Sinhroni generator: uređaj, tipovi i primena

Sinhroni generator je poseban uređaj preko kojeg je moguće pretvoriti bilo koju energiju u električnu energiju. Takvi uređaji su mobilne stanice, termalne ili solarne baterije i specijalna oprema. U zavisnosti od vrste generatora, određuje se mogućnost njegove upotrebe, pa je vredno detaljnije razumeti šta je uređaj.

Krajem 19. veka, kompanija Roberta Boscha je prvi put razvila nešto slično generatoru. Uređaj je bio sposoban da zapali motor. Tokom testova je otkriveno da mašina nije pogodna za trajnu upotrebu, ali su programeri uspeli da poboljšaju aparat.

Godine 1890. kompanija je skoro u potpunosti prešla na proizvodnju ove opreme, pošto je stekla veliku popularnost. Godine 1902, Bošov učenik je napravio paljenje pomoću visokog napona. Uređaj je bio u stanju da proizvede iskru između dve elektrode sveće, čineći sistem svestranijim.

Početak 60-ih godina XX veka bila je era širenja generatora širom sveta. I ako su ranije uređaji bili traženi samo u automobilskoj industriji, sada su takve jedinice u stanju da obezbede čitave kuće strujom.

Dizajn takvih jedinica uključuje samo dva glavna elementa:

• rotor;
• stator.

Glavni zadatak generatora je pretvaranje jedne vrste energije u električnu energiju. Uz njegovu pomoć moguće je obezbediti potrebnu količinu struje zavisnim uređajima kako bi se mogli koristiti.

Da biste procenili performanse generatora, morate pogledati njegove karakteristike. U principu, oni su isti kao i za stanicu koja generiše jednosmernu struju. Nekoliko faktora su glavni parametri procene.

• Idling. To je zavisnost EMF-a od jačine pokretnih struja odgovornih za pobudu prigušnog namotaja. Uz njegovu pomoć, moguće je utvrditi sposobnost magnetiziranja lanaca.
• Spoljna karakteristika. Podrazumeva paralelni odnos između napona zavojnice i struje opterećenja. Vrednost zavisi od vrste opterećenja primenjenog na uređaj. Među razlozima koji mogu izazvati promene, postoji povećanje ili smanjenje EMF jedinice, kao i pad napona na namotajima instaliranog namotaja, koji se nalazi unutar uređaja.
• Podešavanje. Predstavlja odnos koji se formira između struja polja i struja opterećenja. Praćenjem ovog indikatora postiže se obezbeđenje operativnosti i zaštite sinhronih jedinica. Ovo je lako postići ako stalno podešavate EMF.

Nije tako teško shvatiti kako uređaj funkcioniše. Sastoji se u rotiranju magnetnog okvira kako bi se stvorilo električno polje. U procesu rotiranja okvira pojavljuju se magnetne linije koje počinju da prelaze njegovu konturu.Ukrštanje doprinosi formiranju električne struje.

Da biste utvrdili gde se kreću tokovi električne energije, potrebno je koristiti pravilo kardana. Treba napomenuti da je u nekim oblastima trenutno kretanje suprotno. Pravci se stalno menjaju kada stignete do sledećeg pola, koji se nalazi na magnetu. Ova pojava se naziva naizmenična struja, a povezivanje okvira sa zasebnim magnetnim prstenom može dokazati ovaj uslov.

Odnos između veličine struje u okviru i brzine rotacije rotora sistema je proporcionalan. Тако, što se okvir više okreće, generator može da obezbedi više struje. Ovaj indikator karakteriše brzina rotacije.

Prema utvrđenim standardima, indikator optimalne brzine u većini zemalja ne bi trebalo da prelazi 50 Hz. To znači da rotor mora izvršiti 50 vibracija u sekundi. Da biste izračunali parametar, potrebno je složiti se da jedna rotacija okvira dovodi do promene smera struje.

Ako vratilo uspe da se okrene 1 put u sekundi, to znači da je frekvencija električne struje 1 Hz. Dakle, da bi se postigao 50 Hz, biće neophodno obezbediti tačan broj rotacija okvira u sekundi.

Zavisnost u ovom slučaju je obrnuto proporcionalna. Dakle, da biste obezbedili frekvenciju od 50 Hz, biće potrebno smanjiti brzinu za oko 2 puta.

Pored toga, treba napomenuti da su u nekim zemljama određene druge brzine rotacije rotora. Standardna frekvencija je 60 Hz.

Danas proizvođači proizvode nekoliko tipova sinhronih generatora. Među postojećim klasifikacijama, nekoliko zaslužuju posebnu pažnju. Pre svega, vredi razmotriti podelu jedinica po dizajnu. Generatori su dve vrste.

• Bez četkica. Dizajn generatora podrazumeva upotrebu namotaja statora. Postavljeni su tako da su jezgra elemenata poravnata sa smerom ili magnetnih polova ili jezgara koja su obezbeđena na kalemu. Maksimalan broj magnetnih zuba ne bi trebalo da prelazi 6 komada.

• Sinhroni, opremljen induktorom. Ako govorimo o podešavanju mašina koje rade sa malom snagom, onda se DC magneti koriste kao rotor. Inače, rotor je namotaj induktora.

Sledeća klasifikacija podrazumeva podelu mobilnih stanica na posebne tipove.

