Генератор наизменичне струје је уређај који претвара механичку енергију у наизменичну електричну енергију за одговарајућу употребу. На основу врсте улазне снаге постоје две врсте генератора - АЦ генератор и ДЦ генератор . Клизни прстенови се користе у генераторима наизменичне струје за производњу наизменичне струје, док се једносмерна користи у генераторима једносмерне струје. Генератори наизменичне струје се користе у електранама, електричним скутерима, једрилицама, бициклима итд.Улаз у генераторе наизменичне струје обично је механичка енергија коју напајају парне и гасне турбине и мотори са унутрашњим сагоревањем. Генератори наизменичне струје корисни су у ветротурбинама, малим хидроелектранама или у смањењу струјања гаса вишег притиска у нижи притисак.
Шта је АЦ генератор?
Дефиниција: Генератор наизменичне струје је машина која механичку енергију претвара у електричну у облику алтернативног емф. Једноставни генератор наизменичне струје ради на принципу Фарадејевог закона електромагнетне индукције. Има калем жице који се окреће у магнетном пољу.
Принцип рада
Принцип рада генератора наизменичне струје то је, они се обично називају алтернаторима који раде на принципу Фарадаи-овог закона Електромагнетна индукција . Кретање проводника у једноличном магнетном пољу мења магнетни флукс повезан са калемом, индукујући тако ЕМЗ.
Једноставан генератор наизменичне струје
Тхе делови генератора наизменичне струје састоји се од калема, клизних прстенова, четкица и јаког магнетног поља као његових главних компоненти.
Рад АЦ генератора
Завојница се ротира у магнетном пољу да би се створило јако магнетно поље. Како се калем на једној страни помера према горе кроз магнетно поље, тако се у једном смеру индукује ЕМС. Како се ротација завојнице наставља, а ова страна завојнице помера надоле, а друга страна завојнице, емф се индукује у обрнутом смеру. Флемингово правило за десну руку користи се за одређивање смера индуковане ЕМС. Овај поступак се понавља за сваки циклус и произведена емф је наизменичног типа.
Различити положаји завојнице
Излаз АЦ генератора приказан је горе са графиконом.
- А - Када је калем на 0 степени, калем се помера паралелно са правцем магнетног поља и стога не индукује ЕМС.
- Б - Када је калем на 90 степени, калем се помера на 90˚ до магнетног поља и стога индукује максималну емф.
- Ц - Када је калем на 180 степени, калем се поново креће паралелно са магнетним пољем и стога не индукује ЕМС.
- Д - Када је калем на 270 степени, калем се поново помера за 90˚ до магнетног поља и стога индукује максималну емф. Овде је индукована емф супротна оној код Б.
- А - Када је завојница на 360 степени, завојница је извршила једно окретање и креће се паралелно са магнетним пољем и индукује нулту емф.
Размотримо завојницу правоугаоног облика са „Н“ завојима која се окреће у једноличном магнетном пољу „Б“ угаоне брзине „ω“. Угао између магнетног поља „Б“ и нормале на завојницу у било ком тренутку „т“ дат је са, θ = ωт.
У овом положају магнетни ток је окомит на раван калема и дат је са Б Цос ωт.
Магнетни ток повезан калемом од Н завоја је ɸ = Б Цос ωт А, где је А површина калема.
Индукована емф у завојници дата је Фарадејевим законима о електромагнетној индукцији, који је
ε = - дØ / дт
= - д (НБА Цос ωт) / дт
ε = НБА ω | син ωт —— (и)
Када се завојница окрене за 90˚, вредност синуса постаје 1, а индукована емф ће бити максимална, горња једначина (и) смањује се на,
ε0 = Н Бм А ω = Н Бм А 2πф ——- (ии)
Где се Бм односи на максималну густину флукса у Вб / м2
„А“ се односи на површину калема у м2
‘Ф’ = учесталост ротације калема у обртају у секунди.
Замена (ии) у (и),
ε = ε0 син ωт
Индукована наизменична струја дата је са, И = ε / Р = ε0 син ωт / Р
Изградња АЦ генератора
Једноставни генератор наизменичне струје има два главна дела - ротор и статор. Ротор је ротирајућа компонента, а непокретни део машине је статор.
Статор
Статор је непокретна компонента која ефикасно држи намотај арматуре. Сврха намотаја арматуре је проводити струју до терета, а оптерећење може бити било која спољна опрема која троши електричну енергију. Састоји се из три главна дела:
- Оквир статора - То је спољни оквир који служи за држање језгра статора као и намотаја арматуре.
- Језгро статора - За ламинирање челика или гвожђа смањује се губитак вртложних струја. На унутрашњем делу језгра направљени су прорези за држање намотаја арматуре.
- Намотаји арматуре - Намоти арматуре намотани су на прорезе језгра арматуре.
Ротор
Ротор је ротирајући део генератора наизменичне струје. Састоји се од намотаја магнетног поља. Једносмерно напајање се користи за магнетизовање магнетних полова. Сваки крај намотаја магнетног поља је причвршћен на клизне прстенове. Ова комбинација је повезана са заједничком осовином на којој се ротор ротира. Два типа ротора су истакнути полни ротор и цилиндрични полни ротор.
Истакнути полни ротор
Тип истакнутог стуба ротора приказан је на доњој слици. У овој врсти ротора може се уочити број полова, познат као истакнути стубови са базама закаченим за ротор. Користе се у малим и средњим брзинама.
Истакнути полни ротор
Цилиндрични полни ротор
Ротори цилиндричног типа састоје се од неупрљаног и робусног цилиндра са прорезима распоређеним на спољној површини цилиндра. Користи се у апликацијама велике брзине. Дијаграм цилиндричног ротора пола приказан је у наставку.
Цилиндрични ротор
Врсте АЦ генератора
Генератори наизменичне струје су две врсте. Су
Асинхрони генератори
Асинхрони генератори су познати и као индукциони генератори. У овој врсти генератора клизање помаже ротору да се окреће. Ротор увек покушава да усклади синхрону брзину статора, али не успе. Ако се ротор поклапа са синхроном брзином статора, релативна брзина постаје нула и отуда ротор не доживљава обртни моменат. Погодни су за погон ветротурбина.
Синхрони генератори
Синхрони генератор је врста генератора наизменичне струје који се ротира синхроном брзином. Ради на принципу Фарадаиевог закона електромагнетне индукције - емф се индукује када се калем окреће у униформном магнетном пољу. Углавном се користе у електранама за стварање високих напона.
Апликације
Тхе примене генератора наизменичне струје углавном укључују производњу енергије из ветрењача, хидроелектричних брана и многих других.
ФАК
1). Која је разлика између генератора наизменичне и једносмерне струје?
У генератору наизменичне струје, електрична струја повремено мења свој смер да би постала наизменична. У једносмерном генератору електрична струја тече у једном смеру.
2). Да ли аутомобилски алтернатори имају наизменичну или једносмерну струју?
Првенствено, наизменична струја се генерише у ротирајућој арматури и користи комутатор и четке за претварање у једносмерну струју.
3). По ком принципу ради генератор наизменичне струје?
Ради на принципу Фарадаиевих закона о електромагнетној индукцији.
4). Наведите типове генератора наизменичне струје.
Синхрони и асинхрони генератори наизменичне струје
5). Да ли су батерије наизменичне или једносмерне?
Батерије су једносмерне јер проводе струју само у једном смеру.
У овом чланку смо разговарали о АЦ генератор и његов принцип рада . Читач може стећи увид у АЦ генератор, врсте, конструкцију и апликације. Ево питања за вас, која је функција генератора наизменичне струје?
