 |
Устройство и принцип работы генератора.
|
|
|
|
СИНХРОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ.
Генератором называется электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.
Принцип действия генератора основан на законе электромагнитной индукции: ЭДС индуктируется в проводнике при движении проводника в магнитном поле (при изменении магнитного потока вокруг проводника).
Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.
Синхронным генератором называется бесколлекторная машина переменного тока, скорость вращения которой постоянна и определяется (при заданной частоте) числом пар полюсов: n = 60*f/p; (f = 50 Гц), где р – количество пар полюсов индуктора.
Устройство и принцип работы генератора.
Генератор состоит из индуктора и якоря. Индуктором называется та часть генератора, которая создает магнитное поле. Как правило, индуктор расположен на роторе генератора. Индуктор представляет собой электромагнит, который запитан постоянным током через токосъемные кольца. Индуктор может иметь явонополюсную или неявнополюсную конструкцию.
В неявнополюсном индукторе всегда имеются только два полюса, соответственно такой индуктор создает только двухполюсное вращающееся магнитное поле.
Явнополюсной индуктор может иметь различное число полюсов(до нескольких десятков) но это число всегда кратно двум.
Якорем называется та часть генератора, в которой с помощью индуктора создается ЭДС (электрический ток). В СД якорем является статор, который не отличается от статора асинхронного двигателя. Статор является неподвижной частью синхронной машины и состоит из корпуса и сердечника, в пазах которого располагается статорная обмотка, предназначенная для индуктирования в ней ЭДС. Сердечник статора набирается из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм, в которых вырубают пазы для укладки проводников обмотки.
|
|
|
Генератор, вырабатывающий однофазный ток, имеет одну якорную обмотку, трехфазный генератор –имеет три обмотки.
Принцип действия СГ: Если ротор генератора, представляющий собой электромагнит, вращать, то его магнитные линии начнут пересекать якорную обмотку статора, тем самым индуцируя в ней ЭДС. Если обмотку статора замкнуть через нагрузку, то по ней потечет ток.
Так как обмотки якоря расположены под углом 120 гр, то и синусоиды напряжения (фазы каждой из обмоток) так же сдвинуты на угол 120 градусов. 
СГ обращенной конструкции. В таком генераторе индуктром является статор и его обмотка, я якорем является ротор. Трехфазное напряжение снимается с помощью токосъемных колец. В таких генераторах скользящий контакт токосъемного кольца и щетки в цепи большой мощности создаёт значительные потери энергии, при высоких напряжениях наличие такого контакта становится нецелесообразным. Поэтому генераторы с вращающимся якорем и неподвижными кольцами выполняют только при невысоких напряжениях (до 380/220 В) и небольших мощностях (до 15 кВт).
Системы возбуждения СГ. В синхронных генераторах применяют два основных способа возбуждения: независимое (рис.5.а.) и самовозбуждение (рис.5.б.)
Рис.5. Независимое возбуждение и самовозбуждение машины.
При независимом возбуждении обмотка возбуждения питается от генератора постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения, расположенного на валу ротора синхронного генератора и вращающегося вместе с ним (большой мощности).При самовозбуждении питание обмотки возбуждения осуществляется самим синхронным генератором через выпрямитель (малой и средней мощности). Резистор R используется для измениения величины тока прохлдящего по обмотке возбуждения ОВ. Изменяя ток ОВ можно изменять магнитый поток и т.к изменять эдс наводимую в обмотках якоряю
|
|
|
Частота вращения СГ
При двухполюсном индукторе 1 период (1Гц) соответствует одному полному обороту ротора. Следовательно, чтобы получить промышленную частоту 50 Гц, скоротсь вращения ротора двухполюсного генератора должна быть 50 об\сек или 3000 об =\мин.
Если СГ имеет четырехполюсный индуктор, то магнитные полюса S и N будут располагаться под углом 90градусов. Следовательно, направление эдс в проводнике якоря будет меняться на противоположное не через 180 градусов поворота ротора, а черезь90. Т.е для того чтобы получить частоту 50 Гц генератор должен вращаться со скоростью 25 оборотов в сек.. (1500 оборотов в минуту)
Если количество полюсов равно шести, то угол поворота ротора, при котором ток в проводнике статора меняется на противоположный будет равен 60 градусам
Отсюда следует формула: Частота индуктированной ЭДС (напряжения, тока) синхронного генератора равна произведению числа пар полюсов на скорость вращения ротора (об\мин) деленное на 60:
f = p*n/60, где: р – число пар полюсов; п – скорость вращения ротора, об/мин.
|
|
|