• Hidrogeneratori. Posebnost uređaja je rotor sa izraženim polovima. Takve jedinice se koriste za proizvodnju električne energije gde nema potrebe da se obezbedi veliki broj obrtaja uređaja.

• Turbinski generatori. Razlika je u odsustvu izraženih polova. Uređaj je sastavljen od različitih turbina, sposoban je nekoliko puta povećati broj obrtaja rotora.

• Sinhroni dilatacioni spojevi. Koristi se za postizanje reaktivne snage - važan indikator u industrijskim objektima. Uz njegovu pomoć moguće je poboljšati kvalitet isporučene struje i stabilizovati indikatore napona.

Postoji nekoliko uobičajenih modela takvih uređaja.

• Stepper. Koriste se da obezbede rad pogona ugrađenih u mehanizme koji imaju ciklus start-stop.

• Gearless. Uglavnom se koristi u samostalnim sistemima.

• Beskontaktno. Tražene su kao glavne ili rezervne mobilne stanice na brodovima.

• Histereza. Takvi generatori se koriste za brojače vremena.

• Калем. Osigurati rad električnih instalacija.

Prvi su uređaji u kojima su stubovi jasno vidljivi. Odlikuje ih niska brzina rotora. Druga kategorija ima u svom dizajnu cilindrični rotor, koji nema izbočene polove.

Sinhroni generatori su uređaji dizajnirani za proizvodnju naizmenične struje. Takve uređaje možete sresti na različitim stanicama:

• atomic;
• termalni;
• hidroelektrane.

Takođe se jedinice aktivno koriste u transportnim sistemima. Koriste se u raznim vozilima i brodskim sistemima. Sinhroni generator je sposoban da radi i samostalno, odvojeno od električne mreže, i istovremeno sa njom. U ovom slučaju moguće je povezati nekoliko jedinica odjednom.

Prednost proizvodnih stanica naizmenične struje je mogućnost da se dodeljeni prostor obezbedi električnom energijom. Pogodno ako se objekat nalazi daleko od centralne mreže. Zbog toga su jedinice tražene među vlasnicima farmi koje se nalaze u naseljima udaljenim od grada.

Prilikom izbora generatora, važno je pronaći odgovarajući i pouzdan uređaj koji može obezbediti struju na dodeljenom području. Prvo morate odlučiti o tehničkim parametrima budućeg uređaja. Stručnjaci savetuju da obratite pažnju na:

• masa generatora;
• dimenzije uređaja;
• снага;
• Потрошња горива;
• broj buke;
• trajanje rada.

I takođe važan parametar je mogućnost organizovanja automatskog rada. Da biste razumeli koliko faza treba budućem generatoru, potrebno je odrediti vrstu i broj električnih uređaja koji će biti priključeni na njega.

Međutim, kupovina takve mobilne elektrane nije uvek najbolja odluka.

Pre kupovine, dodatno se preporučuje da se uzme u obzir opterećenje koje će biti na uređaju tokom njegovog rada. Svaka faza treba da bude opterećena sa maksimalno 30% od ukupne vrednosti. Dakle, ako je snaga generatora 6 kW, onda će u slučaju korišćenja utičnica sa naponom od 220 V biti moguće koristiti samo 2 kW.

Kupovina trofaznog generatora je tražena samo kada u kući ima mnogo trofaznih potrošača. Ako je većina uređaja jednofazna, bolje je kupiti odgovarajuću jedinicu.

Pre pokretanja generatora, prvo se mora podesiti. Pre svega, podešavaju frekvenciju uređaja. Ovo se može uraditi na dva načina:

1. promenite dizajn jedinice, unapred predvidevši koliko polova je potrebno za rad elektromagneta;
2. obezbediti potrebnu brzinu vratila bez ikakvih promena dizajna.

Upečatljiv primer su turbine male brzine. Oni obezbeđuju rotaciju rotora od 150 obrtaja u minuti. Da biste podesili frekvenciju, koristite prvi metod, povećavajući broj polova na 40 komada.

Uprkos činjenici da je EMF indukcije uređaja povezan sa rotorom i njegovim rotacijama, zbog sigurnosnih zahteva nemoguće je rastaviti strukturu kako bi se promenio parametar.

Vrednost EMF se može promeniti podešavanjem generisanog magnetnog fluksa. Moraće da se poveća ili smanji. Okreti namotaja, tačnije njihov broj, odgovorni su za vrednost indikatora. I takođe na snagu magnetnog fluksa može uticati struja koju generiše kalem.

Podešavanje uključuje uključivanje nekoliko namotaja u lanac.Da biste to uradili, potrebno je da koristite dodatne reostate ili elektronska kola. Druga opcija zahteva podešavanje parametra pomoću spoljnih stabilizatora. Ovo osigurava pouzdanu uslugu.

Prednost sinhrone mobilne stanice je mogućnost sinhronizacije sa drugim električnim mašinama sličnog tipa. Istovremeno, tokom povezivanja, moguće je uskladiti brzine rotacije i osigurati nulti fazni pomak. S tim u vezi, mobilne elektrane su tražene u industrijskoj elektroenergetici, gde je veoma zgodno koristiti ih kao rezervni izvor napajanja za povećanje proizvodnog kapaciteta u slučaju velikih opterećenja.

Pogledajte ispod za sinhroni i asinhroni generator.