Generatoren

Generatoren sinn Apparater, déi aner Forme vun Energie an elektresch Energie ëmwandelen. Am Joer 1832 huet de Fransous Bixi de Generator erfonnt.

E Generator besteet aus engem Rotor an engem Stator. De Rotor ass an der Mëtt vum Stator placéiert. En huet Magnéitpole um Rotor, fir e Magnéitfeld ze generéieren. Wann den Drummotor de Rotor dréit, gëtt mechanesch Energie iwwerdroen. D'Magnéitpole vum Rotor dréie sech mat héijer Geschwindegkeet zesumme mam Rotor, wouduerch d'Magnéitfeld mat der Statorwicklung interagéiert. Dës Interaktioun bewierkt, datt d'Magnéitfeld d'Leeder vun der Statorwicklung duerchschneit, wouduerch eng induzéiert elektromotoresch Kraaft generéiert gëtt an doduerch mechanesch Energie an elektresch Energie ëmgewandelt gëtt. Generatore ginn a Gläichstroumgeneratoren an Wiesselstroumgeneratoren opgedeelt, déi wäit verbreet an der industrieller a landwirtschaftlecher Produktioun, der nationaler Verteidegung, der Wëssenschaft an der Technologie an am Alldag benotzt ginn.

Strukturell Parameteren

Generatoren bestinn normalerweis aus engem Stator, engem Rotor, Endkappen a Lager.

De Stator besteet aus engem Statorkär, Drotwicklungen, engem Kader an aner strukturell Deeler, déi dës Deeler fixéieren.

De Rotor besteet aus der Wicklung vum Rotorkär (oder Magnéitpol, Magnéitdrossel), dem Schutzrank, dem Mëttelrank, dem Schläifrank, dem Ventilator an der Rotorwelle an aner Komponenten.

De Stator an de Rotor vum Generator sinn duerch d'Lager an d'Endkappen verbonnen a zesummegesat, sou datt de Rotor am Stator rotéiere kann an d'Bewegung vum Ofschneiden vun de magnéitesche Kraaftlinne maache kann, wouduerch dat induzéiert elektrescht Potenzial generéiert gëtt, dat duerch d'Klemmen erausgefouert a mam Circuit verbonnen ass, an dann den elektresche Stroum generéiert gëtt.

Funktionell Funktiounen

D'Leeschtung vun engem Synchrongenerator gëtt haaptsächlech duerch Leerlaascht- a Laaschtbetriebseigenschaften charakteriséiert. Dës Charakteristike si wichteg Basis fir d'Benotzer bei der Auswiel vu Generatoren.

Charakteriséierung ouni Belaaschtung:Wann e Generator ouni Belaaschtung funktionéiert, ass den Ankerstroum Null, en Zoustand deen als Open-Circuit-Betrib bekannt ass. Zu dësem Zäitpunkt huet d'Dräiphasenwicklung vum Motorstator nëmmen d'elektromotoresch Kraaft ouni Belaaschtung E0 (Dräiphasen-Symmetrie), déi vum Anregungsstroum If induzéiert gëtt, an hir Gréisst hëlt mat der Erhéijung vun If zou. Déi zwee sinn awer net proportional, well de Kär vum Motormagnetkrees gesättigt ass. D'Kurve, déi d'Bezéiung tëscht der elektromotorescher Kraaft ouni Belaaschtung E0 an dem Anregungsstroum If reflektéiert, gëtt d'Noutlastcharakteristik vum Synchrongenerator genannt.

Armature-Reaktioun:Wann e Generator un eng symmetresch Belaaschtung ugeschloss ass, generéiert den Dräiphasenstroum an der Ankerwicklung en anert rotéierend Magnéitfeld, dat als Ankerreaktiounsfeld bezeechent gëtt. Seng Geschwindegkeet ass gläich wéi déi vum Rotor, an déi zwee rotéiere synchron.

