Заказать обратный звонок

    Каталог
    Бренды

    Устройство синхронного генератора переменного тока

    Принцип работы синхронного электрогенератора

    Электричество – вид энергии, который можно передавать на дальние расстояния, преобразовывать в механическую, тепловую энергию и трансформировать в световое излучение. Электроэнергию получают различными способами – химическим, тепловым, механическим, фотоэлектрическим.


    Наиболее распространенный способ получения электроэнергии – механический, с использованием генераторов. Именно таким образом получают практически всю электрическую энергию, используемую в бытовых и производственных целях.


    Генераторы, иначе называемые «электростанциями», бывают синхронными и асинхронными, одно- и трехфазными. Рассмотрим подробнее устройство и работу трехфазного электрогенератора, который может работать параллельно с другими электрогенераторами или централизованной электрической сетью.

     

    В конструкцию синхронных электрических генераторов входят три основные детали:

    • Ротор. Вращающийся элемент. Это биполярный электромагнит постоянного тока. Обмотка ротора соединяется с блоком управления через два щеточных узла.
    • Статор. Неподвижный элемент. Витки статорной обмотки равномерно расположены по окружности. В однофазных машинах присутствует одна обмотка, в трехфазных – три, которые соединяются по схемам «звезда», «треугольник» или со сдвигом друг относительно друга на 120°.
    • Блок управления.

     

    Статор и ротор изготавливают из пластин электротехнических марок стали, которые хорошо проводят магнитный поток и плохо проводят электрические вихревые токи. Синхронные генераторы, имеющие явно полюсный ротор, используются для тихоходных машин, у которых скорость вращения не превышает 1000 оборотов в минуту, например установок с гидравлическими турбинами. Синхронные электрогенераторы с не явно полюсными роторами используются для механизмов, вращающихся с высокой скоростью – 1500-3000 об/минуту. Бывают двух- и четырехполюсными.

    Принцип работы синхронного электрогенератора

    Основные этапы:

    • При вращении ротора двигателем внутреннего сгорания начинается вращение поля электромагнита.
    • В результате вращения магнитного поля в статорной обмотке появляется переменное синусоидальное напряжение – одно- или трехфазное. Значение напряжения генерируемого тока зависит от скорости вращения ротора.
    • Изменение электрической нагрузки синхронного генератора меняет механическую нагрузку на валу двигателя внутреннего сгорания. В свою очередь, это изменяет скорость вращения ротора, а значит, изменения величины напряжения и частоты. Избежать таких изменений параметров генерируемого электротока позволяет блок управления, который автоматически регулирует электрические характеристики через обратную связь.

     

    Трехфазный синхронный генератор может работать в режиме генератора или в режиме двигателя. В первом случае в СГ входящей является механическая энергия, а выходящей – электрическая. Во втором случае – входящей является электрическая энергия, а выходящей – механическая.

     

    Разновидности синхронных генераторов

     

    Конкретная область применения определяет, какой вид синхронного генератора купить.

     

    Производители предлагают электрогенераторы:

    • Шаговые (импульсные). Применяются для приводов, работающих в режиме старт-стоп, или для устройств постоянного режима работы с импульсным сигналом управления.
    • Безредукторы. Используются в автономных системах.
    • Бесконтактные. Востребованы в качестве электростанций на речных и морских судах.
    • Гистерезисные. Предназначены для установки в счетчиках времени, инерционных электрических приводах, системах автоматизированного руководства.
    • Индукторные. Используются для оснащения электрических установок.

     

    Области применения синхронных трехфазных генераторов переменного тока

     

    Важная особенность синхронного генератора – возможность синхронизации с другими подобными электрическими машинами. Это свойство позволяет использовать эти машины в промышленной энергетике и при повышении нагрузок в час пик подключать резервные агрегаты.

     

    Трехфазные генераторы применяют на:

    • тепловозах с выпрямлением переменного тока полупроводниковыми элементами и других транспортных системах;
    • мощных гидро-, тепловых электростанциях, атомных станциях, передвижных электростанциях;
    • гибридных автомобилях с целью совмещения тяги ДВС и мощности тяговых электродвигателей.

     

    Синхронные трехфазные генераторы могут использоваться в качестве электромоторов с мощностью более 50 кВт. В этом режиме ротор соединяют с источником постоянного тока, а статор подключают к трехфазному кабелю.

     

    В каких случаях необходимо купить и использовать синхронный генератор?

     

    Синхронный генератор переменного тока выбирают в следующих случаях:

    • Если предъявляются высокие требования к постоянству параметров напряжения и частоты тока.
    • При высокой вероятности перегрузок в переходном режиме потребителей с реактивной мощностью.
    • При вероятности перегрузок в рабочем режиме, когда к генератору подключаются потребители как с активной, так и с реактивной мощностью.

     

    Преимущества использования синхронных генераторов

     

    Плюсы трехфазных синхронных генераторов:

    • Способность выдерживать перегрузы в электросети, превышающие в три раза номинальное значение, и короткие замыкания.
    • Более высокое качество генерируемой электроэнергии, по сравнению с асинхронными генераторами. Поэтому эти электрические машины используются для работы в комплексе с дорогостоящим оборудованием.
    • Наличие автоматических регуляторов напряжения, регулирующих выпрямителей, которые защищают оборудование от перегруза и коротких замыканий и способны отключать электроустановки в случае возникновения аварийных ситуаций.

     

    Современные электрические генераторы изготавливаются в соответствии с требованиями мировых стандартов качества и безопасности.