Električni stroj može se definirati kao uređaj koji pretvara električnu energiju u mehaničku energiju ili mehaničku energiju u električnu. An električni generator može se definirati kao električni stroj koji pretvara mehaničku energiju u električnu. Električni generator se obično sastoji od dva dijela statora i rotora. Postoje razne vrste električnih generatora kao što su generatori istosmjerne struje, generatori izmjenične struje, generatori za automobile, generatori električne energije itd. U ovom članku razgovarajmo o principu rada sinkronog generatora.
Sinkroni generator
Rotirajući i nepokretni dijelovi električnog stroja mogu se nazvati rotorom, odnosno statorom. Rotor ili stator električnih strojeva djeluje kao komponenta koja proizvodi energiju i naziva se armatura. Za dobivanje se koriste elektromagneti ili trajni magneti postavljeni na stator ili rotor magnetsko polje električnog stroja. Generator u kojem se trajni magnet koristi umjesto zavojnice za stvaranje pobudnog polja naziva se sinhroni generator trajnog magneta ili se jednostavno naziva sinhroni generator.
Izgradnja sinkronog generatora
Općenito, sinkroni generator sastoji se od dva dijela rotora i statora. Dio rotora sastoji se od poljskih stupova, a statorski dio sastoji se od armaturnih vodiča. Rotacija poljskih polja u prisutnosti armaturnih vodiča inducira an izmjenični napon što rezultira proizvodnjom električne energije.
Izgradnja sinkronog generatora
Brzina poljskih polja je sinkrona brzina i zadana je s
Gdje, 'f' označava frekvenciju izmjenične struje, a 'P' broj polova.
Princip rada sinkronog generatora
Princip rada sinkronog generatora je elektromagnetska indukcija. Ako izlazi relativno kretanje između fluksa i vodiča, tada se u vodičima inducira emf. Da bismo razumjeli princip rada sinkronog generatora, razmotrimo dva nasuprot magnetska pola između kojih je postavljen pravokutni svitak ili zavoj kao što je prikazano na donjoj slici.
Pravokutni vodič smješten između dva nasuprot magnetska pola
Ako se pravokutni zavoj okreće u smjeru kazaljke na satu prema osi a-b, kao što je prikazano na donjoj slici, tada nakon završetka rotacije od 90 stupnjeva stranice vodiča AB i CD dolaze ispred S-pola i N-pola. Dakle, sada možemo reći da je tangencijalno gibanje vodiča okomito na linije magnetskog toka od sjevernog do južnog pola.
Smjer rotacije vodiča okomito na magnetski tok
Dakle, ovdje je brzina rezanja protoka vodičem maksimalna i inducira struju u vodiču, smjer inducirane struje može se odrediti pomoću Flemingovo pravilo desne ruke . Dakle, možemo reći da će struja prelaziti iz A u B i iz C u D. Ako se vodič okreće u smjeru kazaljke na satu za dodatnih 90 stupnjeva, tada će doći u okomiti položaj kao što je prikazano na donjoj slici.
Smjer rotacije vodiča paralelno s magnetskim tokom
Sada su položaj vodova i vodova magnetskog toka paralelni jedan s drugim, tako da se nikakav tok ne presijeca i neće se inducirati struja u vodiču. Zatim, dok se vodič okreće od kazaljke na satu za dodatnih 90 stupnjeva, tada pravokutni zavoj dolazi u vodoravni položaj kao što je prikazano na donjoj slici. Takvi da su vodiči AB i CD ispod N-pola i S-pola. Primjenom Flemingova pravila desne ruke, struja inducira u vodiču AB od točke B do A, a struja inducira u vodiču CD od točke D do C.
Dakle, smjer struje može se označiti kao A - D - C - B, a smjer struje za prethodni vodoravni položaj pravokutnog zavoja je A - B - C - D. Ako se zavoj ponovo rotira prema okomitom položaju, tada inducirana struja se opet smanjuje na nulu. Dakle, za jedan potpuni obrt pravokutnog zavoja struja u vodiču doseže maksimum i smanjuje se na nulu, a zatim u suprotnom smjeru doseže maksimum i opet doseže nulu. Dakle, jedna potpuna revolucija pravokutnog zavoja proizvodi jedan puni sinusni val od struja inducirana u vodiču što se može nazvati stvaranjem izmjenične struje okretanjem zavoja unutar magnetskog polja.
Sada, ako uzmemo u obzir praktični sinkroni generator, tada se poljski magneti rotiraju između nepokretnih vodiča armature. Rotor sinkronog generatora i osovina ili lopatice turbine međusobno su mehanički povezani i okreću se sinkronom brzinom. Dakle, magnetski tok rezanjem nastaje inducirani emf koji uzrokuje strujanje struje u armaturnim vodičima. Dakle, za svako namotanje struja teče u jednom smjeru tijekom prvog poluciklusa, a struja teče u drugom smjeru za drugi poluciklus s vremenskim zaostajanjem od 120 stupnjeva (jer su pomaknute za 120 stupnjeva). Stoga se izlazna snaga sinkronog generatora može prikazati kao na donjoj slici.
Želite li znati više o sinkronim generatorima i želite li se dizajnirati elektronički projekti ? Slobodno podijelite svoje stavove, ideje, prijedloge, upite i komentare u odjeljku za komentare u nastavku.
