გენერატორები

გენერატორები არის მოწყობილობები, რომლებიც ენერგიის სხვა ფორმებს ელექტროენერგიად გარდაქმნიან. 1832 წელს ფრანგმა ბიქსიმ გამოიგონა გენერატორი.

გენერატორი შედგება როტორისა და სტატორისგან. როტორი მდებარეობს სტატორის ცენტრალურ ღრუში. მას აქვს მაგნიტური პოლუსები როტორზე, რომლებიც წარმოქმნიან მაგნიტურ ველს. როდესაც მთავარი ძრავა ამოძრავებს როტორს, მექანიკური ენერგია გადაეცემა. როტორის მაგნიტური პოლუსები როტორთან ერთად მაღალი სიჩქარით ბრუნავს, რაც იწვევს მაგნიტური ველის ურთიერთქმედებას სტატორის გრაგნილთან. ეს ურთიერთქმედება იწვევს მაგნიტური ველის მიერ სტატორის გრაგნილის გამტარების გადაკვეთას, ინდუცირებული ელექტრომამოძრავებელი ძალის გენერირებას და ამით მექანიკური ენერგიის ელექტრო ენერგიად გარდაქმნას. გენერატორები იყოფა მუდმივი დენის გენერატორებად და ცვლადი დენის გენერატორებად, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო და სასოფლო-სამეურნეო წარმოებაში, ეროვნულ თავდაცვაში, მეცნიერებასა და ტექნოლოგიასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

სტრუქტურული პარამეტრები

გენერატორები, როგორც წესი, შედგება სტატორის, როტორის, ბოლოების თავსახურებისა და საკისრებისგან.

სტატორი შედგება სტატორის ბირთვის, მავთულის გრაგნილებისგან, ჩარჩოსა და სხვა სტრუქტურული ნაწილებისგან, რომლებიც ამ ნაწილებს აფიქსირებენ.

როტორი შედგება როტორის ბირთვის (ან მაგნიტური პოლუსის, მაგნიტური ჩოკის), გრაგნილის, დამცავი რგოლის, ცენტრალური რგოლის, მოცურების რგოლის, ვენტილატორის და როტორის ლილვისა და სხვა კომპონენტებისგან.

გენერატორის სტატორი და როტორი დაკავშირებული და აწყობილია საკისრებითა და ბოლოების თავსახურებით, ისე, რომ როტორს შეუძლია სტატორში ბრუნვა და შეასრულოს მაგნიტური ძალის ხაზების გაჭრის მოძრაობა, რითაც წარმოიქმნება ინდუცირებული ელექტრული პოტენციალი, რომელიც გადის ტერმინალების მეშვეობით და უკავშირდება წრედს, რის შემდეგაც წარმოიქმნება ელექტრული დენი.

ფუნქციური მახასიათებლები

სინქრონული გენერატორის მუშაობა ძირითადად ხასიათდება დატვირთვისა და უმოძრაო რეჟიმში მუშაობის მახასიათებლებით. ეს მახასიათებლები მომხმარებლებისთვის გენერატორების შერჩევის მნიშვნელოვან საფუძველს წარმოადგენს.

დატვირთვის გარეშე დახასიათება:როდესაც გენერატორი დატვირთვის გარეშე მუშაობს, არმატურის დენი ნულის ტოლია, რაც ღია წრედის მუშაობის სახელითაა ცნობილი. ამ დროს, ძრავის სტატორის სამფაზიან გრაგნილს მხოლოდ უსატვირთო ელექტრომამოძრავებელი ძალა E0 (სამფაზიანი სიმეტრია) აქვს, რომელიც გამოწვეულია აგზნების დენით If და მისი სიდიდე იზრდება If-ის ზრდასთან ერთად. თუმცა, ეს ორი არ არის პროპორციული, რადგან ძრავის მაგნიტური წრედის ბირთვი გაჯერებულია. უსატვირთო ელექტრომამოძრავებელ ძალას E0-სა და აგზნების დენს If შორის დამოკიდებულების ამსახველ მრუდს სინქრონული გენერატორის უსატვირთო მახასიათებელი ეწოდება.

არმატურის რეაქცია:როდესაც გენერატორი სიმეტრიულ დატვირთვას უერთდება, არმატურის გრაგნილში სამფაზიანი დენი წარმოქმნის კიდევ ერთ მბრუნავ მაგნიტურ ველს, რომელსაც არმატურის რეაქციის ველი ეწოდება. მისი სიჩქარე როტორის სიჩქარეს უდრის და ორივე სინქრონულად ბრუნავს.

