Generatorul electric
GENERATOR ELECTRIC (generator) este folosit pentru a converti energia mecanică în energie electrică. Cererea principală - obținerea de energie electrică. EG instalat pe centrale electrice, staționare și mobile. În funcție de natura actuală a generatoarelor sunt împărțite în curent continuu și alternativ generatoare generatoare. Alternatoare sunt împărțite în sincron și asincron. Generator și conducând-o în rotație mecanică unitate (primară) unitate se numește. Fiecare generator este prevăzut cu o placă de nume, pe un rom indică producătorul, tipul și numărul de serie al generatorului, putere, tensiune, curent, puterea și viteza de rotație, frecvență și a factorului de putere cos-T # 966; (În cazul alternator). În cazul în care panoul este nici instrucțiuni suplimentare, atunci toate datele tehnice, numite nominale, se referă la lungimea modului generatorului. generatoare de curent continuu, a încetat să joace rolul principalelor surse de curent, au aplicabilitate la cazuri individuale, în cazul în care există o nevoie de un DC: electrochimic bal-st, producerea electrolitică de instrumente electrice motoare care necesită control al vitezei, generatoare de rulare instalații pentru instalații cu fir și radio, privind transportul rutier și aerian. Electrificarea. generatoare x-va DC sunt utilizate ca agenți pentru generator sincron, pentru încărcarea bateriei pentru sudarea electrică. În cazuri rare, ele sunt folosite ca surse de alimentare pentru centralele electrice mici.
Alternatoare sunt fabricate aproape exclusiv sub formă de mașini sincrone. La centralele electrice, în câteva secunde. x-am instalat generatoare sincrone trifazate. Prototipul generatorului sincron este un generator de curent alternativ, creat în 1878 P. N. Yablochkovym. Primul generator sincron este curent trifazat este creat în 1891 MO Dolivo-Dobrovolsky. De o mare importanță în prima etapă de dezvoltare a teoriei și proiectarea mașinilor electrice au de lucru, de asemenea, oamenii de știință români X. E. Lenz, B. S. Yakobi, G. A. și colab Stoletova.
Practic, singurul aplicabil DC tipul generatorului este un colector. Generatorul colector DC este o mașină, ancorat într-un roi efectiv obținut forță electromotoare variabilă (EMF) este redresată prin spec. Dispozitiv - un colector. Pe axul cilindrului mașinii întărit tablă de oțel; pe suprafața exterioară a șanțurilor cilindrilor sunt făcute în la- înfășurarea este conectată la colectorul (Fig. 1) prevăzută. Partea fixă este format din cadru și cu polii magnetici sunt situate pe înfășurarea de excitație.
Fig. 1. Armătura de înfășurare cu șablonul format din bobine cu model normale, conectat la colectorul
mașini de curent continuu, partea rotativă este de obicei numit ancora, fixă - poli. Pentru a conecta armătura generatorului cu un circuit extern montat pe perii colectoare din portperiile întărită de. La rotirea motorului exterior armătură la o viteză constantă și cu excitație colector schotkah apare tensiune în mod substanțial constantă în timp. excitație bobinaj este cel mai adesea legat la bornele armăturii în paralel (Fig. 2a). Un astfel de generator este numit shunt generatorului (șunt). excitație în raport curent la puterea nominală a curentului armatură generatorului este de 1 - 5%. Bobinajul de excitație cu comutare de circuit rezistență corespunzătoare - reglarea reostat. Prin reglarea reostatul prin intermediul curentului în înfășurarea de excitație, preparat în diferite condiții de funcționare dorită tensiunii generatorului, un t. H., și nominal. Generator de șunt între generatorul de curent continuu este cel mai frecvent, t. K. nu necesită o sursă specială de excitație dă sarcina normală într-o tensiune suficient de stabilă. In acele cazuri în care se dorește stabilitate mai mare tensiune și într-o gamă mai largă de schimbare a sarcinii, iar generatorul de excitație amestecat este utilizat cu un câmp suplimentar (al doilea) înfășurare, în serie cu înfășurarea armăturii. In unele cazuri, o excitație separată (Figura 2b). Dintr-o sursă externă de curent continuu (în generatoarele de tensiune foarte mici 4 - 12, de înaltă tensiune 500 în comunicație, etc ....).
