Synchronous generator: device, mga uri at application

Ang isang kasabay na generator ay isang espesyal na aparato kung saan posible na i-convert ang anumang enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Ang mga naturang device ay mga mobile station, thermal o solar na baterya, at mga espesyal na kagamitan. Depende sa uri ng generator, natutukoy ang posibilidad ng paggamit nito, kaya sulit na maunawaan nang mas detalyado kung ano ang device.

Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, ang kumpanya ni Robert Bosch ay unang nakabuo ng isang bagay na katulad ng isang generator. Ang aparato ay may kakayahang mag-apoy ng makina. Sa panahon ng mga pagsubok, ipinahayag na ang makina ay hindi angkop para sa permanenteng paggamit, ngunit ang mga developer ay nagawang mapabuti ang kagamitan.

Noong 1890, halos ganap na lumipat ang kumpanya sa paggawa ng kagamitang ito, dahil nakakuha ito ng mahusay na katanyagan. Noong 1902, isang mag-aaral ng Bosch ang lumikha ng ignisyon gamit ang mataas na boltahe. Ang aparato ay nakagawa ng isang spark sa pagitan ng dalawang electrodes ng kandila, na ginagawang mas maraming nalalaman ang system.

Ang simula ng 60s ng XX siglo ay ang panahon ng pagkalat ng mga generator sa buong mundo. At kung mas maaga ang mga aparato ay hinihiling lamang sa industriya ng automotive, ngayon ang mga naturang yunit ay nakapagbibigay ng kuryente sa buong bahay.

Ang disenyo ng naturang mga yunit ay nagsasangkot lamang ng dalawang pangunahing elemento:

• rotor;
• stator.

Ang pangunahing gawain ng generator ay upang i-convert ang isang uri ng enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Sa tulong nito, posibleng magbigay ng kinakailangang halaga ng kasalukuyang sa mga umaasang device upang magamit ang mga ito.

Upang masuri ang pagganap ng isang generator, kailangan mong tingnan ang mga katangian nito. Sa prinsipyo, ang mga ito ay kapareho ng para sa isang istasyon na bumubuo ng direktang kasalukuyang. Maraming mga kadahilanan ang pangunahing mga parameter ng pagtatasa.

• Idling. Ito ay ang pagtitiwala ng EMF sa lakas ng mga gumagalaw na alon na responsable para sa paggulo ng damper coil. Sa tulong nito, posible na matukoy ang kakayahan ng mga kadena na mag-magnetize.
• Panlabas na katangian. Nagpapahiwatig ng magkatulad na ugnayan sa pagitan ng boltahe ng coil at kasalukuyang load. Ang halaga ay depende sa uri ng pag-load na inilapat sa device. Kabilang sa mga dahilan na maaaring magdulot ng mga pagbabago, mayroong pagtaas o pagbaba sa EMF ng yunit, pati na rin ang pagbaba ng boltahe sa mga windings ng naka-install na coil, na inilalagay sa loob ng device.
• Pagsasaayos. Kinakatawan ang ugnayang nabubuo sa pagitan ng field currents at load currents. Ang pagtiyak sa operability at proteksyon ng mga kasabay na unit ay nakakamit sa pamamagitan ng pagsubaybay sa indicator na ito. Madali itong makamit kung palagi mong inaayos ang EMF.

Hindi napakahirap malaman kung paano gumagana ang device. Binubuo ito sa pag-ikot ng isang magnetic frame upang lumikha ng isang electric field. Sa proseso ng pag-ikot ng frame, lumilitaw ang mga magnetic na linya na nagsisimulang tumawid sa tabas nito.Ang pagtawid ay nag-aambag sa pagbuo ng isang electric current.

Upang matukoy kung saan gumagalaw ang mga daloy ng elektrikal na enerhiya, kinakailangang gamitin ang panuntunan ng gimbal. Dapat pansinin na sa ilang mga lugar ang kasalukuyang kilusan ay kabaligtaran. Ang mga direksyon ay patuloy na nagbabago kapag naabot mo ang susunod na poste, na matatagpuan sa magnet. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na alternating current, at ang koneksyon ng frame sa isang hiwalay na magnetic ring ay maaaring patunayan ang kundisyong ito.

Ang ugnayan sa pagitan ng magnitude ng kasalukuyang sa frame at ang bilis ng pag-ikot ng rotor ng system ay proporsyonal. kaya, kung mas umiikot ang frame, mas maraming kuryente ang maibibigay ng generator. Ang tagapagpahiwatig na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng bilis ng pag-ikot.

