Электрический генератор
При производстве генератор электроэнергии [1] Это устройство, которое преобразует мощность движения ( потенциальную и кинетическую энергию ) или мощность топлива ( химическую энергию ) в электрическую энергию для использования во внешней цепи . Источниками механической энергии являются паровые турбины , газовые турбины , водяные турбины , двигатели внутреннего сгорания , ветряные турбины и даже ручные кривошипы . Первый электромагнитный генератор, диск Фарадея , был изобретен в 1831 году британским учёным Майклом Фарадеем . Генераторы обеспечивают почти всю мощность электрических сетей .
В дополнение к конструкциям, основанным на электричестве и движении, генераторы на фотоэлектрических элементах и топливных элементах используют солнечную энергию и топливо на основе водорода соответственно для выработки электроэнергии.
Обратное преобразование электрической энергии в механическую осуществляется электродвигателем , а двигатели и генераторы очень похожи. Многие двигатели могут генерировать электричество из механической энергии.
Терминология
[ редактировать ]
Электромагнитные генераторы делятся на две большие категории: динамо-машины и генераторы переменного тока.
- Динамо-машины генерируют пульсирующий постоянный ток с помощью коммутатора .
- Генераторы генерируют переменный ток .
Механически генератор состоит из вращающейся и неподвижной частей, которые вместе образуют магнитную цепь :
- Ротор : Вращающаяся часть электрической машины .
- Статор : Неподвижная часть электрической машины, окружающая ротор.
Одна из этих частей генерирует магнитное поле, другая имеет проволочную обмотку, в которой изменяющееся поле индуцирует электрический ток:
- Обмотка возбуждения или полевые (постоянные) магниты: магнитное поле компонент электрической машины, создающий . Магнитное поле динамо-машины или генератора переменного тока может создаваться либо проволочными обмотками, называемыми катушками возбуждения , либо постоянными магнитами . Генераторы с электрическим возбуждением включают систему возбуждения для создания потока поля. Генератор, использующий постоянные магниты (ПМ), иногда называют магнето или синхронным генератором с постоянными магнитами (PMSG).
- Якорь : Компонент электрической машины, производящий энергию. В генераторе, генераторе переменного тока или динамо-машине обмотки якоря генерируют электрический ток, который обеспечивает питание внешней цепи.
Якорь может располагаться либо на роторе, либо на статоре, в зависимости от конструкции, с катушкой возбуждения или магнитом на другой части.
История
[ редактировать ]До того, как была открыта связь между магнетизмом и электричеством , электростатические генераторы были изобретены . Они действовали на электростатических принципах, используя движущиеся электрически заряженные ленты, пластины и диски, которые передавали заряд к электроду с высоким потенциалом. Заряд создавался с использованием одного из двух механизмов: электростатической индукции или трибоэлектрического эффекта . Такие генераторы генерировали очень высокое напряжение и малый ток . Из-за своей неэффективности и сложности изоляции машин, вырабатывающих очень высокое напряжение, электростатические генераторы имели низкую номинальную мощность и никогда не использовались для выработки коммерчески значимых количеств электроэнергии. Их единственным практическим применением было питание первых рентгеновских трубок , а затем и некоторых ускорителей атомных частиц .
