Gjeneratorë

Gjeneratorët janë pajisje që shndërrojnë format e tjera të energjisë në energji elektrike. Në vitin 1832, francezi Bixi shpiku gjeneratorin.

Një gjenerator përbëhet nga një rotor dhe një stator. Rotori ndodhet në zgavrën qendrore të statorit. Ai ka pole magnetike në rotor për të gjeneruar një fushë magnetike. Ndërsa lëvizësi kryesor e shtyn rotorin të rrotullohet, transferohet energji mekanike. Polet magnetike të rotorit rrotullohen me shpejtësi të lartë së bashku me rotorin, duke bërë që fusha magnetike të bashkëveprojë me mbështjelljen e statorit. Ky bashkëveprim bën që fusha magnetike të presë përçuesit e mbështjelljes së statorit, duke gjeneruar një forcë elektromotore të induktuar dhe duke e shndërruar kështu energjinë mekanike në energji elektrike. Gjeneratorët ndahen në gjeneratorë DC dhe gjeneratorë AC, të cilët përdoren gjerësisht në prodhimin industrial dhe bujqësor, mbrojtjen kombëtare, shkencën dhe teknologjinë dhe jetën e përditshme.

Parametrat strukturorë

Gjeneratorët zakonisht përbëhen nga një stator, rotor, kapakë fundorë dhe kushineta.

Statori përbëhet nga një bërthamë statori, mbështjellje teli, një kornizë dhe pjesë të tjera strukturore që i fiksojnë këto pjesë.

Rotori përbëhet nga pështjellja e bërthamës së rotorit (ose polit magnetik, mbytjes magnetike), unazës mbrojtëse, unazës qendrore, unazës rrëshqitëse, ventilatorit dhe boshtit të rotorit dhe komponentëve të tjerë.

Statori dhe rotori i gjeneratorit janë të lidhur dhe të montuar nga kushinetat dhe kapakët fundorë, në mënyrë që rotori të mund të rrotullohet në stator dhe të bëjë lëvizjen e prerjes së vijave magnetike të forcës, duke gjeneruar kështu potencialin elektrik të induktuar, i cili nxirret jashtë përmes terminaleve dhe lidhet me qarkun, dhe më pas gjenerohet rryma elektrike.

Karakteristikat Funksionale

Performanca e gjeneratorit sinkron karakterizohet kryesisht nga karakteristikat e funksionimit pa ngarkesë dhe me ngarkesë. Këto karakteristika janë baza të rëndësishme për përdoruesit për të zgjedhur gjeneratorët.

Karakterizimi pa ngarkesë:Kur një gjenerator funksionon pa ngarkesë, rryma e armaturës është zero, një gjendje e njohur si funksionim me qark të hapur. Në këtë kohë, mbështjellja trefazore e statorit të motorit ka vetëm forcën elektromotore pa ngarkesë E0 (simetri trefazore) të induktuar nga rryma e ngacmimit If, dhe madhësia e saj rritet me rritjen e If. Megjithatë, të dyja nuk janë proporcionale sepse bërthama e qarkut magnetik të motorit është e ngopur. Kurba që pasqyron marrëdhënien midis forcës elektromotore pa ngarkesë E0 dhe rrymës së ngacmimit If quhet karakteristika pa ngarkesë e gjeneratorit sinkron.

Reagimi i armaturës:Kur një gjenerator lidhet me një ngarkesë simetrike, rryma trefazore në mbështjelljen e armaturës gjeneron një fushë tjetër magnetike rrotulluese, e cila quhet fusha e reagimit të armaturës. Shpejtësia e saj është e barabartë me atë të rotorit, dhe të dy rrotullohen në mënyrë sinkrone.

