Maiņstrāvas ģenerators — definīcija, darbības princips un pielietojumi
Uzzini maiņstrāvas ģeneratora definīciju, darbības principu un pielietojumus — no auto alternatoriem un magneto līdz spēkstaciju turboalternatoriem. Practical examples.
Ģenerators ir ierīce, kas pārveido mehānisko enerģiju maiņstrāvas formā par elektrisko. Lielākajā daļā vieglo automobiļu un kravas auto ir viens galvenais ģenerators, kas uzlādē akumulatoru un nodrošina transportlīdzekļa elektrisko sistēmu darbību.
Darbības princips
Tipiskā rotējošā ģeneratora pamatprincipu veido magnētiskā lauka un vadītāja (vadītāju tinumu) relatīvā kustība. Parasti izmanto rotējošu magnētisko lauku (rotoru), kam apkārt ir nekustīgs tinumu komplekts (stators). Lai gan izklausās sarežģīti, būtība ir vienkārša: mainoties magnētiskajam laukam attiecībā pret tinumu, tinumos inducējas maiņstrāvas spriegums.
Armatūra (stators vai tinumi) reaģē uz rotējošo lauku un pārvada rotācijas radīto strāvu. Dažos dizainos tinumi atrodas rotora pusē un tiek savienoti ar slīdkontaktiem, citos — rotorā atrodas magnēti un stators satur tinumus.
Galvenās sastāvdaļas
- Rotors (rotējošā daļa) — rada magnētisko lauku vai satur pastāvīgos magnētus.
- Stators (nekustīgā daļa) — satur tinumus, kuros inducējas izejas spriegums.
- Eksitācija/iekustināšana — sistēma, kas nodrošina rotora magnētisko lauku (var būt ar spoli vai pastāvīgo magnētu).
- Rektifikatori un regulators — automobiļu ģeneratoros maiņstrāva tiek taisnota līdz vienpolārai strāvai un regulēta ar sprieguma regulatoru.
- Gultņi, dzesēšana un korpuss — nodrošina mehānisko atbalstu un siltuma novadi no tinumiem.
Ģeneratoru veidi un nosaukumi
Termins "ģenerators" var tikt lietots plaši, bet praksē sastopami vairāki galvenie veidi:
- Automobiļu alternatori — mazās rotējošās mašīnas, ko darbina iekšdedzes dzinēji; tās ģenerē maiņstrāvu, kuru parasti taisno akumulatora uzlādei.
- Magneto — alternators, kura magnētiskajam laukam izmanto pastāvīgo magnētu; bieži izmanto mazās iekšdedzes iekārtās vai kā aizdedzes avotu.
- Turboalternatori — lielas alternatoru iekārtas, ko izmanto spēkstacijās, ko nesaista parasti ar tvaika turbīnām; tos, ko darbina tvaika turbīnas, sauc par turboalternatoriem.
- Sīnhronie un asinhronie ģeneratori — lieto elektrostacijās un rūpniecībā atkarībā no prasībām attiecībā uz darba frekvenci un slodzes raksturu.
Pielietojumi
- Transportlīdzekļi — uzlādē akumulatoru un nodrošina borta sistēmas darbību.
- Elektrostacijas — lielie alternatori (turboalternatori) ražo tīklu barojošu maiņstrāvu.
- Pārvietojami ģeneratori — būvniecībā, pasākumos, kā rezerves baro avots.
- Atjaunojamās enerģijas iekārtas — vēja ģeneratoros darbojas kā maiņstrāvas ģeneratori (sīnhronie vai asinhronie).
Uzturēšana un drošība
- Regulāri jāpārbauda gultņu stāvoklis, dzesēšanas atveres un gumijas jostas, ja tādas ir.
- Automobiļu ģeneratoros nepieciešama diodju tilta un sprieguma regulatora pārbaude, kā arī kontaktu un suku stāvokļa kontrole.
- Strādājot ar lieliem ģeneratoriem, jāievēro elektrodrošības noteikumi — jāizslēdz slodze un jāizolē spēcīga sprieguma avoti pirms apkopes.
Priekšrocības un ierobežojumi
Maiņstrāvas ģeneratori efektīvi ražo transformējamu spriegumu, ko viegli pārveidot un pieslēgt tīklam. Rotējošie ģeneratori darbojas labi plašā ātrumu diapazonā un ir izturīgi. Tomēr tiem nepieciešama mehāniskā enerģija avots, pareiza dzesēšana un regulēšana, un lielākiem agregātiem — rūpīga uzturēšana.
Kopumā maiņstrāvas ģenerators ir pamatkomponents daudzās elektroenerģijas un transporta sistēmās — no automašīnas borta sistēmas līdz lielām spēkstacijām.
20. gadsimta sākumā Budapeštā ražots ģenerators
Vēsture
Maiņstrāvas ģenerēšanas sistēmas bija zināmas jau kopš elektriskās strāvas magnētiskās indukcijas atklāšanas. Agrīnās mašīnas izstrādāja tādi pionieri kā Maikls Faradejs un Hipolīts Piksijs.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ģenerators?
A: Ģenerators ir ģenerators, kas pārveido mehānisko enerģiju maiņstrāvas veidā elektriskajā enerģijā.
J: Vai katrā automašīnā ir ģenerators?
A: Jā, tāds ir katrā automašīnā, izņemot vecākas automašīnas, kurās izmanto līdzstrāvas ģeneratoru.
J: Kā darbojas lielākā daļa ģeneratoru?
A: Lielākajā daļā ģeneratoru izmanto rotējošu magnētisko lauku ar nekustīgu enkuru. Armatūra reaģē uz rotējošo lauku un pārvada rotācijas radīto strāvu.
J: Vai jebkuru maiņstrāvas ģeneratoru var saukt par ģeneratoru?
A: Principā jebkuru maiņstrāvas elektrisko ģeneratoru var saukt par ģeneratoru, bet parasti šis termins attiecas uz mazām rotējošām mašīnām, ko darbina automobiļu un citi iekšdedzes dzinēji.
J: Kas ir magnēts attiecībā pret ģeneratoru?
A: Ģeneratoru, kura magnētiskajam laukam izmanto pastāvīgo magnētu, sauc par magneto.
J: Kā sauc alternatorus spēkstacijās, ko darbina tvaika turbīnas?
A: Alternatorus spēkstacijās, ko darbina tvaika turbīnas, sauc par turboalternatoriem.
J: Vai turboalternatori ir tādi paši kā parastie alternatori?
A: Turboalternatori ir viens no ģeneratoru veidiem, bet tie īpaši attiecas uz ģeneratoriem spēkstacijās, ko darbina tvaika turbīnas.
Meklēt