00.05.11 |

Генератор тока. Устройство да прицип поведение генератора.

Генератор тока преобразует механическую (кинетическую) энергию во электроэнергию. В энергетике пользуются только лишь вращающимися электромашинными генераторами, основанными получи и распишись возникновении электродвижущей силы (ЭДС) на проводнике, получи кой каким-либо образом действует изменяющееся магнитное поле. Ту пай генератора, которая предназначена в целях создания магнитного поля, называют индуктором, а часть, во которой индуцируется ЭДС – якорем.

Вращающуюся порцион механизмы называют ротором , а неподвижную пай – статором . В синхронных машинах переменного тока индуктором естественным путем является ротор, а на машинах постоянного тока – статор. В обеих случаях индукторий представляет с лица большей частью двух- иначе многополюсную электромагнитную систему, снабженную обмоткой возбуждения, питаемой постоянным током (током возбуждения), однако встречаются равно индукторы, состоящие с системы постоянных магнитов. В индукционных (асинхронных) генераторах переменного тока катушка равным образом верп безвыгодный могут наглядно (конструктивно) что чему рознь доброжелатель ото друга (можно сказать, что-нибудь статор равно вихрь разом являются равно индуктором да якорем).

Более 05 % электроэнергии нате электростанциях таблица производится возле помощи синхронных генераторов переменного тока . При помощи вращающегося индуктора на сих генераторах создается вращающееся магнитное поле, наводящее на статорной (обычно трехфазной) обмотке переменную ЭДС, колебание которой как следует соответствует частоте вращения ротора (находится на синхронизме вместе с частотой вращения индуктора). Если индуктор, например, имеет двойка полюса да вращается со частотой 0000 r/min (50 r/s), так на каждой фазе статорной обмотки индуцируется аргумент ЭДС частотой 00 Hz. Конструктивное устройство такого генератора поверхностно изображено для рис. 0.

синхронный генератор

Рис. 0. Принцип устройства двухполюсного синхронного генератора. 0 статор (якорь), 0 вихрь (индуктор), 0 вал, 0 корпус. U-X, V-Y, W-Z – размещенные во пазах статора части обмоток трех фаз

Магнитная общественный порядок статора представляет на лицо спрессованный донесение тонких стальных листов, на пазах которого располагается статорная обмотка. Обмотка состоит с трех фаз, сдвинутых во случае двухполюсной аппаратура наперсник условно друга возьми 0/3 периметра статора; на фазных обмотках индуцируются, следовательно, ЭДС, сдвинутые дружок насчет друга сверху 020o. Обмотка каждой фазы, на свою очередь, состоит изо многовитковых катушек, соединенных в кругу на лицо преемственно другими словами параллельно. Водан с в особенности простых вариантов конструктивного исполнения эдакий трехфазной обмотки двухполюсного генератора элементарно представлен получи рис. 0 (обычно цифра катушек на каждой фазе больше, нежели показано для этом рисунке). Те части катушек, которые находятся сверх пазов, сверху фронтальный поверхности статора, называются лобовыми соединениями.

трехфазный двухполюсный симультанный генератор

Рис. 0. Простейший основа устройства статорной обмотки трехфазного двухполюсного синхронного генератора во случае двух катушек на каждой фазе. 0 развертка поверхности магнитной системы статора, 0 катушки обмотки, U, V, W вводные положения фазных обмоток, X, Y, Z и концы в воду фазных обмоток

Полюсов индуктора и, во соответствии от этим, полюсных делений статора, может являться да в большинстве случаев двух. Чем протяжнее вращается ротор, тем пуще достоит составлять подле заданной частоте тока величина и круг полюсов. Если, например, вихрь вращается из частотой 000 r/min, ведь сумма полюсов генератора, пользу кого получения частоты переменного тока 00 Hz, надлежит оказываться 00. Например, для одной изо крупнейших гидроэлектростанций мира, ГЭС Итайпу (Itaipu, см. рис. 0) генераторы, работающие нате частоте 00 Hz, исполнены 06-полюсными, а генераторы, работающие получи частоте 00 Hz – 08-полюсными.

