Alternator: perangkat, prinsip operasi, tujuan

Arus listrik adalah jenis utama energi untuk melakukan pekerjaan berguna dalam semua bidang kehidupan manusia. Ia menetapkan dalam gerak berbagai mekanisme, memberikan cahaya, memanaskan rumah dan menjiwai seluruh banyak perangkat yang menyediakan keberadaan kita nyaman di planet ini. Memang, jenis energi universal. Dari itu Anda bisa mendapatkan semua yang Anda inginkan, dan kehancuran bahkan besar jika disalahgunakan.

Tapi ada saat ketika efek listrik juga hadir di alam, tetapi tidak membantu seseorang. Apa yang telah berubah sejak saat itu? Orang-orang mulai mempelajari fenomena fisik dan telah datang dengan mesin yang menarik - transformer, yang, secara umum, dan membuat lompatan revolusioner maju dalam peradaban kita, yang memungkinkan satu orang untuk menerima energi dari yang lain.

Jadi orang-orang belajar untuk menghasilkan listrik dari magnet logam konvensional dan gerakan mekanis - itu saja. generator telah dibangun, mampu memberikan arus listrik besar energi, megawatt dihitung. Tetapi menarik bahwa prinsip pengoperasian mesin ini tidak begitu sulit, dan mungkin juga bisa dimengerti bahkan untuk remaja. Apa yang dimaksud dengan generator listrik? Mari kita coba untuk menyelesaikan masalah ini.

Pengaruh induksi elektromagnetik

Dasar dari penampilan arus listrik dalam sebuah konduktor adalah gaya gerak listrik - emf. Hal ini dapat membuat memindahkan partikel bermuatan, yang banyak dalam logam apapun. Kekuatan ini muncul hanya jika konduktor terasa perubahan intensitas medan magnet. Efek itu sendiri disebut induksi elektromagnetik. EMF lebih besar, semakin besar laju perubahan gelombang fluks magnetik. Artinya, sangat mungkin dekat magnet permanen untuk memindahkan konduktor, atau kawat pengaruh bidang tetap elektromagnet, mengubah kekuatannya, efeknya sama - arus listrik akan muncul pada Windows Explorer.

Pada masalah ini, para ilmuwan Oersted dan Faraday bekerja pada paruh pertama abad XIX. Mereka juga membuka fenomena fisik. Selanjutnya, atas dasar induksi elektromagnetik ditetapkan generator saat ini dan motor. Menariknya, mesin ini dapat dengan mudah dikonversi ke satu sama lain.

Bagaimana generator AC dan DC

Hal ini dimengerti bahwa generator arus listrik - mesin elektromekanis yang menghasilkan arus. Tapi sebenarnya itu adalah sebuah konverter energi: angin, air, panas, apa pun di EMF, yang sudah menghasilkan saat ini dalam konduktor. Aparat generator dasarnya tidak berbeda dari loop konduktif tertutup, yang berputar antara kutub magnet, seperti pada ilmuwan percobaan pertama. Jumlah hanya jauh lebih besar dari fluks magnetik yang dihasilkan oleh listrik magnet permanen yang kuat atau lebih sering. loop tertutup seperti multi-turn coil, yang dalam generator saat ini tidak satu tapi setidaknya tiga. Semua ini dilakukan dalam rangka untuk mendapatkan sebanyak mungkin EMF.

alternator listrik standar (atau DC) terdiri dari:

• Perumahan. Ini melakukan fungsi frame di mana stator melekat pada kutub elektromagnet. Hal ini dilengkapi dengan bantalan anti-gesekan dari poros rotor. Hal ini terbuat dari logam, juga melindungi seluruh mesin isian batin.
• Stator kutub magnet. Hal bidang tetap berliku fluks magnetik. Hal ini terbuat dari baja feromagnetik.
• Rotor atau angker. Bagian bergerak ini dari generator, poros yang rotationally mendorong kekuatan asing. Pada inti dari angker memiliki self-eksitasi berliku, dan dimana arus listrik terbentuk.
• Switching simpul. anggota struktural ini berfungsi untuk lead listrik dari poros rotor bergerak. Ini termasuk cincin konduktif yang movably terhubung dengan kontak mengumpulkan saat grafit.

membuat DC

generator menghasilkan ruang rangkaian konduktif arus searah diputar di saturasi magnetik. Selain itu, untuk torsi tertentu setiap setengah lingkaran dekat sebuah -pole tertentu. Muatan dalam konduktor untuk setengah putaran bergerak ke arah yang sama.

Untuk mendapatkan penghapusan partikel, terbuat dari mekanisme penghapusan energi. Fitur adalah bahwa masing-masing setengah dari gulungan (frame) terhubung ke setengah lingkaran konduktif. Semirings di antara mereka sendiri tidak ditutup dan diamankan ke bahan dielektrik. Selama periode tersebut, ketika salah satu bagian dari berkelok-kelok mulai melewati setengah cincin tiang tertentu menutup rangkaian grup kontak sikat listrik. Ternyata, untuk setiap terminal datang hanya satu jenis potensial.

