Μια γεννήτρια ηλεκτρολογικής μηχανικής είναι μια συσκευή με την οποία ενέργεια μηχανικού τύπου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή και σε ορισμένα τεχνικά συστήματα, για παράδειγμα, σε αυτοκίνητα. Η λειτουργία της γεννήτριας βασίζεται στο φαινόμενο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.
Συσκευή εναλλάκτη
Στην πράξη, χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι γεννητριών. Αλλά κάθε ένα από αυτά περιλαμβάνει τα ίδια δομικά στοιχεία. Αυτά περιλαμβάνουν έναν μαγνήτη, ο οποίος δημιουργεί το κατάλληλο πεδίο και μια ειδική περιέλιξη σύρματος, όπου δημιουργείται μια ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF). Στο απλούστερο μοντέλο της γεννήτριας, ο ρόλος της περιέλιξης παίζεται από ένα πλαίσιο που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο ή κατακόρυφο άξονα. Το πλάτος EMF είναι ανάλογο με τον αριθμό στροφών στην περιέλιξη και το πλάτος των ταλαντώσεων μαγνητικής ροής.
Για να αποκτήσετε μια σημαντική μαγνητική ροή, χρησιμοποιείται ένα ειδικό σύστημα στις γεννήτριες. Αποτελείται από ένα ζευγάρι χαλύβδινων πυρήνων. Οι περιελίξεις, που δημιουργούν ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, τοποθετούνται στις εγκοπές του πρώτου. Αυτές οι στροφές που προκαλούν EMF τοποθετούνται στις αυλακώσεις του δεύτερου πυρήνα.
Ο εσωτερικός πυρήνας ονομάζεται ρότορας. Περιστρέφεται γύρω από τον άξονα μαζί με την περιέλιξη σε αυτόν. Ο πυρήνας που παραμένει ακίνητος ενεργεί ως στάτορας. Για να γίνει η ροή της μαγνητικής επαγωγής η ισχυρότερη και οι απώλειες ενέργειας να είναι ελάχιστες, η απόσταση μεταξύ του στάτη και του ρότορα προσπαθεί να γίνει όσο το δυνατόν μικρότερη.
Ποια είναι η αρχή της γεννήτριας
Η ηλεκτροκινητική δύναμη προκύπτει στις περιελίξεις του στάτη αμέσως μετά την εμφάνιση ενός ηλεκτρικού πεδίου, το οποίο χαρακτηρίζεται από σχηματισμούς δίνης. Αυτές οι διεργασίες δημιουργούνται από μια αλλαγή στη μαγνητική ροή, η οποία παρατηρείται κατά την επιταχυνόμενη περιστροφή του ρότορα.
Το ρεύμα από το ρότορα τροφοδοτείται στο ηλεκτρικό κύκλωμα χρησιμοποιώντας επαφές με τη μορφή συρόμενων στοιχείων. Για να γίνει αυτό ευκολότερο, οι δακτύλιοι που ονομάζονται δακτύλιοι επαφής συνδέονται στα άκρα της περιέλιξης. Οι σταθερές βούρτσες πιέζονται στους δακτυλίους, μέσω των οποίων πραγματοποιείται η σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρικού κυκλώματος και της περιέλιξης του κινούμενου ρότορα.
Στις στροφές της περιέλιξης του μαγνήτη, όπου δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το ρεύμα έχει σχετικά μικρή αντοχή σε σύγκριση με το ρεύμα που δίνει η γεννήτρια στο εξωτερικό κύκλωμα. Για το λόγο αυτό, οι σχεδιαστές των πρώτων γεννητριών αποφάσισαν να εκτρέψουν το ρεύμα από τις στατικά τοποθετημένες περιελίξεις και να τροφοδοτήσουν ένα ασθενές ρεύμα στον περιστρεφόμενο μαγνήτη μέσω των επαφών που παρέχουν ολίσθηση. Στις γεννήτριες χαμηλής ισχύος, το πεδίο δημιουργεί έναν μόνιμο μαγνήτη που μπορεί να περιστραφεί. Αυτός ο σχεδιασμός σάς επιτρέπει να απλοποιήσετε ολόκληρο το σύστημα και να μην χρησιμοποιείτε καθόλου δακτυλίους και πινέλα.
Μια σύγχρονη βιομηχανική γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος είναι μια ογκώδης και ογκώδης κατασκευή, η οποία αποτελείται από μεταλλικές κατασκευές, μονωτές και αγωγούς χαλκού. Η συσκευή μπορεί να έχει μέγεθος αρκετά μέτρα. Αλλά ακόμη και για μια τέτοια συμπαγή κατασκευή, είναι πολύ σημαντικό να διατηρηθούν οι ακριβείς διαστάσεις των εξαρτημάτων και των κενών μεταξύ των κινούμενων μερών της ηλεκτρικής μηχανής.