Fig. 2. Circuitul oscilator: și - un șunt; b - excitație separată
În cazul în care colectorul de curent continuu aparatul apare scântei perii. Suprafața inegală din motive cele mai multe ori ceea ce a dus de colector, periile batantă portperii, perii de instalare prishlifovka rău, incorecte de perii (care nu formează un colector, în raport cu celălalt sau polii mașinii), apăsând peria greșită, perie clasa greșit, masina de vibrații. perii de contact afectează, de asemenea, generatorul auto-excitat DC. În practică, în special în generatoarele mici, din cauza contaminării sau colector proiectează straturi de mică plăci colectoare, rezistența inițială de contact a periilor poate ajunge la o astfel de valoare încât oscilatorul nu devine excitat. De obicei, în aceste cazuri, pentru auto-excitație este suficient de perii scurte de presiune cu mâna.
generatoare de curent continuu fabricate plante electromachine sovietice sunt împărțite în două grupe: performanțe normale și speciale (de rulare, de înaltă tensiune, joasă tensiune, sudura, baterie, etc ...). generatoare medii de execuție normală și joasă putere acoperite serie Mo și MP. Evaluat generatoare de putere serie Mo 0.37-130 kW, într-o execuție protejată, seria MT 3.8-66 kW (destinate pentru conectarea directă la motoarele cu piston cu turație joasă). generatoare de tensiune de aplicare generală, în conformitate cu GOST 721-41, 115, 230 și 460 (acesta din urmă nu toate tipurile). mașină de curent continuu fabricate de producător pentru funcționarea ca generator, m. B. și folosit ca un motor. Aceasta se bazează pe proprietatea numită reversibilitate mașinilor electrice. Dacă se presupune ancorarea același amperaj, atunci puterea este scos din arborele, va fi ceva mai mic, circa 8 - 10%. Viteza de rotație a mașinii va fi apoi cu aproximativ 15% mai mică decât viteza de rotație ca generator.
Fig. 3. Statorul unei mașini sincrone cu trei faze
generator sincron este format dintr-o parte fixă la un roi este de obicei AC înfășurare, și o parte rotativă cu o excitație înfășurare. O parte fixă în mașinile de curent alternativ numit în mod obișnuit stator (figura 3), rotativ - rotor. Câmpul mașină sincronă de înfășurare este alimentat cu curent continuu. O sursă de curent constant este, de obicei, un generator de curent continuu șunt. Un astfel de generator este cunoscut ca inițiator. In majoritatea cazurilor, agentul patogen sau situate pe același ax cu un generator sincron conectat la ele sau cuplaj elastic, fiind montat pe o placă de bază comună. In anumite modele ale excitatorului este antrenat în rotație prin intermediul transmisiei trapezoidale. putere excitatoare este 1 - 6% din puterea nominală a generatorului sincron, tensiunea nu depășește 110-120. Curent este alimentat de la excitator la domeniul de înfășurare a generatorului sincron prin inele de alunecare, așezat pe arborele rotorului și periile de inele suprapuse. Reglarea tensiunii generatorului sincron efectuate numit reostat de reglare și montat în circuitul de câmp excitatoare (Fig. 4). Modificarea tensiunii la bornele excitatorul atrage după sine schimbarea curentului de excitație al generatorului sincron și permite să schimbe tensiunea nominală. Frecvența generatorului sincron de curent alternativ este în dependență strictă de numărul de poli ai vitezei generatorului și de rotație (RPM). Când o alternativ frecvența curentă f = 50 cicluri pe secundă, luate ca un standard în Uniunea Sovietică și Europa de Vest, numărul nc vitezei rotorului. numit sincron, în funcție de numărul de poli 2p are o urmă. sens
Numărul de rotații ale rotorului în funcție de numărul de poli
Sub capacitate nominală cu trei faze generator sincron trebuie să fie înțeles așa-numitul. putere aparentă egală cu produsul factorului 1.73 pentru tensiunea de linie nominală și un generator de curent de linie nominală. În mod normal, această lucrare este împărțită în 1000 și arată puterea aparentă în kilovoltampe-rah (kVA). Pentru generator sincron kVA pentru a le da nu determina pe deplin sarcina sa rezistivă admisă. Acesta ar trebui să indice, de asemenea, coeficientul de capacitate r (cos # 966;) de sarcină. Pentru o valoare nominală de cos # 966; generator sincron adoptat cos # 966 = 0,8 (cu curent rămase în urmă). Apoi, puterea activă a generatorului sincron la sarcina nominală este determinată de produsul dintre factorul corespunzător cvasi-m și puterea este exprimată în kilowați (KVM).
