Generatorlar

Generatorlar enerjinin digər formalarını elektrik enerjisinə çevirən qurğulardır. 1832-ci ildə fransız Bixi generatoru icad etdi.

Generator bir rotor və statordan ibarətdir. Rotor statorun mərkəzi boşluğunda yerləşir. Maqnit sahəsi yaratmaq üçün rotorda maqnit dirəkləri var. Əsas hərəkətverici rotoru döndərmək üçün idarə edərkən, mexaniki enerji ötürülür. Rotorun maqnit qütbləri rotorla birlikdə yüksək sürətlə fırlanır və maqnit sahəsinin stator sarğı ilə qarşılıqlı təsirinə səbəb olur. Bu qarşılıqlı təsir maqnit sahəsinin stator sarımının keçiricilərini kəsməsinə səbəb olur, induksiya edilmiş elektromotor qüvvəsi yaradır və bununla da mexaniki enerjini elektrik enerjisinə çevirir. Generatorlar sənaye və kənd təsərrüfatı istehsalında, milli müdafiədə, elm və texnologiyada, gündəlik həyatda geniş istifadə olunan DC generatorları və AC generatorlarına bölünür.

Struktur parametrlər

Generatorlar adətən stator, rotor, son qapaqlar və rulmanlardan ibarətdir.

Stator stator nüvəsindən, tel sarımlarından, çərçivədən və bu hissələri düzəldən digər struktur hissələrdən ibarətdir.

Rotor rotorun nüvəsindən (və ya maqnit dirəyi, maqnit boğucu) sarğı, qoruyucu halqa, mərkəzi halqa, sürüşmə halqası, fan və rotor mili və digər komponentlərdən ibarətdir.

Generatorun statoru və rotoru podşipniklər və son qapaqlar ilə birləşdirilir və yığılır ki, rotor statorda fırlana bilsin və maqnit güc xətlərini kəsmək hərəkətini edə bilsin, beləliklə, terminallar vasitəsilə çıxarılan və dövrəyə qoşulan induksiya edilmiş elektrik potensialı yaranır və sonra elektrik cərəyanı yaranır.

Funksional xüsusiyyətlər

Sinxron generatorun performansı əsasən yüksüz və yüklə işləmə xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur. Bu xüsusiyyətlər istifadəçilər üçün generatorları seçmək üçün vacib əsaslardır.

Yüksüz xarakteristikası:Generator yük olmadan işləyərkən, armatur cərəyanı sıfırdır, bu vəziyyət açıq dövrə əməliyyatı kimi tanınır. Bu zaman mühərrik statorunun üç fazalı sarğı yalnız if həyəcan cərəyanının induksiya etdiyi yüksüz elektrohərəkətçi qüvvəyə E0 (üç fazalı simmetriya) malikdir və if artımı ilə onun böyüklüyü artır. Bununla belə, ikisi mütənasib deyil, çünki motorun maqnit dövrəsinin nüvəsi doymuşdur. Yüksüz elektromotor qüvvəsi E0 ilə həyəcan cərəyanı If arasındakı əlaqəni əks etdirən əyri sinxron generatorun yüksüz xarakteristikası adlanır.

Armatur reaksiyası:Generator simmetrik yükə qoşulduqda, armatur sarımındakı üç fazalı cərəyan armatur reaksiya sahəsi adlanan başqa bir fırlanan maqnit sahəsi yaradır. Onun sürəti rotorun sürətinə bərabərdir və ikisi sinxron şəkildə fırlanır.

Həm Sinxron generatorların armatur reaktiv sahəsi, həm də rotorun həyəcanlanma sahəsi hər ikisi sinusoidal qanuna əsasən paylandığı üçün təxmini hesablana bilər. Onların məkan faza fərqi yüksüz elektromotor qüvvəsi E0 ilə armatur cərəyanı I arasındakı zaman fazasının fərqindən asılıdır. Bundan əlavə, armatur reaksiya sahəsi də yük şəraiti ilə əlaqədardır. Generator yükü induktiv olduqda, armatur reaksiya sahəsi generatorun gərginliyinin azalmasına səbəb olan demaqnitləşdirici təsir göstərir. Əksinə, yük tutumlu olduqda, armatur reaksiya sahəsi maqnitləşdirici təsirə malikdir, bu da generatorun çıxış gərginliyini artırır.

Yük əməliyyatının xüsusiyyətləri:Əsasən xarici xüsusiyyətlərə və tənzimləmə xüsusiyyətlərinə aiddir. Xarici xarakteristikası, sabit nominal sürət, həyəcan cərəyanı və yük güc faktoru nəzərə alınmaqla, generator terminalının gərginliyi U ilə yük cərəyanı I arasındakı əlaqəni təsvir edir. Tənzimləmə xarakteristikası, sabit nominal sürət, terminal gərginliyi və yük güc əmsalı nəzərə alınmaqla, həyəcan cərəyanı If və yük cərəyanı I arasındakı əlaqəni təsvir edir.

Sinxron generatorların gərginlik dəyişmə dərəcəsi təxminən 20-40% təşkil edir. Tipik sənaye və məişət yükləri nisbətən sabit bir gərginlik tələb edir. Buna görə də, yük cərəyanı artdıqca həyəcan cərəyanı müvafiq olaraq tənzimlənməlidir. Tənzimləmə xarakteristikasının dəyişmə tendensiyası xarici xarakteristikanın əksinə olsa da, induktiv və sırf rezistiv yüklər üçün artır, tutumlu yüklər üçün isə ümumiyyətlə azalır.

İş prinsipi

Dizel generatoru

Dizel mühərriki generatoru idarə edərək, dizel yanacağının enerjisini elektrik enerjisinə çevirir. Dizel mühərrikinin silindrinin içərisində hava filtrindən süzülmüş təmiz hava yanacaq injektoru tərəfindən vurulan yüksək təzyiqli atomlaşdırılmış dizel yanacağı ilə yaxşıca qarışır. Porşen yuxarıya doğru hərəkət etdikcə qarışığı sıxaraq onun həcmi azalır və temperatur dizel yanacağının alovlanma nöqtəsinə çatana qədər sürətlə yüksəlir. Bu, dizel yanacağını alovlandırır və qarışığın şiddətlə yanmasına səbəb olur. Qazların sürətlə genişlənməsi daha sonra pistonu aşağıya doğru məcbur edir, bu proses "iş" adlanır.

Benzin generatoru

Bir benzin mühərriki generatoru hərəkətə gətirir, benzinin kimyəvi enerjisini elektrik enerjisinə çevirir. Bir benzin mühərrikinin silindrinin içərisində yanacaq və hava qarışığı sürətlə yanmağa məruz qalır, nəticədə həcmi sürətlə genişlənir və pistonu aşağıya doğru məcbur edir və işi yerinə yetirir.

Həm dizel, həm də benzin generatorlarında hər bir silindr müəyyən bir ardıcıllıqla ardıcıl olaraq işləyir. Pistona təsir edən qüvvə birləşdirici çubuq tərəfindən krank mili hərəkətə gətirən fırlanma qüvvəsinə çevrilir. Güc mühərrikinin krank mili ilə koaksial olaraq quraşdırılmış fırçasız sinxron AC generatoru generatorun rotorunu idarə etmək üçün mühərrikin fırlanmasına imkan verir. Elektromaqnit induksiyası prinsipinə əsaslanaraq, generator daha sonra qapalı yük dövrəsi vasitəsilə cərəyan yaradan induksiya edilmiş elektromotor qüvvə yaradır.