Lidé využívají energii elektrického proudu téměř ve všech oblastech své činnosti. Nyní není snadné si představit život bez elektřiny, která se přeměňuje z mechanické energie pomocí speciálních zařízení. Podívejme se podrobněji na to, jak tento proces probíhá a jak jsou uspořádány moderní generátory.
Obsah
Přeměna mechanické energie na elektrickou energii
Jakýkoli generátor pracuje na principu magnetické indukce. Nejjednodušší alternátor si lze představit jako cívku, která se otáčí v magnetickém poli. Existuje i varianta, kdy cívka zůstává nehybná, ale magnetické pole ji pouze protíná. Právě při tomto pohybu vzniká střídavý proud.Podle tohoto principu funguje po celém světě obrovské množství generátorů spojených do systému napájení.
Zařízení a konstrukce alternátoru
Standardní generátor elektrické energie má následující součásti:
- Rám, ke kterému je připevněn stator s elektromagnetickými póly. Je vyroben z kovu a musí plnit ochrannou funkci všech prvků mechanismu.
- Stator, ke kterému je připojeno vinutí. Je vyrobena z feromagnetické oceli.
- Rotor je pohyblivý prvek, na jehož jádru je vinutí, které tvoří elektrický proud.
- Spínací jednotka, která odvádí elektřinu z rotoru. Jedná se o systém pohyblivých vodivých kroužků.
V závislosti na účelu má generátor určité konstrukční vlastnosti, ale každé zařízení, které přeměňuje mechanickou energii na elektřinu, má dvě součásti:
- Rotor je pohyblivý jednodílný železný díl;
- Stator je pevný prvek, který je vyroben ze železných plechů. Uvnitř jsou drážky, uvnitř kterých je umístěno vinutí drátu.
Pro získání větší magnetické indukce by mezi těmito prvky měla být malá vzdálenost. Podle jejich konstrukce jsou generátory:
- S pohyblivou kotvou a statickým magnetickým polem.
- S pevnou kotvou a rotujícím magnetickým polem.
V současnosti je běžnější zařízení s točivými magnetickými poli, protože. je mnohem pohodlnější odebírat elektrický proud ze statoru než z rotoru. Generátorové zařízení má mnoho podobností s konstrukcí elektromotoru.
Obvod alternátoru
Princip činnosti elektrického generátoru: v okamžiku, kdy je polovina vinutí na jednom z pólů a druhá na opačném, proud se pohybuje obvodem od minimální k maximální hodnotě a naopak.
Klasifikace a typy generátorů
Všechny elektrocentrály lze rozdělit podle kritéria práce a druhu paliva, ze kterého se vyrábí elektřina. Všechny generátory jsou rozděleny na jednofázové (napěťový výstup 220 V, frekvence 50 Hz) a třífázové (380 V s frekvencí 50 Hz), stejně jako princip činnosti a druh paliva, které se přeměňuje na elektřinu. . Dokonce i generátory mohou být použity v různých oblastech, což určuje jejich technické vlastnosti.
Podle principu práce
Samostatné asynchronní a synchronní alternátory.
Asynchronní
Asynchronní generátory nemají přesný vztah EMF na otáčkách rotoru, ale zde funguje termín "skluz S". Definuje tento rozdíl. Hodnota skluzu je vypočtena, takže stále existuje určitý vliv prvků generátoru na elektromechanický proces indukčního motoru.
Synchronní
Takový generátor má fyzikální závislost na rotačním pohybu rotoru na generované frekvenci elektrické energie. V takovém zařízení je rotor elektromagnet sestávající z jader, vinutí a pólů. Stator jsou cívky, které jsou spojeny podle principu hvězdy a mají společný bod - nulu. Právě v nich se vyrábí elektřina.
Rotor je uváděn do pohybu cizí silou pohyblivých prvků (turbíny), které se pohybují synchronně. Buzení takového alternátoru může být kontaktní i bezkontaktní.
Podle typu paliva motoru
Odlehlost od elektrické sítě se s příchodem generátorů již nestává překážkou pro používání elektrických spotřebičů.
generátor plynu
Jako palivo se používá plyn, při jehož spalování vzniká mechanická energie, která je následně nahrazena elektrickým proudem. Výhody použití plynového generátoru:
- Bezpečnost pro životní prostředí, protože plyn během spalování nevypouští škodlivé prvky, saze a toxické produkty rozkladu;
- Ekonomicky je velmi výhodné spalovat levný plyn. Ve srovnání s benzínem bude stát mnohem méně;
- Přívod paliva se provádí automaticky. Benzín a motorovou naftu je třeba přidat podle potřeby a generátor plynu je obvykle připojen k systému dodávky plynu;
- Díky automatizaci zařízení vstupuje do činnosti nezávisle, ale k tomu musí být umístěno v teplé místnosti.
Dieselový generátor
Tuto kategorii tvoří především jednofázové jednotky o výkonu 5 kW. 220 Voltů a frekvence 50 Hz jsou standardem pro domácí spotřebiče, takže dieselový stroj dobře zvládá standardní zátěž. Jak asi tušíte, k jeho provozu je zapotřebí motorová nafta. Proč zvolit dieselový generátor?
- Relativní levnost paliva;
- Automatizace, která umožňuje automatické spuštění generátoru při přerušení dodávky energie;
- Vysoká úroveň požární bezpečnosti;
- Po dlouhou dobu je dieselová jednotka schopna pracovat bez poruch;
- Působivá odolnost – některé modely jsou schopny pracovat celkem 4 roky nepřetržitého provozu.
Benzínový generátor
Taková zařízení jsou velmi žádaná jako vybavení domácnosti. Navzdory skutečnosti, že benzín je dražší než plyn a nafta, mají tyto generátory mnoho silných stránek:
- Malé rozměry s vysokým výkonem;
- Snadná obsluha: většinu modelů lze spustit ručně a větší generátory jsou vybaveny startérem. Napětí je regulováno při určité zátěži pomocí speciálního šroubu;
- V případě přetížení generátoru se ochrana automaticky aktivuje;
- Snadná údržba a oprava;
- Během provozu nevytvářejte velký hluk;
- Lze jej použít v interiéru i exteriéru, ale musí být chráněn před vlhkostí.
Hlavní aplikace
V závislosti na tom, kde se generátor používá, jsou určeny jeho technické vlastnosti. Především poměr generátoru k určité kategorii v oblasti použití určuje jeho výkon. Následující typy zařízení jsou rozděleny podle oblastí provozu:
- Domácnost. Mají výkon od 0,7 do 25 kW. Tato kategorie obvykle zahrnuje benzínové a naftové generátory. Používají se k napájení domácích elektrospotřebičů a nízkoenergetických zařízení, velmi často na stavbách. Vhodné jako přenosný zdroj elektřiny při výjezdech do přírody;
- Profesionální. Lze je využít jako trvalý zdroj elektrické energie v městských institucích a malých výrobních podnicích. Jeho výkon nepřesahuje 100 kW;
- Průmyslový.Mohou být použity ve velkých továrnách a závodech, kde je vyžadováno vysoce výkonné zařízení. Taková zařízení mají výkon více než 100 kW, mají značné rozměry a pro nepřipraveného člověka jsou náročná na údržbu.
