Mașina electrică poate fi definită ca un dispozitiv care convertește energia electrică în energie mecanică sau energie mecanică în energie electrică. Un generator electric poate fi definit ca o mașină electrică care transformă energia mecanică în energie electrică. Un generator electric constă de obicei în două părți stator și rotor. Există diferite tipuri de generatoare electrice, cum ar fi generatoare de curent continuu, generatoare de curent alternativ, generatoare de vehicule, generatoare electrice alimentate de om și așa mai departe. În acest articol, să discutăm despre principiul de funcționare al generatorului sincron.
Generator sincron
Părțile rotative și staționare ale unei mașini electrice pot fi numite rotor și respectiv stator. Rotorul sau statorul mașinilor electrice acționează ca o componentă producătoare de energie și se numește armătură. Se furnizează electromagnetii sau magneții permanenți montați pe stator sau rotor camp magnetic a unei mașini electrice. Generatorul în care este utilizat magnetul permanent în locul bobinei pentru a furniza câmpul de excitație este denumit generator sincron cu magnet permanent sau numit pur și simplu ca generator sincron.
Construcția generatorului sincron
În general, generatorul sincron este format din două părți rotor și stator. Partea rotorului este formată din stâlpi de câmp, iar partea stator este formată din conductori de armătură. Rotația polilor de câmp în prezența conductorilor de armătură induce o tensiune alternativă ceea ce duce la generarea de energie electrică.
Construcția generatorului sincron
Viteza polilor de câmp este sincronă și este dată de
Unde, „f” indică frecvența curentului alternativ și „P” indică numărul de poli.
Principiul de lucru al generatorului sincron
Principiul de funcționare al generatorului sincron este inducția electromagnetică. Dacă se produce o mișcare relativă între flux și conductori, atunci este indusă o emf în conductori. Pentru a înțelege principiul de funcționare al generatorului sincron, să luăm în considerare doi poli magnetici opuși între ei, o bobină dreptunghiulară sau o rotație este plasată așa cum se arată în figura de mai jos.
Conductor dreptunghiular plasat între doi poli magnetici opuși
Dacă rotația dreptunghiulară se rotește în sensul acelor de ceasornic față de axa a-b așa cum se arată în figura de mai jos, atunci după finalizarea rotației de 90 de grade, laturile conductorului AB și CD vin în fața polului S și respectiv a polului N. Astfel, acum putem spune că mișcarea tangențială a conductorului este perpendiculară pe liniile de flux magnetic de la polul nord la sud.
Direcția de rotație a conductorului perpendiculară pe fluxul magnetic
Deci, aici rata de tăiere a fluxului de către conductor este maximă și induce curent în conductor, direcția curentului indus poate fi determinată folosind Regula mâinii drepte a lui Fleming . Astfel, putem spune că curentul va trece de la A la B și de la C la D. Dacă conductorul este rotit în sensul acelor de ceasornic pentru încă 90 de grade, atunci va ajunge la o poziție verticală așa cum se arată în figura de mai jos.
Direcția de rotație a conductorului paralelă cu fluxul magnetic
Acum, poziția conductorului și a liniilor de flux magnetic sunt paralele între ele și, prin urmare, nu se taie flux și nu se va induce curent în conductor. Apoi, în timp ce conductorul se rotește din sensul acelor de ceasornic pentru încă 90 de grade, atunci rotirea dreptunghiulară ajunge la o poziție orizontală așa cum se arată în figura de mai jos. Astfel, conductorii AB și CD se află sub polul N și respectiv polul S. Prin aplicarea regulii mâinii drepte a lui Fleming, curentul induce în conductorul AB din punctul B în A și curentul induce într-un conductor CD din punctul D în C.
Deci, direcția curentului poate fi indicată ca A - D - C - B și direcția curentului pentru poziția orizontală anterioară a virajului dreptunghiular este A - B - C - D. Dacă virajul este din nou rotit în poziție verticală, atunci curentul indus se reduce din nou la zero. Astfel, pentru o rotație completă de rotire dreptunghiulară, curentul din conductor ajunge la maxim și se reduce la zero și apoi în direcția opusă ajunge la maxim și ajunge din nou la zero. Prin urmare, o revoluție completă a rotirii dreptunghiulare produce o singură undă sinusoidală completă curent indus în conductor care poate fi denumită generarea de curent alternativ prin rotirea unei rotații în interiorul unui câmp magnetic.
Acum, dacă luăm în considerare un generator sincron practic, atunci magneții de câmp se rotesc între conductorii staționari ai armăturii. Rotorul generatorului sincron și arborele sau lamele turbinei sunt cuplate mecanic între ele și se rotește la viteză sincronă. Astfel, flux magnetic tăierea produce un emf indus care determină curentul de curent în conductoarele armăturii. Astfel, pentru fiecare înfășurare curentul curge într-o direcție pentru prima jumătate a ciclului și curentul curge în cealaltă direcție pentru a doua jumătate a ciclului cu un decalaj de timp de 120 de grade (pe măsură ce s-au deplasat cu 120 de grade). Prin urmare, puterea de ieșire a generatorului sincron poate fi arătată ca în figura de mai jos.
Doriți să aflați mai multe despre generatoarele sincrone și sunteți interesat de proiectare proiecte electronice ? Simțiți-vă liber să împărtășiți opiniile, ideile, sugestiile, întrebările și comentariile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.