Ayon sa itinatag na mga pamantayan, ang pinakamainam na tagapagpahiwatig ng bilis sa karamihan ng mga bansa ay hindi dapat lumampas sa 50 Hz. Nangangahulugan ito na ang rotor ay dapat magsagawa ng 50 vibrations bawat segundo. Upang kalkulahin ang parameter, kinakailangang sumang-ayon na ang isang pag-ikot ng frame ay humahantong sa isang pagbabago sa direksyon ng kasalukuyang.

Kung ang baras ay namamahala upang lumiko ng 1 oras bawat segundo, nangangahulugan ito na ang dalas ng electric current ay 1 Hz. Kaya, upang makamit ang 50 Hz, kakailanganing tiyakin ang tamang bilang ng mga pag-ikot ng frame bawat segundo.

Ang pag-asa sa kasong ito ay inversely proportional. Kaya, upang magbigay ng dalas na 50 Hz, kakailanganing bawasan ang bilis ng halos 2 beses.

Bilang karagdagan, dapat tandaan na sa ilang mga bansa ang iba pang mga rate ng pag-ikot ng rotor ay nakatakda. Ang karaniwang dalas ay 60 Hz.

Ang mga tagagawa ngayon ay gumagawa ng ilang uri ng mga kasabay na generator. Kabilang sa mga umiiral na klasipikasyon, marami ang nararapat na espesyal na pansin. Una sa lahat, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa dibisyon ng mga yunit ayon sa disenyo. Ang mga generator ay may dalawang uri.

• Walang brush. Ang disenyo ng generator ay nagpapahiwatig ng paggamit ng stator windings. Inilalagay ang mga ito upang ang mga core ng elemento ay nakahanay sa direksyon ng alinman sa mga magnetic pole o mga core na ibinibigay sa coil. Ang maximum na bilang ng mga magnet na ngipin ay hindi dapat lumampas sa 6 na piraso.

• Kasabay, nilagyan ng isang inductor. Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa pag-aayos ng mga makina na tumatakbo sa mababang kapangyarihan, kung gayon ang mga DC magnet ay ginagamit bilang isang rotor. Kung hindi man, ang rotor ay ang inductor winding.

Ang sumusunod na klasipikasyon ay nagpapahiwatig ng paghahati ng mga mobile na istasyon sa magkakahiwalay na uri.

• Mga hydrogenerator. Ang isang natatanging tampok ng aparato ay isang rotor na may binibigkas na mga poste. Ang ganitong mga yunit ay ginagamit upang makabuo ng kuryente kung saan hindi na kailangang magbigay ng isang malaking bilang ng mga rebolusyon ng aparato.

• Mga generator ng turbine. Ang pagkakaiba ay ang kawalan ng binibigkas na mga poste. Ang aparato ay binuo mula sa iba't ibang mga turbine, ito ay may kakayahang dagdagan ang bilang ng mga rotor revolutions nang maraming beses.

• Kasabay na mga joint expansion. Ito ay ginagamit upang makamit ang reaktibong kapangyarihan - isang mahalagang tagapagpahiwatig sa mga pasilidad na pang-industriya. Sa tulong nito, posible na mapabuti ang kalidad ng ibinibigay na kasalukuyang at patatagin ang mga tagapagpahiwatig ng boltahe.

Mayroong ilang mga karaniwang modelo ng mga naturang device.

• Stepper. Ginagamit ang mga ito upang matiyak ang operability ng mga drive na naka-install sa mga mekanismo na may start-stop cycle.

• Walang gear. Kadalasang ginagamit sa mga stand-alone na system.

• Walang contact. In demand ang mga ito bilang pangunahing o backup na mga mobile station sa mga barko.

• Hysteresis. Ang ganitong mga generator ay ginagamit para sa mga counter ng oras.

• Inductor. Tiyakin ang pagpapatakbo ng mga electrical installation.

Ang una ay mga aparato kung saan ang mga pole ay malinaw na nakikita. Ang mga ito ay nakikilala sa pamamagitan ng isang mababang bilis ng rotor. Ang pangalawang kategorya ay may cylindrical rotor sa disenyo nito, na walang nakausli na mga poste.

Ang mga synchronous generator ay mga device na idinisenyo para sa paggawa ng alternating current. Maaari mong matugunan ang mga naturang device sa iba't ibang istasyon:

• atomic;
• thermal;
• hydroelectric power plants.

At gayundin ang mga yunit ay aktibong ginagamit sa mga sistema ng transportasyon. Ginagamit ang mga ito sa iba't ibang sasakyan at sistema ng barko. Ang kasabay na generator ay may kakayahang magpatakbo ng parehong autonomously, hiwalay mula sa elektrikal na network, at kasabay nito. Sa kasong ito, posible na ikonekta ang ilang mga yunit nang sabay-sabay.