Генератор дисков Фарадея
[ редактировать ]
Первую демонстрацию закона Эрстеда (механической силы, возникающей в результате взаимодействия электрического тока с магнитным полем), приложенной к вращательному движению, дал Майкл Фарадей в 1821 году. Он повесил проволоку, окунув один конец в ванну с ртутью, так как пропустить через него ток. Поместив рядом магнит, он добился вращения проволоки. [2] Год спустя Питер Барлоу построил одноименное колесо, чисто демонстрационный образец униполярного двигателя . Оно представляло собой колесо со спицами, которое могло свободно вращаться вокруг своей оси и вращаться за счет взаимодействия осевого магнетизма постоянного магнита и радиального электрического тока, протекающего от ступицы к кончику спицы, погруженному в ртутную ванну. Фарадею потребовалось девять лет, чтобы превратить колесо Барлоу в генератор. Фактически, в 1831 году Фарадей наблюдал электродвижущую силу, возникающую между осью и краем диска, находящегося во вращении и подвергнутого осевому магнетизму неподвижного постоянного магнита ( диска Фарадея ). Это произошло в рамках исследований магнитного поля. индукция (генерация электродвижущей силы в электрическом проводнике, подверженном изменяющемуся магнитному потоку ), которую изучали Джозеф Генри и Фарадей в 1831 году и предшествовали Франческо Зантедески в 1830 году). [2]
Браге также построил первый электромагнитный генератор, названный диском Фарадея ; тип униполярного генератора , использующий медный диск, вращающийся между полюсами подковообразного магнита . Он производил небольшое постоянное напряжение . [ нужна ссылка ] Хотя ток индуцировался непосредственно под магнитом, ток циркулировал в обратном направлении в областях, находящихся вне влияния магнитного поля, что делало конструкцию неэффективной. Этот противоток ограничивал выходную мощность на провода датчика и вызывал ненужный нагрев медного диска. Более поздние униполярные генераторы решили эту проблему, используя массив магнитов, расположенных по периметру диска для поддержания постоянного эффекта поля в одном направлении тока. Другим недостатком было то, что выходное напряжение было очень низким из-за единственного пути тока через магнитный поток. Экспериментаторы обнаружили, что использование нескольких витков провода в катушке может производить более высокие и более полезные напряжения. Поскольку выходное напряжение пропорционально количеству витков, генераторы можно легко сконструировать для выработки любого желаемого напряжения, изменяя количество витков. [2] Проволочные обмотки стали основной особенностью всех последующих конструкций генераторов.
Джедлик и феномен самовозбуждения
[ редактировать ]Независимо от Фарадея Аньос Едлик в 1827 году начал экспериментировать с электромагнитным вращающимся устройством другой конструкции, которое он назвал электромагнитными самовращающимися двигателями . В прототипе однополюсного электростартера (построенного между 1852 и 1854 годами) как неподвижная, так и вращающаяся части были электромагнитными. Это было также открытие принципа самовозбуждения динамо- машины . [3] которые заменили конструкции с постоянными магнитами. Он также, возможно, сформулировал концепцию динамо-машины в 1861 году (до Сименса и Уитстона ), но не запатентовал ее, поскольку считал, что он не первый, кто это осознал. [4] [2]
Генераторы постоянного тока
[ редактировать ]
Катушка с проводом, вращающаяся в магнитном поле так, чтобы связывать переменный магнитный поток при каждом повороте на 180°, создает переменную электродвижущую силу (т.е. меняет знак каждые 180°) и, если катушка замкнута во внешней цепи, переменный ток (АС). Раннее использование электричества требовало постоянного тока (DC), чтобы имитировать гальванические батареи, производя при этом электрическую энергию с меньшими затратами. С этой целью в первых практических электрических генераторах переменный ток преобразовывался в постоянный с помощью коммутатора — набора вращающихся переключающих контактов на валу якоря. Коллектор менял подключение обмотки якоря к цепи при каждом повороте вала на 180°, создавая пульсирующий постоянный ток. Первый генератор такого рода был построен Ипполитом Пикси в 1832 году по предложению Андре-Мари Ампера . [2]
Более крупные и улучшенные модели были первыми электрическими генераторами, способными поставлять электроэнергию для промышленности. 1844 Электрический генератор Вулрича года, который сейчас находится в аналитическом центре Бирмингемского музея науки , является первым электрическим генератором, используемым в промышленных процессах. [5] Его использовала фирма Элкингтонс для коммерческой гальваники . [6] [7] [8]
За этим последовало несколько конструкций, в том числе кольцевой якорь Пачинотти 1860 года, который позволял генерировать токи с более высокими значениями и меньшими пульсациями. [2]
