Vaihtovirtageneraattori on laite, joka muuntaa mekaanisen energian vaihtelevaksi sähköenergiaksi sopivaa käyttöä varten. Syöttötyypin perusteella generaattoreita on kahta tyyppiä - vaihtovirtageneraattori ja DC-generaattori . Liukurenkaita käytetään vaihtovirtageneraattoreissa vaihtovirran tuottamiseen, kun taas tasavirtaa käytetään tasavirtageneraattoreissa. Vaihtovirtageneraattoreita käytetään voimalaitoksissa, sähkömoottoreissa, purjeveneissä, polkupyörissä ja niin edelleen.Syöttö vaihtovirtageneraattoreihin on yleensä mekaanista energiaa, jonka toimittavat höyry- ja kaasuturbiinit sekä polttomoottorit. Vaihtovirtageneraattorit ovat hyödyllisiä tuuliturbiinissa, pienissä vesivoimalaitoksissa tai korkeamman paineen kaasuvirtojen pienentämisessä alempaan paineeseen.
Mikä on AC-generaattori?
Määritelmä: Vaihtovirtageneraattori on kone, joka muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi vaihtoehtoisen emf: n muodossa. Yksinkertainen vaihtovirtageneraattori toimii Faradayn sähkömagneettisen induktion lain periaatteella. Siinä on lankakäämi, joka pyörii magneettikentässä.
Toimintaperiaate
Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate eli näitä kutsutaan yleisesti vaihtovirtalatureiksi, jotka toimivat Faradayn lain Elektromagneettinen induktio . Johtimen liike tasaisessa magneettikentässä muuttaa kelaan kytketyn magneettivuon aiheuttaen siten emf: n.
Yksinkertainen vaihtovirtageneraattori
AC-generaattorin osat koostuu kelasta, liukurenkaista, harjoista ja vahvasta magneettikentästä.
AC-generaattorin toiminta
Kelaa pyöritetään magneettikentässä voimakkaan magneettikentän tuottamiseksi. Kun kela toisella puolella liikkuu ylöspäin magneettikentän läpi, emf indusoituu yhteen suuntaan. Kun kelan pyöriminen jatkuu ja kelan tämä puoli liikkuu alaspäin ja kelan toinen puoli liikkuu ylöspäin, indusoituu emf vastakkaiseen suuntaan. Flemingin oikean käden sääntöä käytetään määrittämään indusoidun emf-suunnan. Tämä prosessi toistuu jokaiselle syklille ja tuotettu emf on vaihtelevaa tyyppiä.
Käämin eri asennot
Vaihtovirtageneraattorin lähtö on esitetty yllä kaaviona.
- A - Kun kela on 0 astetta, kela liikkuu yhdensuuntaisesti magneettikentän suunnan kanssa eikä siten aiheuta emf: tä.
- B - Kun kela on 90 astetta, kela liikkuu 90 ° magneettikenttään ja indusoi siten enimmäisemf.
- C - Kun kela on 180 astetta, kela liikkuu jälleen magneettikentän suuntaisesti eikä siten aiheuta emf: tä.
- D - Kun kela on 270 astetta, kela liikkuu jälleen 90 ° magneettikenttään ja indusoi siten enimmäisemf. Tässä indusoitu emf on päinvastainen kuin B.
- A - Kun kela on 360 astetta, kela on suorittanut yhden kierroksen ja se liikkuu yhdensuuntaisesti magneettikentän kanssa ja indusoi nollan emf.
Tarkastellaan suorakaiteen muotoista kelaa, jossa on N-kierros ja joka pyöri yhtenäisessä magneettikentässä B, jonka kulmanopeus on ω. Magneettikentän ”B” ja kelan normaalin kulman välillä milloin tahansa ”t” saadaan θ = ωt.
Tässä asennossa magneettivuo on kohtisuorassa kelan tasoon nähden ja sen antaa B Cos ωt.
N kierrosta kelaan kytketty magneettivuo on ɸ = B Cos ωt A, missä A on kelan pinta-ala.
Indusoidun emfin kelassa antaa Faradayn sähkömagneettisen induktion lait, mikä on
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt —— (i)
Kun kela pyörii 90 °: n läpi, sinin arvoksi tulee 1 ja indusoitu emf on suurin, yllä oleva yhtälö (i) pienenee arvoon
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Missä Bm viittaa suurimpaan vuon tiheyteen Wb / m2
’A’ viittaa kelan pinta-alaan m2: ssä
’F’ = kelan pyörimistaajuus kierrosta sekunnissa.
Korvaa (ii) kohdassa i,
ε = ε0 sin ωt
Indusoidun vaihtovirran antaa I = ε / R = ε0 sin ωt / R
AC-generaattorin rakentaminen
Yksinkertaisella vaihtovirtageneraattorilla on kaksi pääosaa - roottori ja staattori. Roottori on pyörivä komponentti ja koneen kiinteä osa on staattori.
