人々は、活動のほぼすべての分野で電流のエネルギーを使用しています。特別な装置の助けを借りて機械エネルギーから変換される電気のない生活を想像することは容易ではありません。このプロセスがどのように発生するか、および最新の発電機がどのように配置されているかを詳しく見てみましょう。
機械エネルギーを電気エネルギーに変換
すべての発電機は、磁気誘導の原理で動作します。最も単純なオルタネーターは、磁場内で回転するコイルと考えることができます。コイルが静止したままである変形もありますが、磁場はそれを横切るだけです。交流電流が発生するのは、この動きの間です。この原則に基づいて、電源システムに組み込まれた世界中の膨大な数の発電機が動作します。
オルタネーターの設計と製作
標準発電機には次のコンポーネントがあります。
- 電磁極付きステーターを取り付けるフレームです。それは金属製で、機械のすべての要素の保護機能を実行する必要があります。
- 巻線が取り付けられる固定子。強磁性鋼でできています。
- ローターは可動要素であり、そのコアには電流を生成する巻線があります。
- ローターから電気を引き出す整流ノード。導電リングを動かすシステムです。
目的に応じて、発電機には特定の設計上の特徴がありますが、機械エネルギーを電気に変換するデバイスには次の 2 つのコンポーネントがあります。
- ローターは動く固体の鉄片です。
- 固定子は固定要素で、鉄板でできています。内部に巻線が配置される溝があります。
より多くの磁気誘導を得るには、これらの要素の間に小さな距離が必要です。ジェネレーターは次のように設計されています。
- 可動アーマチュアと静磁場を使用。
- 固定アーマチュアと回転磁場を使用。
今日では、ローターからよりもステーターから電流を引き出す方がはるかに便利であるため、回転磁場を備えた機器がより一般的になっています。オルタネーターの設計は、電気モーターの設計と多くの類似点があります。
オルタネーターの図
オルタネーターのしくみ: 巻線の半分が一方の極にあり、残りの半分が反対の極にある瞬間、電流は回路を最小から最大に流れ、再び逆になります。
発電機の分類と種類
すべての発電機は、動作基準と発電する燃料の種類に応じて分類できます。すべての発電機は、単相 (電圧出力 220 ボルト、周波数 50 Hz) と三相 (380 ボルト、周波数 50 Hz)、および動作原理と電気に変換される燃料の種類に分けられます。より多くの発電機をさまざまな分野で使用することができ、それによって技術的特性が決まります。
動作原理によると
非同期オルタネーターと同期オルタネーターの間で分割が行われます。
非同期
非同期ジェネレーターには正確な関係はありません EMF 回転子の速度とは異なりますが、ここでは「スリップ S」のような用語が機能します。この違いを決定します。スリップの値が計算されるため、誘導電動機の電気機械プロセスでは、発電要素の影響がまだいくらかあります。
同期
このような発電機は、ローターの回転運動から発電される電気の周波数まで物理的な関係があります。このような装置では、回転子は、コア、巻線、および極で構成される電磁石です。固定子は、星の原理に従って接続されたコイルであり、共通点 - ゼロを持っています。電流が発生するのはそれらの中にあります。
ローターは、同期して動く可動要素 (タービン) の外部の力によって駆動されます。このようなオルタネータの励起は、接触式または非接触式のいずれかです。
エンジン燃料の種類による
発電機の出現による電力網からの遠隔性は、もはや電化製品の使用の障害にはなりません。
ガス発生器
ここでは、ガスが燃料として使用され、その燃焼中に機械的エネルギーが生成され、それが電流に置き換えられます。ガス発生器を使用する利点:
- 燃焼中のガスは有害な要素、すす、有毒な分解生成物を放出しないため、環境に対する安全性。
- 経済的には、安価なガスを燃やすことは非常に有益です。ガソリンと比較して、はるかに安価です。
- 燃料供給は自動です。ガソリンとディーゼル燃料は必要に応じて補充する必要があり、ガス発生器は通常ガス供給システムに接続されています。
- 自動化のおかげで、ユニットはそれ自体で動作しますが、この目的のためには暖かい部屋に配置する必要があります。
ディーゼル発電機
このカテゴリは、主に容量 5 kW の単相ユニットで構成されます。 220 ボルトと 50 Hz の周波数が家庭用電化製品の標準であるため、ディーゼル ユニットは標準負荷でかなりうまく機能します。ご想像のとおり、作動にはディーゼル燃料が必要です。ディーゼル発電機を選ぶ価値がある理由：
- 燃料の相対的な安さ;
- 停電が発生した場合に発電機を自動的に始動できる自動装置。
- 高レベルの火災安全性;
- 長期間にわたり、ディーゼルのユニットは故障することなく動作することができます。
- 優れた耐久性 - 一部のモデルでは合計 4 年間の連続運転が可能です。
ガソリン発電機。
このようなユニットは、家庭用機器として非常に需要があります。ガソリンはガスやディーゼルよりも高価ですが、そのような発電機には多くの利点があります。
- 小型でハイパワー。
- それらは操作が簡単です。ほとんどのモデルは手動で始動でき、より強力な発電機にはスターターが装備されています。電圧は、特別なネジを使用して特定の負荷に合わせて調整されます。
- 発電機の過負荷の場合、保護が自動的に作動します。
- 簡単にサービスと修理ができます。
- 動作中、大きな音はしません。
- 屋内と屋外の両方で使用できますが、湿気から保護する必要があります。
主な用途
発電機は使用する場所によって仕様が決まっています。主に、アプリケーションの観点から、ジェネレーターと特定のカテゴリとの関係によって、そのパワーが決まります。次の種類の機器は、使用領域に応じて分類されます。
- 家庭。 0.7～25kWの容量を持っています。通常、このカテゴリにはガソリンおよびディーゼル発電機が含まれます。それらは、家電製品や低電力機器の電源に使用され、建設現場で非常に頻繁に使用されます。田舎に出かけるときのポータブル電源として使用できます。
- プロ。地方自治体や小規模な工業企業で恒久的な電源として使用できます。その容量は 100 kW を超えません。
- インダストリアル。大規模な工場や工場など、ハイパワーな設備が必要な場所で使用できます。このようなデバイスは 100 kW を超える電力を持ち、かなりのサイズであり、訓練を受けていない人にとっては保守が困難です。
