Hoe werkt een elektrische generator?

De functie van elke elektrische generator is om een ​​elektrische stroom te genereren. Maar in feite produceert de generator niets, maar zet deze slechts één vorm van energie om in een andere (zoals kenmerkend is voor alle energieprocessen in de natuur). Meestal bedoelen ze de uitdrukking "elektrische generator" en bedoelen ze een machine die mechanische energie omzet in elektrische energie.

Mechanische energie kan worden verkregen uit gas of stoom die onder druk uitzetten, uit vallend water of zelfs handmatig. Om elektrische energie van een generator te ontvangen, moet deze in elk geval eerst deze energie in een aanvaardbare vorm, meestal in mechanische vorm, overbrengen.

Generators die door mechanische aandrijving werken, zijn de dominante vorm van generators in de moderne wereld. Dergelijke generatoren werken in nucleaire en waterkrachtcentrales, in auto's, in diesel- en benzinegeneratoren, in windmolens, in handdynamo's, enz. Stoom, benzine, wind - dienen als bronnen van mechanische energie die de rotor van de generator roteert.

Een voorbeeld van een eenvoudige elektrische generator:

Een magnetiserende spoel of permanente magneten zijn bevestigd aan de generatorrotor. In de afgelopen jaren zijn generatoren wijdverbreid geworden. met neodymiummagneten op de rotor, aangezien moderne neodymiummagneten qua eigenschappen niet onderdoen voor een krachtige magnetisatiewikkeling.

Het principe van het opwekken van elektrische energie in een generator is gebaseerd op het fenomeen van elektromagnetische inductie, dat bestaat uit het feit dat een magnetische flux die in de ruimte verandert een elektrisch veld rondom deze ruimte induceert.

En als een geleider in het gebied wordt geplaatst waar dit geïnduceerde elektrische veld aanwezig is, dan zal er een EMF (elektromotorische kracht) worden geïnduceerd (het zal worden geïnduceerd), en de bijbehorende spanning kan worden waargenomen (gemeten, gebruikt om de belasting te voeden) tussen de uiteinden van de geleider.

De veranderende magnetische flux wordt verkregen in de generator door middel van magneten die meebewegen met de rotor of poologen gemagnetiseerd door speciale wikkelingen - magnetisatiewikkelingen. Magnetiserende spoelen ontvangen meestal kracht door borstels en sleepringen.

Toepassing van een generator voor elektrificatie van een spoorwegmodel:

De draden waarin de emf (elektrische spanning) in de generator wordt geïnduceerd, zijn een statorwikkeling, meestal gelegen in een magnetisch circuit dat is bevestigd aan een vast onderdeel van een elektrische machine. Deze wikkeling voor generatoren van verschillende typen kan op verschillende manieren worden uitgevoerd.

In driefasige alternatoren worden statorwikkelingen volgens een driefasenschema toegepast - drie delen van een dergelijke driefasige wikkeling kunnen worden verbonden door een "ster" of "driehoek".

Verbinding door een ster maakt het mogelijk om een ​​spanning van een grotere omvang van de generator te verkrijgen dan wanneer verbonden door een driehoek. Het verschil in spanningen is de wortel van 3 keer (ongeveer 1,73). Hoe hoger de spanning, hoe lager de maximale stroom die bij deze belasting van deze generator kan worden verkregen.

De werking van een elektrische generator in een energiecentrale:

Het nominale vermogen van de generator is afhankelijk van verschillende factoren die de nominale stroom en spanning bepalen. De spanning op de uitgangsaansluitingen van de generator is afhankelijk van de lengte van de statorwikkeling (draad), van de rotorsnelheid en van de inductie van het magnetische veld aan zijn polen. Hoe meer deze parameters zijn, hoe groter de spanning wordt verkregen van de generator bij inactiviteit en onder belasting.

Draagbare generator (minikrachtcentrale) voor autonome stroomvoorziening:

De maximale stroom die uit de generator kan worden gehaald, is theoretisch beperkt door zijn kortsluitstroom.Bijna bij nominale snelheid hangt het af van de dikte van de statorwikkeldraad en van de totale magnetische flux van de rotor.

Als de magnetische flux niet voldoende is, neem dan in sommige gevallen een snelheidstoename. Maar dan moet de generator worden uitgerust met een automatische spanningsregelaar, zoals geïmplementeerd in auto-generatoren, die in staat zijn een stroom te produceren die acceptabel is voor het opladen van de batterij in een breed snelheidsbereik.

Zie ook over dit onderwerp:

Dynamomachines - de eerste DC-generatoren

Soorten elektrische generatoren en de principes van hun werk

Hoe werkt de dieselgenerator en hoe werkt deze?

Het apparaat van de auto-generator en zijn functies