Staattori
Staattori on kiinteä komponentti, joka pitää tehokkaasti ankkurikäämityksen. Ankkurikäämityksen tarkoituksena on kuljettaa virtaa kuormaan, ja kuorma voi olla mikä tahansa sähkövirtaa kuluttava ulkoinen laite. Se koostuu kolmesta pääosasta:
- Staattorin runko - Se on ulkokehys, jota käytetään staattorin sydämen ja ankkuri käämien pitämiseen.
- Staattorin ydin - Se on laminoitu teräksellä tai raudalla pyörrevirtahäviöiden vähentämiseksi. Ytimen sisäosaan on tehty uria armeijakäämien pitämiseksi.
- Ankkurikäämitykset - Ankkurikäämitykset kääritään ankkuriytimen aukkoihin.
Roottori
Roottori on vaihtovirtageneraattorin pyörivä osa. Se koostuu magneettikentän käämeistä. DC-syöttöä käytetään magneettisten napojen magnetointiin. Magneettikentinkäämien molemmat päät on kiinnitetty liukurenkaisiin. Tämä yhdistelmä on kytketty yhteiseen akseliin, jolla roottori pyörii. Roottorin kaksi tyyppiä ovat huomionarvoinen roottori ja sylinterimäinen naparoottori.
Huomattava napa-roottori
Huomattavan napaisen roottorin tyyppi on esitetty alla olevassa kuvassa. Tämän tyyppisessä roottorissa pylväiden määrä heijastuu, mikä tunnetaan merkittävinä pylväinä, joiden pohjat on kiinnitetty roottoriin. Niitä käytetään matalan ja keskinopeuden sovelluksissa.
Huomattava napa-roottori
Sylinterimäinen napa-roottori
Sylinterimäiset roottorit koostuvat rypyttymättömästä ja kestävästä sylinteristä, jonka urat on järjestetty sylinterin ulkopinnalle. Sitä käytetään nopeissa sovelluksissa. Sylinterimäisen naparoottorin kaavio on esitetty alla.
Sylinterimäinen roottori
AC-generaattorin tyypit
AC-generaattorit ovat kahden tyyppisiä. He ovat
Asynkroniset generaattorit
Asynkroniset generaattorit tunnetaan myös induktiogeneraattoreina. Tämän tyyppisessä generaattorissa luisto auttaa roottoria pyörimään. Roottori yrittää aina sovittaa staattorin synkronisen nopeuden, mutta epäonnistuu. Jos roottori vastaa staattorin synkronista nopeutta, suhteellisesta nopeudesta tulee nolla, eikä roottorilla siten ole vääntömomenttia. Ne soveltuvat tuuliturbiinien käyttämiseen.
Synkronigeneraattorit
Synkronigeneraattori on eräänlainen vaihtovirtageneraattori, joka pyörii synkronisella nopeudella. Se toimii Faradayn sähkömagneettisen induktion lain periaatteella - emf indusoituu, kun kela pyörii tasaisella magneettikentällä. Niitä käytetään pääasiassa voimalaitoksissa korkeajännitteiden tuottamiseen.
Sovellukset
vaihtovirtageneraattorin sovellukset Tähän sisältyy pääasiassa sähköntuotanto tuulimyllyistä, vesisähköpatoista ja monista muista.
UKK
1). Mikä on ero vaihtovirtageneraattorin ja tasavirtageneraattorin välillä?
Vaihtovirtageneraattorissa sähkövirta muuttaa suunnansa säännöllisesti vaihtovirraksi. DC-generaattorissa sähkövirta kulkee yhteen suuntaan.
2). Onko auton vaihtovirtageneraattoreilla vaihtovirta vai tasavirta?
Ensisijaisesti vaihtovirta syntyy pyörivässä ankkurissa ja käyttää kommutaattoria ja harjoja muuntamaan tasavirraksi.
3). Minkä periaatteen mukaan toimii AC-generaattori?
Se toimii Faradayn sähkömagneettisen induktion lakien periaatteella.
4). Nimeä AC-generaattorien tyypit.
Synkroniset ja asynkroniset vaihtovirtageneraattorit
5). Ovatko paristot vaihtovirta vai tasavirta?
Paristot ovat tasavirtaa, koska ne johtavat virtaa vain yhteen suuntaan.
Tässä artikkelissa keskustelimme AC: stä generaattori ja sen toimintaperiaate . Lukija voi saada tietoa AC-generaattorista, tyypistä, rakenteesta ja sovelluksista. Tässä on kysymys sinulle, mikä on AC-generaattorin tehtävä?