Souwuel den Ankerreaktiounsfeld wéi och den Anregungsfeld vum Rotor bei synchrone Generatoren kënnen approximéiert ginn, well se no engem sinusfërmege Gesetz verdeelt sinn. Hir raimlech Phasendifferenz hänkt vun der Zäitphasendifferenz tëscht der elektromotorischer Kraaft E0 ouni Belaaschtung an dem Ankerstroum I of. Zousätzlech ass d'Ankerreaktiounsfeld och mat de Belaaschtungsbedingungen verbonnen. Wann d'Generatorbelaaschtung induktiv ass, huet d'Ankerreaktiounsfeld en demagnetiséierenden Effekt, wat zu enger Ofsenkung vun der Generatorspannung féiert. Am Géigendeel, wann d'Laascht kapazitiv ass, huet d'Ankerreaktiounsfeld e magnetiséierenden Effekt, wat d'Ausgangsspannung vum Generator erhéicht.

Charakteristike vum Laaschtbetrieb:Et bezitt sech haaptsächlech op extern Charakteristiken an Astellungscharakteristiken. Déi extern Charakteristik beschreift d'Bezéiung tëscht der Generatorklemmespannung U an dem Laaschtstroum I, bei enger konstanter Nenngeschwindegkeet, Anregungsstroum a Laaschtleistungsfaktor. D'Astellungscharakteristik beschreift d'Bezéiung tëscht dem Anregungsstroum If an dem Laaschtstroum I, bei enger konstanter Nenngeschwindegkeet, Klemmespannung a Laaschtleistungsfaktor.

D'Spannungsvariatiounsquote vu Synchrongeneratoren ass ongeféier 20-40%. Typesch Industrie- a Stotlasten erfuerderen eng relativ konstant Spannung. Dofir muss den Anregungsstroum deementspriechend ugepasst ginn, wa de Laststroum eropgeet. Och wann den Trend vun der Reguléierungscharakteristik am Géigendeel vun der externer Charakteristik ass, klëmmt se fir induktiv a reng ohmsch Lasten, während se allgemeng fir kapazitiv Lasten erofgeet.

Aarbechtsprinzip

Dieselgenerator

En Dieselmotor dreiwt e Generator un, deen d'Energie vum Dieselbrennstoff an elektresch Energie ëmwandelt. Am Zylinder vun engem Dieselmotor vermëscht sech propper Loft, gefiltert vum Loftfilter, grëndlech mat dem Héichdrock-Zerstäubungsdieselbrennstoff, deen vun der Brennstoffinjektor injizéiert gëtt. Wann de Kolben no uewe beweegt an d'Mëschung kompriméiert, hëlt säi Volumen of an d'Temperatur klëmmt séier, bis se de Zündpunkt vum Dieselbrennstoff erreecht. Dëst entzündt den Dieselbrennstoff, wouduerch d'Mëschung hefteg verbrennt. Déi séier Expansioun vun de Gasen dréckt dann de Kolben no ënnen, e Prozess, deen als "Aarbecht" bekannt ass.

Benzingenerator

E Benzinmotor dréit e Generator un, deen déi chemesch Energie vum Benzin an elektresch Energie ëmwandelt. Am Zylinder vun engem Benzinmotor verbrennt eng Mëschung aus Brennstoff a Loft séier, wat zu enger schneller Volumenausdehnung féiert, déi de Kolben no ënnen forcéiert a sou Aarbecht ausféiert.

Souwuel bei Diesel- wéi och bei Benzingeneratoren funktionéiert all Zylinder sequenziell an enger spezifescher Reiefolleg. D'Kraaft, déi um Kolben ausgeübt gëtt, gëtt vun der Pleuelstang an eng Rotatiounskraaft ëmgewandelt, déi d'Kurbelwelle undreift. E bürstenlosen synchronen Wiesselstroumgenerator, deen koaxial mat der Kurbelwelle vum Motor montéiert ass, erlaabt d'Rotatioun vum Motor, fir de Rotor vum Generator unzedreiwen. Baséierend op dem Prinzip vun der elektromagnetescher Induktioun produzéiert de Generator dann eng induzéiert elektromotoresch Kraaft, déi Stroum duerch e geschlossene Laaschtkrees generéiert.