Генератор переменного тока - это устройство, преобразующее механическую энергию в переменную электрическую энергию для надлежащего использования. В зависимости от типа потребляемой мощности есть два типа генераторов - генератор переменного тока и Генератор постоянного тока . Контактные кольца используются в генераторах переменного тока для выработки переменного тока, в то время как постоянный ток используется в генераторах постоянного тока. Генераторы переменного тока используются на электростанциях, электросамокатах, парусных лодках, велосипедах и т. Д.На входе в генераторы переменного тока обычно подается механическая энергия, поступающая от паровых и газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Генераторы переменного тока полезны в ветровых турбинах, малых гидроэлектростанциях или для уменьшения газовых потоков с более высоким давлением до более низкого давления.
Что такое генератор переменного тока?
Определение: Генератор переменного тока - это машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую в виде альтернативной ЭДС. Простой генератор переменного тока работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Он имеет катушку с проволокой, которая вращается в магнитном поле.
Принцип работы
Принцип работы генератора переменного тока то есть их обычно называют генераторами переменного тока, которые работают по принципу закона Фарадея. Электромагнитная индукция . Движение проводника в однородном магнитном поле изменяет магнитный поток, связанный с катушкой, таким образом вызывая ЭДС.
Простой генератор переменного тока
В части генератора переменного тока состоит из катушки, контактных колец, щеток и сильного магнитного поля в качестве основных компонентов.
Работа генератора переменного тока
Катушка вращается в магнитном поле, чтобы создать сильное магнитное поле. Когда катушка с одной стороны движется вверх через магнитное поле, в одном направлении индуцируется ЭДС. Поскольку вращение катушки продолжается, и эта сторона катушки движется вниз, а другая сторона катушки движется вверх, возникает ЭДС в обратном направлении. Правило правой руки Флеминга используется для определения направления наведенной ЭДС. Этот процесс повторяется для каждого цикла, а создаваемая ЭДС имеет переменный тип.
Различные положения катушки
Выходная мощность генератора переменного тока показана выше в виде графика.
- A - Когда катушка находится под углом 0 градусов, катушка движется параллельно направлению магнитного поля и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
- B - Когда катушка находится под углом 90 градусов, катушка перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС.
- C - Когда катушка находится под углом 180 градусов, катушка снова движется параллельно магнитному полю и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
- D - Когда катушка находится под углом 270 градусов, катушка снова перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС. Здесь наведенная ЭДС противоположна ЭДС B.
- A - Когда катушка находится под углом 360 градусов, катушка совершила один оборот и движется параллельно магнитному полю и индуцирует нулевую ЭДС.
Рассмотрим катушку прямоугольной формы с 'N' витками, которая вращается в однородном магнитном поле 'B' с угловой скоростью 'ω'. Угол между магнитным полем «B» и нормалью к катушке в любой момент времени «t» определяется как θ = ωt.
В этом положении магнитный поток перпендикулярен плоскости катушки и определяется как B Cos ωt.
Магнитный поток, связанный с катушкой из N витков, равен = B Cos ωt A, где A - площадь катушки.
Индуцированная ЭДС в катушке определяется Законом электромагнитной индукции Фарадея, который
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | грех ωt —— (я)
Когда катушка вращается на 90 °, значение синуса становится равным 1, а индуцированная ЭДС будет максимальной, приведенное выше уравнение (i) сводится к
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Где Bm означает максимальную плотность потока в Вт / м2
«A» относится к площади змеевика в м2.
«F» = частота вращения катушки в об / сек.
Заменить (ii) в (i),
ε = ε0 sin ωt
Индуцированный переменный ток определяется выражением I = ε / R = ε0 sin ωt / R
Строительство генератора переменного тока
Простой генератор переменного тока состоит из двух основных частей - ротора и статора. Ротор - это вращающийся компонент, а неподвижная часть машины - статор.
Статора
Статор - это неподвижный элемент, который эффективно удерживает обмотку якоря. Обмотка якоря предназначена для передачи тока к нагрузке, а нагрузкой может быть любое внешнее оборудование, потребляющее электроэнергию. Он состоит из трех основных частей:
- Рама статора - Это внешняя рама, которая используется для крепления сердечника статора, а также обмоток якоря.
- Сердечник статора - Он покрыт сталью или чугуном для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней части сердечника сделаны прорези для размещения обмоток якоря.
- Обмотки якоря - Обмотки якоря намотаны на пазы сердечника якоря.
Ротор
Ротор - это вращающаяся часть генератора переменного тока. Он состоит из обмоток магнитного поля. Источник постоянного тока используется для намагничивания магнитных полюсов. Каждый конец обмоток магнитного поля прикреплен к контактным кольцам. Эта комбинация связана с общим валом, на котором вращается ротор. Два типа ротора - это ротор с явнополюсным ротором и ротор с цилиндрическим полюсом.
Ротор с явным полюсом
Тип явнополюсного ротора показан на рисунке ниже. В этом типе ротора можно наблюдать количество выступающих полюсов, известных как выступающие полюса с их основаниями, прикрепленными к ротору. Они используются в приложениях с низкой и средней скоростью.
Ротор с явным полюсом
Цилиндрический полюс ротора
Роторы цилиндрического типа состоят из прочного и прочного цилиндра с прорезями, расположенными на внешней поверхности цилиндра. Он используется в высокоскоростных приложениях. Схема ротора с цилиндрическим полюсом показана ниже.
Цилиндрический ротор
Типы генераторов переменного тока
Генераторы переменного тока бывают двух типов. Они есть
Асинхронные генераторы
Асинхронные генераторы также известны как индукционные. В генераторах этого типа скольжение помогает ротору вращаться. Ротор всегда пытается соответствовать синхронной скорости статора, но терпит неудачу. Если ротор соответствует синхронной скорости статора, относительная скорость становится равной нулю, и, следовательно, ротор не испытывает крутящего момента. Они подходят для работы ветряных турбин.
Синхронные генераторы
Синхронный генератор - это тип генератора переменного тока, который вращается с синхронной скоростью. Он работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея - ЭДС индуцируется, когда катушка вращается в однородном магнитном поле. В основном они используются на электростанциях для генерации высокого напряжения.
Приложения
В применения генератора переменного тока в основном это производство энергии с помощью ветряных мельниц, плотин гидроэлектростанций и многого другого.
FAQs
1). В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока?
В генераторе переменного тока электрический ток периодически меняет свое направление на переменный. В генераторе постоянного тока электрический ток течет в одном направлении.
2). Есть ли у автомобильных генераторов переменного или постоянного тока?
В первую очередь, переменный ток генерируется во вращающемся якоре и использует коммутатор и щетки для преобразования в постоянный ток.
3). Генератор переменного тока работает по какому принципу?
Он работает по принципу законов электромагнитной индукции Фарадея.
4). Назовите типы генераторов переменного тока.
Синхронные и асинхронные генераторы переменного тока
5). Батареи переменного или постоянного тока?
Батареи постоянного тока, поскольку они проводят ток только в одном направлении.
В этой статье мы обсудили AC генератор и принцип его работы . Читатель может получить представление о генераторах переменного тока, типах, конструкции и применениях. Вот вам вопрос, какова функция генератора переменного тока?
