Електрична машина се може дефинисати као уређај који претвара електричну енергију у механичку или механичку енергију у електричну. Ан електрични генератор може се дефинисати као електрична машина која претвара механичку енергију у електричну. Електрични генератор се обично састоји од два дела статора и ротора. Постоје разне врсте електричних генератора као што су генератори једносмерне струје, генератори наизменичне струје, генератори за возила, генератори електричне енергије итд. У овом чланку, разговарајмо о принципу рада синхроног генератора.
Синхрони генератор
Ротирајући и непокретни делови електричне машине могу се назвати ротором, односно статором. Ротор или статор електричних машина делује као компонента за производњу енергије и назива се арматура. За обезбеђивање се користе електромагнети или трајни магнети постављени на статору или ротору магнетно поље електричне машине. Генератор у коме се трајни магнет користи уместо завојнице за обезбеђивање поља побуде назива се синхрони генератор са трајним магнетом или се такође назива синхрони генератор.
Изградња синхроног генератора
Генерално, синхрони генератор се састоји од два дела ротора и статора. Део ротора састоји се од пољских стубова, а статорски део састоји се од проводника арматуре. Ротација пољских полова у присуству проводника арматуре индукује ан наизменични напон што резултира производњом електричне енергије.
Изградња синхроног генератора
Брзина пољских стубова је синхрона брзина и дата је са
Где „ф“ означава фреквенцију наизменичне струје, а „П“ број полова.
Принцип рада синхроног генератора
Принцип рада синхроног генератора је електромагнетна индукција. Ако излази релативно кретање између флукса и проводника, тада се у проводницима индукује ЕМС. Да бисмо разумели принцип рада синхроног генератора, размотримо два супротна магнетна пола између којих је постављен правоугаони калем или окрет како је приказано на доњој слици.
Правоугаони проводник постављен између два супротна магнетна пола
Ако се правоугаони завој окреће у смеру казаљке на сату према оси а-б, као што је приказано на доњој слици, онда након завршене ротације од 90 степени странице проводника АБ и ЦД долазе испред С-пола и Н-пола. Дакле, сада можемо рећи да је тангенцијално кретање проводника окомито на линије магнетног флукса од северног до јужног пола.
Смер ротације проводника окомито на магнетни ток
Дакле, овде је брзина резања флукса проводником максимална и индукује струју у проводнику, смер индуковане струје може се одредити помоћу Правило Флемингове десне руке . Дакле, можемо рећи да ће струја проћи од А до Б и од Ц до Д. Ако се проводник ротира у смеру казаљке на сату за још 90 степени, тада ће доћи у вертикални положај као што је приказано на доњој слици.
Смер ротације проводника паралелно са магнетним флуксом
Сада су положај линија проводника и магнетског флукса паралелни једна са другом, тако да се никакав флукс не пресеца и неће се индуковати струја у проводнику. Затим, док се проводник окреће од казаљке на сату за додатних 90 степени, тада правоугаони завој долази у водоравни положај као што је приказано на доњој слици. Такви да су проводници АБ и ЦД испод Н-пола и С-пола. Применом Флеминговог правила десне руке, струја индукује у проводнику АБ од тачке Б до А, а струја у проводнику ЦД од тачке Д до Ц.
Дакле, смер струје се може означити као А - Д - Ц - Б, а смер струје за претходни хоризонтални положај правоугаоног завоја је А - Б - Ц - Д. Ако се завој поново ротира у вертикални положај, тада индукована струја се поново своди на нулу. Дакле, за један потпуни обрт правоугаоног окрета струја у проводнику достиже максимум и смањује се на нулу, а затим у супротном смеру достиже максимум и поново достиже нулу. Отуда једна потпуна револуција правоугаоног окрета даје један пуни синусни талас од струја индукована у проводнику што се може назвати стварањем наизменичне струје ротирањем завоја унутар магнетног поља.
Сада, ако узмемо у обзир практични синхрони генератор, тада се пољски магнети ротирају између непокретних проводника арматуре. Лопатице ротора синхроног генератора и вратила или турбине су механички повезане једна са другом и окрећу се синхроном брзином. Према томе магнетни флукс резањем настаје индукована ЕМС која узрокује проток струје у проводницима арматуре. Дакле, за свако намотавање струја тече у једном смеру током првог полуциклуса, а струја тече у другом смеру током другог полуциклуса са временским заостајањем од 120 степени (пошто су померени за 120 степени). Стога се излазна снага синхроног генератора може приказати као на доњој слици.
Да ли желите да сазнате више о синхроним генераторима и да ли вас занима пројектовање електронски пројекти ? Слободно делите своје ставове, идеје, предлоге, упите и коментаре у одељку за коментаре испод.