În funcție de tipul de motor primar, un generator sincron rotit cu inel distins: Turbogeneratori, hidro, generatoare diesel. Automobile camioane, respectiv - o turbină cu abur, o turbină de apă, un motor diesel. Turbogenerator - Viteza Mașini, fabricate de obicei cu două sau patru poli. hidrogeneratoare și diesel - mașini de viteză redusă, fabricate multipolar, șase stâlpi și de mai sus. O gamă largă de viteze de rotație hidrogeneratoarelor (50 până la 750 rot / min.), Este asociat cu o largă varietate de presiuni și debite întâlnite la puterea hidraulică. rotor turbogenerator este fabricat din oțel solid forjare o formă cilindrică. Pentru a găzdui bobina DC în ea profrezovyvayutsya sloturi. înfășurări de excitație separate nu ies în poli de pe suprafața rotorului. Un astfel de rotor ca întreg generatorul ca întreg, se numește implicit poli. Cu viteză redusă, generatoare sincrone cu un număr mare de poli, sunt numite explicit poli, t. Pentru. Polii individuali apar în mod clar (Fig. 5).
Fig. 4. Circuitul generatorului sincron 1 - generator sincron; 2 - excitatoare; 3 - inele colectoare și perii; 4 - un reostat de reglare
generatoare sincrone sunt împărțite în mai multe. grupuri: 1) Generatoare Clar poli de joasă SG seria putere și C - capacitate de 15 - 60 la kVA. Destinat utilizării în putere fixă sau mobilă de importanță locală, cum ar fi: agricol. Prin natura generatoarelor de execuție - protejate, nu sunt proiectate să funcționeze în interior perechi nasyschonnyh. 2) Generatoare Evident poli, putere medie și înaltă. Aici se face referire generatoare variind de la 100 la mai multe. mii kVA, de exemplu. M-Series C320 și GE. sunt utilizate aceste generatoare, Ch. arr. în combinație cu turbine hidraulice și motoare cu ardere internă (de obicei diesel). Generatoare sunt conectate la piston primar de tip motoare necesită un volant, cu scop cerned constă în facilitarea neuniformitatea vitezei mașinii de forță. Pentru generatori, interfațat cu turbine hidraulice, nek-o mulțime creșterea momentului de inerție este necesară în cazurile în care accelerația necesară unitatea decelerație descărcare. Pentru a îndeplini aceste cerințe în cadrul seriei MC oferă un design cu masa volantului armat. Pentru electrificare. x-va produce așa-numitul. seria Ural de hidro-HCV. Această putere hidroelectrică vertical 2-400 kVA, viteză de rotație de la 100 la 300 rot / min. Conceput pentru conectarea directă la turbinele de apă (Fig. 6). Dezvoltarea cu succes seria Ural a rezolvat problema de a crea o construcție rentabilă, simplă și fiabilă a producției-scară mică hidro. Pe partea operațională, în comparație cu alte serii emise anterior de generatoare verticale, generatoare de serie VHC este mai convenabil pentru serviciu, necesită mai puțin spațiu și stație spațială, în același timp, simplificarea fundație de proiectare podgeneratornogo. Frânele verticale hidro-furnizate, scop-ryh pentru a scurta perioada a unității de oprire. hidrogeneratoare de frânare trebuie să fie efectuată de la aproximativ 1/3 din turația nominală, și se efectuează în prima priză de frână VHC trei serii, iar în a patra - șurubul de frână manuală. 3) generatorostroenie mare. Primul generator de turbine pe o suprafata de 100.000 mp, la 3000 rot / min. cu răcire cu aer, a fost construit în URSS în 1937. Trail. stadiu de dezvoltare a turbo-generatorostroeniya a fost construirea capacității generatorului turbinei de 100.000 kVA, la 3000 rot / min. cu răcire de hidrogen (1946). In 1952 a fost realizat un turbogenerator unic răcit cu hidrogen, cu o capacitate de 150.000 de kilowați, 3000 rot / min. În URSS, locul de muncă înregistra parametrii de putere hidro 68750 kVA și cea mai mare capacitate hidro din lume de 103500 kVA, la 83.83 / min. Chiar și mai puternice hidrogeneratoare instalate la centrala hidroelectrică Kuibyshev și Stalingrad.
