Orang menggunakan energi arus listrik di hampir semua bidang kegiatan mereka. Sekarang tidak mudah membayangkan hidup tanpa listrik, yang dengan bantuan peralatan khusus diubah dari energi mekanik. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana proses ini terjadi, dan bagaimana generator modern diatur.
Isi
Mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
Setiap generator bekerja berdasarkan prinsip induksi magnetik. Alternator paling sederhana dapat dianggap sebagai kumparan yang berputar dalam medan magnet. Ada juga varian di mana kumparan tetap diam, tetapi medan magnet hanya melintasinya. Selama gerakan inilah arus bolak-balik dihasilkan. Berdasarkan prinsip ini, sejumlah besar generator di seluruh dunia, digabungkan menjadi sistem catu daya, beroperasi.
Desain dan konstruksi alternator
Genset standar memiliki komponen berikut:
- Bingkai tempat stator dengan kutub elektromagnetik terpasang. Itu terbuat dari logam dan harus melakukan fungsi pelindung semua elemen mesin.
- Stator tempat belitan terpasang.Itu terbuat dari baja feromagnetik.
- Rotor adalah elemen bergerak, pada intinya adalah belitan yang menghasilkan arus listrik.
- Node pergantian, yang menarik listrik dari rotor. Ini adalah sistem cincin konduktif yang bergerak.
Tergantung pada tujuannya, generator memiliki fitur desain tertentu, tetapi ada dua komponen yang dimiliki oleh perangkat apa pun yang mengubah energi mekanik menjadi listrik:
- Rotor adalah sepotong besi padat yang bergerak;
- Stator adalah elemen stasioner, yang terbuat dari lembaran besi. Ini memiliki alur di mana gulungan kawat ditempatkan.
Untuk mendapatkan lebih banyak induksi magnetik, harus ada jarak kecil antara elemen-elemen ini. Generator dirancang sebagai berikut:
- Dengan armature bergerak dan medan magnet statis.
- Dengan angker stasioner dan medan magnet berputar.
Saat ini, peralatan dengan medan magnet berputar lebih umum, karena jauh lebih nyaman untuk menarik arus listrik dari stator daripada dari rotor. Desain alternator memiliki banyak kesamaan dengan motor listrik.
Diagram alternator
Cara kerja alternator: saat setengah dari belitan berada di satu kutub dan setengah lainnya di kutub yang berlawanan, arus mengalir melalui rangkaian dari minimum ke maksimum dan kembali lagi.
Klasifikasi dan jenis generator
Semua generator listrik dapat diklasifikasikan menurut kriteria operasi dan jenis bahan bakar dari mana listrik dihasilkan. Semua generator dibagi menjadi satu fase (tegangan output 220 volt, frekuensi 50 Hz) dan tiga fase (380 volt, frekuensi 50 Hz), serta berdasarkan prinsip operasi dan jenis bahan bakar yang diubah menjadi listrik. Lebih banyak generator dapat digunakan di berbagai area, yang menentukan karakteristik teknisnya.
Menurut prinsip operasi
Pembagian dibuat antara alternator asinkron dan sinkron.
Asinkron
Generator asinkron tidak memiliki hubungan yang tepat EMF dengan kecepatan rotor, tetapi istilah seperti "slip S" berfungsi di sini. Ini menentukan perbedaan ini. Nilai slip dihitung, sehingga masih ada pengaruh elemen generator dalam proses elektromekanis motor induksi.
Sinkronis
Generator semacam itu memiliki hubungan fisik dari gerak rotasi rotor ke frekuensi listrik yang dihasilkan. Dalam perangkat seperti itu, rotor adalah elektromagnet yang terdiri dari inti, belitan, dan kutub. Stator adalah kumparan, yang terhubung sesuai dengan prinsip bintang, dan memiliki titik yang sama - nol. Di sanalah arus listrik dihasilkan.
Rotor digerakkan oleh gaya asing dari elemen bergerak (turbin), yang bergerak secara serempak. Eksitasi alternator semacam itu dapat berupa kontak atau non-kontak.