Первый генератор с самовозбуждением (способный питать катушки электромагнитного поля) был упущен из виду, когда он был впервые разработан Джеделиком в 1861 году; но несколько лет спустя концепция была заново изобретена, почти одновременно и независимо, тремя людьми: Сэмюэлем Альфредом Варли (запатентован в декабре 1866 г.), Вернером фон Сименсом (объявлено в январе 1867 г.) и сэром Чарльзом Уитстоном (объявлено в феврале 1867 г.) . Сименс представил им название « динамо », которое теперь используется повсеместно, в то время как Уитстон представлял доклад о своем открытии Королевскому обществу . [2] Использование катушек электромагнитного поля с автономным питанием вместо постоянных магнитов (намного более слабых, чем современные) для создания поля статора позволило достичь более высокой индукции и, следовательно, более высоких мощностей. Конструкция Уитстона была аналогична конструкции Сименса, с той разницей, что в конструкции Сименса электромагниты статора были включены последовательно с ротором, а в конструкции Уитстона они были расположены параллельно. [2] Генераторы постоянного тока достигли зрелости, когда Зеноб Теофиль Грамм в 1869 году построил первую эффективную динамо-машину, включив в нее кольцевой якорь Пачинотти и самовозбуждение, а два года спустя запустил ее в коммерческое производство. Он был способен производить такую же мощность, как паровой двигатель. [2] Это изобретение привело непосредственно к первому крупному промышленному использованию электричества. Например, в 1870-х годах Сименс использовал электромагнитные динамо-машины для питания электродуговых печей для производства металлов и других материалов.
Разработанная динамо-машина состояла из стационарной конструкции, создающей магнитное поле, и набора вращающихся обмоток, вращающихся внутри этого поля. В более крупных машинах постоянное магнитное поле создается одним или несколькими электромагнитами, которые обычно называются катушками возбуждения.
Большие динамо-машины для производства электроэнергии сейчас редко можно увидеть из-за почти повсеместного использования переменного тока для распределения энергии. До внедрения переменного тока единственным средством производства и распределения электроэнергии были очень большие динамо-машины постоянного тока. Переменный ток стал доминировать благодаря способности легко преобразовывать переменный ток в очень высокое напряжение и обратно, что обеспечивает низкие потери на больших расстояниях.
Синхронные генераторы (генераторы переменного тока)
[ редактировать ]
На смену динамо-машине пришло несколько изобретений, особенно генератор переменного тока, который способен генерировать переменный ток и широко известен как синхронный генератор (СГ) и генератор переменного тока . По ряду причин, в том числе из-за настороженности в отношении тогда еще трудно контролируемого переменного тока, генераторы переменного тока развивались медленнее, чем динамо-машины.Системы генерации переменного тока в простых формах были известны со времен Майклом Фарадеем первоначального открытия магнитной индукции . Сам Фарадей построил первый генератор переменного тока. Его машина представляла собой «вращающийся прямоугольник», работа которого была гетерополярной : каждый активный проводник последовательно проходил через области, где магнитное поле имело противоположные направления. [9] Первый генератор переменного тока, пригодный для практической эксплуатации, был запатентован Флорисом Ноллетом в 1851 году. Это был генератор переменного тока с постоянными магнитами, способный выдавать относительно высокий уровень электрической мощности. [10] Последующая модель который воспользовался советом Фарадея, был спроектирован Фредериком Хейлом Холмсом и поставил первый электрический маяк в Саут-Форленде, Дувр, в 1858 году.Генераторы переменного тока процветали в 1880-х годах, когда преимущества переменного тока над постоянным в передаче электроэнергии на большие расстояния стали очевидны. [11] [12] [10]
Первая передача электроэнергии переменного тока на большие расстояния была осуществлена с помощью 34-километровой экспериментальной линии Ланзо на автомагистрали 1882 года.Международная выставка в Турине, Италия, питалась от однофазного генератора переменного тока Siemens & Halske напряжением 2 кВ. Согласно этому примеру, вскоре по всей Европе было построено несколько коммерческих систем переменного тока. [12] В США первую публичную демонстрацию «системы генератора переменного тока» провел Уильям Стэнли-младший , сотрудник компании Westinghouse Electric, в 1886 году. [13]
Себастьян Зиани де Ферранти основал компанию Ferranti, Thompson and Ince в 1882 году для продажи своего генератора переменного тока Ферранти-Томпсона , изобретенного с помощью известного физика лорда Кельвина . [14] Его первые однофазные генераторы переменного тока производили частоты от 100 до 300 Гц . В 1887 году Ферранти спроектировал Дептфордскую электростанцию для Лондонской корпорации электроснабжения, используя систему переменного тока. После завершения строительства в 1891 году это была первая по-настоящему современная электростанция, снабжавшая однофазным высоковольтным переменным током, который затем был «понижен» для использования потребителями на каждой улице. Эта базовая система по-прежнему используется сегодня во всем мире.