Yang benar untuk memanggil energi tidak konstan, dan berdenyut, dengan polaritas yang sama. Denyut karena fakta bahwa fluks magnetik pada konduktor selama rotasi memberikan efek baik maksimum dan minimum. Untuk menyelaraskan denyut, menggunakan beberapa gulungan pada rotor dan kapasitor kuat di sirkuit masukan. Untuk mengurangi magnetik kerugian fluks kesenjangan antara angker dan stator membuat minimal.

skema alternator

Ketika bagian bergerak terjadi menghasilkan rotasi perangkat saat ini dalam bingkai konduktor juga disebabkan gaya gerak listrik sebagai generator DC. Tapi fitur kecil - perangkat alternator kolektor simpul memiliki lebih. Di dalamnya, masing-masing dengan output terhubung ke cincin konduktif.

Prinsip operasi dari generator AC adalah sebagai berikut: ketika setengah dari melewati berliku dekat salah satu tiang (masing-masing di dekat kutub yang berlawanan lain), sirkuit bergerak arus dalam satu arah dari terendah ke nilai tertinggi dan kembali ke nol. Setelah berliku mengubah posisi mereka relatif terhadap tiang, saat ini dimulai gerakannya ke arah yang berlawanan dengan keteraturan yang sama.

Ketika sirkuit ini diperoleh pada gelombang input sebagai gelombang sinus dengan frekuensi setengah-gelombang sesuai dengan periode rotasi poros rotor. Untuk mendapatkan sinyal output yang stabil, dimana frekuensi alternator adalah konstan, bagian mekanik dari periode rotasi harus konstan.

generator magnetik jenis gas

Konstruksi generator saat ini, di mana bukan bingkai logam digunakan sebagai pembawa muatan konduktif plasma, cair atau gas yang dikenal sebagai generator MHD. substansi bertekanan dikejar dalam kekuatan medan magnet. Di bawah pengaruh EMF induksi yang sama partikel bermuatan mendapatkan gerak terarah, menciptakan arus listrik. Jumlah arus berbanding lurus dengan laju perjalanan melalui fluks magnetik, serta kekuatannya.

generator MHD adalah solusi yang konstruktif sederhana - tidak ada rotasi mekanisme rotor. pasokan listrik ini mampu memberikan output daya tinggi dalam waktu singkat. Mereka digunakan sebagai perangkat backup dan kondisi darurat, situasi darurat. Koefisien menentukan kinerja (COP) dari mesin lebih tinggi dari memiliki alternator listrik.

Generator sinkron AC

Ada beberapa jenis alternator:

• mesin sinkron.
• mesin asynchronous.

Sinkron generator AC memiliki hubungan fisik yang ketat antara gerakan rotasi dari rotor dan frekuensi listrik yang dihasilkan. Dalam sistem tersebut, rotor - solenoid dirakit dari inti, tiang dan kumparan menarik. Baru-baru ini didukung dari sumber DC melalui sikat dan kontak cincin. stator adalah kumparan kawat saling berhubungan pada prinsip bintang dengan titik yang sama - nol. Mereka telah diinduksi emf dan arus yang dihasilkan.

Rotor poros didorong oleh kekuatan eksternal, umumnya turbin gerakan yang frekuensi konstan dan disinkronkan. sirkuit listrik dihubungkan ke generator yang seperti adalah sirkuit tiga fase, frekuensi arus dalam satu baris yang fase bergeser 120 derajat relatif terhadap jalur lainnya. Untuk mendapatkan gelombang sinus yang benar, arah fluks magnetik di celah antara stator dan bagian rotor disesuaikan desain yang terakhir.

Eksitasi dari alternator dilaksanakan dengan dua metode:

1. Kontak.
2. Contactless.

Dalam rangkaian eksitasi kontak elektromagnet berliku diberi makan melalui kekuatan sikat pasangan dari pembangkit lain. generator ini dapat dikombinasikan dengan poros utama. Dia biasanya memiliki daya yang lebih kecil, tapi cukup untuk membuat medan magnet yang kuat.

Prinsip kedekatan menyediakan bahwa poros alternator memiliki tambahan tiga fase berkelok-kelok, di mana selama rotasi diinduksi gaya gerak listrik yang dihasilkan dan listrik. Ini adalah melalui sirkuit meluruskan dipasok ke kumparan rotor eksitasi. Konstruktif dalam sistem tersebut tidak memiliki kontak bergerak, yang menyederhanakan sistem, sehingga lebih dapat diandalkan.

generator asinkron

Ada alternator asynchronous. Perangkat berbeda dari sinkron nya. Tidak ada EMF yang tepat tergantung pada frekuensi yang poros rotor berputar. Ada hal seperti "tergelincir S», yang mencirikan perbedaan ini pengaruh. Nilai slip ditentukan dengan menghitung, sehingga salah untuk berpikir bahwa akan ada pola dalam proses motor induksi elektromekanik.

