AC generator je uređaj koji pretvara mehaničku energiju u izmjeničnu električnu energiju za odgovarajuću upotrebu. Ovisno o vrsti ulazne snage, postoje dvije vrste generatora - AC generator i DC generator . Klizni prstenovi koriste se u izmjeničnim generatorima za proizvodnju izmjenične struje, dok se istosmjerna koristi u istosmjernim generatorima. Generatori izmjenične struje koriste se u elektranama, električnim skuterima, jedrilicama, biciklima itd.Ulaz u generatore izmjenične struje obično je mehanička energija koju opskrbljuju parne i plinske turbine i motori s unutarnjim izgaranjem. Generatori izmjenične struje korisni su u vjetroagregatima, malim hidroelektranama ili za smanjivanje strujanja plina višeg tlaka u niži tlak.
Što je AC generator?
Definicija: AC generator je stroj koji mehaničku energiju pretvara u električnu u obliku alternativnog emf. Jednostavni generator izmjenične struje radi na principu Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije. Ima zavojnicu žice koja se okreće u magnetskom polju.
Princip rada
Princip rada generatora izmjenične struje to se obično naziva alternatorima koji rade na principu Faradayevog zakona Elektromagnetska indukcija . Kretanje vodiča u jednoličnom magnetskom polju mijenja magnetski tok povezan sa zavojnicom, inducirajući tako emf.
Jednostavan generator izmjenične struje
The dijelovi generatora izmjenične struje sastoji se od zavojnice, kliznih prstenova, četki i jakog magnetskog polja kao glavnih komponenata.
Rad AC generatora
Zavojnica se rotira u magnetskom polju da bi se stvorilo jako magnetsko polje. Kako se zavojnica s jedne strane kreće prema gore kroz magnetsko polje, inducira se emf u jednom smjeru. Kako se rotacija zavojnice nastavlja, a ova strana zavojnice pomiče prema dolje, a druga strana zavojnice, emf se inducira u obrnutom smjeru. Flemingovo pravilo desne ruke koristi se za određivanje smjera induciranog emf. Ovaj se postupak ponavlja za svaki ciklus, a proizvedeni emf je izmjeničnog tipa.
Različiti položaji zavojnice
Izlaz izmjeničnog generatora prikazan je gore s grafikonom.
- A - Kada je zavojnica na 0 stupnjeva, zavojnica se pomiče paralelno sa smjerom magnetskog polja i stoga ne inducira emf.
- B - Kada je zavojnica na 90 stupnjeva, zavojnica se pomiče na 90˚ do magnetskog polja i stoga inducira maksimalnu emf.
- C - Kada je zavojnica na 180 stupnjeva, zavojnica se opet pomiče paralelno s magnetskim poljem i stoga ne inducira emf.
- D - Kada je zavojnica na 270 stupnjeva, zavojnica se ponovno pomiče za 90˚ u magnetsko polje i time inducira maksimalnu emf. Ovdje je inducirani emf suprotan onom B.
- O - Kad je zavojnica na 360 stupnjeva, zavojnica je izvršila jedno okretanje i pomiče se paralelno s magnetskim poljem i inducira nultu emf.
Razmotrimo zavojnicu pravokutnog oblika s ‘N’ zavojima koja se okreće u jednoličnom magnetskom polju ‘B’ kutne brzine ‘ω’. Kut između magnetskog polja „B“ i normale na zavojnicu u bilo kojem trenutku „t“ dat je kao, θ = ωt.
U ovom je položaju magnetski tok okomit na ravninu zavojnice i dan je s B Cos ωt.
Magnetski tok povezan s zavojnicom od N zavoja je ɸ = B Cos ωt A, gdje je A područje zavojnice.
Inducirani emf u zavojnici daju Faradayevi zakoni o elektromagnetskoj indukciji, koji je
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt —— (i)
Kada se zavojnica okrene za 90˚, vrijednost sinusa postaje 1, a inducirani emf bit će maksimalan, gornja jednadžba (i) smanjuje se na,
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Gdje se Bm odnosi na najveću gustoću protoka u Wb / m2
‘A’ se odnosi na površinu zavojnice u m2
‘F’ = učestalost rotacije zavojnice u okretajima u sekundi.
