Трифазен алтернатор
Тези, които не са запознати с генераторите, обясняваме, че това е агрегат, в който от един вид енергия се получава друг вид енергия. И по-точно от механични към електрически. В същото време тези устройства могат да генерират както постоянен, така и променлив ток. До средата на ХХ век се използват основно постояннотокови генератори. Това бяха големи машини, които не работеха много добре. Появата на пазара на диоди от полупроводников тип направи възможно изобретяването на трифазен алтернатор. Това са диоди, които ви позволяват да коригирате променлив ток.
Принцип на действие
Работата на трифазен генератор се основава на закона на Фарадей - законът за електромагнитната индукция, който гласи, че във въртяща се правоъгълна рамка, която е монтирана между два магнита, задължително ще се индуцира електродвижеща сила. В същото време се прави уговорка, че магнитите ще създават въртящо се магнитно поле. Посоката на въртене както на рамката, така и на магнитното поле задължително съвпадат. Но електродвижещата сила ще възникне и ако рамката остане неподвижна и магнитът се върти вътре в нея.
За да разберете как работи генераторът, обърнете внимание на фигурата по-долу. Това е най-простата схема на неговата работа.
Тук ясно се виждат магнити с различни полюси, рамка, вал и контактни пръстени, с помощта на които се отвежда ток.
Разбира се, това е само схема, въпреки че лабораторните генератори са създадени по този начин. На практика обикновените магнити се заменят с електромагнити. Последните са медни намотки или индуктори. При преминаване на електрически ток през тях се образува необходимото магнитно поле. Такива генератори са инсталирани във всички автомобили (това е пример), така че тестартиране, под капака е монтирана батерия, тоест източник на постоянен ток. Някои модели генератори се стартират на принципа на самовъзбуждане или с помощта на генератори с ниска мощност.
Разновидности
Класификацията се основава на принципа на работа, така че тези променливотокови устройства са разделени на два класа:
- Асинхронен. Това са най-надеждните в експлоатация, малки по размер и тегло, прости по дизайн генератори. Те се справят отлично с претоварвания и къси съединения. Вярно е, че трябва да се има предвид, че този тип веднага се проваля, ако върху него действа голямо претоварване. Например стартовият ток на електрическото оборудване. Ето защо си струва да вземете предвид този факт, за който ще трябва да закупите генератор с капацитет три или четири пъти по-голям от консумацията на енергия на оборудването при стартиране.
- Синхронен. Но този тип лесно се справя с краткотрайни натоварвания. Такъв генератор може да издържи претоварване на всеки пет или шест пъти. Вярно е, че не се отличава с висока надеждност в сравнение с асинхронните опции, освен това е собственик на големи размери и маси.
Разбира се, в това разделение се крие принципът на работа на агрегата. Но има и други критерии.
- Монофазни.
- Двуфазен.
- Три фази.
- Многофазен (обикновено шест фази).
- Заваряване.
- Линеен.
- Индукция.
- Стационарен.
- Преносим.
Трифазно генераторно устройство
По принцип устройството на трифазен алтернатор е доста просто. Това е калъф с два капака от противоположните страни. Всеки от тях има отвори за вентилация. В капациподредени са ниши за лагери, в които се върти валът. В предния край на вала е монтиран трансмисионен елемент. Например, на автомобилен генератор е монтирана шайба, с помощта на която въртенето се предава от двигател с вътрешно горене към генератор. Електрическият ток се предава в противоположния край на вала, тъй като валът в този случай действа като електромагнит с една намотка.
Предаването се осъществява чрез графитни четки и контактни пръстени (изработени са от мед). Четките са свързани към електрически регулатор (всъщност това е обикновено реле), което регулира захранването от 12 волта с необходимите отклонения. Най-важното е, че релето не увеличава или намалява напрежението в зависимост от скоростта на въртене на самия вал.
И така, ако говорим за трифазни алтернатори, то това са три такива монофазни. Само трифазен блок има намотка не на ротора (вала), а в статора. И има три такива намотки, които са изместени една спрямо друга във фаза. Валът, както в първия дизайн, изпълнява функциите на електромагнит, който се захранва чрез плъзгащи се контакти с постоянен ток.
Въртенето на вала създава магнитно поле в намотките. Електродвижеща сила започва да се индуцира, когато магнитното поле на намотките се пресича с ротора. И тъй като намотките са разположени на статора симетрично, тоест на всеки 120º, тогава съответно електродвижещата сила ще има същата амплитудна стойност.