Penjana segerak: peranti, jenis dan aplikasi

Penjana segerak ialah peranti khas di mana ia boleh menukar sebarang tenaga kepada tenaga elektrik. Peranti sedemikian ialah stesen mudah alih, bateri haba atau solar, dan peralatan khas. Bergantung pada jenis penjana, kemungkinan penggunaannya ditentukan, jadi adalah berfaedah untuk memahami dengan lebih terperinci apa peranti itu.

Pada akhir abad ke-19, syarikat Robert Bosch mula-mula membangunkan sesuatu yang serupa dengan penjana. Peranti itu mampu menyalakan enjin. Semasa ujian, ia telah mendedahkan bahawa mesin itu tidak sesuai untuk kegunaan kekal, tetapi pemaju dapat menambah baik radas.

Pada tahun 1890, syarikat itu hampir sepenuhnya beralih kepada pengeluaran peralatan ini, kerana ia mendapat populariti yang besar. Pada tahun 1902, seorang pelajar Bosch mencipta pencucuhan menggunakan voltan tinggi. Peranti itu mampu menghasilkan percikan antara dua elektrod lilin, menjadikan sistem lebih serba boleh.

Permulaan 60-an abad XX adalah era penyebaran penjana di seluruh dunia. Dan jika sebelum ini peranti itu hanya dalam permintaan dalam industri automotif, kini unit tersebut mampu menyediakan elektrik untuk seluruh rumah.

Reka bentuk unit tersebut hanya melibatkan dua elemen utama:

• pemutar;
• pemegun.

Tugas utama penjana adalah untuk menukar satu jenis tenaga kepada tenaga elektrik. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk menyediakan jumlah arus yang diperlukan kepada peranti bergantung supaya ia boleh digunakan.

Untuk menilai prestasi penjana, anda perlu melihat ciri-cirinya. Pada dasarnya, ia adalah sama seperti stesen yang menghasilkan arus terus. Beberapa faktor adalah parameter utama penilaian.

• Melahu. Ia adalah pergantungan EMF pada kekuatan arus bergerak yang bertanggungjawab untuk pengujaan gegelung peredam. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk menentukan keupayaan rantai untuk magnet.
• Ciri luaran. Menyiratkan hubungan selari antara voltan gegelung dan arus beban. Nilai bergantung pada jenis beban yang digunakan pada peranti. Antara sebab yang boleh menyebabkan perubahan, terdapat peningkatan atau penurunan dalam EMF unit, serta penurunan voltan merentasi belitan gegelung yang dipasang, yang diletakkan di dalam peranti.
• Pelarasan. Mewakili hubungan yang terbentuk antara arus medan dan arus beban. Memastikan kebolehkendalian dan perlindungan unit segerak dicapai dengan memantau penunjuk ini. Ini mudah dicapai jika anda sentiasa melaraskan EMF.

Tidak begitu sukar untuk mengetahui cara peranti berfungsi. Ia terdiri daripada memutar bingkai magnet untuk mencipta medan elektrik. Dalam proses memusingkan bingkai, muncul garis magnet yang mula melintasi konturnya.Persimpangan menyumbang kepada pembentukan arus elektrik.

Untuk menentukan di mana aliran tenaga elektrik bergerak, perlu menggunakan peraturan gimbal. Perlu diingatkan bahawa di beberapa kawasan pergerakan semasa adalah bertentangan. Arah sentiasa berubah apabila anda sampai ke kutub seterusnya, yang terletak pada magnet. Fenomena ini dipanggil arus ulang alik, dan sambungan bingkai ke cincin magnet yang berasingan boleh membuktikan keadaan ini.

Hubungan antara magnitud arus dalam bingkai dan kelajuan putaran pemutar sistem adalah berkadar. Oleh itu, semakin banyak bingkai berputar, semakin banyak tenaga elektrik yang boleh dibekalkan oleh penjana. Penunjuk ini dicirikan oleh kelajuan putaran.

