लोग अपनी गतिविधियों के लगभग सभी क्षेत्रों में विद्युत प्रवाह की ऊर्जा का उपयोग करते हैं। अब बिजली के बिना जीवन की कल्पना करना आसान नहीं है, जिसे विशेष उपकरणों की मदद से यांत्रिक ऊर्जा से परिवर्तित किया जाता है। आइए देखें कि यह प्रक्रिया कैसे होती है, और कैसे आधुनिक जनरेटर की व्यवस्था की जाती है।
अंतर्वस्तु
यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना
प्रत्येक जनरेटर चुंबकीय प्रेरण के सिद्धांत पर काम करता है। सबसे सरल अल्टरनेटर को एक कुंडल के रूप में माना जा सकता है जो चुंबकीय क्षेत्र में घूमता है। एक प्रकार भी है जिसमें कुंडल स्थिर रहता है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र केवल इसे पार करता है। यह इस आंदोलन के दौरान है कि प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होती है। इस सिद्धांत पर, दुनिया भर में बड़ी संख्या में जनरेटर, बिजली आपूर्ति प्रणाली में संयुक्त रूप से संचालित होते हैं।
एक अल्टरनेटर का डिजाइन और निर्माण
मानक जेनसेट में निम्नलिखित घटक होते हैं:
- एक फ्रेम जिससे विद्युत चुम्बकीय ध्रुवों वाला स्टेटर जुड़ा होता है। यह धातु से बना है और मशीन के सभी तत्वों का सुरक्षात्मक कार्य करना चाहिए।
- वह स्टेटर जिससे वाइंडिंग जुड़ी होती है।यह फेरोमैग्नेटिक स्टील से बना है।
- रोटर गतिमान तत्व है, जिसके मूल में विद्युत धारा उत्पन्न करने वाली वाइंडिंग होती है।
- कम्यूटेशन नोड, जो रोटर से बिजली निकालता है। यह प्रवाहकीय रिंगों को हिलाने की एक प्रणाली है।
उद्देश्य के आधार पर, जनरेटर में कुछ डिज़ाइन विशेषताएं होती हैं, लेकिन दो घटक होते हैं जो यांत्रिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करने वाले किसी भी उपकरण में होते हैं:
- रोटर लोहे का एक गतिशील ठोस टुकड़ा है;
- स्टेटर एक स्थिर तत्व है, जो लोहे की चादरों से बना होता है। इसमें खांचे होते हैं जिसके अंदर एक वायर वाइंडिंग रखी जाती है।
अधिक चुंबकीय प्रेरण प्राप्त करने के लिए इन तत्वों के बीच थोड़ी दूरी होनी चाहिए। जनरेटर निम्नानुसार डिजाइन किए गए हैं:
- एक चलती आर्मेचर और एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र के साथ।
- एक स्थिर आर्मेचर और एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र के साथ।
आजकल, घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र वाले उपकरण अधिक आम हैं, क्योंकि रोटर की तुलना में स्टेटर से विद्युत प्रवाह को खींचना अधिक सुविधाजनक है। एक अल्टरनेटर का डिज़ाइन एक इलेक्ट्रिक मोटर की तरह कई समानताएँ रखता है।
एक अल्टरनेटर का आरेख
अल्टरनेटर कैसे काम करता है: जिस क्षण वाइंडिंग का आधा हिस्सा एक ध्रुव पर होता है और दूसरा आधा विपरीत ध्रुव पर होता है, वर्तमान सर्किट के माध्यम से अपने न्यूनतम से अधिकतम और फिर से वापस प्रवाहित होता है।
वर्गीकरण और जनरेटर के प्रकार
सभी विद्युत जनरेटर को संचालन की कसौटी और ईंधन के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है जिससे बिजली उत्पन्न होती है। सभी जनरेटर एकल-चरण (वोल्टेज आउटपुट 220 वोल्ट, आवृत्ति 50 हर्ट्ज) और तीन-चरण (380 वोल्ट, आवृत्ति 50 हर्ट्ज), साथ ही साथ ऑपरेटिंग सिद्धांत और बिजली में परिवर्तित होने वाले ईंधन के प्रकार में विभाजित हैं। विभिन्न क्षेत्रों में अधिक जनरेटर का उपयोग किया जा सकता है, जो उनकी तकनीकी विशेषताओं को निर्धारित करता है।
ऑपरेटिंग सिद्धांत के अनुसार
एसिंक्रोनस और सिंक्रोनस अल्टरनेटर के बीच एक विभाजन किया जाता है।
अतुल्यकालिक
अतुल्यकालिक जनरेटर का सटीक संबंध नहीं है ईएमएफ रोटर गति के लिए, लेकिन "स्लिप एस" जैसा शब्द यहां काम करता है। यह इस अंतर को निर्धारित करता है। पर्ची के मूल्य की गणना की जाती है, इसलिए एक प्रेरण मोटर की विद्युत प्रक्रिया में जनरेटर तत्वों का कुछ प्रभाव अभी भी है।
एक समय का
इस तरह के जनरेटर का रोटर की घूर्णी गति से उत्पन्न बिजली की आवृत्ति तक एक शारीरिक संबंध होता है। ऐसे उपकरण में, रोटर एक इलेक्ट्रोमैग्नेट होता है जिसमें कोर, वाइंडिंग और पोल होते हैं। स्टेटर कॉइल हैं, जो स्टार सिद्धांत के अनुसार जुड़े हुए हैं, और एक सामान्य बिंदु है - शून्य। यह उनमें है कि विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।
