Menschen nutzen die Energie des elektrischen Stroms in fast allen Bereichen ihrer Tätigkeit. Mittlerweile ist ein Leben ohne Strom nicht mehr wegzudenken, der mit Hilfe spezieller Geräte aus mechanischer Energie umgewandelt wird. Lassen Sie uns genauer betrachten, wie dieser Prozess abläuft und wie moderne Generatoren angeordnet sind.
Inhalt
Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie
Jeder Generator arbeitet nach dem Prinzip der magnetischen Induktion. Die einfachste Lichtmaschine kann man sich als Spule vorstellen, die sich in einem Magnetfeld dreht. Es gibt auch eine Variante, bei der die Spule stationär bleibt, das Magnetfeld sie aber nur kreuzt. Während dieser Bewegung wird ein Wechselstrom erzeugt.Nach diesem Prinzip arbeiten weltweit eine Vielzahl von Generatoren, die zu einem Energieversorgungssystem zusammengefasst sind.
Das Gerät und Design der Lichtmaschine
Ein Standard-Stromgenerator besteht aus folgenden Komponenten:
- Ein Rahmen, an dem ein Stator mit elektromagnetischen Polen befestigt ist. Es besteht aus Metall und muss die Schutzfunktion aller Elemente des Mechanismus übernehmen.
- Der Stator, an dem die Wicklung befestigt ist. Es besteht aus ferromagnetischem Stahl.
- Ein Rotor ist ein bewegliches Element, auf dessen Kern sich eine Wicklung befindet, die einen elektrischen Strom bildet.
- Eine Schalteinheit, die Strom vom Rotor ablenkt. Es ist ein System aus beweglichen leitfähigen Ringen.
Je nach Verwendungszweck hat der Generator bestimmte Konstruktionsmerkmale, aber es gibt zwei Komponenten, die jedes Gerät hat, das mechanische Energie in Elektrizität umwandelt:
- Der Rotor ist ein bewegliches einteiliges Eisenteil;
- Der Stator ist ein festes Element, das aus Eisenblechen besteht. Darin befinden sich Rillen, in denen sich die Drahtwicklung befindet.
Um eine größere magnetische Induktion zu erhalten, sollte zwischen diesen Elementen ein geringer Abstand bestehen. Generatoren sind ihrer Bauart nach:
- Mit beweglichem Anker und statischem Magnetfeld.
- Mit feststehendem Anker und rotierendem Magnetfeld.
Gegenwärtig sind Geräte mit rotierenden Magnetfeldern häufiger, weil. Es ist viel bequemer, elektrischen Strom vom Stator als vom Rotor zu entfernen. Die Generatorvorrichtung hat viele Ähnlichkeiten mit dem Design des Elektromotors.
Generatorschaltung
Das Funktionsprinzip des elektrischen Generators: In dem Moment, in dem sich die Hälfte der Wicklung an einem der Pole und die andere am gegenüberliegenden befindet, fließt der Strom durch den Stromkreis vom minimalen zum maximalen Wert und umgekehrt.
Klassifizierung und Arten von Generatoren
Alle Stromgeneratoren können nach dem Kriterium der Arbeit und der Art des Brennstoffs, aus dem Strom erzeugt wird, verteilt werden. Alle Generatoren sind in einphasige (Spannungsausgang 220 Volt, Frequenz 50 Hz) und dreiphasige (380 Volt mit einer Frequenz von 50 Hz) sowie das Funktionsprinzip und die Art des Brennstoffs, der in Strom umgewandelt wird, unterteilt . Auch Generatoren können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, was ihre technischen Eigenschaften bestimmt.
Nach dem Arbeitsprinzip
Separate asynchrone und synchrone Lichtmaschinen.
Asynchron
Asynchrongeneratoren haben keine genaue Beziehung EMF von der Rotordrehzahl, aber der Begriff "Schlupf S" funktioniert hier. Es definiert diesen Unterschied. Der Schlupfwert wird berechnet, so dass noch ein gewisser Einfluss der Generatorelemente auf den elektromechanischen Prozess des Induktionsmotors besteht.
Synchron
Ein solcher Generator hat eine physikalische Abhängigkeit von der Drehbewegung des Rotors zur erzeugten Stromfrequenz. In einer solchen Vorrichtung ist der Rotor ein Elektromagnet, der aus Kernen, Wicklungen und Polen besteht. Der Stator sind Spulen, die nach dem Prinzip eines Sterns verbunden sind und einen gemeinsamen Punkt haben - Null. In ihnen wird Strom erzeugt.