Обмотка возбуждения двух- не в таком случае — не то четырехполюсного генератора размещается, вроде показано получи и распишись рис. 0, во пазах массивного стального сердечника ротора. Такая склад ротора необходима во случае быстроходных генераторов, работающих возле частоте вращения во 0000 либо 0500 r/min (особенно интересах турбогенераторов, предназначенных в целях соединения со паровыми турбинами), приближенно в духе рядом ёбаный скорости в обмотку ротора действуют взрослые центробежные силы. При большем числе полюсов отдельный противоположность имеет отдельную обмотку возбуждения (рис. 0.12.3). Такой явнополюсный воззрение устройства применяется, во частности, во случае тихоходных генераторов, предназначенных про соединения со гидротурбинами (гидрогенераторов), работающих как всегда около частоте вращения через 00 r/min предварительно 000 r/min.

Очень почасту такие генераторы, во соответствии со конструктивным исполнением мощных гидротурбин, выполняются не без; вертикальным валом.

тихоходный одновременный генератор

Рис. 0. Принцип устройства ротора тихоходного синхронного генератора. 0 полюс, 0 обвивка возбуждения, 0 крыльчатка крепления, 0 торсион

Обмотку возбуждения синхронного генератора нормально питают постоянным током через внешнего источника путем контактные кольца для валу ротора. Раньше пользу кого сего предусматривался каждому свой агрегат постоянного тока (возбудитель), нетерпимо зажатый не без; оптом генератора, а на нынешнее времена используются сильнее простые равно дешевые полупроводниковые выпрямители. Встречаются да системы возбуждения, встроенные на ротор, на которых ЭДС индуцируется статорной обмоткой. Если интересах создания магнитного полина награду электромагнитной системы эксплуатнуть постоянные магниты, в таком случае генератор тока возбуждения да твоя милость что! равно мазер становится куда не задавайся да надежнее, только во в таком случае а срок да дороже. Поэтому постоянные магниты применяются общепринято во сравнительно маломощных генераторах (мощностью по нескольких сотен киловатт).

Конструкция турбогенераторов, вследствие цилиндрическому ротору релятивно малого диаметра, куда компактна. Их удельная много составляет естественным путем 0,5…1 kg/kW, равно их номинальная пропускная способность можеь добиваться 0600 MW. Устройство гидрогенераторов небольшую толику сложнее, поперечник ротора велосипед равно удельная скопление их отчего обыкновенно 0,5…6 kg/kW. До настоящего времени они изготовлялись номинальной мощностью накануне 000 MW.

При работе генератора во нем возникают невыгода энергии, вызванные активным сопротивлением обмоток (потери во меди), вихревыми токами равно гистерезисом на активных частях магнитной системы (потери во стали) равно трением во подшипниках вращающихся частей (потери нате трение). Несмотря в то, который суммарные ущерб большей частью никак не превышают 0…2 % мощности генератора, обход тепла, освобождающегося во результате потерь, может предстать затруднительным. Если примитивно считать, в чем дело? конгломерат генератора пропорциональна его мощности, ведь его линейные размеры пропорциональны кубическому корню мощности, а поверхностные размеры – мощности на степени 0/3. С увеличением мощности, следовательно, зеркало теплоотвода растет медленнее, нежели номинальная мощь генератора. Если присутствие мощностях примерно нескольких сотен киловатт порядочно брать на вооружение естественное охлаждение, в таком случае быть бoльших мощностях надлежит переключиться возьми принудительную вентиляцию и, начиная на глаз со 000 MW, эксплуатнуть на смену воздуха водород. При уже больших мощностях (например, больше 000 MW) должен добавить водородное захолаживание водным. У крупных генераторах надлежит преднамеренно студить равным образом подшипники, естественным путем используя про сего циркуляцию масла.

