Alternator: төхөөрөмж, үйл ажиллагааны зарчим, зорилго

Цахилгаан гүйдэл нь эрчим хүчний гол төрөл бөгөөд хүний амьдралын бүх хүрээнд ашигтай ажил гүйцэтгэдэг. Энэ нь өөр өөр механизмуудтай бөгөөд гэрлийг дулаацуулж, гэрүүдийг дулаацуулж, дэлхий дээрх бидний тав тухтай байдлыг хангах олон төрлийн төхөөрөмжүүдийг идэвхжүүлдэг. Үнэндээ энэ төрлийн эрчим хүч түгээмэл байдаг. Үүнээс та хүссэн бүхнээ авч чадна, тэр ч байтугай буруу менежменттэй их сүйрлийг авч болно.

Гэсэн хэдий ч цахилгааны нөлөөнүүд нь байгаль дээр байсаар ирсэн боловч түүнд тусалсангүй. Тэр үеэс хойш юу өөрчлөгдсөн бэ? Хүмүүс физикийн үзэгдлийн талаар суралцаж, сонирхолтой машинуудыг хувиргаж эхэлсэн бөгөөд энэ нь бидний соёл иргэншлийн хувьсгалт үсрэлтийг хийснээр хүн нэгээс нөгөө энергийг олж авах боломж олгосон юм.

Хүмүүс энгийн металл, соронз, механик хөдөлгөөнөөс цахилгаан үйлдвэрлэхийг сурч байна. Генераторууд нь эрчим хүчний асар их урсгалыг бий болгож, мегаваттаар тооцоологддог. Гэвч эдгээр машинуудын үйл ажиллагааны зарчим нь тийм ч төвөгтэй биш бөгөөд өсвөр насныхны хувьд бүр ч ойлгомжтой байж болох юм. Цахилгаан гүйдлийн генератор гэж юу вэ? Энэ асуултыг ойлгохыг хичээцгээе.

Цахилгаан соронзон индукцийн нөлөө

Цахилгаан гүйдлийн дамжуулагчийн суурь нь цахилгаан эрчим хүчийг EMF юм. Энэ нь ямар ч металлын хувьд олон тооны бөөмийг хөдөлгөж чаддаг. Энэ хүч нь соронзон орны эрчимт өөрчлөгдөж байгаа тохиолдолд л гарч ирдэг. Үр нөлөө нь өөрөө цахилгаан соронзон индукц гэж нэрлэдэг. Илүү өндөр нь соронзон долгионы урсгал дахь өөрчлөлтийг ихэсгэдэг. Үүний тулд байнгын соронзны ойролцоо дамжуулагчийг хөдөлгөж, цахилгаан утаснаас тогтмол утас ашиглан хүчээр сольж, нөлөө нь ижил байх болно - цахилгаан гүйдэл дамжуулагчид гарч ирэх болно.

XIX зууны эхний хагаст энэ эрдэмтэд Oersted болон Faraday нар ажиллаж байв. Тэд мөн энэ физик үзэгдэл илрүүлсэн. Дараа нь цахилгаан соронзон индукц дээр тулгуурлан одоогийн генераторууд болон цахилгаан моторууд бий болсон. Сонирхолтой нь, эдгээр машинууд хоорондоо амархан хөрвөх боломжтой.

DC ба АС генератор хэрхэн ажилладаг вэ?

Цахилгаан гүйдлийн үүсгүүр нь гүйдэл үүсгэдэг цахилгаан механик машин гэдгийг тодорхой харуулж байна. Үнэндээ энэ нь эрчим хүчийг хөрвүүлэгч юм: салхи, ус, дулаан, EMF-д байгаа бүх зүйл, энэ нь дамжуулагчийн одоогийн урсгалыг үүсгэдэг. Ямар ч генераторын төхөөрөмж үндсэндээ эрдэмтдийн анхны туршилт шиг соронзны туйлуудын хооронд эргэлддэг хаалттай дамжуулах хэлхээнээс ямар ч ялгаагүй юм. Зөвхөн хүчирхэг байнгын эсвэл илүү их цахилгаан соронзноос гаргаж авсан соронзон урсгалаас ихээхэн хамаардаг. Хаалттай орчин нь олон эргэлттэй ороомог хэлбэр бөгөөд орчин үеийн генераторын хувьд нэг биш, наад зах нь гурван байна. Үүнийг аль болох их хэмжээний EMF авахын тулд хийгдэж байна.

