Penjana Segerak: Prinsip Operasi, Ciri Pemalasan Dan Peranti, Operasi Selari. Seberapa Pantas Rotor Berputar?

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-18 12:20

Penjana segerak adalah peranti khas yang memungkinkan untuk menukar tenaga menjadi tenaga elektrik. Peranti tersebut adalah stesen bergerak, bateri termal atau solar, dan peralatan khas. Bergantung pada jenis penjana, kemungkinan penggunaannya ditentukan, jadi ada baiknya untuk memahami dengan lebih terperinci apakah peranti itu.

Sejarah penciptaan

Pada akhir abad ke-19, syarikat Robert Bosch pertama kali mengembangkan sesuatu yang serupa dengan penjana. Peranti ini mampu menyalakan enjin. Selama pengujian, terungkap bahawa mesin tersebut tidak sesuai untuk penggunaan tetap, tetapi para pengembang dapat memperbaiki alat tersebut.

Pada tahun 1890, syarikat ini hampir sepenuhnya beralih ke pengeluaran peralatan ini, kerana ia mendapat populariti yang besar. Pada tahun 1902, seorang pelajar Bosch membuat pencucuhan menggunakan voltan tinggi. Peranti ini mampu menghasilkan percikan api antara dua elektrod lilin, yang menjadikan sistem lebih serba boleh.

Permulaan 60-an abad XX adalah era penyebaran generator di seluruh dunia . Dan jika sebelumnya peranti tersebut hanya diminati dalam industri automotif, kini unit tersebut dapat menyediakan elektrik kepada seluruh rumah.

Peranti dan tujuan

Reka bentuk unit tersebut hanya melibatkan dua elemen utama:

• pemutar;
• pemegun.

Dalam kes ini, elemen tambahan disediakan pada batang rotor. Ini boleh menjadi magnet atau belitan medan. Magnet memiliki bentuk bergigi, tiang untuk menerima dan mengirimkan arus diarahkan ke arah yang berbeza.

Tugas utama penjana adalah menukar satu jenis tenaga menjadi tenaga elektrik . Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk menyediakan alat-alat yang bergantung kepada jumlah arus yang diperlukan sehingga dapat digunakan.

Ciri-ciri

Untuk menilai prestasi penjana, anda perlu melihat ciri-cirinya. Pada prinsipnya, ia sama seperti stesen yang menghasilkan arus terus. Beberapa faktor adalah parameter utama penilaian.

• Menganggur . Ini melambangkan kebergantungan EMF pada kekuatan arus bergerak yang bertanggungjawab untuk pengaliran gegelung peredam. Dengan pertolongannya, adalah mungkin untuk menentukan kemampuan rantai untuk melakukan magnet.
• Ciri luaran . Menyatakan hubungan selari antara voltan gegelung dan arus beban. Nilainya bergantung pada jenis beban yang dikenakan pada peranti. Di antara sebab-sebab yang boleh menyebabkan perubahan, terdapat kenaikan atau penurunan EMF unit, serta penurunan voltan pada belitan gegelung yang dipasang, yang diletakkan di dalam peranti.
• Penyesuaian . Merupakan hubungan yang terbentuk antara arus medan dan arus beban. Memastikan kebolehoperasian dan perlindungan unit segerak dicapai dengan memantau penunjuk ini. Ini mudah dicapai jika anda sentiasa menyesuaikan EMF.

Parameter penting lain ialah kuasa. Nilainya dapat ditentukan dengan menggunakan petunjuk EMF, voltan dan rintangan sudut.

Prinsip operasi

Tidak sukar untuk mengetahui bagaimana peranti ini berfungsi. Ini terdiri dalam memutar kerangka magnet untuk membuat medan elektrik. Dalam proses memutar bingkai, garis magnetik muncul yang mulai melintasi konturnya. Penyeberangan menyumbang kepada pembentukan arus elektrik.

Untuk menentukan di mana aliran tenaga elektrik bergerak, perlu menggunakan peraturan gimbal . Perlu diingatkan bahawa di beberapa kawasan pergerakan semasa bertentangan. Petunjuk terus berubah ketika anda mencapai tiang seterusnya, yang terletak di magnet. Fenomena ini disebut arus bolak-balik, dan penyambungan bingkai ke cincin magnet yang terpisah dapat membuktikan keadaan ini.

