Az AC generátor olyan eszköz, amely a mechanikai energiát váltakozó elektromos energiává alakítja át a megfelelő használat érdekében. A tápfeszültség típusa alapján kétféle generátor létezik - AC generátor és DC generátor . A váltakozó áram előállításához csúszógyűrűket használnak a váltakozó áramú generátorokban, míg az egyenáramú generátorokban az egyenáramot használják. A váltakozó áramú generátorokat erőművekben, elektromos robogókban, vitorlásokban, kerékpárokban stb.Az AC generátorok bemenete általában mechanikus energia, amelyet gőz- és gázturbinák, valamint belső égésű motorok szolgáltatnak. Az AC generátorok hasznosak szélturbinákban, kis vízerőművekben vagy a nagyobb nyomású gázáramok alacsonyabb nyomásba történő csökkentésében.
Mi az az AC generátor?
Meghatározás: Az AC generátor olyan gép, amely alternatív emf formájában alakítja át a mechanikai energiát elektromos energiává. Egy egyszerű váltakozó áramú generátor a Faraday-féle elektromágneses indukció törvényének elvén működik. Van egy huzaltekercse, amely mágneses mezőben forog.
Működési elv
AC generátor működési elve vagyis ezeket általában generátoroknak nevezik, amelyek a Faraday-i törvény alapelvén működnek Elektromágneses indukció . A vezető mozgása az egységes mágneses mezőben megváltoztatja a tekercshez kapcsolt mágneses fluxust, így emf-et indukál.
Egyszerű AC generátor
A az AC generátor részei tekercsből, csúszógyűrűkből, kefékből és erős mágneses mezőből áll, amelyek fő alkotóelemei.
Az AC generátor működése
A tekercset a mágneses mezőben elforgatva erős mágneses mező keletkezik. Ahogy az egyik oldalon lévő tekercs felfelé halad a mágneses téren keresztül, egy emf indukálódik egy irányba. Amint a tekercs forgása folytatódik, és a tekercs ezen oldala lefelé mozog, és a tekercs másik oldala felfelé halad, egy emf indukálódik fordított irányban. Fleming jobb oldali szabálya az indukált emf irányának meghatározására szolgál. Ez a folyamat minden ciklusnál megismétlődik, és az előállított emf váltakozó típusú.
Tekercs különböző pozíciói
A váltakozó áramú generátor kimenetét fenti ábra mutatja.
- A - Ha a tekercs 0 fokos, a tekercs párhuzamosan mozog a mágneses tér irányával, és emiatt nem indukál emf-t.
- B - Ha a tekercs 90 fokos, a tekercs 90 ° -on mozog a mágneses mező felé, és ezáltal maximális emf-t indukál.
- C - Ha a tekercs 180 fokos, a tekercs ismét párhuzamosan mozog a mágneses térrel, és így nem indukál emf-t.
- D - Amikor a tekercs 270 fokos, a tekercs ismét 90 ° -on mozog a mágneses mező felé, és ezáltal maximális emf-t indukál. Itt az indukált emf ellentétes a B-vel.
- A - Ha a tekercs 360 fokos, a tekercs befejezte az egyik forgást, és párhuzamosan mozog a mágneses térrel, és nulla emf-t indukál.
Tekintsünk egy „N” fordulattal rendelkező téglalap alakú tekercset, amely az „ω” szögsebességű egységes „B” mágneses mezőben forog. A „B” mágneses tér és a tekercs felé normális szöget a „t” bármikor θ = ωt.
Ebben a helyzetben a mágneses fluxus merőleges a tekercs síkjára és B Cos ωt adja meg.
Az N fordulattal rendelkező tekercshez kapcsolt mágneses fluxus ɸ = B Cos ωt A, ahol A egy tekercs területe.
A tekercsben az indukált emf-t Faraday elektromágneses indukciós törvényei adják meg, ami
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt —— (i)
Amikor a tekercs 90 ° -on elfordul, a szinusz értéke 1 lesz, és az indukált emf maximális lesz, a fenti (i) egyenlet
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Ahol Bm a maximális fluxus sűrűségre vonatkozik Wb / m2
Az „A” a tekercs területét jelenti m2-ben
’F’ = egy tekercs forgási frekvenciája fordulat / másodpercben.