Большие двухфазные генераторы переменного тока были построены британским электриком Дж. Э. Гордоном в 1882 году. Появление многофазных систем переменного тока после успеха демонстрационной трехфазной линии длиной 175 км между водопадом Лауффен и Франкфуртом, представленной на Франкфуртской международной электротехнической выставке 1891 года, способствовало развитию многофазных генераторов переменного тока, начиная с архетипов Августа Хазельвандера. , Йонас Венстрём , Михаил Осипович Доливо-Добровольский и Чарльз Юджин Ланселот Браун . [10] Современные генераторы переменного тока произошли от тех первых полигазовых машин.
Чтобы добиться успеха, синхронным машинам и системам переменного тока пришлось преодолеть трудные испытания. Поскольку они напрямую подключены к сети, их необходимо правильно синхронизировать во время запуска. [15] Более того, токи возбуждения в катушках необходимо правильно контролировать, чтобы повысить стабильность энергосистемы. [16]
После 1891 года были введены многофазные генераторы переменного тока для подачи токов нескольких разных фаз. [17] Более поздние генераторы были разработаны для изменения частоты переменного тока от шестнадцати до примерно ста герц для использования с дуговым освещением, лампами накаливания и электродвигателями. [18]
Самовозбуждение
[ редактировать ]По мере роста требований к более крупномасштабному производству электроэнергии возникло новое ограничение: магнитные поля, создаваемые постоянными магнитами. Перенаправление небольшого количества энергии, генерируемой генератором, на катушку электромагнитного поля позволило генератору производить значительно большую мощность. Эта концепция получила название самовозбуждения .
Катушки возбуждения подключаются последовательно или параллельно обмотке якоря. Когда генератор впервые начинает вращаться, небольшое количество остаточного магнетизма, присутствующее в железном сердечнике, создает магнитное поле для его запуска, генерируя небольшой ток в якоре. Он течет через катушки возбуждения, создавая большее магнитное поле, которое генерирует больший ток якоря. Этот процесс «начальной загрузки» продолжается до тех пор, пока магнитное поле в сердечнике не выровняется из-за насыщения и генератор не достигнет стабильной выходной мощности.
Генераторы очень больших электростанций часто используют отдельный генератор меньшего размера для возбуждения катушек возбуждения более крупного. В случае серьезного повсеместного отключения электроэнергии , в результате которого произошло изолирование электростанций, станциям может потребоваться выполнить черный пуск для возбуждения полей своих крупнейших генераторов, чтобы восстановить энергоснабжение потребителей.
Специализированные типы генераторов
[ редактировать ]Постоянный ток (DC)
[ редактировать ]Динамо -машина использует коммутаторы для производства постоянного тока. Он является самовозбуждающимся , то есть его полевые электромагниты питаются от собственного выхода машины. В других типах генераторов постоянного тока для подачи питания на магниты поля используется отдельный источник постоянного тока.
Униполярный генератор
[ редактировать ]Униполярный генератор — это постоянного тока электрический генератор , содержащий электропроводящий диск или цилиндр, вращающийся в плоскости, перпендикулярной однородному статическом магнитному полю. Между центром диска и ободом (или концами цилиндра) создается разность потенциалов, электрическая полярность которой зависит от направления вращения и ориентации поля.
Он также известен как униполярный генератор , ациклический генератор , дисковое динамо или диск Фарадея . Напряжение обычно низкое, порядка нескольких вольт в случае небольших демонстрационных моделей, но большие исследовательские генераторы могут производить сотни вольт, а в некоторых системах есть несколько генераторов, соединенных последовательно, для создания еще большего напряжения. [19] Они необычны тем, что могут производить огромный электрический ток, превышающий миллион ампер , поскольку униполярный генератор может иметь очень низкое внутреннее сопротивление.
