Generator elektryczny , nazywany również dynamo , każda maszyna, która przekształca energię mechaniczną w energię elektryczną w celu przesyłania i dystrybucji liniami energetycznymi do odbiorców domowych, komercyjnych i przemysłowych. Generatory wytwarzają również energię elektryczną wymaganą dla samochodów, samolotów, statków i pociągów.
Moc mechaniczna generatora elektrycznego jest zwykle uzyskiwana z obracającego się wału i jest równa momentowi obrotowemu wału pomnożonemu przez prędkość obrotową lub kątową. Moc mechaniczna może pochodzić z wielu źródeł: turbin hydraulicznych przy tamach lub wodospadach; turbiny wiatrowe; turbiny parowe wykorzystujące parę wytwarzaną za pomocą ciepła ze spalania paliw kopalnych lub z rozszczepienia jądrowego; turbiny gazowe spalające gaz bezpośrednio w turbinie; lub silniki benzynowe i wysokoprężne. Konstrukcja i prędkość generatora mogą się znacznie różnić w zależności od właściwości mechanicznego napędu podstawowego.
Prawie wszystkie generatory wykorzystywane do zasilania sieci elektroenergetycznych wytwarzają prąd przemienny , który odwraca polaryzację ze stałą częstotliwością (zwykle 50 lub 60 cykli lub podwójne odwrócenie na sekundę). Ponieważ wiele generatorów jest podłączonych do sieci elektroenergetycznej, muszą one pracować z tą samą częstotliwością w celu jednoczesnego wytwarzania. Dlatego są one znane jako generatory synchroniczne lub, w niektórych konteksty , alternatory.
definicja kompromisu 3/5
Głównym powodem wyboru prądu przemiennego dla sieci elektroenergetycznych jest to, że jego ciągła zmienność w czasie umożliwia zastosowanie transformatorów. Urządzenia te przekształcają energię elektryczną przy dowolnym napięciu i prądzie, jakie są generowane, na wysokie napięcie i niski prąd do transmisji na duże odległości, a następnie przekształcają ją w niskie napięcie odpowiednie dla każdego indywidualnego konsumenta (zwykle 120 lub 240 woltów do użytku domowego). Szczególną formą używanego prądu przemiennego jest a sinusoida , który ma kształt pokazany na. Zostało to wybrane, ponieważ jest to jedyny powtarzalny kształt, dla którego dwie fale przesunięte od siebie w czasie można dodać lub odjąć i uzyskać ten sam kształt jako wynik. Ideałem jest wtedy, aby wszystkie napięcia i prądy miały kształt sinusoidalny. Generator synchroniczny został zaprojektowany tak, aby uzyskać ten kształt tak dokładnie, jak to jest praktycznie możliwe. Stanie się to oczywiste, gdy poniżej zostaną opisane główne elementy i cechy takiego generatora.
Sinusoida. Encyklopedia Britannica, Inc.
W przekroju pokazano elementarny generator synchroniczny w. Centralny wał wirnika jest sprzężony z mechanicznym głównym napędem. pole magnetyczne jest wytwarzany przez przewodniki lub cewki nawinięte w szczeliny wycięte w powierzchni cylindrycznego żelaznego wirnika. Ten zestaw cewek połączonych szeregowo nazywany jest zatem uzwojeniem polowym. Położenie cewek pola jest takie, że skierowana na zewnątrz lub promieniowa składowa pola magnetycznego wytwarzanego w szczelinie powietrznej do stojana jest w przybliżeniu sinusoidalnie rozłożona wokół obrzeże wirnika. W, gęstość pola w szczelinie powietrznej jest maksymalna na zewnątrz na górze, maksymalna do wewnątrz na dole i zero po obu stronach, co przybliża rozkład sinusoidalny.
andrew carnegie baron rabusi lub kapitan przemysłu
Elementarny generator synchroniczny. Encyklopedia Britannica, Inc.
jaka obserwacja religijna zaczyna się w środę popielcową, a kończy przed Wielkanocą?
Stojan generatora elementarnego wskłada się z cylindrycznego pierścienia wykonanego z żelaza, aby zapewnić łatwą ścieżkę dla strumienia magnetycznego. W tym przypadku stojan zawiera tylko jedną cewkę, przy czym dwie strony są umieszczone w szczelinach w żelazie, a końce są połączone ze sobą zakrzywionymi przewodami wokół obwodu stojana. Cewka zwykle składa się z kilku zwojów.
Gdy wirnik się obraca, w cewce stojana indukowane jest napięcie. W każdej chwili wielkość napięcia jest proporcjonalna do szybkości, z jaką pole magnetyczne otoczone przez cewkę zmienia się w czasie, tj. szybkości, z jaką pole magnetyczne przechodzi przez dwie strony cewki. Napięcie będzie zatem maksymalne w jednym kierunku, gdy wirnik obróci się o 90 ° od pozycji pokazanej nai będzie maksymalnie w przeciwnym kierunku o 180° później. Przebieg napięcia będzie w przybliżeniu zgodny z postacią sinusoidalną pokazaną na.
Struktura wirnika generatora wma dwa bieguny, jeden dla strumienia magnetycznego skierowanego na zewnątrz i odpowiedni dla strumienia skierowanego do wewnątrz. W cewce stojana na każdy obrót wirnika indukowana jest jedna pełna fala sinusoidalna. Częstotliwość wyjścia elektrycznego mierzona w hercach (cykle na sekundę) jest zatem równa prędkości wirnika w obrotach na sekundę. Na przykład, aby zapewnić zasilanie energią elektryczną o częstotliwości 60 Hz, główne urządzenie poruszające i prędkość wirnika muszą wynosić 60 obrotów na sekundę lub 3600 obrotów na minutę. Jest to wygodna prędkość dla wielu turbin parowych i gazowych. W przypadku bardzo dużych turbin prędkość taka może być nadmierna z powodu naprężeń mechanicznych. W tym przypadku wirnik generatora jest zaprojektowany z czterema biegunami rozmieszczonymi w odstępach co 90°. Napięcie indukowane w cewce stojana, która obejmuje podobny kąt 90°, będzie składać się z dwóch pełnych fal sinusoidalnych na obrót. Wymagana prędkość wirnika dla częstotliwości 60 Hz wynosi wtedy 1800 obrotów na minutę. W przypadku niższych prędkości, jakie stosuje większość turbin wodnych, można zastosować większą liczbę par biegunów. Możliwe wartości prędkości wirnika w obrotach na minutę wynoszą 120 fa / p , gdzie fa to częstotliwość i p liczba biegunów.