Der Rotor wird durch eine Fremdkraft bewegter Elemente (Turbinen) in Bewegung gesetzt, die sich synchron bewegen. Die Erregung einer solchen Lichtmaschine kann sowohl kontaktbehaftet als auch berührungslos erfolgen.
Nach Art des Motorkraftstoffs
Die Netzferne wird mit dem Aufkommen von Generatoren kein Hindernis mehr für die Nutzung von Elektrogeräten.
Gasgenerator
Als Brennstoff wird Gas verwendet, bei dessen Verbrennung mechanische Energie entsteht, die dann durch elektrischen Strom ersetzt wird. Vorteile der Verwendung eines Gasgenerators:
- Sicherheit für die Umwelt, da das Gas während der Verbrennung keine schädlichen Elemente, Ruß und giftige Zersetzungsprodukte freisetzt;
- Wirtschaftlich ist es sehr rentabel, billiges Gas zu verbrennen. Im Vergleich zu Benzin kostet es viel weniger;
- Die Kraftstoffversorgung erfolgt automatisch. Benzin und Dieselkraftstoff müssen nach Bedarf hinzugefügt werden, und der Gasgenerator wird normalerweise an das Gasversorgungssystem angeschlossen.
- Dank Automatisierung tritt das Gerät selbstständig in Aktion, muss sich dafür aber in einem warmen Raum befinden.
Dieselgenerator
Diese Kategorie besteht hauptsächlich aus einphasigen Geräten mit einer Leistung von 5 kW. 220 Volt und eine Frequenz von 50 Hz sind bei Haushaltsgeräten Standard, sodass die Dieselmaschine mit einer Normlast gut zurechtkommt. Wie Sie sich vorstellen können, wird für den Betrieb Dieselkraftstoff benötigt. Warum Dieselgenerator wählen?
- Relative Billigkeit des Kraftstoffs;
- Automatisierung, mit der Sie den Generator automatisch starten können, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird;
- Hoher Brandschutz;
- Ein Dieselaggregat kann über einen langen Zeitraum störungsfrei arbeiten;
- Beeindruckende Langlebigkeit - einige Modelle können insgesamt 4 Jahre im Dauerbetrieb arbeiten.
Benzingenerator
Solche Geräte sind als Haushaltsgeräte sehr gefragt. Trotz der Tatsache, dass Benzin teurer ist als Benzin und Diesel, haben solche Generatoren viele Stärken:
- Kleine Abmessungen bei hoher Leistung;
- Einfach zu bedienen: Die meisten Modelle können manuell gestartet werden und größere Generatoren sind mit einem Starter ausgestattet. Die Spannung wird unter einer bestimmten Last mit einer speziellen Schraube geregelt;
- Bei einer Überlastung des Generators wird der Schutz automatisch aktiviert;
- Leicht zu warten und zu reparieren;
- Machen Sie während des Betriebs nicht viel Lärm;
- Es kann sowohl im Innen- als auch im Außenbereich verwendet werden, muss jedoch vor Feuchtigkeit geschützt werden.
Hauptanwendungen
Je nachdem, wo der Generator eingesetzt wird, werden seine technischen Eigenschaften bestimmt. Hauptsächlich bestimmt das Verhältnis des Generators zu einer bestimmten Kategorie im Einsatzgebiet seine Leistung. Die folgenden Gerätetypen sind nach Einsatzbereichen unterteilt:
- Haushalt. Sie haben eine Leistung von 0,7 bis 25 kW. Typischerweise umfasst diese Kategorie Benzin- und Dieselgeneratoren. Sie werden verwendet, um elektrische Haushaltsgeräte und Geräte mit geringem Stromverbrauch mit Strom zu versorgen, sehr oft auf Baustellen. Als tragbare Stromquelle geeignet, wenn Sie ins Grüne gehen;
- Fachmann. Sie können als dauerhafte Stromquelle in kommunalen Einrichtungen und kleinen Produktionsbetrieben eingesetzt werden. Seine Leistung überschreitet 100 kW nicht;
- Industriell.Sie können in großen Fabriken und Anlagen eingesetzt werden, in denen Hochleistungsgeräte erforderlich sind. Solche Geräte haben eine Leistung von mehr als 100 kW, haben beträchtliche Abmessungen und sind für eine unvorbereitete Person schwer zu warten.