Mengikut piawaian yang ditetapkan, penunjuk kelajuan optimum di kebanyakan negara tidak boleh melebihi 50 Hz. Ini bermakna pemutar mesti melakukan 50 getaran sesaat. Untuk mengira parameter, adalah perlu untuk bersetuju bahawa satu putaran bingkai membawa kepada perubahan arah arus.

Jika aci berjaya berputar 1 kali sesaat, ini bermakna frekuensi arus elektrik ialah 1 Hz. Oleh itu, untuk mencapai 50 Hz, adalah perlu untuk memastikan bilangan putaran bingkai yang betul sesaat.

Pergantungan dalam kes ini adalah berkadar songsang. Oleh itu, untuk menyediakan frekuensi 50 Hz, adalah perlu untuk mengurangkan kelajuan sebanyak kira-kira 2 kali.

Di samping itu, perlu diingatkan bahawa di sesetengah negara kadar putaran rotor lain ditetapkan. Kekerapan standard ialah 60 Hz.

Hari ini pengeluar menghasilkan beberapa jenis penjana segerak. Antara klasifikasi sedia ada, beberapa klasifikasi patut diberi perhatian khusus. Pertama sekali, adalah wajar mempertimbangkan pembahagian unit mengikut reka bentuk. Penjana terdiri daripada dua jenis.

• Tanpa berus. Reka bentuk penjana membayangkan penggunaan belitan stator. Ia diletakkan supaya teras elemen sejajar dengan arah sama ada kutub magnet atau teras yang disediakan pada gegelung. Bilangan maksimum gigi magnet tidak boleh melebihi 6 keping.

• Segerak, dilengkapi dengan induktor. Jika kita bercakap tentang melaraskan mesin yang beroperasi pada kuasa rendah, maka magnet DC digunakan sebagai pemutar. Jika tidak, pemutar ialah belitan induktor.

Klasifikasi berikut membayangkan pembahagian stesen mudah alih kepada jenis yang berasingan.

• Penjana hidrogen. Ciri tersendiri peranti adalah pemutar dengan tiang yang jelas. Unit sedemikian digunakan untuk menjana elektrik di mana tidak perlu menyediakan sejumlah besar lilitan peranti.

• Penjana turbin. Perbezaannya ialah ketiadaan tiang yang disebut. Peranti ini dipasang dari pelbagai turbin, ia mampu meningkatkan bilangan putaran rotor beberapa kali.

• Sambungan pengembangan segerak. Ia digunakan untuk mencapai kuasa reaktif - penunjuk penting dalam kemudahan perindustrian. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk meningkatkan kualiti arus yang dibekalkan dan menstabilkan penunjuk voltan.

Terdapat beberapa model biasa peranti sedemikian.

• Stepper. Ia digunakan untuk memastikan kebolehkendalian pemacu yang dipasang dalam mekanisme yang mempunyai kitaran mula-henti.

• Tanpa gear. Selalunya digunakan dalam sistem yang berdiri sendiri.

• Tanpa sentuh. Mereka adalah dalam permintaan sebagai stesen mudah alih utama atau sandaran di kapal.

• Histeresis. Penjana sedemikian digunakan untuk pembilang masa.

• Induktor. Memastikan operasi pemasangan elektrik.

Yang pertama ialah peranti di mana tiang kelihatan jelas. Mereka dibezakan oleh kelajuan rotor yang rendah. Kategori kedua mempunyai rotor silinder dalam reka bentuknya, yang tidak mempunyai tiang yang menonjol.

Penjana segerak ialah peranti yang direka untuk menghasilkan arus ulang alik. Anda boleh bertemu peranti sedemikian di pelbagai stesen:

• atom;
• haba;
• loji kuasa hidroelektrik.

Dan juga unit digunakan secara aktif dalam sistem pengangkutan. Ia digunakan dalam pelbagai kenderaan dan sistem kapal. Penjana segerak mampu beroperasi secara autonomi, berasingan daripada rangkaian elektrik, dan serentak dengannya. Dalam kes ini, adalah mungkin untuk menyambung beberapa unit sekaligus.

