Ljudi koriste energiju električne struje u gotovo svim područjima svog djelovanja. Sada nije lako zamisliti život bez struje, koja se uz pomoć posebne opreme pretvara iz mehaničke energije. Razmotrimo detaljnije kako se taj proces odvija i kako su uređeni moderni generatori.
Sadržaj
Pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju
Svaki generator radi na principu magnetske indukcije. Najjednostavniji alternator se može zamisliti kao zavojnica koja se rotira u magnetskom polju. Postoji i varijanta u kojoj zavojnica ostaje nepomična, ali magnetsko polje samo nju prelazi. Tijekom tog kretanja nastaje izmjenična struja.Prema ovom principu radi ogroman broj generatora diljem svijeta, kombiniranih u sustav napajanja.
Uređaj i dizajn alternatora
Standardni generator struje ima sljedeće komponente:
- Okvir na koji je pričvršćen stator s elektromagnetskim polovima. Izrađen je od metala i mora obavljati zaštitnu funkciju svih elemenata mehanizma.
- Stator na koji je namot pričvršćen. Izrađen je od feromagnetnog čelika.
- Rotor je pokretni element, na čijoj jezgri se nalazi namot koji stvara električnu struju.
- Preklopna jedinica koja preusmjerava struju s rotora. To je sustav pokretnih vodljivih prstenova.
Ovisno o namjeni, generator ima određene značajke dizajna, ali postoje dvije komponente koje svaki uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu ima:
- Rotor je pomični jednodijelni željezni dio;
- Stator je fiksni element koji je izrađen od željeznih limova. Unutar njega nalaze se utori unutar kojih se nalazi namot žice.
Da bi se postigla veća magnetska indukcija, između ovih elemenata treba postojati mala udaljenost. Po svom dizajnu generatori su:
- S pokretnom armaturom i statičkim magnetskim poljem.
- S fiksnom armaturom i rotirajućim magnetskim poljem.
Trenutno je češća oprema s rotirajućim magnetskim poljima, jer. mnogo je prikladnije ukloniti električnu struju sa statora nego iz rotora. Generatorski uređaj ima mnogo sličnosti s dizajnom elektromotora.
Krug alternatora
Princip rada električnog generatora: u trenutku kada je polovica namota na jednom od polova, a druga na suprotnom, struja se kreće kroz krug od minimalne do maksimalne vrijednosti i obrnuto.
Klasifikacija i vrste generatora
Svi elektrogeneratori mogu se rasporediti prema kriteriju rada i vrsti goriva iz kojeg se proizvodi električna energija. Svi generatori su podijeljeni na jednofazne (izlazni napon 220 Volti, frekvencija 50 Hz) i trofazne (380 Volti s frekvencijom od 50 Hz), kao i princip rada i vrstu goriva koje se pretvara u električnu energiju . Čak se i generatori mogu koristiti u različitim područjima, što određuje njihove tehničke karakteristike.
Po principu rada
Odvojeni asinkroni i sinkroni alternatori.
Asinkroni
Asinkroni generatori nemaju točan odnos EMF na brzinu rotora, ali ovdje radi izraz "slip S". Definira ovu razliku. Vrijednost klizanja je izračunata, tako da još uvijek postoji određeni utjecaj elemenata generatora na elektromehanički proces asinkronog motora.
Sinkroni
Takav generator ima fizičku ovisnost o rotacijskom kretanju rotora na generiranu frekvenciju električne energije. U takvom uređaju rotor je elektromagnet koji se sastoji od jezgri, namota i polova. Stator su zavojnice koje su spojene po principu zvijezde, a imaju zajedničku točku - nulu. U njima se proizvodi električna energija.
Rotor se pokreće stranom silom pokretnih elemenata (turbina) koji se kreću sinkrono. Pobuda takvog alternatora može biti i kontaktna i beskontaktna.
Po vrsti motornog goriva
Udaljenost od mreže s pojavom generatora više ne postaje prepreka korištenju električnih uređaja.
plinski generator
Kao gorivo se koristi plin, pri čijem izgaranju nastaje mehanička energija, koja se zatim zamjenjuje električnom strujom. Prednosti korištenja plinskog generatora:
- Sigurnost za okoliš, jer plin tijekom izgaranja ne emitira štetne elemente, čađu i otrovne produkte raspadanja;
- Ekonomski, vrlo je isplativo spaliti jeftin plin. U usporedbi s benzinom, koštat će mnogo manje;
- Opskrba gorivom se vrši automatski. Po potrebi je potrebno dodati benzin i dizelsko gorivo, a plinski generator se obično spaja na sustav opskrbe plinom;
- Zahvaljujući automatizaciji, uređaj dolazi u akciju samostalno, ali za to mora biti smješten u toploj prostoriji.
Dizelski generator
Ova kategorija se sastoji uglavnom od jednofaznih jedinica snage 5 kW. 220 Volti i frekvencija od 50 Hz standardni su za kućanske aparate, tako da se dizelski stroj dobro nosi sa standardnim opterećenjem. Kao što možete pretpostaviti, za njegov rad potrebno je dizelsko gorivo. Zašto odabrati dizel generator?
- Relativna jeftinost goriva;
- Automatizacija koja vam omogućuje automatsko pokretanje generatora kada je napajanje prekinuto;
- Visoka razina zaštite od požara;
- Duži vremenski period, dizelska jedinica može raditi bez kvarova;
- Impresivna izdržljivost - neki modeli mogu raditi ukupno 4 godine neprekidnog rada.
Benzinski generator
Takvi su uređaji prilično traženi kao oprema za kućanstvo. Unatoč činjenici da je benzin skuplji od plina i dizela, takvi generatori imaju mnoge prednosti:
- Male dimenzije s velikom snagom;
- Jednostavan za rukovanje: većina modela se može pokrenuti ručno, a veći generatori opremljeni su starterom. Napon se regulira pod određenim opterećenjem pomoću posebnog vijka;
- U slučaju preopterećenja generatora, zaštita se automatski aktivira;
- Jednostavan za održavanje i popravak;
- Nemojte stvarati veliku buku tijekom rada;
- Može se koristiti i u zatvorenom i na otvorenom, ali mora biti zaštićen od vlage.
Glavne aplikacije
Ovisno o tome gdje se generator koristi, određuju se njegove tehničke karakteristike. Uglavnom, omjer generatora prema određenoj kategoriji u području primjene određuje njegovu snagu. Sljedeće vrste opreme podijeljene su po područjima rada:
- Kućanstvo. Imaju snagu od 0,7 do 25 kW. Obično ova kategorija uključuje benzinske i dizel generatore. Koriste se za napajanje kućanskih električnih uređaja i opreme male snage, vrlo često na gradilištima. Pogodan kao prijenosni izvor električne energije pri izlasku na selo;
- Profesionalni. Mogu se koristiti kao stalni izvor električne energije u općinskim ustanovama i malim proizvodnim poduzećima. Njegova snaga ne prelazi 100 kW;
- Industrijski.Mogu se koristiti u velikim tvornicama i pogonima gdje je potrebna oprema velike snage. Takvi uređaji imaju snagu veću od 100 kW, imaju znatne dimenzije i teško ih je održavati za nepripremljenu osobu.
