Ljudje uporabljajo energijo električnega toka na skoraj vseh področjih svojega delovanja. Zdaj si ni lahko predstavljati življenja brez električne energije, ki se s pomočjo posebne opreme pretvarja iz mehanske energije. Poglejmo podrobneje, kako poteka ta proces in kako so urejeni sodobni generatorji.
Vsebina
Pretvorba mehanske energije v električno energijo
Vsak generator deluje na principu magnetne indukcije. Najpreprostejši alternator si lahko predstavljamo kot tuljavo, ki se vrti v magnetnem polju. Obstaja tudi varianta, pri kateri tuljava ostane nepremična, vendar jo magnetno polje le prečka. Med tem gibanjem nastane izmenični tok.Po tem principu deluje ogromno generatorjev po vsem svetu, združenih v sistem napajanja.
Naprava in zasnova alternatorja
Standardni generator električne energije ima naslednje komponente:
- Okvir, na katerega je pritrjen stator z elektromagnetnimi poli. Narejen je iz kovine in mora opravljati zaščitno funkcijo vseh elementov mehanizma.
- Stator, na katerega je pritrjeno navitje. Izdelan je iz feromagnetnega jekla.
- Rotor je premični element, na jedru katerega je navitje, ki tvori električni tok.
- Stikalna enota, ki preusmerja električno energijo iz rotorja. Je sistem premičnih prevodnih obročev.
Glede na namen ima generator določene konstrukcijske značilnosti, vendar ima vsaka naprava, ki pretvarja mehansko energijo v električno energijo, dve komponenti:
- Rotor je premični enodelni železni del;
- Stator je fiksni element, ki je izdelan iz železne pločevine. Znotraj nje so utori, znotraj katerih se nahaja navitje žice.
Za večjo magnetno indukcijo mora biti med temi elementi majhna razdalja. Po svoji zasnovi so generatorji:
- S premično armaturo in statičnim magnetnim poljem.
- S fiksno armaturo in vrtljivim magnetnim poljem.
Trenutno je oprema z vrtljivimi magnetnimi polji pogostejša, ker. veliko bolj priročno je odstraniti električni tok iz statorja kot iz rotorja. Generatorska naprava ima veliko podobnosti z zasnovo elektromotorja.
Tokokrog alternatorja
Načelo delovanja električnega generatorja: v trenutku, ko je polovica navitja na enem od polov, druga pa na nasprotni, se tok premika skozi vezje od najmanjše do največje vrednosti in obratno.
Razvrstitev in vrste generatorjev
Vse električne generatorje lahko razdelimo glede na kriterij dela in vrsto goriva, iz katerega nastaja električna energija. Vsi generatorji so razdeljeni na enofazne (izhodna napetost 220 voltov, frekvenca 50 Hz) in trifazne (380 voltov s frekvenco 50 Hz), pa tudi načelo delovanja in vrsta goriva, ki se pretvori v električno energijo . Tudi generatorji se lahko uporabljajo na različnih področjih, kar določa njihove tehnične značilnosti.
Po principu dela
Ločeni asinhroni in sinhroni alternatorji.
Asinhroni
Asinhroni generatorji nimajo natančnega razmerja EMF na hitrost rotorja, vendar tukaj deluje izraz "slip S". Opredeljuje to razliko. Vrednost zdrsa je izračunana, tako da je še vedno določen vpliv elementov generatorja v elektromehanskem procesu asinhronega motorja.
Sinhroni
Takšen generator je fizično odvisen od rotacijskega gibanja rotorja na ustvarjeno frekvenco električne energije. V takšni napravi je rotor elektromagnet, sestavljen iz jeder, navitij in polov. Stator so tuljave, ki so povezane po principu zvezde in imajo skupno točko - nič. V njih nastaja električna energija.
Rotor se poganja s tujo silo gibljivih elementov (turbin), ki se gibljejo sinhrono. Vzbujanje takšnega alternatorja je lahko kontaktno in brezkontaktno.
Po vrsti motornega goriva
Oddaljenost od omrežja s prihodom generatorjev ne postane več ovira za uporabo električnih naprav.
plinski generator
Kot gorivo se uporablja plin, pri zgorevanju katerega nastane mehanska energija, ki jo nato nadomesti električni tok. Prednosti uporabe plinskega generatorja:
- Varnost za okolje, saj plin med zgorevanjem ne oddaja škodljivih elementov, saj in strupenih produktov razgradnje;
- Ekonomsko je zelo donosno kuriti poceni plin. V primerjavi z bencinom bo stalo veliko manj;
- Oskrba z gorivom se izvaja samodejno. Po potrebi je treba dodati bencin in dizelsko gorivo, plinski generator pa je običajno priključen na sistem za oskrbo s plinom;
- Zahvaljujoč avtomatizaciji naprava deluje samostojno, vendar mora biti za to nameščena v topli sobi.
Dizelski generator
To kategorijo sestavljajo predvsem enofazne enote z močjo 5 kW. 220 voltov in frekvenca 50 Hz sta standardna za gospodinjske aparate, zato se dizelski stroj dobro spopada s standardno obremenitvijo. Kot lahko ugibate, je za njegovo delovanje potrebno dizelsko gorivo. Zakaj izbrati dizelski generator?
- Relativna poceni goriva;
- Avtomatizacija, ki vam omogoča avtomatski zagon generatorja ob prekinitvi napajanja;
- visoka stopnja požarne varnosti;
- Dizelska enota lahko dolgo časa deluje brez okvar;
- Impresivna vzdržljivost - nekateri modeli lahko delujejo skupaj 4 leta neprekinjenega delovanja.
Bencinski generator
Takšne naprave so precej povprašene kot gospodinjska oprema. Kljub dejstvu, da je bencin dražji od plina in dizla, imajo takšni generatorji veliko prednosti:
- Majhne dimenzije z veliko močjo;
- Enostavno upravljanje: večino modelov je mogoče zagnati ročno, večji generatorji pa so opremljeni z zaganjalnikom. Napetost se regulira pod določeno obremenitvijo s posebnim vijakom;
- V primeru preobremenitve generatorja se zaščita samodejno aktivira;
- Enostaven za vzdrževanje in popravilo;
- Med delovanjem ne delajte veliko hrupa;
- Uporablja se lahko tako v zaprtih prostorih kot na prostem, vendar mora biti zaščiten pred vlago.
Glavne aplikacije
Glede na to, kje se generator uporablja, se določijo njegove tehnične značilnosti. Predvsem razmerje med generatorjem in določeno kategorijo na področju uporabe določa njegovo moč. Naslednje vrste opreme so razdeljene po področjih delovanja:
- gospodinjstvo. Imajo moč od 0,7 do 25 kW. Običajno ta kategorija vključuje bencinske in dizelske generatorje. Uporabljajo se za napajanje gospodinjskih električnih aparatov in opreme z nizko porabo, zelo pogosto na gradbiščih. Primeren kot prenosni vir električne energije pri odhodu na podeželje;
- Profesionalni. Uporabljajo se lahko kot stalni vir električne energije v občinskih ustanovah in malih proizvodnih podjetjih. Njegova moč ne presega 100 kW;
- Industrijski.Uporabljajo se lahko v velikih tovarnah in obratih, kjer je potrebna oprema z visoko močjo. Takšne naprave imajo moč več kot 100 kW, imajo precejšnje dimenzije in jih je težko vzdrževati za nepripravljeno osebo.