Магнитогидродинамический (МГД) генератор
[ редактировать ]Магнитогидродинамический генератор напрямую извлекает электроэнергию из движения горячих газов через магнитное поле без использования вращающихся электромагнитных механизмов. МГД-генераторы изначально были разработаны потому, что на выходе плазменного МГД-генератора образуется пламя, способное хорошо нагревать котлы паровой электростанции . Первой практической разработкой стал AVCO Mk. 25, разработанный в 1965 году. Правительство США профинансировало значительные разработки, кульминацией которых стала демонстрационная установка мощностью 25 МВт в 1987 году. В Советском Союзе с 1972 года до конца 1980-х годов МГД-станция У 25 регулярно эксплуатировалась в Московской энергосистеме с мощность 25 МВт, крупнейший на тот момент рейтинг МГД-станции в мире. [20] МГД-генераторы, работающие по доп. циклу , в настоящее время (2007 г.) менее эффективны, чем комбинированного цикла газовые турбины .
Переменный ток (AC)
[ редактировать ]Индукционный генератор
[ редактировать ]Асинхронные двигатели переменного тока могут использоваться в качестве генераторов, превращающих механическую энергию в электрический ток. Асинхронные генераторы работают за счет механического вращения ротора быстрее, чем одновременная скорость, что приводит к отрицательному скольжению. Обычный несинхронный двигатель переменного тока обычно можно использовать в качестве генератора без каких-либо изменений в его деталях. Асинхронные генераторы полезны в таких приложениях, как мини-гидроэлектростанции, ветряные турбины или для снижения газовых потоков высокого давления до более низкого давления, поскольку они могут восстанавливать энергию с помощью относительно простых элементов управления. Для начала работы им не требуется другая цепь, поскольку вращающееся магнитное поле создается за счет индукции той, которая у них есть. Им также не требуется оборудование для регулирования скорости, поскольку они по своей сути работают на частоте подключенной сети.
Асинхронный генератор должен питаться опережающим напряжением; Обычно это делается путем подключения к электрической сети или путем подачи питания на фазокорректирующие конденсаторы.
Линейный электрический генератор
[ редактировать ]В простейшей форме линейного электрического генератора скользящий магнит движется вперед и назад через соленоид , медный провод или катушку. Переменный ток индуцируется в проводе или петлях провода по закону индукции Фарадея каждый раз, когда магнит скользит сквозь него. Этот тип генератора используется в фонаре Фарадея . Более крупные линейные генераторы электроэнергии используются в волновой энергетики схемах .
Генераторы постоянной частоты с регулируемой скоростью
[ редактировать ]Генераторы, подключенные к сети, выдают электроэнергию с постоянной частотой. Для генераторов синхронного или индукционного типа скорость первичного двигателя, вращающего вал генератора, должна быть на определенной скорости (или в узком диапазоне скоростей), чтобы обеспечить мощность на требуемой частоте сети. Механические устройства регулирования скорости могут тратить значительную часть входной энергии на поддержание необходимой фиксированной частоты.
Там, где непрактично или нежелательно жестко регулировать скорость первичного двигателя, электрические машины с двойным питанием в качестве генераторов можно использовать . С помощью силовых электронных устройств они могут регулировать выходную частоту до желаемого значения в более широком диапазоне скоростей вала генератора. В качестве альтернативы можно использовать стандартный генератор, не пытаясь регулировать частоту, а полученную мощность преобразовать в желаемую выходную частоту с помощью комбинации выпрямителя и преобразователя. Разрешение более широкого диапазона скоростей первичного двигателя может улучшить общее производство энергии установкой за счет более сложных генераторов и средств управления. Например, если ветряная турбина, работающая с фиксированной частотой, может потребоваться для рассеивания энергии при высоких скоростях ветра, система с регулируемой скоростью может позволить рекуперировать энергию, содержащуюся в периоды высокой скорости ветра.