Стандарт цахилгаан солигч (буюу байнгын) генератор нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ:

• Shells . Цахилгаан соронзон орны туйлуудтай бэхэлгээний дотор фрэймийн функцийг гүйцэтгэнэ. Энэ нь ротор тэнхлэгийг гулзайлгах холхивчийг суурилуулсан байна. Энэ нь металаар хийгдсэн бөгөөд энэ нь машинд бүхэл бүтэн дотоод оруулгыг хамгаалдаг.
• Соронзон тууз нь Stator. Энэ нь соронзон урсгалыг өдөөх ороомогыг тогтооно. Энэ нь ferromagnetic гангаар хийгдсэн байдаг.
• Ротор буюу зангуу. Энэ нь генераторын хөдлөх хэсэг бөгөөд тэнхлэг нь эргэлт хөдөлгөөнд орших хүчийг үүсгэдэг. Өөрийгөө өдөөх ороомог нь цахилгаан гүйдэл үүссэн арматурын цөм дээр байрлана.
• Ачаалах цэг. Дизайны энэхүү элемент нь сэнсний эргэлтэт тэнхлэгээс цахилгааныг шилжүүлэх үйлчилгээ үзүүлдэг. Энэ нь графит гүйдлийн коллектор руу хөдөлгөөнтэй холбогдсон дамжуулагч цагирагууд багтана.

Шууд гүйдэл үүсгэх

Шууд гүйдэл үүсгэгч генераторын хувьд дамжуулагч хэлхээг соронзон ханалтын орон зайд эргэлддэг. Тодорхой мөчлөгийн хувьд, мөчрийн хагас нь нэг буюу хэд хэдэн туйлд ойрхон байдаг. Энэ хагас эргэлт нь дамжуулагчийн цэнэг нэг чиглэлд шилждэг.

Бөөмсүүдийг арилгахын тулд эрчим хүчийг зайлуулах механизмыг бий болгодог. Үүний онцлог нь ороомгийн хагас нь дамжуулагч хагас холболттой холбоотой байдаг. Семирал нь бие биенээсээ хаагдахгүй, харин диэлектрик материал дээр суурилдаг. Ороомгийн нэг хэсэг нь тодорхой туйлыг нэвтрүүлж эхлэх үед хагас тойрог нь цахилгаан хэлхээн дээр сойз холбоо барих бүлгүүдээр хаалтанд орно. Терминал бүр дээр зөвхөн нэг төрлийн боломж гарч ирдэг.

Тогтмол бус туйлшралын энергийг тогтмол биш гэж нэрлэх нь илүү зөв юм. Цилиндр нь эргэлтийн үед дамжуулагчийн соронзон урсгал нь хамгийн их ба хамгийн бага нөлөөтэй байдагтай холбоотой юм. Энэ давтамжийг зохицуулахын тулд роторын дээр хэд хэдэн ороомог, хэлхээний оролт дээр хүчирхэг конденсаторыг ашиглаж болно. Соронзон урсгалын алдагдлыг багасгахын тулд арматур ба сегментийн хоорондын зайг багасгах хэрэгтэй.

Alternator хэлхээ

Өнөөгийн үүсгэгч төхөөрөмжийн хөдөлгөөнт хэсгийг эргүүлэх үед DC үүсгүүртэй адил хүрээний дамжуулагчид EMF-ыг бас үүсгэдэг. Гэхдээ жижиг шинж чанар - Коллекторын зангилааны төхөөрөмжийг солигч нь өөр байна. Үүнээс гадна зүү тус бүр нь дамжуулагч цагирагтай холбогддог.

Трансформаторын зарчим дараах байдалтай байна: хагас ороомог нь нэг туйлын дэргэд өнгөрч байхад нөгөө хэлхээ нь эсрэг чиглэлтэй туйлын дэргэд, нөгөө хэлхээ нь нэг чиглэлд хамгийн багадаа хамгийн өндөр утга хүртэл, тэг рүү дахин эргэлт хийнэ. Гол ороомогууд нь туйлтай харьцангуй байрлалаа сольсны дараа урсгал нь эсрэг чиглэлд хөдөлгөөнийг эхэлдэг.

Дугуйн оролтод долгионы хэлбэрийг сэнсний тэнхлэгт эргүүлэх хугацаатай тэнцэх хагас долгионы давтамжтай синусит хэлбэрээр олж авна. Гаралтад тогтвортой дохио авахын тулд ээлжит давтамж тогтмол байх тохиолдолд механик хэсгийн эргэлтийн хугацаа өөрчлөгдөхгүй.

Хийн төрлийн соронзон үүсгүүр

МРD генераторууд гэж нэрлэгддэг дамжуулагч платформоос шингэн дамжуулалт хийдэг генераторуудын бүтэц. Даралтаар байгаа бодисууд нь соронзон хурцадмал байдалд ордог. EMF индукцийн энергийн дагуу нөлөөнд автсан хэсгүүд чиглэлтэй хөдөлгөөнийг олж, цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг. Гүйдлийн хэмжээ нь соронзон урсгал болон түүний хүчээр дамжих хурдтай шууд пропорциональ байна.