Kelebihan loji kuasa AC ialah keupayaan untuk menyediakan ruang yang diperuntukkan dengan elektrik. Mudah jika objek terletak jauh dari rangkaian pusat. Oleh itu, unit tersebut mendapat permintaan di kalangan pemilik ladang yang terletak di penempatan yang jauh dari bandar.

Apabila memilih penjana, adalah penting untuk mencari peranti yang sesuai dan boleh dipercayai yang boleh membekalkan elektrik ke kawasan yang diperuntukkan. Mula-mula anda perlu memutuskan parameter teknikal peranti masa depan. Pakar menasihatkan untuk memberi perhatian kepada:

• jisim penjana;
• dimensi peranti;
• kuasa;
• penggunaan bahan api;
• angka bunyi;
• tempoh bekerja.

Dan juga parameter penting ialah keupayaan untuk mengatur kerja automatik. Untuk memahami berapa banyak fasa yang diperlukan oleh penjana masa depan, adalah perlu untuk menentukan jenis dan bilangan peralatan elektrik yang akan disambungkan kepadanya.

Walau bagaimanapun, pembelian loji janakuasa mudah alih sedemikian bukanlah keputusan terbaik.

Sebelum membeli, ia juga disyorkan untuk mengambil kira beban yang akan dikenakan pada peranti semasa operasinya. Setiap fasa hendaklah dimuatkan dengan maksimum 30% daripada jumlah keseluruhan. Oleh itu, jika kuasa penjana ialah 6 kW, maka dalam hal menggunakan soket dengan voltan 220 V, hanya 2 kW boleh digunakan.

Pembelian penjana tiga fasa adalah permintaan hanya apabila terdapat ramai pengguna tiga fasa di dalam rumah. Jika kebanyakan perkakas adalah satu fasa, lebih baik membeli unit yang sesuai.

Sebelum memulakan penjana, ia mesti diselaraskan terlebih dahulu. Pertama sekali, kekerapan peranti ditala. Ini boleh dilakukan dalam dua cara:

1. menukar reka bentuk unit, setelah meramalkan berapa banyak tiang yang diperlukan untuk operasi elektromagnet;
2. berikan kelajuan aci yang diperlukan tanpa sebarang perubahan reka bentuk.

Contoh yang menarik ialah turbin berkelajuan rendah. Mereka menyediakan putaran rotor sebanyak 150 rpm. Untuk melaraskan kekerapan, gunakan kaedah pertama, meningkatkan bilangan tiang kepada 40 keping.

Walaupun fakta bahawa EMF induksi peranti dikaitkan dengan pemutar dan putarannya, kerana keperluan keselamatan, adalah mustahil untuk membongkar struktur untuk menukar parameter.

Nilai EMF boleh diubah dengan melaraskan fluks magnet yang dihasilkan. Ia perlu ditambah atau dikurangkan. Giliran penggulungan, atau sebaliknya, nombor mereka, bertanggungjawab untuk nilai penunjuk. Dan juga kuasa fluks magnet boleh dipengaruhi oleh arus yang dihasilkan oleh gegelung.

Pelarasan melibatkan kemasukan beberapa gegelung dalam rantai.Untuk melakukan ini, anda perlu menggunakan rheostat tambahan atau litar elektronik. Pilihan kedua memerlukan menetapkan parameter menggunakan penstabil luaran. Ini memastikan perkhidmatan yang boleh dipercayai.

Kelebihan stesen mudah alih segerak ialah keupayaan untuk menyegerakkan dengan mesin elektrik lain dari jenis yang serupa. Pada masa yang sama, semasa sambungan, adalah mungkin untuk memadankan kelajuan putaran dan memastikan peralihan fasa sifar. Dalam hal ini, loji kuasa mudah alih mendapat permintaan dalam kejuruteraan kuasa industri, di mana ia adalah sangat mudah untuk menggunakannya sebagai sumber kuasa sandaran untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran sekiranya berlaku beban berat.

Lihat di bawah untuk penjana segerak dan tak segerak.