Яке явище лежить в основі дії генератора | робота

Генератор – це пристрій, що перетворює механічну енергію обертання в електричну. «Прародителями» сучасних трифазних генераторів змінного струму були динамо-машини, які вперше використовувалися в промислових масштабах на електростанціях. При цьому принцип дії генеруючих пристроїв не змінився і, як раніше, грунтується на одному і тому ж фізичному явищі. Зі шкільного курсу фізики багато хто знає яке явище лежить в основі дії генератора – електромагнітна індукція.

Електромагнітна індукція була відкрита в 1831 році М. Фарадеєм. «Електрорушійна сила (ЕРС) виникає в замкнутому провідному контурі, пропорційна швидкості зміни магнітного потоку через поверхню, обмежену цим контуром».

Динамо машина

Щоб зрозуміти, як влаштований і як працює генератор, для початку потрібно розглянути пристрій динамо-машини і її принцип дії. У пристрої використано постійні магніти, що створюють постійне магнітне поле. Між магнітами розташований якір, який представляє собою замкнутий проводить контур з провідника, намотаного на муздрамтеатр.

При обертанні якоря (русі провідника в магнітному полі) в його обмотках индуктируется ЕРС. Кінці обмотки якоря приєднані до контактних кілець, а напруга з них знімається щітками. Недоліком такої конструкції стало явище старіння постійних магнітів і поступове їх розмагнічування. В результаті постійні магніти замінили електромагнітами, що стало початком створення сучасного генератора.

Генератор

Принципова конструкція генератора не сильно відрізняється від динамо-машини, тільки замість постійних магнітів використовується обмотка збудження – електромагніти. По суті природа магнітного поля нічим не відрізняється від електромагнітного, тому говорити яке явище лежить в основі роботи генератора, а яке в основі динамо-машини не має сенсу.

За принципом дії генератор можна коротко описати таким чином. При запуску на збудливу обмотку подається напруга зі стороннього джерела і генератор збуджується. Іншими словами, виникає електромагнітне поле, яке при обертанні ротора активується у ЕРС в робочих обмотках. При роботі частина електроенергії, генерованої пристроєм, споживається для збудження електромагнітного поля. В результаті стороннього джерела живлення вже не потрібно, а генератор самовозбуждается.

У трифазних генераторах використовуються 3 робочі обмотки фаз А, В і С, які розташовані на роторі або в статорі зі зміщенням на третину періоду на 120 градусів. Кращим прикладом для розгляду трифазного генератора стала автомобільна генеруюча установка, в якій застосовується вентильний генератор з доданими випрямленням струму.

Автомобільний генератор

В автомобільному генераторі робочі обмотки розташовані в статорі, точніше в його пазах і з’єднані в зірку. Ротор являє собою полюсну систему з обмоткою збудження і контактними кільцями. В цьому випадку не провідник рухається в магнітному полі, а магнітне поле навколо провідника.

При включенні запалювання, в той самий момент коли стартер розкручує колінчастий вал двигуна (обертання передаються ротора генератора), на збудливу обмотку генератора подається напруга від акумулятора. Коли ж автомобіль вже завівся, ток з акумулятора перестає подаватися на обмотку ротора, а збудлива обмотка живиться від випрямленого струму обмоток статора. Для наочності наведемо схему роботи генеруючої системи автомобіля.

Ключ 1 – це запалення автомобіля. Замикаючи його, як видно по схемі, струм від акумулятора 3 через контрольну лампочку 4 подається на збудливу обмотку 9 за допомогою контактних кілець 10. Після відключення запуску, ток з обмоток статора 8 через трифазний випрямляч 7 подається на збудливу обмотку, тим самим, ініціюючи самозбудження генератора . Система з шести діодів 5 і 6 є основним перетворювачем трифазного змінного струму в постійний, який подається на акумулятор для його підзарядки.

Ще раз в ув’язненні пояснюючи яке явище лежить в основі генератора відзначимо основні моменти. Обертання ротора (електромагніту) створює зміна магнітного потоку, за рахунок чого в робочих обмотках статора (замкнутому контурі) виникає ЕРС, індукує в них електричний струм. Все просто. Навіть світло в наших будинках горить тільки завдяки такому явищу як електромагнітна індукція.

Ссылка на основную публикацию