Elektros mašiną galima apibrėžti kaip įtaisą, kuris elektros energiją paverčia mechanine, o mechaninė energija - elektros energija. An elektros generatorius galima apibrėžti kaip elektros mašiną, kuri paverčia mechaninę energiją elektros energija. Elektros generatorių paprastai sudaro dvi statoriaus ir rotoriaus dalys. Yra įvairių tipų elektros generatoriai, tokie kaip nuolatinės srovės generatoriai, kintamosios srovės generatoriai, transporto priemonių generatoriai, žmogaus maitinami elektros generatoriai ir kt. Šiame straipsnyje aptarkime sinchroninio generatoriaus veikimo principą.
Sinchroninis generatorius
Besisukančią ir nejudančią elektros mašinos dalį galima atitinkamai vadinti rotoriumi ir statoriumi. Elektrinių mašinų rotorius arba statorius veikia kaip energiją gaminantis komponentas ir vadinamas armatūra. Elektromagnetai arba nuolatiniai magnetai, sumontuoti ant statoriaus ar rotoriaus, naudojami magnetinis laukas elektros mašinos. Generatorius, kuriame nuolatinis magnetas naudojamas vietoj ritės, kad būtų sukurtas sužadinimo laukas, vadinamas nuolatinio magneto sinchroniniu generatoriumi arba tiesiog vadinamas sinchroniniu generatoriumi.
Sinchroninio generatoriaus konstrukcija
Paprastai sinchroninį generatorių sudaro dvi rotoriaus ir statoriaus dalys. Rotoriaus dalis susideda iš lauko stulpų, o statoriaus dalis - iš armatūros laidininkų. Lauko polių sukimasis esant armatūros laidininkams sukelia kintama įtampa dėl kurio susidaro elektros energija.
Sinchroninio generatoriaus konstrukcija
Lauko polių greitis yra sinchroninis greitis ir jį nurodo
Kur „f“ rodo kintamosios srovės dažnį, o „P“ - polių skaičių.
Sinchroninio generatoriaus darbo principas
Sinchroninio generatoriaus veikimo principas yra elektromagnetinė indukcija. Jei išeina santykinis judėjimas tarp srauto ir laidininkų, tada laidininkuose indukuojamas emf. Norėdami suprasti sinchroninio generatoriaus veikimo principą, apsvarstykime du priešingus magnetinius polius tarp jų stačiakampio ritės arba posūkio, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.
Stačiakampis laidininkas, įdėtas tarp dviejų priešingų magnetinių polių
Jei stačiakampis posūkis sukasi pagal laikrodžio rodyklę prieš ašį a-b, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje, tada, pasibaigus 90 laipsnių pasukimui, laidininko pusės AB ir CD yra atitinkamai priešais S ir N polius. Taigi dabar galime pasakyti, kad laidininko tangentinis judėjimas yra statmenas magnetinio srauto linijoms iš šiaurės į pietų ašį.
Laidininko sukimosi kryptis statmena magnetiniam srautui
Taigi, čia laidininko pjovimo greitis yra didžiausias ir sukelia srovę laidininke, sukeltos srovės kryptį galima nustatyti naudojant Flemingo dešinės rankos taisyklė . Taigi mes galime pasakyti, kad srovė pereis nuo A iki B ir nuo C iki D. Jei laidininkas pasuktas pagal laikrodžio rodyklę dar 90 laipsnių kampu, jis atsidurs vertikalioje padėtyje, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.
Laidininko sukimosi kryptis lygiagreti magnetiniam srautui
Dabar laidininko ir magnetinio srauto linijų padėtis yra lygiagreti viena kitai, taigi, srautas nesikerta ir srovė laidininke nebus sukelta. Tada, kai laidininkas sukasi iš laikrodžio rodyklės dar 90 laipsnių, stačiakampis posūkis ateina į horizontalią padėtį, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. Tokie, kad laidininkai AB ir CD yra atitinkamai po N ir S poliais. Taikant Flemingo dešinės rankos taisyklę, srovė laidininke AB indukuojasi nuo taško B iki A, o srovė laidininke CD - nuo taško D iki C.
Taigi, srovės kryptį galima nurodyti kaip A - D - C - B, o ankstesnės horizontalios stačiakampio posūkio padėties srovės kryptis yra A - B - C - D. Jei posūkis vėl pasukamas vertikalios padėties link, tada sukelta srovė vėl sumažėja iki nulio. Taigi, atlikus vieną stačiakampio posūkio pilną apsisukimą, srovė laidininke pasiekia maksimumą ir sumažėja iki nulio, tada priešinga kryptimi pasiekia maksimumą ir vėl pasiekia nulį. Taigi viena stačiakampio posūkio pilnoji revoliucija sukelia vieną pilną sinusinę bangą laidininko sukelta srovė kurį galima vadinti kintamosios srovės generavimu sukant posūkį magnetinio lauko viduje.
Dabar, jei atsižvelgsime į praktišką sinchroninį generatorių, lauko magnetai sukasi tarp stacionarių armatūros laidininkų. Sinchroninio generatoriaus rotorius ir veleno arba turbinos mentės yra mechaniškai sujungtos viena su kita ir sukasi sinchroniniu greičiu. Taigi, magnetinis srautas pjovimas sukelia indukuotą emf, kuris sukelia srovės srautą armatūros laidininkuose. Taigi kiekvienai apvijai srovė pirmosios pusės ciklo metu teka viena kryptimi, o antrosios pusės srovė teka kita kryptimi su 120 laipsnių laiko vėlavimu (nes jie pasislinko 120 laipsnių kampu). Taigi sinchroninio generatoriaus išėjimo galia gali būti parodyta taip, kaip parodyta žemiau.
Ar norite sužinoti daugiau apie sinchroninius generatorius ir ar jus domina projektavimas elektronikos projektai ? Nedvejodami pasidalykite savo nuomonėmis, idėjomis, pasiūlymais, klausimais ir komentarais žemiau esančioje komentarų skiltyje.
