Den elektriske maskinen kan defineres som en enhet som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi eller mekanisk energi til elektrisk energi. An elektrisk generator kan defineres som en elektrisk maskin som omdanner mekanisk energi til elektrisk energi. En elektrisk generator består vanligvis av to deler stator og rotor. Det finnes forskjellige typer elektriske generatorer som likestrømsgeneratorer, vekselstrømsgeneratorer, kjøretøygeneratorer, menneskelige elektriske generatorer og så videre. I denne artikkelen, la oss diskutere om synkron generator arbeidsprinsipp.
Synkron generator
De roterende og stasjonære delene av en elektrisk maskin kan kalles henholdsvis rotor og stator. Rotoren eller statoren til elektriske maskiner fungerer som en kraftproduserende komponent og kalles som et anker. Elektromagneter eller permanente magneter montert på statoren eller rotoren brukes til å skaffe magnetfelt av en elektrisk maskin. Generatoren der permanentmagnet brukes i stedet for spole for å tilveiebringe magnetiseringsfelt blir betegnet som synkron generator for permanentmagnet eller også bare kalt som synkron generator.
Konstruksjon av synkron generator
Generelt består synkron generator av to deler rotor og stator. Rotordelen består av feltstolper og statordelen består av ankelledere. Rotasjonen av feltstolper i nærvær av ankerledere induserer en vekselspenning som resulterer i elektrisk kraftproduksjon.
Konstruksjon av synkron generator
Hastigheten til feltstolper er synkron hastighet og er gitt av
Hvor, 'f' indikerer vekselstrømfrekvens og 'P' angir antall poler.
Synkront generatorarbeidsprinsipp
Prinsippet om drift av synkron generator er elektromagnetisk induksjon. Hvis det utgår en relativ bevegelse mellom fluksen og lederne, blir en emk indusert i lederne. For å forstå det synkrone generatorens arbeidsprinsipp, la oss se på to motsatte magnetpoler mellom dem, en rektangulær spole eller sving er plassert som vist i figuren nedenfor.
Rektangulær leder plassert mellom to motsatte magnetpoler
Hvis den rektangulære svingen roterer med urviseren mot aksen a-b som vist i figuren nedenfor, kommer ledersidene AB og CD etter henholdsvis S-polen og N-polen etter fullført 90 graders rotasjon. Således kan vi nå si at lederens tangentielle bevegelse er vinkelrett på magnetiske flukselinjer fra nord til sørpol.
Retning for rotasjon av leder vinkelrett på magnetisk strømning
Så her er hastigheten på flukskæring av lederen maksimal og induserer strøm i lederen, retningen til den induserte strømmen kan bestemmes ved hjelp av Flemings høyre håndregel . Dermed kan vi si at strømmen vil passere fra A til B og fra C til D. Hvis lederen roteres med urviseren i ytterligere 90 grader, vil den komme til en vertikal posisjon som vist i figuren nedenfor.
Retning for rotasjon av leder parallelt med magnetisk fluks
Nå er posisjonen til leder og magnetiske flukselinjer parallell med hverandre, og dermed kuttes ingen fluks og ingen strøm vil bli indusert i lederen. Så, mens lederen roterer fra klokken i ytterligere 90 grader, kommer den rektangulære svingen til en vannrett posisjon som vist i figuren nedenfor. Slik at lederne AB og CD er under henholdsvis N-pol og S-pol. Ved å anvende Flemings høyre håndregel induserer strøm i leder AB fra punkt B til A og strøm induserer i en leder-CD fra punkt D til C.
Strømretningen kan derfor angis som A - D - C - B, og strømretningen for den forrige horisontale posisjonen til den rektangulære svingen er A - B - C - D. Hvis svingen igjen roteres mot vertikal stilling, så indusert strøm reduseres igjen til null. For en fullstendig omdreining av rektangulær sving når strømmen i lederen til maksimum og reduseres til null og deretter i motsatt retning når den til maksimum og igjen når til null. Derfor produserer en komplett revolusjon av rektangulær sving en full sinusbølge på strøm indusert i lederen som kan betegnes som generering av vekselstrøm ved å rotere en sving inne i et magnetfelt.
Nå, hvis vi vurderer en praktisk synkron generator, så roterer feltmagneter mellom de stasjonære ankellederne. Synkron generatorrotor og aksel- eller turbinblad er mekanisk koblet til hverandre og roterer med synkron hastighet. Dermed er den magnetisk fluks kutting produserer en indusert emf som forårsaker strømmen i ankellederne. For hver vikling strømmer således strømmen i den ene retningen for første halvdel av syklusen og strømmen strømmer i den andre retningen for den andre halvdelen av syklusen med et tidsforsinkelse på 120 grader (da de forskjøves 120 grader). Derfor kan utgangseffekten til synkron generator vises som figuren nedenfor.
Vil du vite mer om synkron generatorer og er du interessert i å designe elektronikkprosjekter ? Del gjerne dine synspunkter, ideer, forslag, spørsmål og kommentarer i kommentarseksjonen nedenfor.