Zamjena (ii) u (i),
ε = ε0 sin ωt
Inducirana izmjenična struja daje: I = ε / R = ε0 sin ωt / R
Izgradnja AC generatora
Jednostavni izmjenični generator ima dva glavna dijela - rotor i stator. Rotor je rotirajuća komponenta, a nepokretni dio stroja stator.
Stator
Stator je nepokretna komponenta koja učinkovito drži namot armature. Namjena namotaja armature je provoditi struju do tereta, a opterećenje može biti bilo koja vanjska oprema koja troši električnu energiju. Sastoji se od tri glavna dijela:
- Okvir statora - To je vanjski okvir koji služi za držanje jezgre statora kao i namotaja armature.
- Jezgra statora - Za laminiranje čelika ili željeza smanjuje se gubitak vrtložnih struja. Prorezi su izrađeni na unutarnjem dijelu jezgre za držanje namotaja armature.
- Namoti armature - Namoti armature namotani su na proreze jezgre armature.
Rotor
Rotor je rotirajući dio izmjeničnog generatora. Sastoji se od namota magnetskog polja. Istosmjerno napajanje služi za magnetiziranje magnetskih polova. Svaki kraj namota magnetskog polja pričvršćen je na klizne prstenove. Ova je kombinacija povezana s zajedničkom osovinom na kojoj se rotor okreće. Dvije vrste rotora su istaknuti rotor s polugom i cilindrični rotor s polugom.
Istaknuti polni rotor
Istaknuti tip rotora pola prikazan je na donjoj slici. U ovoj vrsti rotora može se promatrati broj polova, poznatih kao istaknuti polovi s njihovim bazama pričvršćenim za rotor. Koriste se u malim i srednjim brzinama.
Istaknuti polni rotor
Cilindrični polni rotor
Rotori cilindričnog tipa sastoje se od neuprljanog i robusnog cilindra s prorezima raspoređenim na vanjskoj površini cilindra. Koristi se u velikim brzinama. Dijagram cilindričnog polnog rotora prikazan je u nastavku.
Cilindrični rotor
Vrste AC generatora
Generatori izmjenične struje su dvije vrste. Oni su
Asinkroni generatori
Asinkroni generatori poznati su i kao indukcijski generatori. U ovoj vrsti generatora klizanje pomaže rotoru da se okreće. Rotor uvijek pokušava uskladiti sinhronu brzinu statora, ali ne uspije. Ako se rotor podudara sa sinkronom brzinom statora, relativna brzina postaje nula, pa rotor nema okretni moment. Pogodni su za pogon vjetroagregata.
Sinkroni generatori
Sinkroni generator je vrsta izmjeničnog generatora koji se okreće sinkronom brzinom. Radi na principu Faradayevog zakona elektromagnetske indukcije - emf se inducira kad se zavojnica okreće u jednoličnom magnetskom polju. Uglavnom se koriste u elektranama za stvaranje visokih napona.
Prijave
The primjene generatora izmjenične struje uglavnom uključuju proizvodnju energije iz vjetrenjača, hidroelektričnih brana i mnogih drugih.
Najčešća pitanja
1). Koja je razlika između izmjeničnog i istosmjernog generatora?
U izmjeničnom generatoru električna struja povremeno mijenja svoj smjer da bi postala izmjenična. U istosmjernom generatoru električna struja teče u jednom smjeru.
2). Imaju li alternatori za automobil izmjenični ili izmjenični tok?
Primarno se izmjenična struja generira u rotirajućoj armaturi i koristi komutator i četke za pretvaranje u istosmjernu struju.
3). Na kojem principu radi izmjenični generator?
Djeluje na principu Faradayevih zakona elektromagnetske indukcije.
4). Navedite vrste generatora izmjenične struje.
Sinkroni i asinkroni izmjenični generatori
5). Jesu li baterije izmjenične ili istosmjerne?
Baterije su istosmjerne jer provode struju samo u jednom smjeru.
U ovom smo članku razgovarali o AC generator i njegovo načelo rada . Čitač može steći uvid u AC generator, vrste, konstrukciju i primjene. Evo pitanja za vas, koja je funkcija izmjeničnog generatora?
