Vahelduvvoolu generaator on seade, mis muudab mehaanilise energia sobivaks kasutamiseks vahelduvaks elektrienergiaks. Lähtuvalt sisendtüübist on kahte tüüpi generaatorid - vahelduvvoolugeneraator ja Alalisvoolugeneraator . Vahelduvvoolu tootmiseks kasutatakse libisemisrõngaid vahelduvvoolugeneraatorites, alalisvoolugeneraatorites aga alalisvoolu. Vahelduvvoolugeneraatoreid kasutatakse elektrijaamades, elektrirollerites, purjekates, jalgratastes jne.Vahelduvvoolugeneraatorite sisendiks on tavaliselt mehaaniline energia, mida tarnivad auru- ja gaasiturbiinid ning sisepõlemismootorid. Vahelduvvoolugeneraatorid on kasulikud tuuleturbiinides, väikestes hüdroelektrijaamades või kõrgema rõhuga gaasivoogude vähendamisel madalamale rõhule.
Mis on vahelduvvoolugeneraator?
Definitsioon: Vahelduvvoolugeneraator on masin, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks alternatiivse emf kujul. Lihtne vahelduvvoolugeneraator töötab Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse põhimõttel. Sellel on traadimähis, mis pöörleb magnetväljas.
Tööpõhimõte
Vahelduvvoolugeneraatori tööpõhimõte ehk neid nimetatakse tavaliselt vahelduvvoolugeneraatoriteks, mis töötavad Faraday seaduse järgi Elektromagnetiline induktsioon . Juhi liikumine ühtlases magnetväljas muudab pooliga seotud magnetvoo, indutseerides seeläbi emf.
Lihtne vahelduvvoolu generaator
The vahelduvvoolu generaatori osad koosneb spiraalist, libisemisrõngastest, harjadest ja tugevast magnetväljast kui selle peamistest komponentidest.
Vahelduvvoolugeneraatori töö
Tugeva magnetvälja tekitamiseks pööratakse mähist magnetväljas. Kui ühel küljel asuv spiraal liigub läbi magnetvälja üles, indutseeritakse emf ühes suunas. Kui mähise pöörlemine jätkub ja mähise see külg liigub allapoole ja mähise teine külg liigub ülespoole, indutseeritakse emf vastupidises suunas. Indutseeritud emf-i suuna määramiseks kasutatakse Flemingi parema käe reeglit. See protsess kordub iga tsükli jaoks ja toodetud emf on vahelduvat tüüpi.
Spiraali erinevad positsioonid
Vahelduvvoolugeneraatori väljund on näidatud graafikuga eespool.
- A - Kui mähis on 0 kraadi juures, liigub mähis paralleelselt magnetvälja suunaga ja ei indutseeri seega emf-i.
- B - kui mähis on 90 kraadi, liigub mähis 90 ° magnetvälja suunas ja indutseerib seega maksimaalse emf.
- C - kui mähis on 180 kraadi juures, liigub mähis uuesti paralleelselt magnetväljaga ja ei indutseeri seega emf-i.
- D - kui mähis on 270 kraadi, liigub mähis uuesti 90 ° magnetvälja suunas ja indutseerib seega maksimaalse emf. Siin on indutseeritud emf vastupidine B omale.
- A - kui mähis on 360 kraadi juures, on mähis ühe pöörde sooritanud, see liigub paralleelselt magnetväljaga ja indutseerib nulli emf.
Vaatleme N-pööretega ristkülikukujulist mähist, mis pöörleb ühtlase magnetvälja B korral nurkkiirusega ω. Magnetvälja B ja normaalse mähise vahelise nurga igal ajal 't' annab θ = ωt.
Selles asendis on magnetvoo mähise tasapinnaga risti ja selle annab B Cos ωt.
N pöörde mähisega seotud magnetvoo väärtus on ɸ = B Cos ωt A, kus A on mähise pindala.
Indutseeritud emf mähises on antud Faraday seadustest elektromagnetilise induktsiooni kohta, mis on
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt —— (i)
Kui mähis pöörleb läbi 90 °, muutub siinuse väärtus 1 ja indutseeritud emf on maksimaalne, ülaltoodud võrrand (i) väheneb väärtuseni
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Kui Bm viitab maksimaalsele voo tihedusele Wb / m2
‘A’ tähistab mähise pindala ruutmeetrites
‘F’ = mähise pöörlemissagedus pööret sekundis.
