Kintamosios elektros srovės gavimas
Kintamoji srovė, tradicine prasme, yra srovė, gaunama iš kintamos harmoningai kintančios (sinusinės) įtampos. Elektrinėje generuojama kintamoji įtampa, kuri nuolat yra kiekviename sieniniame lizde.
Kintamoji srovė taip pat naudojama elektrai perduoti dideliais atstumais, nes kintamoji įtampa lengvai padidinama. naudojant transformatorių, todėl elektros energija gali būti perduodama per atstumą su minimaliais nuostoliais, o vėliau transformatoriaus pagalba sumažinama iki buitiniam tinklui priimtinos vertės.
Sukuriama kintamoji įtampa (taigi ir srovė). elektrinėjekur pramoninių generatorių kintamosios srovės pavaros yra varomos turbinomis, varomomis aukšto slėgio garais. Garai gaminami iš vandens, kuris yra stipriai kaitinamas branduolinės reakcijos metu arba deginant iškastinį kurą, priklausomai nuo elektrinės tipo. Bet kokiu atveju generatoriaus sukimasis yra kintamosios įtampos ir srovės susidarymo priežastis.
Norėdami atsakyti į klausimą, kaip formuojamas generatorius kintamoji srovė, pakanka apsvarstyti elementarų modelį, susidedantį iš vielos gabalo ir magneto, tuo pačiu primenantį Lorenco jėga ir elektromagnetinės indukcijos dėsnis... Tarkime, ant stalo guli 10 cm ilgio viela, o mūsų rankoje – stiprus neodimio magnetas, kurio dydis kiek mažesnis už vielą. Prie laido galų pritvirtiname jautrų galvanometrą arba voltmetrą.
Magnetą vienu iš polių priartiname prie laido, mažesniu nei 1 cm atstumu ir greitai užtraukiame magnetą ant laido per jį iš kairės į dešinę – perbraukiame laidą su magneto magnetiniu lauku. . Galvanometro adata staiga pasisuks tam tikra kryptimi, tada grįš į pradinę padėtį.
Pasukite magnetą kitu poliu link vielos. Ir vėl, judindami ranką iš kairės į dešinę, greitai perbraukite eksperimentinį laidą magnetiniu lauku. Galvanometro adata staigiai pasisuko kita kryptimi, tada grįžo į pradinę padėtį. Užuot apversę magnetą, pirmiausia galite judėti iš kairės į dešinę, o tada iš dešinės į kairę, generuojamos srovės krypties keitimo efektas bus toks pat.
Eksperimentas parodė, kad norėdami gauti kintamą įtampą, turime arba perkelti magnetą per laidą į dešinę ir į kairę, arba kirsti laidą su kintamaisiais magnetiniais poliais. Generatoriuje elektrinėje (ir visuose tradiciniuose generatoriuose) taikoma antroji galimybė.
Generatoriaus veikimo principas – kintamos elektrovaros jėgos (įtampos) gavimas
AC sinusoidinė įtampa
Elektrinės generatorius susideda iš rotoriaus ir statoriaus.Besisukančios turbinos mechaninė energija perduodama rotoriui. Rotoriaus magnetinis laukas yra sutelktas ant jo polių dalių ir sukuriamas arba prie jo pritvirtintų nuolatinių magnetų, arba nuolatinės įtampos srovės, tekančios varine rotoriaus apvija.
Paprastai statoriaus apviją sudaro trys atskiros apvijos, išdėstytos viena kitos atžvilgiu, todėl kiekvienoje iš trijų apvijų yra kintamoji įtampa ir srovė. Taigi kiekviena iš trijų statoriaus apvijų yra kintamos įtampos šaltinis, o momentinės vertės įtampų fazė pasislenka viena su kita 120 laipsnių. Tai vadinama trifaze kintama srove.
Trifazės kintamosios srovės įtampos ir srovės gavimas
Generatoriaus su dviem magnetiniais poliais rotorius, besisukantis 3000 aps./min., duoda 50 kiekvienos statoriaus apvijos fazės kirtimų per sekundę. O kadangi tarp magnetinių polių yra nulinis taškas, tai yra ta vieta, kur magnetinio lauko indukcija yra lygi nuliui, tai su kiekvienu pilnu rotoriaus apsisukimu ritėje indukuota įtampa pereina per nulį, tada keičia poliškumą. Dėl to išėjimo įtampa turi sinusoidinė forma ir dažnis 50 Hz.
Kai kintamosios srovės įtampos šaltinis yra prijungtas prie apkrovos, grandinėje susidaro kintamoji srovė. Statoriaus įtampa ir didžiausia leistina srovė yra didesnė, tuo stipresnis rotoriaus magnetinis laukas, t.y. tuo didesnė srovė teka rotoriaus apvijomis. Sinchroniniuose generatoriuose su išoriniu sužadinimu įtampą ir srovę rotoriaus apvijose sukuria tiristoriaus žadinimo sistema arba žadintuvas - mažas generatorius ant pagrindinio generatoriaus veleno.
Taip pat žiūrėkite:
Pagrindinės kintamosios srovės charakteristikos (parametrai).
Kintamosios elektros srovės generavimas ir perdavimas
Kaip veikia DC ir AC generatoriai?