Menurut jenis bahan bakar mesin
Keterpencilan dari jaringan listrik dengan munculnya generator tidak lagi menjadi kendala penggunaan peralatan listrik.
generator gas
Di sini gas digunakan sebagai bahan bakar, yang selama pembakarannya menghasilkan energi mekanik, yang kemudian digantikan oleh arus listrik. Keuntungan menggunakan generator gas:
- Keamanan bagi lingkungan, karena gas dalam pembakaran tidak memancarkan unsur-unsur berbahaya, jelaga dan produk dekomposisi beracun;
- Secara ekonomi, sangat menguntungkan untuk membakar gas murah. Dibandingkan dengan bensin, harganya jauh lebih murah;
- Pasokan bahan bakarnya otomatis. Bensin dan solar perlu diisi ulang sesuai kebutuhan, dan generator gas biasanya terhubung ke sistem pasokan gas;
- Berkat otomatisasi, unit beraksi dengan sendirinya, tetapi untuk tujuan ini unit harus ditempatkan di ruangan yang hangat.
Generator diesel
Kategori ini terutama terdiri dari unit fase tunggal dengan kapasitas 5 kW. 220 volt dan frekuensi 50 Hz adalah standar untuk peralatan rumah tangga, sehingga unit diesel melakukan pekerjaan yang cukup baik dengan beban standar. Seperti yang bisa Anda tebak, itu membutuhkan bahan bakar diesel untuk bekerja. Mengapa layak memilih generator diesel:
- relatif murahnya bahan bakar;
- Otomatis memungkinkan generator untuk memulai secara otomatis jika terjadi pemadaman listrik;
- Keamanan kebakaran tingkat tinggi;
- Untuk jangka waktu yang lama unit diesel dapat bekerja tanpa kegagalan;
- Daya tahan yang mengesankan - beberapa model dapat beroperasi selama total 4 tahun operasi berkelanjutan.
Pembangkit bensin.
Unit seperti itu cukup diminati sebagai peralatan rumah tangga. Terlepas dari kenyataan bahwa bensin lebih mahal daripada gas dan solar, generator semacam itu memiliki banyak kekuatan:
- Ukuran kecil dengan daya tinggi;
- Mereka mudah dioperasikan: sebagian besar model dapat dimulai secara manual, dan generator yang lebih kuat dilengkapi dengan starter. Tegangan disesuaikan untuk beban tertentu dengan menggunakan sekrup khusus;
- Dalam hal generator kelebihan beban, perlindungan secara otomatis diaktifkan;
- Mudah diservis dan diperbaiki;
- Selama operasi, mereka tidak membuat banyak suara;
- Dapat digunakan baik di dalam maupun di luar ruangan, tetapi harus dilindungi dari kelembaban.
Aplikasi utama
Tergantung di mana generator listrik digunakan, spesifikasinya ditentukan. Terutama, hubungan generator ke kategori tertentu dalam hal aplikasi, menentukan kekuatannya. Jenis peralatan berikut ini dibagi menurut bidang penggunaan:
- Rumah tangga. Memiliki kapasitas 0,7 hingga 25 kW. Biasanya kategori ini mencakup generator bensin dan diesel. Mereka digunakan untuk catu daya peralatan rumah tangga dan peralatan berdaya rendah, sangat sering di lokasi konstruksi.Mereka dapat digunakan sebagai sumber listrik portabel ketika pergi keluar di pedesaan;
- Profesional. Ini dapat digunakan sebagai sumber listrik permanen di institusi kota dan perusahaan industri kecil. Kapasitasnya tidak melebihi 100 kW;
- Industri. Dapat digunakan di pabrik dan pabrik besar, di mana peralatan bertenaga tinggi diperlukan. Perangkat semacam itu memiliki kekuatan lebih dari 100 kW, memiliki ukuran yang cukup besar dan sulit dirawat oleh orang yang tidak terlatih.