Punkt i alapunktis ii,
ε = ε0 sin ωt
Indutseeritud vahelduvvoolu annab I = ε / R = ε0 sin ωt / R
Vahelduvvoolugeneraatori ehitus
Lihtsal vahelduvvoolugeneraatoril on kaks peamist osa - rootor ja staator. Rootor on pöörlev komponent ja masina statsionaarne osa on staator.
Staator
Staator on statsionaarne komponent, mis hoiab tõhusalt armatuuri mähist. Armatuuri mähise eesmärk on viia vool koormusele ja koormus võib olla mis tahes väline seade, mis tarbib elektrit. See koosneb kolmest põhiosast:
- Staatori raam - See on välimine raam, mida kasutatakse nii staatori südamiku kui ka armatuuri mähiste hoidmiseks.
- Staatori südamik - Pöörisvoolukadude vähendamiseks on see lamineeritud terase või rauaga. Armatuuri mähiste hoidmiseks on südamiku sisemisele osale tehtud pilud.
- Armatuuri mähised - Armatuuri mähised on keritud armatuuri südamiku piludesse.
Rootor
Rootor on vahelduvvoolu generaatori pöörlev osa. See koosneb magnetvälja mähistest. Alalisvooluallikat kasutatakse magnetpooluste magnetiseerimiseks. Magnetvälja mähiste mõlemad otsad on kinnitatud libisemisrõngaste külge. See kombinatsioon on ühendatud ühise võlli külge, millel rootor pöörleb. Kaks rootori tüüpi on silmatorkava rootori ja silindrikujulise rootoriga rootor.
Peamine poolusrootor
Silmapoolse rootori tüüp on näidatud alloleval joonisel. Seda tüüpi rootori puhul projitseeritakse pooluste arv, mida tuntakse silmapaistvate postidena, mille alused on rootori külge kinnitatud. Neid kasutatakse madala ja keskmise kiirusega rakendustes.
Peamine poolusrootor
Silindriline poolusrootor
Silindrikujulised rootorid koosnevad silindri välispinnale paigutatud piludest koosnevast ja tugevast silindrist. Seda kasutatakse kiiretes rakendustes. Allpool on näidatud silindrilise poolusega rootori skeem.
Silindriline rootor
Vahelduvvoolugeneraatori tüübid
Vahelduvvoolu generaatorid on kahte tüüpi. Nemad on
Asünkroonsed generaatorid
Asünkroonseid generaatoreid nimetatakse ka induktsioonigeneraatoriteks. Seda tüüpi generaatorites aitab libisemine rootoril pöörlemist. Rootor üritab alati staatori sünkroonset kiirust sobitada, kuid ebaõnnestub. Kui rootor vastab staatori sünkroonsele kiirusele, muutub suhteline kiirus nulliks ja seega rootoril puudub pöördemoment. Need sobivad tuuleturbiinide käitamiseks.
Sünkroongeneraatorid
Sünkroongeneraator on vahelduvvoolugeneraatori tüüp, mis pöörleb sünkroonsel kiirusel. See töötab Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse põhimõttel - emf indutseeritakse, kui mähis pöörleb ühtlase magnetvälja juures. Neid kasutatakse peamiselt elektrijaamades kõrgepinge tekitamiseks.
Rakendused
The vahelduvvoolugeneraatori rakendused hõlmavad peamiselt elektritootmist tuulikutest, hüdroelektrilistest tammidest ja paljudest muudest.
KKK
1). Mis vahe on vahelduvvoolugeneraatoril ja alalisvoolugeneraatoril?
Vahelduvvoolugeneraatoris muudab elektrivool perioodiliselt oma suunda vahelduvvooluks. Alalisvoolugeneraatoris voolab elektrivool ühes suunas.
2). Kas auto generaatoritel on vahelduvvool või alalisvool?
Peamiselt tekib vahelduvvool pöörlevas ankuris ja kasutab alalisvooluks muundamiseks kommutaatorit ja harju.
3). Millisel põhimõttel töötab vahelduvvoolu generaator?
See töötab Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduste põhimõttel.
4). Nimetage vahelduvvoolugeneraatorite tüübid.
Sünkroonse ja asünkroonse vahelduvvoolu generaatorid
5). Kas patareid on vahelduvad või alalisvoolu?
Patareid on alalisvooluga, kuna juhivad voolu ainult ühes suunas.
Selles artiklis käsitlesime AC-d generaator ja selle tööpõhimõte . Lugeja saab teadmisi vahelduvvoolugeneraatori, tüüpide, konstruktsiooni ja rakenduste kohta. Siin on teile küsimus, mis on vahelduvvoolu generaatori funktsioon?
