Η γεννήτρια AC είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια για κατάλληλη χρήση. Με βάση τον τύπο εισόδου ισχύος, υπάρχουν δύο τύποι γεννητριών - γεννήτρια AC και Γεννήτρια DC . Οι δακτύλιοι ολίσθησης χρησιμοποιούνται στις γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος για την παραγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος, ενώ το συνεχές ρεύμα χρησιμοποιείται στις γεννήτριες συνεχούς ρεύματος. Οι γεννήτριες AC χρησιμοποιούνται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, ηλεκτρικά σκούτερ, ιστιοφόρα, ποδήλατα και ούτω καθεξής.Η είσοδος στις γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι συνήθως μηχανική ενέργεια που παρέχεται από ατμοστρόβιλους και κινητήρες εσωτερικής καύσης. Οι γεννήτριες εναλλασσόμενου ρεύματος είναι χρήσιμες σε ανεμογεννήτριες, μικρές μονάδες υδροηλεκτρικής ενέργειας ή σε μείωση των ροών αερίου υψηλότερης πίεσης σε χαμηλότερη πίεση.
Τι είναι η γεννήτρια AC;
Ορισμός: Η γεννήτρια AC είναι μια μηχανή που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή εναλλακτικού emf. Μια απλή γεννήτρια AC λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Έχει ένα πηνίο σύρματος που περιστρέφεται σε μαγνητικό πεδίο.
Αρχή λειτουργίας
Αρχή λειτουργίας γεννήτριας AC είναι, συνήθως αναφέρονται ως εναλλάκτες που λειτουργούν βάσει της αρχής του νόμου του Faraday Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή . Η κίνηση ενός αγωγού σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο αλλάζει τη μαγνητική ροή που συνδέεται με το πηνίο, προκαλώντας έτσι ένα emf.
Απλή γεννήτρια AC
ο μέρη της γεννήτριας AC αποτελείται από ένα πηνίο, δακτυλίους ολίσθησης, βούρτσες και ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο ως κύρια συστατικά του.
Εργασία AC Generator
Το πηνίο περιστρέφεται στο μαγνητικό πεδίο για να παράγει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Καθώς το πηνίο από τη μία πλευρά κινείται πάνω από το μαγνητικό πεδίο, ένα emf προκαλείται σε μία κατεύθυνση. Καθώς η περιστροφή του πηνίου συνεχίζεται και αυτή η πλευρά ενός πηνίου κινείται προς τα κάτω και μια άλλη πλευρά του πηνίου κινείται προς τα πάνω, ένα emf προκαλείται στην αντίστροφη κατεύθυνση. Ο κανόνας του Fleming χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του emf. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για κάθε κύκλο και το emf που παράγεται είναι εναλλασσόμενου τύπου.
Διαφορετικές θέσεις ενός πηνίου
Η έξοδος μιας γεννήτριας AC φαίνεται παραπάνω με ένα γράφημα.
- A - Όταν το πηνίο είναι σε 0 μοίρες, το πηνίο κινείται παράλληλα προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου και συνεπώς δεν προκαλεί emf.
- B - Όταν το πηνίο είναι 90 μοίρες, το πηνίο κινείται στους 90˚ στο μαγνητικό πεδίο και συνεπώς προκαλεί το μέγιστο emf.
- C - Όταν το πηνίο είναι 180 μοίρες, το πηνίο κινείται και πάλι παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο και συνεπώς δεν προκαλεί emf.
- D - Όταν το πηνίο είναι 270 μοίρες, το πηνίο κινείται πάλι στους 90˚ στο μαγνητικό πεδίο και συνεπώς προκαλεί το μέγιστο emf. Εδώ, το επαγόμενο emf είναι αντίθετο με αυτό του B.
- A - Όταν το πηνίο είναι 360 μοίρες, το πηνίο έχει ολοκληρώσει μία περιστροφή και κινείται παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο και προκαλεί μηδενικό emf.
Σκεφτείτε ένα πηνίο ορθογώνιου σχήματος με στροφές «Ν» που περιστρέφεται σε ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο «Β» γωνιακής ταχύτητας «ω». Η γωνία μεταξύ του μαγνητικού πεδίου «B» και της κανονικής στο πηνίο ανά πάσα στιγμή «t» δίνεται από, θ = ωt.
Σε αυτή τη θέση, η μαγνητική ροή είναι κάθετη στο επίπεδο ενός πηνίου και δίνεται από τον B Cos ωt.
Η μαγνητική ροή που συνδέεται με ένα πηνίο Ν στροφών είναι ɸ = B Cos ωt A, όπου το Α είναι η περιοχή ενός πηνίου.
Το επαγόμενο emf στο πηνίο δίνεται από τους νόμους της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, που είναι
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt —— (i)
Όταν το πηνίο περιστρέφεται κατά 90˚, η τιμή του ημιτονοειδούς γίνεται 1 και το emf που προκαλείται θα είναι το μέγιστο, η παραπάνω εξίσωση (i) μειώνεται σε,
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Όπου το Bm αναφέρεται στη μέγιστη πυκνότητα ροής σε Wb / m2
Το «Α» αναφέρεται στην περιοχή ενός πηνίου σε m2
«F» = συχνότητα περιστροφής ενός πηνίου σε στροφές / δευτερόλεπτο.
Αντικατάσταση (ii) στο (i),
ε = ε0 sin ωt
Το επαγόμενο εναλλασσόμενο ρεύμα δίνεται από, I = ε/R = ε0 sin ωt/ R
Κατασκευή γεννήτριας AC
Η απλή γεννήτρια AC διαθέτει δύο κύρια μέρη - το Rotor και το Stator. Ο ρότορας είναι ένα περιστρεφόμενο εξάρτημα και το σταθερό μέρος μιας μηχανής είναι ένας στάτης.
