Sinkroni generator: uređaj, vrste i primjene

Sinkroni generator je poseban uređaj putem kojeg je moguće pretvoriti bilo koju energiju u električnu energiju. Takvi uređaji su mobilne stanice, termalne ili solarne baterije i posebna oprema. Ovisno o vrsti generatora, utvrđuje se mogućnost njegove uporabe, pa je vrijedno detaljnije razumjeti što je uređaj.

Krajem 19. stoljeća tvrtka Roberta Boscha prvi je razvila nešto slično generatoru. Uređaj je bio sposoban zapaliti motor. Tijekom testiranja otkriveno je da stroj nije prikladan za trajnu upotrebu, ali su programeri uspjeli poboljšati aparat.

Godine 1890. tvrtka je gotovo u potpunosti prešla na proizvodnju ove opreme, jer je stekla veliku popularnost. Godine 1902., Boschov učenik stvorio je paljenje pomoću visokog napona. Uređaj je uspio proizvesti iskru između dvije elektrode svijeće, što je sustav učinilo svestranijim.

Početak 60-ih godina XX. stoljeća bilo je doba širenja generatora diljem svijeta. I ako su ranije uređaji bili traženi samo u automobilskoj industriji, sada takve jedinice mogu opskrbiti čitave kuće strujom.

Dizajn takvih jedinica uključuje samo dva glavna elementa:

• rotor;
• stator.

Glavni zadatak generatora je pretvaranje jedne vrste energije u električnu energiju. Uz njegovu pomoć moguće je osigurati potrebnu količinu struje ovisnim uređajima kako bi se mogli koristiti.

Da biste procijenili performanse generatora, morate pogledati njegove karakteristike. U principu su isti kao i za stanicu koja stvara istosmjernu struju. Nekoliko čimbenika glavni su parametri procjene.

• Prazan hod. To je ovisnost EMF-a o snazi ​​pokretnih struja odgovornih za uzbudu prigušnog svitka. Uz njegovu pomoć moguće je odrediti sposobnost magnetiziranja lanaca.
• Vanjska karakteristika. Podrazumijeva paralelni odnos između napona zavojnice i struje opterećenja. Vrijednost ovisi o vrsti opterećenja na uređaju. Među razlozima koji mogu uzrokovati promjene, postoji povećanje ili smanjenje EMF jedinice, kao i pad napona na namotima instalirane zavojnice, koja se nalazi unutar uređaja.
• Podešavanje. Predstavlja odnos koji se stvara između struja polja i struja opterećenja. Praćenjem ovog pokazatelja postiže se osiguranje operativnosti i zaštite sinkronih jedinica. To je lako postići ako stalno podešavate EMF.

Nije tako teško shvatiti kako uređaj radi. Sastoji se od rotacije magnetskog okvira kako bi se stvorilo električno polje. U procesu rotacije okvira pojavljuju se magnetske linije koje počinju prelaziti njegovu konturu.Križanje doprinosi stvaranju električne struje.

Da bismo odredili gdje se kreću tokovi električne energije, potrebno je koristiti pravilo kardanskog zgloba. Treba napomenuti da je u nekim područjima trenutno kretanje suprotno. Smjerovi se stalno mijenjaju kada dođete do sljedećeg pola, koji se nalazi na magnetu. Taj se fenomen naziva izmjenična struja, a povezivanje okvira s zasebnim magnetskim prstenom može dokazati ovo stanje.

Odnos između veličine struje u okviru i brzine rotacije rotora sustava je proporcionalan. Tako, što se okvir više okreće, generator može opskrbiti više električne energije. Ovaj pokazatelj karakterizira brzina rotacije.

Prema utvrđenim standardima, pokazatelj optimalne brzine u većini zemalja ne bi trebao prelaziti 50 Hz. To znači da rotor mora izvesti 50 vibracija u sekundi. Za izračunavanje parametra potrebno je složiti se da jedna rotacija okvira dovodi do promjene smjera struje.

Ako se osovina uspije okrenuti 1 put u sekundi, to znači da je frekvencija električne struje 1 Hz. Dakle, za postizanje 50 Hz bit će potrebno osigurati točan broj rotacija okvira u sekundi.

Ovisnost je u ovom slučaju obrnuto proporcionalna. Dakle, za dobivanje frekvencije od 50 Hz, bit će potrebno smanjiti brzinu za oko 2 puta.

Osim toga, treba napomenuti da su u nekim zemljama postavljene druge brzine rotacije rotora. Standardna frekvencija je 60 Hz.

Danas proizvođači proizvode nekoliko vrsta sinkronih generatora. Među postojećim klasifikacijama, nekoliko zaslužuju posebnu pozornost. Prije svega, vrijedno je razmotriti podjelu jedinica po dizajnu. Generatori su dvije vrste.

• Bez četkica. Dizajn generatora podrazumijeva korištenje statorskih namota. Postavljeni su tako da su jezgre elemenata poravnate sa smjerom magnetskih polova ili jezgri koje se nalaze na zavojnici. Maksimalni broj zubaca magneta ne smije biti veći od 6 komada.

• Sinkroni, opremljen induktorom. Ako govorimo o strojevima za podešavanje koji rade pri maloj snazi, tada se kao rotor koriste istosmjerni magneti. Inače, rotor je namot induktora.