Распространенные случаи использования
[ редактировать ]Электростанция
[ редактировать ]
Электростанция электростанция , также известная как электростанция или электростанция , а иногда и или электростанция , представляет собой промышленный объект, производящий электроэнергию . Большинство электростанций содержат один или несколько генераторов или прядильных машин, преобразующих механическую энергию в трехфазную электрическую энергию . Относительное движение между магнитным полем и проводником создает электрический ток . Источник энергии, используемый для вращения генератора, широко варьируется. Большинство электростанций в мире сжигают ископаемое топливо, такое как уголь , нефть и природный газ , для производства электроэнергии. Более чистые источники включают ядерную энергию и все чаще используют возобновляемые источники энергии, такие как солнце , ветер , волны и проточная вода .
Автомобильные генераторы
[ редактировать ]
Дорожные транспортные средства
[ редактировать ]Автомобили требуют электрической энергии для питания своих приборов, поддержания работы самого двигателя и подзарядки аккумуляторов. Примерно до 1960-х годов в автомобилях обычно использовались генераторы постоянного тока (динамо-машины) с электромеханическими регуляторами. Следуя исторической тенденции, описанной выше, и по многим из тех же причин, теперь они были заменены генераторами переменного тока со встроенными выпрямителя схемами .
Велосипеды
[ редактировать ]Велосипедам требуется энергия для питания ходовых огней и другого оборудования. На велосипедах используются два распространенных типа генераторов: бутылочные динамо-машины , которые включают колесо велосипеда по мере необходимости, и динамо-втулки, которые непосредственно прикреплены к трансмиссии велосипеда. Название условное, поскольку они представляют собой небольшие генераторы переменного тока с постоянными магнитами, а не машины постоянного тока с самовозбуждением, как динамо-машины . Некоторые электрические велосипеды способны к рекуперативному торможению , при котором приводной двигатель используется в качестве генератора для рекуперации некоторой энергии во время торможения.
Парусники
[ редактировать ]Парусные лодки могут использовать водяной или ветровой генератор для подзарядки аккумуляторов. Небольшой пропеллер , ветряная турбина или турбина подключаются к маломощному генератору для подачи токов с типичной скоростью ветра или крейсерской скоростью.
Рекреационные транспортные средства
[ редактировать ]Транспортным средствам для отдыха необходим дополнительный источник питания для питания бортовых аксессуаров, включая кондиционеры и холодильники. Вилка питания автофургона подключается к электрогенератору для получения стабильного электропитания. [21]
Электрические скутеры
[ редактировать ]Электросамокаты с рекуперативным торможением стали популярны во всем мире. Инженеры используют на самокате системы рекуперации кинетической энергии , чтобы снизить потребление энергии и увеличить запас хода до 40-60% за счет простой рекуперации энергии с помощью магнитного тормоза, который генерирует электрическую энергию для дальнейшего использования. Современные автомобили развивают скорость до 25–30 км/ч и могут проехать до 35–40 км.
Генераторная установка
[ редактировать ]Двигатель -генератор представляет собой комбинацию электрического генератора и двигателя ( первичного двигателя ), смонтированных вместе и образующих единое автономное оборудование. Используемые двигатели обычно являются поршневыми, но могут использоваться и газовые турбины, существуют даже гибридные дизель-газовые агрегаты, называемые двухтопливными. Доступно множество различных версий двигателей-генераторов - от очень маленьких портативных бензиновых агрегатов до больших турбинных установок. Главным преимуществом двигателей-генераторов является возможность самостоятельного снабжения электроэнергией, что позволяет агрегатам выступать в качестве резервных источников питания. [22]
Электрические генераторы, приводимые в движение человеком
[ редактировать ]Генератор также может приводиться в движение силой мышц человека (например, в оборудовании полевых радиостанций).