სინქრონული გენერატორების არმატურის რეაქტიული ველისა და როტორის აგზნების ველის დაახლოებით წარმოდგენა შესაძლებელია, როგორც ორივე განაწილებული სინუსოიდური კანონის მიხედვით. მათი სივრცითი ფაზური სხვაობა დამოკიდებულია დროის ფაზურ სხვაობაზე უდატვირთვის ელექტრომამოძრავებელ ძალას E0-სა და არმატურის დენს I შორის. გარდა ამისა, არმატურის რეაქციის ველი ასევე დაკავშირებულია დატვირთვის პირობებთან. როდესაც გენერატორის დატვირთვა ინდუქციურია, არმატურის რეაქციის ველს აქვს დემაგნეტიზების ეფექტი, რაც იწვევს გენერატორის ძაბვის შემცირებას. პირიქით, როდესაც დატვირთვა ტევადია, არმატურის რეაქციის ველს აქვს დამაგნეტიზების ეფექტი, რაც ზრდის გენერატორის გამომავალ ძაბვას.

დატვირთვის ოპერაციის მახასიათებლები:ის ძირითადად გარე მახასიათებლებსა და რეგულირების მახასიათებლებს ეხება. გარე მახასიათებელი აღწერს გენერატორის ტერმინალის ძაბვას U და დატვირთვის დენს I შორის დამოკიდებულებას, მუდმივი ნომინალური სიჩქარის, აგზნების დენის და დატვირთვის სიმძლავრის კოეფიციენტის გათვალისწინებით. რეგულირების მახასიათებელი აღწერს აგზნების დენსა If და დატვირთვის დენს I შორის დამოკიდებულებას, მუდმივი ნომინალური სიჩქარის, ტერმინალის ძაბვის და დატვირთვის სიმძლავრის კოეფიციენტის გათვალისწინებით.

სინქრონული გენერატორების ძაბვის ვარიაციის სიჩქარე დაახლოებით 20-40%-ია. ტიპიური სამრეწველო და საყოფაცხოვრებო დატვირთვები მოითხოვს შედარებით მუდმივ ძაბვას. ამიტომ, აგზნების დენი შესაბამისად უნდა დარეგულირდეს დატვირთვის დენის ზრდასთან ერთად. მიუხედავად იმისა, რომ რეგულირების მახასიათებლის ცვლილების ტენდენცია გარე მახასიათებლის საპირისპიროა, ის იზრდება ინდუქციური და წმინდა რეზისტენტული დატვირთვებისთვის, მაშინ როდესაც ზოგადად მცირდება ტევადობითი დატვირთვებისთვის.

მუშაობის პრინციპი

დიზელის გენერატორი

დიზელის ძრავა გენერატორს ამოძრავებს, რომელიც დიზელის საწვავის ენერგიას ელექტროენერგიად გარდაქმნის. დიზელის ძრავის ცილინდრში ჰაერის ფილტრით გაფილტრული სუფთა ჰაერი კარგად ერწყმის საწვავის ინჟექტორის მიერ შეყვანილ მაღალი წნევის ატომიზებულ დიზელის საწვავს. როდესაც დგუში ზემოთ მოძრაობს და ნარევი შეკუმშულია, მისი მოცულობა მცირდება და ტემპერატურა სწრაფად იზრდება მანამ, სანამ დიზელის საწვავის აალების წერტილს არ მიაღწევს. ეს იწვევს დიზელის საწვავის აალებას, რაც იწვევს ნარევის ძლიერ წვას. აირების სწრაფი გაფართოება შემდეგ დგუშს ქვევით აწვება, პროცესი, რომელიც ცნობილია როგორც „მუშაობა“.

ბენზინის გენერატორი

ბენზინის ძრავა გენერატორს ამოძრავებს, რომელიც ბენზინის ქიმიურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად გარდაქმნის. ბენზინის ძრავის ცილინდრში საწვავისა და ჰაერის ნარევი სწრაფად იწვის, რაც იწვევს მოცულობის სწრაფ გაფართოებას, რაც დგუშს ქვევით აიძულებს და ასრულებს მუშაობას.

როგორც დიზელის, ასევე ბენზინის გენერატორებში, თითოეული ცილინდრი თანმიმდევრულად მუშაობს კონკრეტული თანმიმდევრობით. დგუშზე მოქმედი ძალა შემაერთებელი ღეროს მეშვეობით გარდაიქმნება ბრუნვის ძალად, რომელიც ამოძრავებს მუხლა ლილვს. ძრავის მუხლა ლილვთან კოაქსიალურად დამონტაჟებული უჯაგრისო სინქრონული ცვლადი დენის გენერატორი ძრავის ბრუნვის საშუალებით გენერატორის როტორის ამოძრავებას უზრუნველყოფს. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის პრინციპის საფუძველზე, გენერატორი შემდეგ წარმოქმნის ინდუცირებულ ელექტრომამოძრავებელ ძალას, რომელიც წარმოქმნის დენს დახურული დატვირთვის წრედის მეშვეობით.