Sljedeća klasifikacija podrazumijeva podjelu mobilnih stanica u zasebne tipove.

• Hidrogeneratori. Posebnost uređaja je rotor s izraženim polovima. Takve jedinice se koriste za proizvodnju električne energije gdje nema potrebe za velikim brojem okretaja uređaja.

• Turbinski generatori. Razlika je u odsutnosti izraženih polova. Uređaj je sastavljen od raznih turbina, sposoban je nekoliko puta povećati broj okretaja rotora.

• Sinkroni dilatacijski spojevi. Koristi se za postizanje jalove snage - važan pokazatelj u industrijskim objektima. Uz njegovu pomoć moguće je poboljšati kvalitetu isporučene struje i stabilizirati indikatore napona.

Postoji nekoliko uobičajenih modela takvih uređaja.

• Steper. Koriste se za osiguravanje operativnosti pogona ugrađenih u mehanizme koji imaju ciklus start-stop.

• Bez zupčanika. Uglavnom se koristi u samostalnim sustavima.

• Beskontaktno. Tražene su kao glavne ili rezervne mobilne stanice na brodovima.

• Histereza. Takvi generatori se koriste za brojače vremena.

• Induktor. Osigurati rad električnih instalacija.

Prvi su uređaji u kojima su stupovi jasno vidljivi. Odlikuje ih niska brzina rotora. Druga kategorija u svom dizajnu ima cilindrični rotor, koji nema izbočene polove.

Sinkroni generatori su uređaji dizajnirani za proizvodnju izmjenične struje. Takve uređaje možete sresti na raznim postajama:

• atomski;
• toplinski;
• hidroelektrane.

Također se jedinice aktivno koriste u transportnim sustavima. Koriste se u raznim vozilima i brodskim sustavima. Sinkroni generator može raditi i autonomno, odvojeno od električne mreže, i istovremeno s njom. U tom slučaju moguće je spojiti nekoliko jedinica odjednom.

Prednost AC elektrana je mogućnost opskrbe električnom energijom dodijeljenog prostora. Pogodno ako se objekt nalazi daleko od središnje mreže. Stoga su jedinice tražene među vlasnicima farmi udaljenih od grada u naseljima.

Prilikom odabira generatora važno je pronaći prikladan i pouzdan uređaj koji može osigurati struju na dodijeljenom području. Prvo morate odlučiti o tehničkim parametrima budućeg uređaja. Stručnjaci savjetuju da obratite pozornost na:

• masa generatora;
• dimenzije uređaja;
• vlast;
• Potrošnja goriva;
• broj buke;
• trajanje rada.

I također važan parametar je mogućnost organiziranja automatskog rada. Da biste razumjeli koliko faza treba budući generator, potrebno je odrediti vrstu i broj električnih uređaja koji će biti spojeni na njega.

Međutim, kupnja takve mobilne elektrane nije uvijek najbolja odluka.

Prije kupnje dodatno se preporuča uzeti u obzir opterećenje koje će biti na uređaju tijekom njegovog rada. Svaka faza treba biti opterećena s najviše 30% ukupne vrijednosti. Dakle, ako je snaga generatora 6 kW, tada će se u slučaju korištenja utičnica s naponom od 220 V moći koristiti samo 2 kW.

Kupnja trofaznog generatora je tražena samo kada u kući ima mnogo trofaznih potrošača. Ako je većina uređaja jednofazna, bolje je kupiti odgovarajuću jedinicu.

Prije pokretanja generatora, najprije se mora podesiti. Prije svega, frekvencija uređaja je podešena. To se može učiniti na dva načina:

1. promijeniti dizajn jedinice, predvidjevši koliko je polova potrebno za rad elektromagneta;
2. osigurati potrebnu brzinu osovine bez ikakvih promjena dizajna.

Upečatljiv primjer su turbine male brzine. Omogućuju rotaciju rotora od 150 o/min. Za podešavanje frekvencije upotrijebite prvu metodu, povećavajući broj polova na 40 komada.

Unatoč činjenici da je EMF indukcije uređaja povezan s rotorom i njegovim rotacijama, zbog sigurnosnih zahtjeva nemoguće je rastaviti strukturu kako bi se promijenio parametar.

Vrijednost EMF-a može se promijeniti podešavanjem generiranog magnetskog toka. Trebat će ga povećati ili smanjiti. Zavoji namota, odnosno njihov broj, odgovorni su za vrijednost indikatora. I također na snagu magnetskog toka može utjecati struja koju stvara zavojnica.

Podešavanje uključuje uključivanje nekoliko zavojnica u lanac.Da biste to učinili, morate koristiti dodatne reostate ili elektroničke sklopove. Druga opcija zahtijeva postavljanje parametra pomoću vanjskih stabilizatora. To osigurava pouzdanu uslugu.

Prednost sinkrone mobilne stanice je mogućnost sinkronizacije s drugim električnim strojevima sličnog tipa. Istodobno, tijekom spajanja, moguće je uskladiti brzine vrtnje i osigurati nulti fazni pomak. U tom smislu, mobilne elektrane su tražene u industrijskoj elektroenergetici, gdje ih je vrlo prikladno koristiti kao rezervni izvor energije za povećanje proizvodnog kapaciteta u slučaju velikih opterećenja.

U nastavku pogledajte sinkroni i asinkroni generator.