रोटर गतिमान तत्वों (टरबाइन) के एक बाहरी बल द्वारा संचालित होता है, जो समकालिक रूप से चलते हैं। ऐसे अल्टरनेटर का उत्तेजना संपर्क या गैर-संपर्क हो सकता है।
इंजन ईंधन के प्रकार के अनुसार
जनरेटर के आने से पावर ग्रिड से दूरियां बिजली के उपकरणों के उपयोग में बाधा नहीं बनती हैं।
गैस जनरेटर
यहां गैस का उपयोग ईंधन के रूप में किया जाता है, जिसके दहन के दौरान और यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न होती है, जिसे बाद में विद्युत प्रवाह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। गैस जनरेटर का उपयोग करने के लाभ:
- पर्यावरण के लिए सुरक्षा, क्योंकि दहन में गैस हानिकारक तत्वों, कालिख और विषाक्त अपघटन उत्पादों का उत्सर्जन नहीं करती है;
- आर्थिक रूप से, सस्ती गैस जलाना बहुत लाभदायक है। गैसोलीन की तुलना में, इसकी कीमत बहुत सस्ती है;
- ईंधन की आपूर्ति स्वचालित है। आवश्यकतानुसार गैसोलीन और डीजल ईंधन को ऊपर करने की आवश्यकता होती है, और गैस जनरेटर आमतौर पर गैस आपूर्ति प्रणाली से जुड़ा होता है;
- स्वचालन के लिए धन्यवाद, इकाई अपने आप काम में आ जाती है, लेकिन इस उद्देश्य के लिए इसे एक गर्म कमरे में स्थित होना चाहिए।
डीजल जनरेटर
इस श्रेणी में मुख्य रूप से 5 kW की क्षमता वाली एकल-चरण इकाइयाँ शामिल हैं। घरेलू उपकरणों के लिए 220 वोल्ट और 50 हर्ट्ज की आवृत्ति मानक हैं, इसलिए डीजल इकाई मानक भार के साथ बहुत अच्छा काम करती है। जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, इसे काम करने के लिए डीजल ईंधन की आवश्यकता होती है। डीजल जनरेटर चुनने के लायक क्यों है:
- ईंधन की सापेक्ष सस्ताता;
- बिजली की कटौती की स्थिति में जनरेटर को स्वचालित रूप से शुरू करने की अनुमति देने वाले स्वचालित;
- उच्च स्तर की अग्नि सुरक्षा;
- लंबे समय तक डीजल पर इकाई बिना असफलता के काम करने में सक्षम है;
- प्रभावशाली स्थायित्व - कुछ मॉडल कुल 4 वर्षों के निरंतर संचालन के लिए काम करने में सक्षम हैं।
पेट्रोल जनरेटर।
घरेलू उपकरणों के रूप में ऐसी इकाइयां काफी मांग में हैं। इस तथ्य के बावजूद कि गैसोलीन गैस और डीजल की तुलना में अधिक महंगा है, ऐसे जनरेटर में कई ताकत होती है:
- उच्च शक्ति के साथ छोटा आकार;
- वे संचालित करने में आसान हैं: अधिकांश मॉडल मैन्युअल रूप से शुरू किए जा सकते हैं, और अधिक शक्तिशाली जनरेटर स्टार्टर से लैस होते हैं। वोल्टेज एक विशेष लोड के लिए एक विशेष पेंच के माध्यम से समायोजित किया जाता है;
- जनरेटर अधिभार के मामले में एक सुरक्षा स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाती है;
- आसानी से सेवित और मरम्मत;
- ऑपरेशन के दौरान, वे ज्यादा शोर नहीं करते हैं;
- घर के अंदर और बाहर दोनों जगह इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन नमी से संरक्षित किया जाना चाहिए।
मुख्य अनुप्रयोग
विद्युत जनरेटर का उपयोग कहां किया जाता है, इसके आधार पर इसके विनिर्देश निर्धारित किए जाते हैं। मुख्य रूप से, अनुप्रयोग के संदर्भ में जनरेटर का किसी विशेष श्रेणी से संबंध, इसकी शक्ति को निर्धारित करता है। निम्नलिखित प्रकार के उपकरणों को उपयोग के क्षेत्रों के अनुसार विभाजित किया गया है:
- परिवार। 0.7 से 25 किलोवाट की क्षमता है। आमतौर पर इस श्रेणी में गैसोलीन और डीजल जनरेटर शामिल होते हैं। उनका उपयोग घरेलू उपकरणों और कम बिजली के उपकरणों की बिजली आपूर्ति के लिए किया जाता है, अक्सर निर्माण स्थलों पर।ग्रामीण इलाकों में बाहर जाने पर उनका उपयोग पोर्टेबल बिजली स्रोत के रूप में किया जा सकता है;
- पेशेवर। इसका उपयोग नगरपालिका संस्थानों और छोटे औद्योगिक उद्यमों में बिजली के स्थायी स्रोत के रूप में किया जा सकता है। इसकी क्षमता 100 किलोवाट से अधिक नहीं है;
- औद्योगिक। बड़े कारखानों और संयंत्रों में इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां उच्च शक्ति वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है। ऐसे उपकरणों में 100 kW से अधिक की शक्ति होती है, जिनका आकार काफी होता है और एक अप्रशिक्षित व्यक्ति के लिए बनाए रखना मुश्किल होता है।