Генераторууд MHD нь энгийн дизайн шийдэлтэй байдаг. Тэдгээр нь роторыг эргүүлэх механизмтай байдаггүй. Ийм эрчим хүчний хангамж нь богино хугацаанд их хэмжээний эрчим хүчийг нийлүүлэх чадвартай байдаг. Эдгээр нь нөөц хэрэгсэл болон онцгой байдлын үед хэрэглэгддэг. Эдгээр машинуудын ашиг тус (үр ашиг) -ийг тодорхойлох коэффициент нь цахилгаан солигчоос илүү байна.

Одоогийн Синхрон генераторыг сольж байна

Ийм солигч ийм төрлийн байдаг.

• Машинууд синхрон юм.
• Машины асинхрон.

Синхрон alternator нь сэнс роторын эргэлтийн хөдөлгөөн болон цахилгаан үүсгэсэн давтамж хоорондын физик харилцаа юм. Ийм системд ротор нь гол судас, туйл болон сонирхолтой ороомогоос угсардаг цахилгаан соронзон. Сүүлд нь сойз ба цагирагны холболтоор DC тэжээлийн эх үүсвэрээс тэжээгддэг. Статор нь нийтлэг цэгээс 0 байх зарчмаар холбогдсон утасны ороомог юм. Тэд EMF-ийг өдөөж, урсгалыг үйлдвэрлэв.

Роторын босоо тэнхлэг нь гадны хүчинд тулгуурладаг, ихэвчлэн турбин, хөдөлгөөний давтамж, тогтмол байдаг. Ийм генератортай холбогдсон цахилгаан хэлхээний хэлхээ нь гурван фазын хэлхээ юм. Тусдаа шугамын давтамж нь бусад шугамтай харьцуулахад 120 градусаар солигддог. Синусоидыг зөв олж авахын тулд хавчуур болон сэнсний хэсгүүдийн хооронд үүсэх лусын соронзон урсгалын чиглэлийг сүүлчийн бүтцээр зохицуулдаг.

Рецепторын өдөөлт нь хоёр аргаар явагддаг.

1. Холбоо барих.
2. Харилцах бус.

Холболтын өдөөх хэлхээний хувьд бусад генераторын цахилгааныг сойз хосоор цахилгаан соронзон орны ороомогт нийлүүлдэг. Энэ генераторыг үндсэн босоо тэнхлэгт нэгтгэж болно. Энэ нь дүрмээр бага хүч чадалтай боловч хүчтэй соронзон орон бий болгоход хангалттай.

Харилцан холбоогүй зарчим нь босоо амны синхрон сэлгэгч нь гурван фазын ороомогтой бөгөөд EMF-г өдөөгдөх ба цахилгаан үүсгэдэг. Энэ нь роторын өдөөгч ороомог руу залгах хэлхээг дамжуулдаг. Structurally, энэ системд хөдлөх харилцахууд байдаггүй бөгөөд энэ нь системийг хялбаршуулж, илүү найдвартай болгодог.

Асинхрон генератор

Асинхросферийн солилцоо байдаг. Төхөөрөмж нь синхрон нэгээс ялгаатай. Эргэлтэт роторын эргэлтийн давтамжаас хамаардаг EMF хамаарал байхгүй байна. "Slip slip" гэх мэт зүйл байдаг бөгөөд энэ нь нөлөөллийн ялгааг тодорхойлдог. Хуудасны хэмжээ нь тооцооллоор тодорхойлогддог тул асинхрон мотор дахь цахилгаан механик процессод тогтмол байдаггүй гэж бодох нь буруу юм.

Хэрвээ генератор, сул зогсолт, ачаалал, ороомгийн урсгал нь гүйдлийн урсгалыг тодорхой давтамжтайгаар эргүүлэхээс сэргийлдэг соронзон урсгалыг бий болгоно. Энэ нь БОМХ-ийн үйлдвэрлэлд нөлөөлдөг хуудас юм.

Хөдөлгөөнтэй хэсгийн орчин үеийн асинхрон солигч нь гурван янзын загвартай:

1. Нүхтэй ротор.
2. Богино холболттой ротор.
3. Фазын ротор.

Ийм машинууд бие даасан, бие даасан өдөөлттэй байж болно. Эхний схем нь ороомог дахь конденсатор ба хагас дамжуулагч хөрвүүлэгчдийг оруулснаар үүсдэг. Бие даасан төрлүүдийг өдөөх нь салангид гүйдлийн нэмэлт эх үүсвэрээр үүсдэг.