Az i. Pont ii. Alpontja,
ε = ε0 sin ωt
Az indukált váltakozó áramot a I = ε / R = ε0 sin ωt / R
AC generátor felépítése
Az egyszerű váltakozó áramú generátornak két fő része van - rotor és állórész. A rotor forgó alkatrész, a gép álló része pedig állórész.
Állórész
Az állórész egy álló alkatrész, amely hatékonyan tartja az armatúra tekercselését. Az armatúra tekercselésének célja az áram átvitele a terhelésre, és a terhelés bármilyen külső berendezés lehet, amely villamos energiát fogyaszt. Három fő részből áll:
- Állórész váz - Ez egy külső keret, amelyet az állórész magjának és az armatúra tekercseinek a megtartására használnak.
- Állórész mag - Az örvényáram-veszteség csökkentése érdekében acélból vagy vasból van laminálva. A mag belső részén rések készülnek az armatúra tekercseléséhez.
- Armatúra tekercsek - Az armatúra tekercseit az armatúra magjának rései tekercselik.
Forgórész
A rotor egy váltakozó áramú generátor forgó része. Mágneses tér tekercsekből áll. Az egyenáramot a mágneses pólusok mágnesezésére használják. A mágneses tér tekercseinek mindkét vége csúszógyűrűkhöz van rögzítve. Ez a kombináció egy közös tengelyhez kapcsolódik, amelyen a rotor forog. A rotor két típusa: kiemelkedő pólus rotor és hengeres pólus rotor.
Kiemelkedő pólus rotor
A kiemelkedő pólus rotor típusát az alábbi ábra mutatja. Ennél a típusú rotornál a pólusok száma kivetül, amelyek úgynevezett kiemelkedő pólusok, amelyeknek alapja a rotorra van rögzítve, megfigyelhető. Kis és közepes sebességű alkalmazásokban használják őket.
Kiemelkedő pólus rotor
Hengeres oszlop rotor
A hengeres típusú rotorok egy sértetlen és robusztus hengerből állnak, a henger külső felületén elrendezett résekkel. Nagy sebességű alkalmazásokban használják. A hengeres pólus rotor diagramja az alábbiakban látható.
Hengeres rotor
Az AC generátor típusai
Az AC generátorok kétféle típusúak. Ők
Aszinkron generátorok
Az aszinkron generátorokat indukciós generátoroknak is nevezik. Az ilyen típusú generátorokban a csúszás segíti a rotor forgását. A rotor mindig megpróbálja megfelelni az állórész szinkron sebességének, de nem sikerül. Ha a rotor megegyezik az állórész szinkron sebességével, akkor a relatív sebesség nulla lesz, ezért a rotor nem tapasztal nyomatékot. Alkalmasak szélturbinák működtetésére.
Szinkron generátorok
A szinkron generátor egyfajta váltakozó áramú generátor, amely szinkron sebességgel forog. Faraday elektromágneses indukciós törvényének elvén működik - emf indukálódik, ha a tekercs egyenletes mágneses téren forog. Elsősorban erőművekben használják nagyfeszültségek előállítására.
Alkalmazások
A a váltakozó áramú generátor alkalmazásai főként szélerőművekből, hidroelektromos gátakból és még sok másból történő áramtermelést foglal magában.
GYIK
1). Mi a különbség a váltakozó áramú generátor és az egyenáramú generátor között?
A váltakozó áramú generátorban az elektromos áram periodikusan megfordítja az irányát, hogy váltakozó árammá váljon. Az egyenáramú generátorban az elektromos áram egyetlen irányban folyik.
2). Van-e autós váltakozó áramú vagy egyenáramú áram?
Elsősorban az AC áram jön létre a forgó armatúrában, és kommutátorral és kefékkel alakítja át DC-vé.
3). Melyik elv alapján működik a váltakozó áramú generátor?
Faraday elektromágneses indukciós törvényeinek elvén működik.
4). Nevezze meg az AC generátorok típusait.
Szinkron és aszinkron váltakozó áramú generátorok
5.) Az elemek váltakozó vagy egyenáramúak?
Az elemek egyenáramúak, mivel csak egy irányban vezetik az áramot.
Ebben a cikkben megvitattuk az AC-t generátor és működési elve . Az olvasó betekintést nyerhet az AC generátorba, típusaiba, felépítésébe és alkalmazásaiba. Itt egy kérdés az Ön számára, mi a váltakozó áramú generátor funkciója?
