Пристрій генератора змінного струму

Пристрій генератора змінного струмуДля початку давайте розберемося, навіщо потрібен змінний струм? Як відомо, у перших електричних установках застосовувався тільки постійний струм. Але з часом випробувачі прийшли до висновку, що набагато вигідніше з економічної точки зору використовувати змінний струм, тобто такий, у якого показники напрямку та значення не є незмінними.

З тих пір все ширше застосовуються генератори змінного струму.

Принцип пристрою генератора змінного струму

Перемінний струм виробляється на електростанціях за допомогою спеціальних електромашинних синхронних генераторів. Основне, що потрібно знати для розуміння їх принципу дії, — це електромагнітна індукція. За допомогою парової чи водяної турбіни утворюються значення механічної енергії, яка за допомогою перетворення змінюється в електричну енергію.

Як правило, подібний пристрій складається з проводів і трьох великих котушок. Під дією електричного магніту відбувається обертання ротора або приводу. При цьому з’являється магнітне поле, яке передається на статори.

Напруга передається за допомогою колекторних щіток і кілець. Це відбувається наступним чином: відбувається обертання коленвала і разом з ним, роторних кілець з міді, після чого під дією цього обертання до ротору примикають щітки. Таким чином відбувається передача електричного струму від частин генератора, що перебувають у нерухомому стані, до його обертових частин. Так виробляються магнітні поля, які, в свою чергу, виробляють електричні потоки, за допомогою яких і заряджається акумулятор.

Давайте подивимося, які генератори бувають і що входить в їх конструкцію.
Насамперед розглянемо індукційні генератори. В їх конструкцію обов’язково входить магніт, який дозволяє створити магнітні поля. Другою важливою частиною є обмотка, на якій відбувається індукція електро-рушійної сили. Ця сила за своїм значенням прямо пропорційна значенню змінного магнітного потоку.

Для того щоб згенерувати магнітний потік, в генераторі застосовується конструкція, в яку входять два сталевих сердечника. В одному з них знаходиться обмотка для створення магнітного поля, а в іншому – обмотка для створення електро-рушійної сили. В результаті обертання сердечника (обертовий сердечник називається ротор) з’являється магнітне поле. Сердечник, який знаходиться в нерухомому положенні, називається статор. Сердечники повинні бути розташовані максимально близько один до одного, в цьому випадку потік магнітного поля буде сильніше.

Генератори, які використовуються в промислових цілях, включають електромагніт як основну обертову частину і нерухомий статор. Для того щоб до ротору підводився струм, використовується система з ковзаючими контактами. Пристрій генератора змінного струму

Крім того, варто згадати про таку важливу складової частини ротора як щітки. Вони знаходяться в нерухомому положенні і пов’язують його обмотку з частиною зовнішньої ланцюга. Дуже важливий той момент, що генератор віддає назовні струм набагато більшої сили, ніж сила струму, що виникає в його обмотках при появі магнітного поля. Саме тому струм отримують з нерухомої частини обмоток.

Для вироблення струму для роботи генератора використовується ще один генератор, який називається збудник і подає постійний струм.

Якщо генератор не відрізняється великою потужністю, то можна обійтися без кілець і щіток, тільки за допомогою обертового магніту.

Як правило, промислові генератори відрізняються дуже серйозними розмірами. Але при цьому розмір кожної запчастини там вивірений до найменшого міліметра. Саме завдяки точності конструкції вдається домогтися генерації потужного потоку електроенергії.

Варто також виділити синхронні і асинхронні генератори. Асинхронний більш простий в своїй конструкції, відрізняється невисокою вартістю, але при цьому великий стійкістю до перевантажень і коротких замикань. Сфера його застосування дуже широка – від ламп розжарювання до електронагрівачів і складної електроніки. Але варто мати на увазі, що цей вид генераторів погано відноситься до короткочасних перевантажень та при виборі важливо закладати запас потужності.

Синхронні генератори відрізняються набагато більш високою стійкістю до перевантажень, вони здатні витримати до п’ятикратної перевантаження.

Генератори змінного струму широко застосовуються в конструкції автомобілів.

Якщо розглянути конструкцію трифазного автомобільного генератора, то зовні він виглядає як корпус з вентиляційними отворами. Обертання ротора відбувається в підшипниках і починається під дією шківа. На электромагните-роторі одна обмотка, на яку подається струм під впливом щіток і кілець з міді. Також важливою частиною є реле, що регулює максимальну потужність напруги.
В статор входить трикутник з трьох обмоток з міді. Також використовуються напівпровідникові діоди, які перетворюють напругу в постійну.

У деяких випадках для запуску генератора використовується бензиновий двигун, такий генератор відповідно називається бензиновим.

Широке поширення генераторів змінного струму сьогодні доводить їх ефективність та економічну доцільність. Генератори постійного струму сьогодні використовуються набагато рідше, хоча в деяких сферах вони ще збереглися. Найвідоміша і широка сфера їх застосування – це електротранспорт, знайомі всім нам тролейбуси і трамваї. У промисловості ж практично повсюдно застосовуються генератори, генеруючі змінний струм. Часом вони абсолютно гігантських розмірів і виробляють величезні обсяги електроенергії в істинно промислових масштабах. При цьому конструкція і принцип дії подібних генераторів досить прості і зрозумілі.

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками