Синхронный генератор: принцип действия

Дата: 12 июня, 2020 | Рубрика: Прочая Информация
Метки: Синхронный генератор

Под синхронным генератором понимают устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в электричество. Оборудование используется во многих областях, включая электроэнергетику, промышленность и строительство. Их применяют в передвижных сервисах для починки авто, для поддержки функционирования или ремонта специализированных машин из нефтедобывающей отрасли, на гидроэлектростанциях, атомных электростанциях и в транспортной сфере.

Из чего состоит синхронный генератор: основные элементы
Конструкция агрегата относительно простая. Он состоит из нескольких ключевых элементов:

1. Обмотка статора или «возбуждающая обмотка» получает питание напрямую из источника переменного тока, которым обычно служит электрорегулятор напряжения. Принцип самостоятельного возбуждения устройства определяется применением остаточного магнетизма в специальном проводе синхронного генератора. Трансформатор для понижения и выпрямитель для преобразования полупроводникового типа изменяет переменный ток, делая его постоянным.
2. Электродвижущая сила наводится на возбуждающей обмотке генераторного якоря. Непосредственно возбуждающий статор может отсутствовать в конфигурации. В этом случае его роль играет магнит постоянного типа.
3. Роторная обмотка, где вырабатывается электродвижущая сила, именуется обмоткой возбуждения якоря.
4. На вышеупомянутом элементе формируется непостоянный ток, который при прохождении через блок диодов под вращением выпрямляется. В «мосту диодов» происходит преобразование роторной обмотки в электрический магнит под вращением. С его помощью осуществляется наведение ЭДС (электродвижущей силы) на статорной обмотке электрогенератора.

Обмотки, вырабатывающие силу или возбуждающие, устанавливаются в специальные пазы, находящиеся на роторе и якорном элементе. Электрогенераторы с выходным напряжением бывают двух основных видов:

• однофазные;
• трехфазные.

Первые преимущественно используются в домашних условиях, вторые предназначены для применения в промышленной отрасли. Статор состоит из нескольких стандартных элементов, среди которых корпус с сердцевиной или специальный пакет, который изготавливается из технических стальных листов.

Качество переменного тока обусловлено следующими факторами:

• целостностью металлических листов, использованных в пакете;
• качеством изготовления обмотки и примененными материалами.

Обмотка чаще всего изготавливается из эмалированного провода с медью. В недорогих агрегатах обычно используется алюминиевый провод вместо медного.

Существуют явнополюсные роторы, приспособленные для работы с ДВС, у которых низкая вращательная частота (1,5-3 тысячи оборотов в минуту). Неявнополюсные роторы преимущественно применяются в энергогенераторах с высокой скоростью вращения (от 3000 оборотов в минуту) и мощностью выше средней. Как правило, их устанавливают вместе с паровыми турбинами на один вал. Поэтому такие синхронные генераторы получили название «турбогенераторы».

Особенности функционирования синхронного генератора
Агрегат, работающий в виде синхронного генератора, функционирует по следующему принципу:

1. Когда сквозь возбуждающую обмотку проходит постоянный ток, появляется стабилизированное магнитное поле, где полярности чередуются.
2. Во вращательном процессе магнитного поля по отношению к проводникам якорной обмотки происходит возбуждение переменной электродвижущей силы.
3. Переменные показатели ЭДС складываются, и получается электродвижущая сила фаз. Отсюда получается, что 3-фазная система формируется благодаря трем идентичным обмоткам, которые размещаются на якоре. Электроугол по отношению друг к другу при этом должен составлять 120 градусов.

Когда централизованное снабжение электричеством слишком слабое или вовсе отсутствует, ДВС работает от автономного генератора переменного тока синхронного типа. Такой агрегат особенно полезен на строительных, промышленных и производственных объектах, морских судах и авиатранспорте. В особенности это касается мест, удаленных от центрального электроснабжения или находящихся в труднодоступном месте.

Если возникает необходимость в запуске более мощного источника электропитания вместе с основным энергоснабжением, допускается подключение автономного синхронного двигателя для одновременной работы. Это повышает эффективность использования генерирующих машин и способствует росту мощности электросети.

Синхронный генератор также может работать в режиме электрического двигателя. Как правило, его применяют в силовых установках с мощностью от 50 кВт и выше. Чтобы организовать функционирование в качестве электрического двигателя, необходимо статорную обмотку подсоединить к электросети. Роторная обмотка при этом подключается к источнику, генерирующему постоянное напряжение. Момент вращения образуется, когда происходит взаимосвязь крутящегося магнитного поля и постоянного тока, находящегося на возбужденной обмотке.

Узнать более подробно, что такое синхронный генератор, и как он работает, вы можете из нашей статьи.

Читайте также:

Ничего не найдено.