Ang bentahe ng mga istasyon ng pagbuo ng AC ay ang kakayahang magbigay ng inilalaang espasyo na may kuryente. Maginhawa kung ang bagay ay matatagpuan malayo sa gitnang network. Samakatuwid, ang mga yunit ay hinihiling sa mga may-ari ng mga sakahan na matatagpuan sa mga pamayanan na malayo sa lungsod.

Kapag pumipili ng generator, mahalaga na makahanap ng angkop at maaasahang aparato na maaaring magbigay ng kuryente sa inilaan na lugar. Una kailangan mong magpasya sa mga teknikal na parameter ng hinaharap na aparato. Pinapayuhan ng mga eksperto ang pagbibigay pansin sa:

• ang masa ng generator;
• mga sukat ng aparato;
• kapangyarihan;
• pagkonsumo ng gasolina;
• pigura ng ingay;
• tagal ng trabaho.

At din ang isang mahalagang parameter ay ang kakayahang ayusin ang awtomatikong trabaho. Upang maunawaan kung gaano karaming mga yugto ang kailangan ng isang generator sa hinaharap, kinakailangan upang matukoy ang uri at bilang ng mga de-koryenteng kasangkapan na ikokonekta dito.

Gayunpaman, ang pagbili ng naturang mobile power plant ay hindi palaging ang pinakamahusay na desisyon.

Bago bumili, inirerekumenda din na isaalang-alang ang pagkarga na ibibigay sa aparato sa panahon ng operasyon nito. Ang bawat yugto ay dapat na na-load ng maximum na 30% ng kabuuan. Kaya, kung ang kapangyarihan ng generator ay 6 kW, kung gayon sa kaso ng paggamit ng mga socket na may boltahe na 220 V, posible na gumamit lamang ng 2 kW.

Ang pagbili ng isang three-phase generator ay in demand lamang kapag mayroong maraming tatlong-phase na mga mamimili sa bahay. Kung ang karamihan sa mga appliances ay single-phase, mas mahusay na bumili ng naaangkop na yunit.

Bago simulan ang generator, kailangan muna itong ayusin. Una sa lahat, inaayos nila ang dalas ng device. Magagawa ito sa dalawang paraan:

1. baguhin ang disenyo ng yunit, na nahuhulaan nang maaga kung gaano karaming mga pole ang kinakailangan para sa pagpapatakbo ng electromagnet;
2. ibigay ang kinakailangang bilis ng baras nang walang anumang pagbabago sa disenyo.

Ang isang kapansin-pansing halimbawa ay ang mga low-speed turbine. Nagbibigay sila ng rotor rotation na 150 rpm. Upang ayusin ang dalas, gamitin ang unang paraan, pagtaas ng bilang ng mga pole sa 40 piraso.

Sa kabila ng katotohanan na ang EMF ng induction ng aparato ay nauugnay sa rotor at mga pag-ikot nito, dahil sa mga kinakailangan sa kaligtasan, imposibleng i-disassemble ang istraktura upang mabago ang parameter.

Maaaring baguhin ang halaga ng EMF sa pamamagitan ng pagsasaayos ng nabuong magnetic flux. Kakailanganin itong dagdagan o bawasan. Ang paikot-ikot na mga pagliko, o sa halip, ang kanilang numero, ay responsable para sa halaga ng tagapagpahiwatig. At din ang kapangyarihan ng magnetic flux ay maaaring maimpluwensyahan ng kasalukuyang nabuo ng coil.

Ang pagsasaayos ay nagsasangkot ng pagsasama ng ilang mga coils sa isang chain.Upang gawin ito, kailangan mong gumamit ng mga karagdagang rheostat o electronic circuit. Ang pangalawang opsyon ay nangangailangan ng pagtatakda ng parameter gamit ang mga panlabas na stabilizer. Tinitiyak nito ang maaasahang serbisyo.

Ang bentahe ng isang kasabay na istasyon ng mobile ay ang kakayahang mag-synchronize sa iba pang mga de-koryenteng makina ng isang katulad na uri. Kasabay nito, sa panahon ng koneksyon, posible na tumugma sa mga bilis ng pag-ikot at matiyak ang isang zero phase shift. Kaugnay nito, ang mga mobile power plant ay in demand sa industrial power engineering, kung saan napakaginhawang gamitin ang mga ito bilang backup na pinagmumulan ng kuryente upang madagdagan ang kapasidad ng produksyon sa kaso ng mabibigat na karga.

Tingnan sa ibaba para sa synchronous at asynchronous generator.