Hubungan antara besarnya arus dalam bingkai dan kelajuan putaran rotor sistem adalah berkadar. Oleh itu, semakin banyak bingkai berputar, semakin banyak elektrik yang dapat dibekalkan oleh penjana . Penunjuk ini dicirikan oleh kelajuan putaran.

Menurut piawaian yang ditetapkan, penunjuk kelajuan optimum di kebanyakan negara tidak boleh melebihi 50 Hz. Ini bermaksud bahawa rotor mesti melakukan 50 getaran sesaat. Untuk mengira parameter, perlu dipersetujui bahawa satu putaran bingkai membawa kepada perubahan arah arus.

Sekiranya poros berjaya memutar 1 kali sesaat, ini bermaksud bahawa frekuensi arus elektrik adalah 1 Hz . Oleh itu, untuk mencapai 50 Hz, perlu memastikan bilangan putaran bingkai yang betul sesaat.

Semasa operasi, bilangan kutub elektromagnet sering meningkat. Mereka boleh ditunda dengan mengurangkan kelajuan pemutar berputar.

Pergantungan dalam kes ini berkadar songsang . Oleh itu, untuk memberikan frekuensi 50 Hz, perlu mengurangkan kelajuan sekitar 2 kali.

Di samping itu, perlu diperhatikan bahawa di beberapa negara kadar putaran rotor lain ditetapkan. Kekerapan standard ialah 60 Hz.

Pandangan

Hari ini pengeluar menghasilkan beberapa jenis penjana segerak. Di antara klasifikasi yang ada, beberapa memerlukan perhatian khusus. Pertama sekali, perlu dipertimbangkan pembahagian unit mengikut reka bentuk. Penjana adalah dua jenis.

Tanpa berus . Reka bentuk penjana membayangkan penggunaan belitan stator. Mereka diletakkan sehingga inti elemen diselaraskan dengan arah sama ada kutub magnet atau teras yang disediakan pada gegelung. Bilangan maksimum gigi magnet tidak boleh melebihi 6 keping.

Segerak, dilengkapi dengan induktor . Sekiranya kita bercakap mengenai mesin penyesuaian yang beroperasi pada kuasa rendah, maka magnet DC digunakan sebagai pemutar. Jika tidak, pemutar adalah penggulungan induktor.

Klasifikasi berikut menunjukkan pembahagian stesen bergerak menjadi jenis yang berasingan

Penghidrogen . Ciri khas peranti ini adalah rotor dengan kutub yang jelas. Unit sedemikian digunakan untuk menghasilkan elektrik di mana tidak perlu menyediakan sebilangan besar putaran peranti.

Penjana turbin . Perbezaannya adalah ketiadaan kutub yang diucapkan. Peranti dipasang dari pelbagai turbin, ia mampu meningkatkan bilangan putaran rotor beberapa kali.

Sendi pengembangan yang segerak . Ia digunakan untuk mencapai daya reaktif - petunjuk penting dalam kemudahan industri. Dengan pertolongannya, dapat meningkatkan kualiti arus yang dibekalkan dan menstabilkan penunjuk voltan.

Terdapat beberapa model umum peranti tersebut

Stepper . Mereka digunakan untuk memastikan kebolehoperasian pemacu yang dipasang dalam mekanisme yang mempunyai kitaran permulaan-berhenti.

Gearless . Sebilangan besar digunakan dalam sistem yang berdiri sendiri.

Tidak boleh dihubungi . Mereka diminati sebagai stesen bergerak utama atau sandaran di kapal.

Histeresis . Penjana sedemikian digunakan untuk pembilang masa.

Induktor . Memastikan operasi pemasangan elektrik.

Jenis pembahagian unit yang lain adalah jenis rotor yang digunakan. Dalam kategori ini, penjana dibahagikan kepada peranti tiang salien dan tiang tersirat.

Yang pertama adalah peranti di mana tiang dapat dilihat dengan jelas. Mereka dibezakan dengan kelajuan pemutar rendah. Kategori kedua mempunyai rotor silinder dalam reka bentuknya, yang tidak mempunyai tiang yang menonjol.

Kawasan aplikasi

Penjana segerak adalah peranti yang direka untuk pengeluaran arus ulang-alik. Anda boleh menemui peranti sedemikian di pelbagai stesen:

• atom;
• termal;
• loji janakuasa hidroelektrik.

Dan juga unit digunakan secara aktif dalam sistem pengangkutan. Mereka digunakan dalam pelbagai kenderaan dan sistem kapal. Penjana segerak mampu beroperasi secara autonomi, terpisah dari rangkaian elektrik, dan serentak dengannya. Dalam kes ini, mungkin untuk menyambungkan beberapa unit sekaligus.