Fig. 5. rotorul generatorului hidraulic
Proprietățile operaționale ale generatoarelor sincrone m. B. compoundare circuit de conducător auto îmbunătățit. Datorită reglare a tensiunii de compoundare se realizează sub o sarcină, creând condiții favorabile pentru începerea puterii motoarelor asincrone relativ mari cu rotor în scurtcircuit.
Electrificarea. x-va compoundare este utilizat pe scară largă. În cazul în care generatorul sincron are o mașină de excitator, aceasta se realizează prin echiparea generatorului compounder special. putere rurală se aplică și generatoare sincrone care nu au aparatul excitatorului excitat de un redresoare solid (cu o putere de maximum 75 kVA). Astfel de generatoare sunt, în mod tipic.
Fig. 6. Aspectul generatoare hidraulice
In ultimii ani, producția de masă a început cu excitarea generatoarelor sincrone cu un redresor mecanic (sistem SG Ing Ta Mantsev.) Capacitatea de 4 - (. Fabricat de plantă electrotehnic Yerevan, etc. plante) 30 kva. sunt utilizate aceste generatoare, Ch. arr. pentru putere mobile folosite de fermele colective și de stat, de partid de explorare.
Un generator asincron poate funcționa numai atunci când primește o nevoie de putere de magnetizare pentru excitarea unui câmp magnetic. Schema posibil D: a) paralelă cu) operarea (comun cu generator sincron pentru consumator general. condițiile de funcționare generatorului sincron, astfel se deterioreze considerabil din cauza unui curent reactiv de suprasarcină. De obicei, un astfel de sistem este puțin rațional; constată utilizarea în unele cazuri în care generatoarele asincrone sunt folosite ca sursă auxiliară de energie electrică - stația automată de energie hidroelectrică și eoliană de capacitate mică, care lucrează în paralel cu o rețea puternică; b) muncă independentă în rețea în timpul excitării generatorului asincron al condensatorului static, befall paralel la bornele statorului. În unele cazuri, se constată folosi ca planta mica putere cu cel mai simplu, ieftin, fiabil și ușor de întreținut generator (energie electrica mobile 5 KW pentru morile de câmp iluminare, gări, faruri și m. P.). Cu o creștere a puterii, iar atunci când sarcina motorului, datorită unei creșteri a instalației condensatoare electrice necesară este greoaie și costisitoare, precum și utilizarea unui generator asincron devine impracticabilă. Descrierea dispozitivului asincron mașinii cm. Motorul electric.
Literatură: M. Evreinov utilizarea energiei electrice în agricultură, 2nd ed. MA 1948 (a se vedea h II capitolul 3 - 4 ...); Zlatkovsky O exploatare rațională a echipamentelor electrice MTS, Zh. "MTS", Moscova 1951, №7, p 39-44 .; . Este de lucru, instalațiile electrice din mediul rural, M. 1953, pp 35-71; Ivanov generatoare asincrone pentru centralele hidroelectrice de capacitate mică, M.-L. 1948 Neumann Z. și K. Kostin hidrogeneratoare pentru electrificare rurală, "Curent," [M] 1950 №7, p 16-23 .; Sazonov N. Manual pentru electrician din mediul rural, 2nd ed. M. 1953; Manualul de Electrificarea Agriculturii. Comp. NA Sazonov și IM Shidarev, M. 1949 (A se vedea secțiunea II, capitolul 6, 8, secțiunea V capitolul 1 - 3 ...); Tamantsev S. generator sincron autoexcitate cu redresor mecanic și control automat de tensiune "electrice", [M], 1952, № 3, pp 3 - 7 .; Mașini Yuditskiy C. sincronă cu redresoare semiconductoare, a 2-a ed. M.-L. 1954.
- Enciclopedia agricole. T 5 (T - I) / Ed. Board: P. Lobanov (capete eds) [et al.]. Ediția a III-a, revizuită - publicarea de Stat din Moscova a literaturii agricole, M. 1956, p. 663