Στάτωρ
Ο στάτης είναι ένα σταθερό στοιχείο που συγκρατεί αποτελεσματικά την περιέλιξη του οπλισμού. Ο σκοπός του τυλίγματος οπλισμού είναι να μεταφέρει ρεύμα στο φορτίο και το φορτίο μπορεί να είναι οποιοσδήποτε εξωτερικός εξοπλισμός που καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια. Αποτελείται από τρία κύρια μέρη:
- Πλαίσιο στάτορα - Είναι ένα εξωτερικό πλαίσιο που χρησιμοποιείται για τη συγκράτηση του πυρήνα του στάτη καθώς και των περιελίξεων οπλισμού.
- Πυρήνας στάτορα - Είναι πλαστικοποιημένο με χάλυβα ή σίδηρο για τη μείωση των απωλειών ρεύματος. Οι εγκοπές κατασκευάζονται στο εσωτερικό μέρος ενός πυρήνα για να συγκρατούν τις περιελίξεις οπλισμού.
- Περιελίξεις οπλισμού - Οι περιελίξεις οπλισμού τυλίγονται στις εγκοπές του πυρήνα οπλισμού.
Στροφείο
Ο ρότορας είναι ένα περιστρεφόμενο μέρος μιας γεννήτριας AC. Αποτελείται από περιελίξεις μαγνητικού πεδίου. Η τροφοδοσία DC χρησιμοποιείται για μαγνητισμό μαγνητικών πόλων. Κάθε άκρο περιελίξεων μαγνητικού πεδίου συνδέεται με δακτυλίους ολίσθησης. Αυτός ο συνδυασμός συνδέεται με έναν κοινό άξονα στον οποίο περιστρέφεται ο ρότορας. Οι δύο τύποι του ρότορα είναι ο ρότορας πόλου και ο ρότορας του κυλινδρικού πόλου.
Ρότορας Soleent Pole
Ο τύπος ρότορα εμφανίζει στο παρακάτω σχήμα. Σε αυτόν τον τύπο ρότορα, προβάλλεται ο αριθμός των πόλων, γνωστοί ως προεξέχοντες πόλοι με τις βάσεις τους καρφωμένες στον ρότορα. Χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές χαμηλής και μέσης ταχύτητας.
Ρότορας Soleent Pole
Κυλινδρικό στροφείο πόλων
Οι κυλινδρικοί ρότορες τύπου αποτελούνται από έναν αναδιπλούμενο και στιβαρό κύλινδρο με σχισμές τοποθετημένες στην εξωτερική επιφάνεια ενός κυλίνδρου. Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές υψηλής ταχύτητας. Το διάγραμμα του κυλινδρικού ρότορα πόλου φαίνεται παρακάτω.
Κυλινδρικός ρότορας
Τύποι γεννήτριας AC
Οι γεννήτριες AC είναι δύο τύπων. Αυτοί είναι
Ασύγχρονες γεννήτριες
Οι ασύγχρονες γεννήτριες είναι επίσης γνωστές ως επαγωγικές γεννήτριες. Σε αυτόν τον τύπο γεννήτριας, η ολίσθηση βοηθά την περιστροφή του ρότορα. Ο ρότορας προσπαθεί πάντα να ταιριάζει με τη σύγχρονη ταχύτητα ενός στάτορα αλλά αποτυγχάνει. Εάν ο ρότορας ταιριάζει με τη σύγχρονη ταχύτητα ενός στάτορα, η σχετική ταχύτητα γίνεται μηδέν, και ως εκ τούτου ο ρότορας δεν έχει ροπή. Είναι κατάλληλα για τη λειτουργία ανεμογεννητριών.
Σύγχρονες γεννήτριες
Η σύγχρονη γεννήτρια είναι ένας τύπος γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος που περιστρέφεται με σύγχρονη ταχύτητα. Λειτουργεί με βάση την αρχή του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday - ένα emf προκαλείται όταν ένα πηνίο περιστρέφεται σε ένα ομοιόμορφο μαγνητικό πεδίο. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας για την παραγωγή υψηλών τάσεων.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές της γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος περιλαμβάνουν κυρίως την παραγωγή ενέργειας από ανεμόμυλους, υδροηλεκτρικά φράγματα και πολλά άλλα.
Συχνές ερωτήσεις
1). Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της γεννήτριας AC και της γεννήτριας DC;
Στη γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος, το ηλεκτρικό ρεύμα αντιστρέφει περιοδικά την κατεύθυνσή του για να γίνει εναλλασσόμενο ρεύμα. Στη γεννήτρια DC, το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει σε μία μόνο κατεύθυνση.
2). Οι εναλλάκτες αυτοκινήτων έχουν AC ή DC;
Κατά κύριο λόγο, το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος παράγεται στον περιστρεφόμενο οπλισμό και χρησιμοποιεί έναν μεταλλάκτη και πινέλα για μετατροπή σε DC.
3). Η γεννήτρια AC λειτουργεί με βάση την αρχή;
Λειτουργεί με την αρχή των νόμων της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday.
4). Ονομάστε τους τύπους γεννητριών AC.
Σύγχρονες και ασύγχρονες γεννήτριες AC
5). Είναι οι μπαταρίες AC ή DC;
Οι μπαταρίες είναι DC καθώς μεταδίδουν ρεύμα μόνο σε μία κατεύθυνση.
Σε αυτό το άρθρο, συζητήσαμε το AC γεννήτρια και η αρχή λειτουργίας της . Ο αναγνώστης μπορεί να αποκτήσει πληροφορίες σχετικά με τη γεννήτρια AC, τους τύπους, την κατασκευή και τις εφαρμογές. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η λειτουργία της γεννήτριας AC;