Jika generator berjalan kosong, beban, arus yang mengalir dalam lilitan akan menghasilkan fluks magnetik, yang mencegah rotasi rotor dengan frekuensi yang telah ditentukan. Ini membentuk slide, yang, secara alami, mempengaruhi produksi EMF.

AC yang modern perangkat generator induksi memiliki bagian bergerak di tiga eksekusi yang berbeda:

1. rotor berongga.
2. Tupai-kandang rotor.
3. Fase rotor.

Mesin tersebut dapat menjadi diri independen dan kegembiraan. Skema pertama dilaksanakan oleh masuknya berliku kapasitor dan konverter semikonduktor. Eksitasi dari jenis independen menciptakan sumber tambahan listrik AC.

generator sirkuit

Semua kekuatan-kekuatan tinggi saluran listrik menghasilkan arus listrik tiga fase. Mereka berisi tiga gulungan, yang membentuk arus bolak-balik bergeser dari satu sama lain oleh 1/3 fase periode. Jika kita mempertimbangkan setiap individu berliku dari power supply, kita mendapatkan satu fase arus bolak-balik yang mengalir di baris. Ketegangan di puluhan ribu volt dapat menghasilkan generator. 220 The konsumen menerima sebuah transformator distribusi.

Setiap alternator perangkat berliku memiliki standar, tapi koneksi ke beban adalah dua jenis:

• membintangi;
• segitiga.

Prinsip operasi dari generator AC termasuk bintang melibatkan penyatuan semua kabel (nol) untuk satu, yang memperpanjang dari beban kembali ke generator. Hal ini disebabkan fakta bahwa sinyal (arus listrik) ditularkan terutama melalui kawat keluar kumparan (baris), yang disebut fase. Dalam prakteknya, itu sangat mudah, Anda tidak perlu untuk menarik tiga kabel tambahan untuk menghubungkan konsumen. Tegangan antara konduktor garis dan garis dan kawat netral yang berbeda.

Menggabungkan segitiga Generator gulungan pendek dengan satu sama lain dalam seri dalam satu rangkaian. Dari titik koneksi mereka ke jalur output dari konsumen. Maka tidak perlu kawat netral, dan tegangan pada setiap baris akan sama tanpa beban.

Keuntungan dari fase tunggal tiga fase AC sebelum itu riak kecil ketika merata. Ini memiliki efek positif pada perangkat pasokan, terutama motor DC. Juga, tiga fase saat ini menghasilkan fluks medan magnet berputar yang mampu mendorong motor induksi kuat.

Dimana generator berlaku AC dan DC

alternator DC secara signifikan lebih kecil dalam ukuran dan berat dari mesin AC. Dengan konsep desain yang lebih kompleks daripada yang terakhir, mereka masih digunakan di banyak industri.

distribusi utama mereka menerima sebagai kecepatan tinggi drive di mesin mana kontrol kecepatan diperlukan, misalnya, mekanisme logam, poros lift, rolling mills. Dalam transportasi generator ini dipasang di lokomotif, berbagai pengadilan. Banyak model generator angin dikumpulkan atas dasar sumber tegangan DC.

DC generator yang digunakan dalam pengelasan tujuan khusus, untuk eksitasi dari jenis generator sinkron gulungan sebagai amplifier DC, untuk memasok listrik dan elektrolisis instalasi.

Pengangkatan alternator - untuk menghasilkan listrik pada skala komersial. energi semacam ini telah memberikan umat manusia Nikola Tesla. Mengapa mengubah polaritas saat ini, daripada terus-menerus digunakan secara luas? Hal ini disebabkan fakta bahwa transfer tegangan DC adalah kerugian besar di kabel. Semakin lama kawat, semakin tinggi kerugian. tegangan AC dapat diangkut jarak jauh dengan biaya yang jauh lebih rendah. Dan Anda dapat dengan mudah mengkonversi tegangan bolak (menurunkan dan meningkatkan itu), yang telah mengembangkan generator 220 V.

kesimpulan

Manusia tidak sepenuhnya memahami sifat magnet yang menembus segala sesuatu. Dan energi listrik - hanya sebagian kecil dari rahasia terbuka alam semesta. Mesin-mesin yang kita sebut generator energi, sebenarnya sangat sederhana, namun fakta bahwa mereka dapat memberikan kita, hanya luar biasa. Namun keajaiban nyata tidak dalam teknologi, tetapi dalam pikiran manusia, yang mampu menembus ke dalam reservoir habis-habisnya ide dituangkan dalam ruang!