Электрические генераторы, приводимые в движение человеком, коммерчески доступны и являются проектом некоторых энтузиастов, занимающихся своими руками . Такие генераторы, которые обычно приводятся в действие с помощью педали, переоборудованного велотренажера или ножного насоса, могут практически использоваться для зарядки аккумуляторов, а в некоторых случаях они оснащены встроенным инвертором. Средний «здоровый человек» может производить стабильную мощность 75 Вт (0,1 лошадиной силы) в течение полных восьми часов, в то время как «спортсмен первого класса» может производить примерно 298 Вт (0,4 лошадиной силы) в течение аналогичного периода, по истечении которого потребуется неопределенный период отдыха и восстановления. При мощности 298 Вт среднестатистический «здоровый человек» утомляется за 10 минут. [24] Полезная электрическая мощность, которую можно произвести, будет меньше из-за эффективности генератора. Портативные радиоприемники с рукояткой созданы для снижения требований к покупке батарей, см. Заводное радио . В середине 20-го века радиоприемники с педальным приводом использовались по всей австралийской глубинке для школьного обучения ( «Школа воздуха »), медицинских и других нужд на отдаленных станциях и в городах.
Механические измерения
[ редактировать ]Тахогенератор — это электромеханическое устройство, которое вырабатывает выходное напряжение, пропорциональное скорости его вала. Его можно использовать в качестве индикатора скорости или в системе управления скоростью с обратной связью. Тахогенераторы часто используются для питания тахометров для измерения скорости электродвигателей, двигателей и оборудования, которое они приводят в действие. Генераторы генерируют напряжение, примерно пропорциональное скорости вала. Благодаря точной конструкции и дизайну генераторы могут создавать очень точные напряжения для определенных диапазонов скоростей вала. [ нужна ссылка ]
Эквивалентная схема
[ редактировать ]
- Г, генератор
- V G , напряжение холостого хода генератора
- R G , внутреннее сопротивление генератора
- V L , напряжение под нагрузкой генератора
- R L , сопротивление нагрузки
Эквивалентная схема генератора и нагрузки показана на соседней схеме. Генератор представлен абстрактным генератором, состоящим из идеального источника напряжения и внутреннего сопротивления. Генератор и параметры можно определить путем измерения сопротивления обмотки (с поправкой на рабочую температуру ) и измерения напряжения холостого хода и напряжения нагрузки для определенной токовой нагрузки.
Это простейшая модель генератора, для точного представления могут потребоваться дополнительные элементы. В частности, можно добавить индуктивность, чтобы учесть обмотки машины и магнитный поток рассеяния. [25] но полное представление может оказаться гораздо более сложным. [26]
См. также
[ редактировать ]
- Дизельный генератор
- Производство электроэнергии
- Электродвигатель
- Двигатель-генератор
- Закон индукции Фарадея
- Газовая турбина
- Планирование расширения генерации
- Фактор добра
- Гидроэнергетика
- Парогенератор (котел)
- Парогенератор (железнодорожный)
- Паровая турбина
- Сверхпроводящая электрическая машина
- Термогенератор
- ТЭЦ
- Генератор приливных потоков
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Также называется электрическим генератором , электрическим генератором и электромагнитным генератором .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Гварниери, М. (2018). «Вращающиеся и развивающиеся – ранние машины постоянного тока». Журнал промышленной электроники IEEE . 12 (3): 38–43. дои : 10.1109/МИЭ.2012.2236484 .
- ^ Огастес Хеллер (2 апреля 1896 г.). «Анианус Джедлик» . Природа . 53 (1379). Норман Локьер: 516. Бибкод : 1896Nature..53..516H . дои : 10.1038/053516a0 .
- ^ Огастес Хеллер (2 апреля 1896 г.), «Анианус Джедлик» , Nature , 53 (1379), Норман Локьер: 516, Бибкод : 1896Natur..53..516H , doi : 10.1038/053516a0
- ^ Каталог фонда музеев Бирмингема, инвентарный номер: 1889S00044.
- ^ Томас, Джон Мейриг (1991). Майкл Фарадей и Королевское учреждение: гений человека и места . Бристоль: Хильгер . п. 51. ИСБН 978-0750301459 .
- ^ Бошан, КГ (1997). Выставка электричества . ИЭПП. п. 90. ИСБН 9780852968956 .