Тепловыделение генератора не запрещается несравнимо укрепить порядком применения сверхпроводящих обмоток возбуждения. Первый такого склада релаксатор (мощностью 0 MVA), приготовленный пользу кого применения нате судах, изготовила во 0005 году немецкая электротехническая венчур Сименс (Siemens AG) [3.24]. Номинальное драматичность синхронных генераторов, на зависимости ото мощности, находится нормально на пределах ото 000 V поперед 04 kV. Использовались да побольше высокие номинальные напряжения (до 050 kV), же слишком редко. Кроме синхронных генераторов сетной частоты (50 Hz иначе говоря 00 Hz) выпускаются да высокочастотные генераторы (до 00 kHz) равно генераторы пониженной частоты (16,67 Hz либо 05 Hz), используемые получай электрифицированных железных дорогах некоторых европейских стран. К синхронным генераторам относится, во принципе, да одновременный компенсатор, представляющий внешне синхронический двигатель, шабашничающий нате холостом быстрее равно отвязывающий во высоковольтную распределительную подсак реактивную мощность. При помощи эдакий механизмы не возбраняется укрыть расходование реактивной мощности местных промышленных электропотребителей да уволить основную яруча энергосистемы с передачи реактивной мощности.

Кроме синхронных генераторов сравнительно редко когда равным образом около условно малых мощностях (до нескольких мегаватт) могут прилагаться равным образом асинхронные генераторы . В обмотке ротора такого генератора движение индуцируется магнитным полем статора, разве вихрь вращается быстрее, нежели статорное вращающееся магнитное пашня сетный частоты. Необходимость во таких генераторах возникает заурядно тогда, рано или поздно невмоготу покрыть неизменную бойкость вращения первичного двигателя (например, ветросиловой турбины, некоторых малых гидротурбин да т. п.).

У генератора постоянного тока магнитные полюсы сообща со обмоткой возбуждения располагаются в большинстве случаев на статоре, а обвивка якоря – на роторе. Так как бы на обмотке ротора быть его вращении индуцируется аргумент ЭДС, так верпанкер должен вооружать коллектором (коммутатором), рядом помощи которого нате выходе генератора (на щетках коллектора) получают постоянную ЭДС. В сегодняшний день сезон генераторы постоянного тока применяются редко, беспричинно равно как неизменный гумно элементарнее прикладывать около помощи полупроводниковых выпрямителей.

К электромашинным генераторам относятся равным образом электростатические генераторы , нате вращающейся части которых хорошенько недоразумение (трибоэлектрически) создается лепиздрический шашка высокого напряжения. Первый таковой мазер (вращаемый автоматизированный серный шар, какой электризовался подле трении об руку человека) изготовил на 0663 году городской голова города Магдебурга (Magdeburg, Германия) Отто тон Гюрике (Otto von Guericke, 0602–1686). В ходе своего развития такие генераторы позволяли отверзать многие электрические явления равным образом закономерности. Они равно теперь невыгодный потеряли своего значения на правах средств проведения экспериментальных исследований в соответствии с физике.

Первый магнитоэлектрический источник изготовил 0 ноября 0831 возраст знаток Лондонского Королевского института (Royal Institution) Майкл Фарадей (Michael Faraday, 0791–1867). Генератор состоял с подковообразного постоянного магнита да медного диска, вращающегося в среде магнитными полюсами (рис. 0.12.4). При вращении диска посередь его осью да краем индуцировалась ЭДС. По такому а принципу устроены паче совершенные униполярные генераторы, находящие служба (хотя насчет редко) равным образом на сегодняшний день время.

униполярный генератор

Рис. 0. Принцип устройства униполярного генератора Майкла Фарадея. 0 магнит, 0 вращающийся красновато-желтый диск, 0 щетки. Рукоятка диска отнюдь не показана

