Hogyan működik egy villamos generátor?

Bármely elektromos generátor elektromos áramot generál. Valójában a generátor nem termel semmit, hanem csak egy energia formát alakít át egy másikba (amint ez a természetben zajló összes energiafolyamatra jellemző). A „villamos generátor” kifejezés leggyakrabban olyan gépet jelentenek, amely a mechanikus energiát elektromos energiává alakítja.

Mechanikai energiát nyerhetünk nyomás alatt kitáguló gázból vagy gőzből, eső vízből, vagy akár kézzel is. Mindenesetre ahhoz, hogy villamos energiát kapjon egy generátorról, először ezt az energiát kell elfogadható formában, leggyakrabban mechanikus formában átadnia.

A mechanikus hajtással működő generátorok a modern világban a generátorok domináns formája. Az ilyen generátorok nukleáris és hidroelektromos erőműveken, autókban, dízel- és benzingenerátorokban, szélmalmokban, kézi dinamikában stb. Működnek. A gőz, a benzin és a szél olyan mechanikus energiaforrásokként szolgálnak, amelyek a generátor forgórészét forgatják.

Példa egy egyszerű villamos generátorra:

A mágnesező tekercs vagy állandó mágnesek vannak rögzítve a generátor forgórészéhez. Az elmúlt években a generátorokat széles körben használják. neodímium mágnesekkel mivel a modern neodímium mágnesek tulajdonságai nem alacsonyabbak egy erős mágnesezési tekercsnél.

A generátorban az elektromos energia előállítása az elektromágneses indukció jelenségén alapszik, amely abban áll, hogy a térben változó mágneses fluxus elektromos mezőt indukál ezen a tér körül.

És ha egy vezetőt abban a régióban helyeznek el, ahol ez az indukált elektromos mező van, akkor egy EMF (elektromotoros erő) indukálódik benne (ez indukálódik), és a megfelelő feszültség megfigyelhető (mérhető, a terheléshez felhasználva) a vezető végei között.

A változó mágneses fluxust a generátorban a speciális tekercsekkel - mágnesezési tekercsekkel - mágneseztetett forgórész- vagy pólushorgokkal együtt mozgó mágnesek képezik. A mágnesező tekercsek általában kefék és csúszógyűrűk útján kapnak energiát.

Generátor alkalmazása vasúti modell villamosítására:

Azok a vezetékek, amelyekben az emf (elektromos feszültség) indukálódik a generátorban, egy állórész tekercselésűek, általában egy mágneses áramkörben vannak elhelyezve, amely az elektromos gép rögzített részéhez van rögzítve. Ez a tekercselés különféle típusú generátorokhoz különféle módokon hajtható végre.

Háromfázisú generátorokban a háromfázisú séma szerint készített állórész-tekercseket alkalmazzák - egy ilyen háromfázisú tekercs három részét egy "csillag" vagy "háromszög" csatlakoztathatja.

Csillagcsatlakozás lehetővé teszi, hogy a generátor nagyobb feszültséget érjen el, mint egy háromszög csatlakoztatásával. A feszültségek közötti különbség háromszorosa (körülbelül 1,73). Minél nagyobb a feszültség, annál alacsonyabb az a maximális áram, amely e termelőtől terhelésnél elérhető.

Elektromos generátor működése erőműben:

A generátor névleges teljesítménye számos tényezőtől függ, amelyek meghatározzák a névleges áramot és feszültséget. A generátor kimeneti csatlakozóin lévő feszültség az állórész tekercsének (huzal) hosszától, a forgórész sebességétől és a mágneses mező indukciójától függ annak pólusain. Minél több ez a paraméter, annál nagyobb a feszültség a generátor által alapjáraton és terhelés alatt.

Hordozható generátor (mini erőmű) az önálló tápegységhez:

A generátorból nyerhető maximális áramot elméletileg a rövidzárlati áram korlátozza.Szinte névleges sebességnél az az állórész tekercselő huzal vastagságától és a rotor teljes mágneses fluxustól függ.

Ha a mágneses fluxus nem elegendő, bizonyos esetekben növekedjen a sebesség. Utána a generátort fel kell szerelni egy automatikus feszültségszabályozóval, amint azt az autógenerátorokban is megvalósítják, amelyek képesek az akkumulátor széles sebességtartományban történő töltésére elfogadható áramot előállítani.

Lásd még ebben a témában:

Dinamo gépek - az első DC generátorok

Az elektromos generátorok típusai és munkájuk alapelvei

Hogyan van felépítve és működik a dízelgenerátor?

Az autógenerátor készüléke és jellemzői