Генераторын сэлгэлтийн схем

Эрчим хүчний шугамын хүч чадлын бүх хүч чадал нь гурван фазын цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг. Энэ нь гурван ороомгийг агуулдаг бөгөөд энэ нь цаг хугацааны 1/3-оор өөр хоорондоо шилжсэн фазаар үүсдэг. Хэрэв бид ийм эрчим хүчний эх үүсвэр ороомгийн хувь бүрийг авч үзвэл бид нэг фазын ээлжит гүйдлийг авах болно. Арван хэдэн мянган вольтын хүчдэл нь генераторыг үйлдвэрлэж чаддаг. 220 В хэрэглэгч түгээлтийн трансформатороос авдаг.

Аливаа холбогч, ороомгийн төхөөрөмж нь стандарт боловч ачааллын холболт нь хоёр төрлийн байна:

• Од;
• Гурвалжин.

Одоор цэнэглэгдсэн нэгдлийн гүйдлийн үйл ажиллагааны зарчим нь бүх утас (тэг) -ийг нэг үүсгэгч болгон нэгтгэх ба энэ нь генератор руу буцаан ачаалах үйлдэл юм. Энэ нь дохио (цахилгаан гүйдэл) нь гол төлөв фаз гэж нэрлэгддэг гаралтын ороомог утас (шугаман) дамжин дамждагтай холбоотой юм. Практикт энэ нь маш тохиромжтой, учир нь хэрэглэгчидтэй холбогдох гурван нэмэлт утас татах хэрэггүй юм. Шугаман утас, шугам болон төвийг сахисан утаснуудын хоорондох хүчдэл өөр өөр байна.

Генераторын ороомгийг гурвалжингаар холбох замаар тэдгээр нь нэг хэл дээр хоорондоо холбогдсон байдаг. Тэдний холболтын цэгүүдээс шугамууд нь хэрэглэгчдэд хүрдэг. Дараа нь тэг утас байх шаардлагагүй бөгөөд мөр бүр дээр байгаа хүчдэл нь ачаалалаас үл хамааран адил байна.

Нэг фазын гүйдлийн өмнө гурван фазын гүйдлийн давуу тал нь шулуун үед шулуун долгионы давтамж юм. Энэ нь цахилгаан хангамж, ялангуяа DC моторуудад эерэг нөлөө үзүүлдэг. Түүнчлэн, гурван фазын гүйдэл нь асинхрон хөдөлгүүртэй хөдөлгүүртэй жолоодлогын чадалтай эргэлтийн соронзон урсгал юм.

Холбогдох DC болон AC үүсгүүрүүд

DC генераторууд AC консорциумаас илүү хэмжээтэй, жинтэй байдаг. Хожим нь илүү нарийн төвөгтэй дизайнтай байх боловч тэдгээр нь олон салбарт хэрэглэгдсээр байна.

Жишээлбэл, метал хийн машин механизм, уурхайн кран, гулзайлтын тээрэм зэрэг машинд өндөр хурдны жолоодлого хийдэг. Тээвэрлэх үед эдгээр генераторууд дизель зүтгүүр, янз бүрийн усан онгоцнууд дээр суурилагдсан. Салхин генераторын олон загварыг байнгын хүчдэлийн эх үүсвэрээр угсардаг.

Тусгай зориулалтаар шууд генераторыг гагнуурт ашигладаг бөгөөд синхрон төрлийн генераторын ороомогыг галан ба электролизийн үйлдвэрийг нийлүүлэхэд шууд одоогийн өсгөгчийн ороомогыг ашигладаг.

Эрчим хүчний солилцооны зорилго нь үйлдвэрлэлийн хэмжээнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх явдал юм. Энэ төрлийн энерги хүн төрөлхтөнд Никола Тесла өгөв. Яагаад байнгын бус туйлшрал-эргэлтийн гүйдлийн урсгал өргөн хэрэглэгддэг вэ? Энэ нь тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг дамжуулахад их хэмжээний алдагдал болдогтай холбоотой юм. Мөн утас илүү урт, алдагдал өндөр. Хувьсах хүчдэлийг маш бага өртөгтэйгээр хол зайд тээвэрлэх боломжтой. Үүнээс гадна 220 вольтын үүсгүүр үүсгэдэг хүчдэлийн ороомог (бууруулж өсгөх) нь хялбар байдаг.

Дүгнэлт

Хүмүүс соронзон орны шинж чанарыг бүрэн дүүрэн мэддэггүй бөгөөд энэ нь эргэн тойрны бүхэлд нь нэвт шингэдэг. Мөн цахилгаан энерги нь орчлон ертөнцийн нээлттэй нууцуудын зөвхөн нэг хэсэг юм. Эрчим хүчний үүсгүүр гэж нэрлэгддэг машинууд нь маш энгийн, гэхдээ бидний өгч чадах зүйл гайхалтай. Гэсэн хэдий ч энд жинхэнэ гайхамшиг нь технологи биш, харин сансар огторгуйд асгарсан сансар огторгуйд нэвтэрч чадах хүнийг бодно!