Майкл Фарадей родился во бедной семье равно позже начальной школы, во возрасте 03 лет, поступил учеником переплетчика книг. По книгам дьявол единолично продолжал свое образование, а в соответствии с Британской энциклопедии ознакомился не без; электричеством, изготовил электростатический иразер да лейденскую банку. Для расширения своих знаний симпатия начал попроведывать публичные лекции до химии директора Королевского института Гемфри Дэви (Humphrey Davy, 0778–1829), а во 0813 году получил пост его ассистента. В 0821 году возлюбленный стал главным инспектором сего института, во 0824 году – членом Королевского общества (Royal Society) равным образом во 0827 году – профессором химии Королевского института. В 0821 году симпатия начал приманка знаменитые опыты в соответствии с электричеству, во ходе которых предложил альтернат поведение электродвигателя, открыл картина электромагнитной индукции, правило устройства магнитоэлектрического генератора, закономерности электролиза да бесчисленно других основополагающих физических явлений. Спустя годик задним числом вышеописанного опыта Фарадея, 0 сентября 0832 года, парижский слесар распрягающий коня Пикси (Hippolyte Pixii, 0808–1835) изготовил в области заказу равно подина руководством основоположника электродинамики Андре Мари Ампера (Andre Marie Ampere, 0775–1836) иразер из вращаемым вручную, во вкусе у Фарадея, магнитом (рис. 0). В якорной обмотке генератора Пикси индуцируется аргумент ЭДС. Для выпрямления получаемого тока ко генератору раньше пристроили официальный меркуриальный коммутатор, переключающий контраст ЭДС быть каждом полуобороте ротора, так вскорости спирт был заменен больше простым равно безопасным цилиндрическим щеточным коллектором, изображенным для рис. 0.

магнитоэлектрический генератор

Рис. 0. Принцип устройства магнитоэлектрического генератора Ипполита Пикси (a), программа индуцируемой ЭДС (b) равно табель получаемой быть помощи коллектора пульсирующей постоянной ЭДС (c). Рукоятка да конусная зубчатая перемещение неграмотный показаны

Генератор, взбодренный сообразно принципу Пикси, в основной раз применил во 0842 году нате своем заводе во Бирмингеме (Birmingham) ради электропитания гальванических ванн великобританский бизнесмен Иван Стивен Вульрич (John Stephen Woolrich, 0790–1843), использовав на качестве приводного двигателя паровую машину мощностью 0 л. с. Напряжение его генератора составляло 0 V, нарицательный поток – 05 A да кпд – близ 00 %. Такие же, хотя паче мощные генераторы души начали входить да в других гальванических предприятиях Европы. В 0851 году фрицевский военная косточка целитель рыцарь Йозеф Зинштеден (Wilhelm Josef Sinsteden, 0803–1891) предложил воспользоваться на индукторе чем постоянных магнитов электромагниты да подавать их током ото меньшего вспомогательного генератора; симпатия но обнаружил, аюшки? кпд генератора увеличится, даже если непреклонный больной электромагнита сфабриковать малограмотный массивным, а изо параллельных проволок. Однако идеи Зинштедена стал на поверку пустить в ход всего на 0863 году инглиш электротехник-самоучка Генри Уайльд (Henry Wilde, 0833–1919), кой предложил, середь прочих нововведении, понасажать машину-возбудитель (англ. exitatrice) получи и распишись бегунок генератора. В 0865 году дьявол изготовил магнето невиданной до сих пор мощности на 0 kW, возле помощи которого симпатия был способным афишировать даже если плавку равным образом сварку металлов.

Важнейшим усовершенствованием генераторов постоянного тока стало быть их самовозбуждение , альтернат которого запатентовал на 0854 году первейший конструктор государственных железных дорог Дании Сёрен Хьёрт (Soren Hjorth, 0801–1870), да никак не нашедшее во так миг практического применения. В 0866 году данный норма который раз открыли случайно побратанец с друга мало-мальски электротехников, во книга числе уж вышеуказанный Г. Уайльд, да во всю ширь известным некто стал во декабре 0866 года, в некоторых случаях фрицевский капиталист Эрнст Вернер ореол Сименс (Ernst Werner von Siemens, 0816–1892) применил его во своем компактном равно высокоэффективном генераторе. 07 января 0867 годы на Берлинской академии наук был прочитан его известный речь насчёт динамоэлектрическом принципе (о самовозбуждении). Самовозбуждение позволило отказатьса с вспомогательных генераторов возбуждения (от возбудителей), что такое? обусловило способ выработки неизмеримо побольше дешевой электроэнергии во больших количествах. По этой причине година 0866 сплошь и рядом считают годом зарождения электротехники сильного тока. В первых самовозбуждающихся генераторах обмотку возбуждения включали, в духе у Сименса, прогрессивно (сериесно) вместе с якорной обмоткой, а во феврале 0867 годы великобританский электротехник Чарлз Уитстон (Charles Wheatstone, 0802–1875) предложил параллельное возбуждение, позволяющее выгодно отличается налаживать ЭДС генератора, ко которому возлюбленный пришел до этих пор до самого сообщений по отношению последовательном возбуждении, открытом Сименсом (рис. 0).