Si fusha reaktive e armaturës së gjeneratorëve sinkronë ashtu edhe fusha e ngacmimit të rotorit mund të përafrohen si të dyja të shpërndara sipas një ligji sinusoidal. Diferenca e tyre hapësinore e fazës varet nga diferenca e fazës kohore midis forcës elektromotore pa ngarkesë E0 dhe rrymës së armaturës I. Përveç kësaj, fusha e reagimit të armaturës lidhet gjithashtu me kushtet e ngarkesës. Kur ngarkesa e gjeneratorit është induktive, fusha e reagimit të armaturës ka një efekt demagnetizues, duke çuar në një ulje të tensionit të gjeneratorit. Anasjelltas, kur ngarkesa është kapacitive, fusha e reagimit të armaturës ka një efekt magnetizues, i cili rrit tensionin e daljes së gjeneratorit.

Karakteristikat e funksionimit të ngarkesës:Kryesisht i referohet karakteristikave të jashtme dhe karakteristikave të rregullimit. Karakteristika e jashtme përshkruan marrëdhënien midis tensionit të terminalit të gjeneratorit U dhe rrymës së ngarkesës I, duke pasur parasysh një shpejtësi konstante të vlerësuar, rrymë ngacmimi dhe faktor fuqie ngarkese. Karakteristika e rregullimit përshkruan marrëdhënien midis rrymës së ngacmimit If dhe rrymës së ngarkesës I, duke pasur parasysh një shpejtësi konstante të vlerësuar, tension të terminalit dhe faktor fuqie ngarkese.

Shkalla e ndryshimit të tensionit të gjeneratorëve sinkronë është afërsisht 20-40%. Ngarkesat tipike industriale dhe shtëpiake kërkojnë një tension relativisht konstant. Prandaj, rryma e ngacmimit duhet të rregullohet në përputhje me rritjen e rrymës së ngarkesës. Edhe pse tendenca e ndryshimit të karakteristikës së rregullimit është e kundërta e karakteristikës së jashtme, ajo rritet për ngarkesat induktive dhe thjesht rezistente, ndërsa në përgjithësi zvogëlohet për ngarkesat kapacitive.

Parimi i Punës

Gjenerator dizel

Një motor nafte vë në lëvizje një gjenerator, duke e shndërruar energjinë nga karburanti dizel në energji elektrike. Brenda cilindrit të një motori dizel, ajri i pastër, i filtruar nga filtri i ajrit, përzihet plotësisht me karburantin dizel të atomizuar me presion të lartë të injektuar nga injektori i karburantit. Ndërsa pistoni lëviz lart, duke e ngjeshur përzierjen, vëllimi i tij zvogëlohet dhe temperatura rritet me shpejtësi derisa të arrijë pikën e ndezjes së karburantit dizel. Kjo ndez karburantin dizel, duke bërë që përzierja të digjet me dhunë. Zgjerimi i shpejtë i gazrave më pas e detyron pistonin poshtë, një proces i njohur si 'punë'.

Gjenerator benzine

Një motor benzine vë në lëvizje një gjenerator, duke e shndërruar energjinë kimike të benzinës në energji elektrike. Brenda cilindrit të një motori benzine, një përzierje karburanti dhe ajri i nënshtrohet djegies së shpejtë, duke rezultuar në një zgjerim të shpejtë të vëllimit që e detyron pistonin poshtë, duke kryer punë.

Si në gjeneratorët me naftë ashtu edhe në ata me benzinë, çdo cilindër funksionon në mënyrë sekuenciale në një rend specifik. Forca e ushtruar mbi pistonin transformohet nga shufra lidhëse në forcë rrotulluese, e cila vë në lëvizje boshtin e kthesës. Një gjenerator sinkron AC pa furça, i montuar në mënyrë koaksiale me boshtin e kthesës së motorrit, lejon që rrotullimi i motorit të vërë në lëvizje rotorin e gjeneratorit. Bazuar në parimin e induksionit elektromagnetik, gjeneratori më pas prodhon një forcë elektromotore të induktuar, duke gjeneruar rrymë përmes një qarku të mbyllur ngarkese.