Kelebihan stesen penjana AC adalah kemampuan untuk menyediakan elektrik dengan ruang yang diperuntukkan. Nyaman jika objek itu terletak jauh dari rangkaian pusat. Oleh itu, unit tersebut mendapat permintaan di kalangan pemilik ladang yang terletak jauh dari bandar di kawasan penempatan.

Bagaimana memilih?

Semasa memilih penjana, penting untuk mencari alat yang sesuai dan boleh dipercayai yang dapat membekalkan elektrik ke kawasan yang diperuntukkan. Mula-mula anda perlu memutuskan parameter teknikal peranti masa depan. Pakar menasihatkan untuk memperhatikan:

• jisim penjana;
• dimensi peranti;
• kuasa;
• penggunaan bahan api;
• angka kebisingan;
• jangka masa bekerja.

Dan juga parameter penting adalah keupayaan untuk mengatur kerja automatik. Untuk memahami berapa banyak fasa yang diperlukan oleh generator masa depan, adalah perlu untuk menentukan jenis dan bilangan peralatan elektrik yang akan disambungkan kepadanya.

Sebagai contoh, hanya pengguna dengan satu fasa yang boleh dihubungkan ke penjana elektrik fasa tunggal. Tiga fasa memperluaskan penunjuk ini dengan ketara.

Walau bagaimanapun, pembelian loji kuasa mudah alih seperti itu bukanlah keputusan terbaik.

Sebelum membeli, disarankan juga untuk mempertimbangkan beban yang akan diberikan pada perangkat selama pengoperasiannya . Setiap fasa harus dimuat dengan maksimum 30% dari jumlah keseluruhan. Oleh itu, jika kuasa penjana adalah 6 kW, maka jika menggunakan soket dengan voltan 220 V, hanya mungkin menggunakan 2 kW.

Pembelian generator tiga fasa hanya diminta apabila terdapat banyak pengguna tiga fasa di rumah. Sekiranya kebanyakan peralatan fasa tunggal, lebih baik membeli unit yang sesuai.

Eksploitasi

Sebelum memulakan penjana, ia mesti disesuaikan terlebih dahulu. Pertama sekali, frekuensi peranti ditala. Ini boleh dilakukan dengan dua cara:

1. menukar reka bentuk unit, setelah diramalkan berapa banyak tiang yang diperlukan untuk operasi elektromagnet;
2. berikan kelajuan poros yang diperlukan tanpa perubahan reka bentuk.

Contoh yang menarik ialah turbin berkelajuan rendah. Mereka memberikan putaran rotor 150 rpm. Untuk menyesuaikan frekuensi, gunakan kaedah pertama, meningkatkan bilangan tiang menjadi 40 keping.

Parameter seterusnya yang akan dikonfigurasi adalah EMF. Ia perlu disesuaikan kerana perubahan ciri-ciri beban masuk yang bertindak di stesen bergerak.

Walaupun EMF induksi peranti dikaitkan dengan rotor dan putarannya, kerana keperluan keselamatan, mustahil untuk membongkar struktur untuk mengubah parameter.

Nilai EMF dapat diubah dengan menyesuaikan fluks magnet yang dihasilkan . Ia perlu ditambah atau dikurangkan. Giliran belitan, atau lebih tepatnya, bilangannya, bertanggungjawab terhadap nilai penunjuk. Dan juga kekuatan fluks magnet dapat dipengaruhi oleh arus yang dihasilkan oleh gegelung.

Penyesuaian melibatkan kemasukan beberapa gegelung dalam rantai. Untuk melakukan ini, anda perlu menggunakan rheostat tambahan atau litar elektronik. Pilihan kedua memerlukan menetapkan parameter menggunakan penstabil luaran. Ini memastikan perkhidmatan yang dipercayai.

Kelebihan stesen bergerak segerak adalah keupayaan untuk menyegerakkan dengan mesin elektrik lain yang serupa . Pada masa yang sama, semasa sambungan, adalah mungkin untuk memadankan kelajuan putaran dan memastikan peralihan fasa sifar. Dalam hal ini, loji tenaga bergerak sangat diminati dalam bidang kejuruteraan tenaga industri, di mana sangat mudah menggunakannya sebagai sumber tenaga cadangan untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran jika terjadi beban berat.