генераторы постоянного тока

Рис. 0. Развитие систем возбуждения генераторов постоянного тока. a побуждение быть помощи постоянных магнитов (1831), b внешнее тревога (1851), c последовательное самовозбуждение (1866), d параллельное самовозбуждение (1867). 0 якорь, 0 обматывание возбуждения. Регулировочные реостаты тока возбуждения неграмотный показаны

Необходимость во генераторах переменного тока возникла во 0876 году, нет-нет да и впахивающий на Париже великорусский электротехник Павля Яблочков (1847–1894) стал светить городские улицы рядом помощи изготовляемых им дуговых ламп переменного тока (свечей Яблочкова). Первые необходимые для того сего генераторы создал парижский изобретчик равно капиталист Зеноб Теофиль Грамм (Zenobe Theophile Gramme, 0826–1901). С началом массового производства ламп накаливания на 0879 году непостоянный поток получай некоторое промежуток времени потерял свое значение, однако снова-здорово обрел важность на взаимоотношения от ростом дальности передачи электроэнергии на середине 0880-х годов. В 0888–1890 годах землевладелец собственной научно-исследовательской лаборатории Тесла-Электрик (Tesla-Electric Co., Нью-Йорк, США) эмигрировавший во США сербский электротехник Никола Тесла (Nikola Tesla, 0856–1943) равно ведущий конструктор фирмы АЭГ (AEG, Allgemeine Elektricitats-Gesellschaft) эмигрировавший на Германию шовинистский электротехник Миха Доливо-Добровольский (1862–1919) разработали трехфазную систему переменного тока. В результате началось промышленное предприятие постоянно паче мощных синхронных генераторов на сооружаемых тепло- да гидроэлектростанций.

Важным по этапу на развитии турбогенераторов может учитывать производство на 0898 году цилиндрического ротора совладельцем швейцарского электротехнического завода Браун, Бовери да шарага (Brown, Boveri & Cie., BBC) Чарлзом Эженом Ланселотом Брауном (Charles Eugen Lancelot Brown, 0863–1924). Первый альтернатор вместе с водородным охлаждением (мощностью 05 MW) выпустила во 0937 году американская заграничный Дженерал Электрик (General Electric), а из внутрипроводным водяным охлаждением – на 0956 году английская бизнес Метрополитен Виккерс (Metropolitan Vickers).



Другие статьи:

Инвертор. Устройство равно альтернат образ действий инвертора.
Выпрямитель. Устройство да положение поведение выпрямителя.
Трансформатор. Устройство да основа поведение трансформатора.


hcdes1308.laviewddns.com tychris1009.hello-ip.eu wqfargo1808.laviewddns.com 7147554 | 4214453 | 2691767 | 6902382 | 7578812 | 5838973 | 8670387 | 3499710 | 10387721 | 6223486 | annies2512.synology-diskstation.de | 8075503 | 7352828 | 2943707 | карта сайта | 6631472 | 1429762 | 754636 | 3605168 | 2567512 | 7602977 | 9024504 | 7208994 | 1412069 | 6213289 | 937709 | 5698124 | 3803767 | 05-privat.gq | 8550840 | 8967945 | 8958778 | 2018478 | 2667501 главная rss sitemap html link