gerçekleştirildi.

Tasarım özellikleri

Manyetik alan indüktör tarafından üretilir ve EMF'nin indüklendiği kısım armatür olarak adlandırılır. İndüktör, stator adı verilen sabit bir parçadır. Kalıcı mıknatıslar üzerinde veya iki veya daha fazla kutuplu bir elektromıknatıs şeklinde yapılır.

Kalıcı mıknatıs jeneratörü düşük güçlüdür ve pratikte nadiren kullanılır. Bu durumda mıknatıslar arasındaki boşluk büyük bir dirence sahiptir. Jeneratör tasarımlarının çoğu elektromıknatıs kullanır.

Elektromanyetik uyarımlı jeneratör

Ankraj masiftir ve sarmak için oluklar vardır. Dönüşleri kollektör plakaları vasıtasıyla seri olarak birbirine bağlanmıştır. Sonuç olarak, birlikte çalışan birbirine bağlı EMF kaynakları oluşur. Bağlanmanın başka yolları da var.

Yük olmadığında, stator manyetik alanı dikey eksen etrafında simetrik olarak yerleştirilmiştir. Armatür devresinde bir elektrik akımı göründüğünde, stator alanını dönüştürerek dönme yönünde çeviren bir manyetik akı oluşur. Bu, kontak grubunun kıvılcımlanmasına neden olduğundan jeneratörün çalışmasını olumsuz etkiler. Fırçaları dönüş yönünde çevirerek azaltılabilir. Alan distorsiyonu akım gücüne bağlıdır ve fırçaların farklı konumlara taşınması gerekir. Ek olarak, indüklenen emk azalır.

Çapa reaksiyonunu aşağıdaki şekillerde zayıflatabilirsiniz:

• ek kutup çiftlerinin montajı;
• kompanzasyon sargılarının ana kutuplara döşenmesi.

Sonuç olarak, armatür reaksiyonu nötralize edilir. Dengeleme sargılarının takılması, jeneratörün tasarımını daha karmaşık hale getirir.

Jeneratör için enerji artışı isteniyorsa her iki yöntem birlikte kullanılır. Mümkünse, bazı ek direklerle idare etmeye çalışın.

Ek kutupları olan bir jeneratör neye benziyor?

Armatür reaksiyonu farklı yükler altında değiştiğinden, sargısı ek stator kutuplarına seri bağlanır, bu da ana manyetik alanın bozulmasını azaltır.

Jeneratör parametreleri

İndüklenen emk, aşağıdaki parametrelerle belirlenir:

E = CFω, burada

• F, ana manyetik akıdır;
• ω dönüş frekansıdır;
• C, cihazın özelliklerini dikkate alan bir katsayıdır.

Çıkış voltajı:

U g \u003d E - I ben R ben, nerede

• ben ben - armatür akımı,
• R i, çapa zincirinin direncidir.

Jeneratörün ilk ana parametresi gücüdür:

P g \u003d I g U g, nerede

• ben g - yük akımı.

Önemli bir gösterge, uyarma yöntemidir. Ek bir güç kaynağı ile sağlanırsa bağımsız olabilir.

Uyarma sargılarını bağlama yöntemleri: a) ek bir güç kaynağı tarafından sağlanan uyarma yöntemi; b) paralel kendini uyarma; c) sıralı kendini uyarma; d) karışık kendini uyarma

Sargının kendi kendine uyarılması, armatürün çekirdeğinde dönme sırasında önemsiz bir EMF'ye neden olan artık manyetizmanın varlığı nedeniyle yaratılır.

Manyetik akı ilk anda küçük olmasına rağmen kutuplardaki akıyı arttırır ve akım nominal değere ulaşana kadar artmaya başlar.

Üç tip kendinden uyarımlı jeneratör vardır:

1. Paralel - armatür sargısında üretilen akım çoğunlukla ana güç devresine ve sadece küçük bir kısmı - uyarma sargısından geçer.
2. Seri - jeneratör tarafından üretilen akımın tamamı ankraj direklerinin sargısından ve güç devresinden geçer.
3. Karışık - iki uyarma sargısı paralel ve seri olarak bağlanır.

Alternatör

Cihaz, mekanik enerjiyi alternatif akıma dönüştürmek için kullanılır. Çoğu modelde sabit sargılar (statorlar) içinde dönen elektromıknatıslar (rotorlar) bulunur.

çalışma prensibi

Elektromıknatısın bir dönüşü için EMF yönünü iki kez değiştirir.

Aşağıdaki şekil, bir tel çerçeve devresi içinde dönen bir kalıcı mıknatıs jeneratörünün bir diyagramını göstermektedir. Burada sadece manyetik alan çizgilerinin kestiği dikey kısımlar aktiftir.

