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EIN Generator (oder Generator) ist eine Maschine, in der mechanische Energie, das durch eine rotierende Welle eindringt, wird umgewandelt in elektrische Wechselstromenergie. Diese Umrechnung basiert auf der Tatsache, dass wenn a elektrischer Leiter durch eine Magnetfeld bewegt, da elektrische Spannungen werden in diesem Leiter und in einem geschlossenen Stromkreis erzeugt, also fließen wird fließen.
Eine Lichtmaschine besteht im Wesentlichen aus den folgenden zwei Teilen:
(Für sog. Synchrongeneratoren. Es gibt auch Asynchrongeneratoren, die beispielsweise in Kombination mit einer Wind- oder Wasserkraftanlage eingesetzt werden. Siehe dazu bei Drehstrom-Asynchronmotor.)
Im Generator wird das Magnetfeld bei kleinen Ausführungen durch einen oder mehrere Permanentmagnete, bei größeren Ausführungen durch einen Elektromagneten im Rotor erzeugt. Der Stator enthält eine oder mehrere Spulen, in denen die gewünschte sinusförmigWechselstrom Spannung ist erregt.
Bei Generatoren in Kraftwerken wird der Rotor als Elektromagnet verwendet und die elektrische Energie im Stator erzeugt. Dies geschieht, weil die aufgeregt Leistung ist zu groß und kann direkt vom stationären Stator ins Netz eingespeist werden. Der erforderliche Erregerstrom zur Erzeugung des erforderlichen Magnetfelds ist dagegen relativ klein und kann daher über easily leicht auf die rotierende Welle übertragen werden Schleifringe und Kohlebürsten.
Aufgrund von Verschleiß werden die Schleifringe oft weggelassen und eine Lichtmaschine auf der Rotorwelle montiert. Der Generator versorgt den rotierenden Elektromagneten am Rotor mit Gleichstrom (bürstenloser Generator). In diesem Fall kann man von einer Turbogruppe sprechen, da sie dann über einen mechanischen Antrieb, eine Lichtmaschine und eine Lichtmaschine verfügt.
Zwei Arten von Generatoren
Generatoren mit ausgeprägten Polen
Dies sind langsam laufende Lichtmaschinen, die von . angetrieben werden Dampfmaschinen oder hydraulische Turbinen mit Drehzahlen zwischen 100 und maximal 1000 U/min. Der Durchmesser kann somit größer sein, ohne die zulässige Umfangsgeschwindigkeit zu überschreiten, so dass eine große Anzahl von Leitern auf den Anker gelegt werden kann und somit die axiale Länge reduziert werden kann. Bei sehr langsam laufenden Maschinen wie Wasserturbinen ergeben sich Durchmesser von 10 m und eine axiale Nutzlänge von weniger als 1 m, die aufgrund der Rotorform auch Schwungrad-Generatoren genannt werden. Sie tragen an ihrem Umfang eine Vielzahl von Polen: 30 Polpaare für 100 U/min; 50 Polpaare für 60 U/min.
Turbo-Generator
Turbo-Generatoren sind schnelllaufende Maschinen powered by a Dampfturbine oder Gasturbine deren Normaldrehzahl durch die Normierung der Frequenz von 50 Hz vorgegeben wird: entweder 3000 U/min für einpolige Generatoren oder 1500 U/min für zweipolige Generatoren. Um keine zu hohen Werte für die Umfangsgeschwindigkeit zu erhalten, war es notwendig, den Durchmesser des Rotors einschließlich des Stators zu reduzieren, damit nicht eine große Anzahl von Leitern auf dem Anker platziert werden kann. da die Magnetflußdichte begrenzt durch Sättigung ist der einzige Weg, um ein High zu bekommen emk Erhöhen Sie die axiale Länge des Generators. Turbogeneratoren sind daher immer länger als der Durchmesser. Normalerweise sind sie 2 bis 5 mal länger als der Durchmesser. Diese Maschinen haben einen glatten Rotor, bei dem die Pole nicht überstehen. Diese Maschinen haben eine konstante Luftspaltbreite
Moderne Entwicklungen
Eine der modernen Entwicklungen im Bereich Generatoren arbeitet mit höheren Spannungen. In der Vergangenheit war es nicht möglich, die Statorspannung und damit die Ausgangsspannung eines Generators viel höher als 36 . zu wählen kV (Kilovolt). Die Spannung auf dem Stromnetz ist jedoch viel höher, so dass Transformer musste eingesetzt werden. Heutzutage können Spannungen bis 400 kV erzeugt werden. Möglich wurde dies durch neue technische Erkenntnisse. In der Vergangenheit (und jetzt viele in konventionellen Generatoren) wurden quadratische Statorstäbe verwendet, bei denen die Verteilung des elektrischen Feldes nicht konstant ist. weil Elektronen sich gegenseitig abstoßen, konzentrieren sie sich an den Ecken der Balken, so dass das Feld dort sehr stark ist und die Gefahr des Überlaufens besteht. Die derzeit verwendeten runden Statorstäbe weisen diesen Effekt nicht auf. Die eigentliche Innovation liegt jedoch in der speziellen Form der Isolierung, die einen zweiten Effekt der Elektronenansammlung durch das Stapeln von Statorstäben verhindert. Diese Isolation ist koaxial ausgestattet mit einer Isolationsschicht zwischen zwei Schichten halbleitend Material, wodurch der Statorstab gegenüber dem benachbarten Stab elektrisch neutral erscheint.
Anwendungen
- Im Kraftwerke Generatoren werden zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet.
- An einem modernen Wagen statt a . wird eine Lichtmaschine verwendet Dynamo. Vor 1960 wurden Dynamos verwendet. Jetzt verwenden sie a 3-phasig Lichtmaschine und die erzeugte Wechselspannung wird gleichgerichtet mit Diodenbrücken. Die Lichtmaschine wird vom Motor mittels eines Keilriemen oder Multiband. Die Lichtmaschine lädt über ein internes oder externes Spannungsregler das Batterie.
- In einem Aggregat Als Antriebsmotor für den Generator wird häufig ein Verbrennungsmotor verwendet. Aggregate werden dort eingesetzt, wo keine oder nicht genügend elektrische Energie zur Verfügung steht.
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