- ^ Хант, LB (март 1973 г.). «Ранняя история позолоты» . Золотой бюллетень . 6 (1): 16–27. дои : 10.1007/BF03215178 .
- ^ Томпсон, Сильванус П., Динамо-электрическое оборудование . п. 7
- ^ Jump up to: а б с Гварниери, М. (2018). «Развитие роторных машин переменного тока». Журнал промышленной электроники IEEE . 12 (4): 28–32. дои : 10.1109/МИЭ.2018.2874375 .
- ^ Гварниери, М. (2013). «Начало передачи электроэнергии: Часть первая». Журнал промышленной электроники IEEE . 7 (1): 57–60. дои : 10.1109/МИЭ.2012.2236484 . S2CID 45909123 .
- ^ Jump up to: а б Гварниери, М. (2013). «Начало передачи электрической энергии: Часть вторая». Журнал промышленной электроники IEEE . 7 (2): 52–59. дои : 10.1109/МИЭ.2013.2256297 . S2CID 42790906 .
- ^ Блэлок, Томас Дж., « Электрификация переменного тока, 1886 г. ». Центр истории IEEE, веха IEEE. ( под ред . первая практическая демонстрация системы генератор постоянного тока — трансформатор переменного тока.)
- ^ Хронология Ферранти. Архивировано 3 октября 2015 г. в Wayback Machine - Музей науки и промышленности (по состоянию на 22 февраля 2012 г.).
- ^ Шефер, Ричард К. (январь – февраль 2017 г.). «Искусство синхронизации генераторов». Транзакции IEEE для промышленных приложений . 53 (1): 751–757. дои : 10.1109/tia.2016.2602215 . ISSN 0093-9994 . S2CID 15682853 .
- ^ Баслер, Майкл Дж.; Шефер, Ричард К. (2008). «Понимание стабильности энергосистемы». Транзакции IEEE для промышленных приложений . 44 (2): 463–474. дои : 10.1109/tia.2008.916726 . ISSN 0093-9994 . S2CID 62801526 .
- ^ Томпсон, Сильванус П., Динамо-электрическое оборудование . стр. 17
- ^ Томпсон, Сильванус П., Динамо-электрическое оборудование . стр. 16
- ^ Лости, HHW и Льюис, DL (1973) Гомополярные машины. Философские труды для Лондонского королевского общества. Серия А, Математические и физические науки. 275 (1248), 69-75
- ^ Лэнгдон Крейн, Магнитогидродинамический (МГД) генератор энергии: больше энергии из меньшего количества топлива, краткий номер выпуска IB74057 , Исследовательская служба Конгресса Библиотеки Конгресса, 1981, получено с сайта Digital.library.unt.edu 18 июля 2008 г.
- ^ Маркович, Тони (14 сентября 2021 г.). «Что нужно вашему кемперу или автодому для жизни вне сети» . Проверено 3 марта 2023 г.
- ^ «Готовность к ураганам: защита, обеспечиваемая генераторами | Включение питания с Марком Ламом» . Wpowerproducts.com. 10 мая 2011 года . Проверено 24 августа 2012 г.
- ↑ Когда генераторы исчезли, протестующие на Уолл-стрит пробуют использовать велосипедную энергию , Колин Мойнихан, New York Times , 30 октября 2011 г.; по состоянию на 2 ноября 2011 г.
- ^ «Программа: ВПЧ (обновлено 22.06.11)» . Огайо.edu. Архивировано из оригинала 8 марта 2016 г. Проверено 24 августа 2012 г.
- ^ Джефф Клемпнер, Исидор Керзенбаум, «1.7.4 Эквивалентная схема», Справочник по эксплуатации и техническому обслуживанию больших турбогенераторов , John Wiley & Sons, 2011 (издание для Kindle) ISBN 1118210409 .
- ^ Ёсихидэ Хасэ, «10: Теория генераторов», Справочник по проектированию энергетических систем , John Wiley & Sons, 2007 г. ISBN 0470033665 .
 | в этой статье Использование внешних ссылок может не соответствовать политике и рекомендациям Википедии . ( январь 2020 г. ) |