Alternatör devresi

Her bir tarafın indüklenen EMF'si eklenir ve değeri şu ilişkiden belirlenir:

e = 2Blv sin ωt = ωF m sin ωt, burada

• B, manyetik alan endüksiyonudur, T;
• l, çerçevenin dikey tarafının uzunluğudur;
• v doğrusal hızdır;
• t zaman;
• F m, maksimum manyetik akıdır.

İndüklenen emf, sinüzoidal bir yasaya göre değişir, burada

• ωF m, EMF genliğidir,
• ωt, EMF fazıdır.

Daha fazla enerji üretmek için, sarımın bulunduğu oluklarda çelik bir çekirdekten oluşan bir elektromanyetik rotor kullanılır.

Dönen bir elektromıknatıstır ve sabit stator sargısında bir EMF indüklenir.

Elektromanyetik alan, rotor sargısına küçük bir akım sağlanarak oluşturulur. Bunun için sargıya bağlı kayan bir kontak grubu kullanılır. Akım bir pilden, başka bir kaynaktan veya kendi kendini uyarmanın bir sonucu olarak sağlanır.

Statordan enerji tüketimi maksimumdur ve akımı sabit sargılardan boşaltmak uygundur.

Stator, trafo çeliğinden monte edilmiştir. Sarımın yerleştirildiği oluklara sahiptir.

Rotor katı yapılır, ancak kutupları bir levhadan monte edilir. Manyetik indüksiyonun maksimum olması için statordan minimum bir boşlukla yerleştirilirler.

üç fazlı jeneratör

Jeneratördeki faz sayısı birden üçe kadar olabilir. Düşük enerji tüketimi için tek fazlı modeller kullanılmaktadır. Üç fazlı sargılar bir yıldız veya deltaya bağlanır. En yaygın şema, nötr telli "Yıldız" dır.

Yükü Zvezda jeneratörüne bağlama şeması

Jeneratörün sargıları solda gösterilmiştir, burada oklar EMF E A, E B, E C'nin yönlerini gösterir. Sağda yine bir yıldızla bağlanan Z A, Z B, Z C yükleri vardır.

Fazlar ve nötr arasındaki voltaj U a, U B, U C ve iki faz arasındaki - U AB, U BC, U CA olarak gösterilir.

Jeneratörden I A, I B, I C akımları yüklere akar ve nötr sırtından geri döner.

Nötr kullanmazsanız, dengesiz bir yük faz dengesizliğine neden olabilir, bu da bir fazdaki voltajı düşürürken diğerinde artırır.

Senkron ve asenkron üreteçler

Senkron jeneratör, toplayıcı aracılığıyla bir DC voltajının uygulandığı bir uyarma sargısına sahip bir rotor içerir.

Rotor döndüğünde, stator sargısında tek fazlı veya üç fazlı bir voltaj uyarılır. Rotor mili üzerindeki yükün değişebileceği bir değişiklikle içinden bir elektrik akımı akar. Bu durumda, frekans voltajla değişir. Kararlı kalmaları için, voltaj ve akım için rotor sargısı aracılığıyla geri besleme şeklinde düzenleme sağlanır.

Jeneratör cihazı: a) senkronize; b) eşzamansız

Asenkron jeneratörün rotoru "sincap kafesi" şeklinde kısa devre yapılır. Buna voltaj uygulanmaz ve artık manyetizmanın etkisi nedeniyle sargıda bir elektrik akımı indüklenir. Bu durumda, stator sargısında gerilimi indükleyen dönen bir manyetik alan oluşur.

Asenkron bir jeneratörde, rotor sargısı üzerinden parametreleri kontrol etme imkanı yoktur. Kontrol, stator sargısındaki elektrik yükü değiştirilerek gerçekleştirilir.

Senkron jeneratör, doğru voltaj ve frekans değerlerini koruma yeteneğine sahiptir. Eşzamansız bir oluşturucuda, bu göstergeler büyük ölçüde değişir. Kararlı durumda aşırı yüklenmelerden daha çok korkar ve stator sargısını aşırı ısıtma eğilimi gösterir.

Eksikliklere rağmen, tasarımın basitliği, iddiasızlık ve göreceli ucuzluk nedeniyle daha yaygındır.

Elektrik alıcılarının frekans ve voltaj kararlılığı için artan gereksinimlerinin yanı sıra reaktif yükler ve geçici aşırı yüklerin varlığında bir senkron jeneratör tercih edilir.

Lineer jeneratör hakkında video

Lineer jeneratörün tasarımı, özellikleri ve çalışma prensibini bu videodan öğrenebilirsiniz.

Jeneratör, tüm elektrikli cihazların çalışmasının bağlı olduğu önemli bir elektrik enerjisi kaynağıdır. Merkezi güç kaynağının yokluğunda veya arızalarında, özel bir ev için küçük bir jeneratör satın almanız önerilir. Cihazın ana parametresi, tüketilenden daha az olmaması gereken güçtür. Jeneratör, yüksek kaliteli servis, bakım ve doğru çalışma gerektirir.