¿Cuál es el principio de un grupo electrógeno simple? ¿Alguien tiene un diagrama?
La energía eléctrica es una de las fuentes de energía más importantes en la sociedad moderna. Un generador es un dispositivo mecánico que convierte otras formas de energía en energía eléctrica. Se produjo por primera vez durante la segunda revolución industrial y fue fabricado por el ingeniero alemán Siemens en 1866. Es impulsado por una turbina de agua, turbina de vapor, motor diesel u otra maquinaria eléctrica para convertir la energía generada por el flujo de agua, el flujo de aire, la combustión de combustible o la fisión nuclear atómica en energía mecánica, que luego se transfiere al generador, que luego es convertida en energía eléctrica. Los generadores se utilizan ampliamente en la producción industrial y agrícola, la defensa nacional, la ciencia y la tecnología y la vida diaria. ?
Existen muchas formas de generadores, pero todos sus principios de funcionamiento se basan en la ley de la inducción electromagnética y la ley de la fuerza electromagnética. Por lo tanto, el principio general de su construcción es: utilizar materiales magnéticos y eléctricamente conductores apropiados para formar circuitos magnéticos y circuitos de inducción electromagnética mutua, generando así energía electromagnética y logrando el propósito de conversión de energía. ?
La clasificación de los generadores se puede resumir en la siguiente:
¿Generador? {?Generador de CC, alternador? {?Generadores síncronos y generadores asíncronos (rara vez se utilizan)?
Los alternadores también se pueden dividir en generadores monofásicos y generadores trifásicos. ?
¿Generador CC? Diagrama esquemático
2.? Estructura y principio de funcionamiento
Los generadores suelen consistir en estatores, rotores, tapas de extremo, bases y cojinetes. ?
El estator consta de un marco, núcleo de estator, devanados y otros componentes estructurales que fijan estos componentes. ?
El rotor consta de un núcleo de rotor (con bobina de estrangulación magnética y devanado de polo magnético), anillo colector (también conocido como anillo de cobre y anillo colector), ventilador y eje giratorio. ?
El estator y el rotor del generador están conectados y ensamblados a través de cojinetes y cubiertas de extremo, de modo que el rotor gira en el estator y corta las líneas de fuerza magnéticas para generar potencial eléctrico inducido, que se extrae a través de los terminales y conectados al circuito para generar corriente.
Dado que los generadores síncronos generalmente utilizan excitación CC, cuando funcionan de forma independiente, el voltaje del generador se puede ajustar fácilmente ajustando la corriente de excitación. Si está conectado a la red, el voltaje lo determina la red y no se puede cambiar. En este momento, el resultado de ajustar la corriente de excitación es ajustar el factor de potencia y la potencia reactiva del motor. ?
Las estructuras del estator y del rotor de los generadores síncronos son las mismas que las de los motores síncronos. Generalmente adoptan una forma trifásica, sólo que en algunos generadores síncronos pequeños, el devanado del inducido adopta una fase única. ?
¿Cuáles son las características del puesto de trabajo? El rendimiento de los generadores síncronos se caracteriza principalmente por las características sin carga y las características de funcionamiento con carga. Estas características son una base importante para que los usuarios elijan generadores. ?
¿Función sin carga? Cuando el generador no está conectado a una carga, la corriente del inducido es cero, lo que se denomina funcionamiento sin carga. En este momento, el devanado trifásico del estator del motor solo tiene la fuerza electromotriz sin carga E0 (simetría trifásica) inducida por la corriente de excitación If, y su tamaño aumenta con el aumento de If. Pero como el núcleo magnético del motor está saturado, ambos no son directamente proporcionales. La curva que refleja la relación entre la fuerza electromotriz sin carga E0 y la corriente de excitación If se denomina característica sin carga del generador síncrono. ?
¿Reacción de armadura? Cuando el generador está conectado a una carga simétrica, la corriente trifásica en el devanado del inducido producirá otro campo magnético giratorio, que se denomina campo magnético de reacción del inducido. Su velocidad es exactamente igual a la velocidad del rotor y los dos giran sincrónicamente. ?
Tanto el campo magnético de reacción del inducido como el campo magnético de excitación del rotor del generador síncrono pueden considerarse aproximadamente distribuciones sinusoidales. La diferencia de fase espacial entre ellos depende de la diferencia de fase temporal entre la fuerza electromotriz sin carga E0 y la corriente de armadura I. El campo magnético de reacción de la armadura también está relacionado con la condición de carga. Cuando la carga del generador es inductiva, el campo magnético de reacción del inducido actúa como un desmagnetizador, lo que hará que el voltaje del generador disminuya; cuando la carga es capacitiva, el campo magnético de reacción del inducido actúa como un magnetizador, lo que aumentará el voltaje de salida del; generador. ?
La tasa de cambio de voltaje del generador síncrono es de aproximadamente 20 ~ 40%. Las cargas industriales y domésticas generales requieren que el voltaje permanezca básicamente sin cambios. Por lo tanto, a medida que aumenta la corriente de carga, la corriente de excitación debe ajustarse en consecuencia.
¿Estructura y clasificación? La estructura del generador síncrono se puede dividir en velocidad alta y velocidad baja (media) según su velocidad. El primero se utiliza principalmente en centrales térmicas y nucleares; el segundo está relacionado principalmente con turbinas hidráulicas de baja velocidad o motores diésel. Estructuralmente, los generadores síncronos de alta velocidad utilizan principalmente rotores de polos ocultos, mientras que los generadores síncronos de velocidad baja (media) utilizan principalmente rotores de polos salientes. ?
Rotor de polo oculto: La forma es cilíndrica. El devanado de excitación de CC está ranurado en la superficie cilíndrica y fijado con cuñas de ranura metálica para que el motor tenga un entrehierro uniforme. Debido a la enorme fuerza centrífuga durante la rotación a alta velocidad, se requiere que el rotor tenga una alta resistencia mecánica.
El rotor de polo oculto generalmente está forjado en una sola pieza con acero de aleación de alta resistencia y la forma de ranura generalmente está abierta para facilitar la instalación del devanado de excitación. Aproximadamente 1/3 del paso de cada polo no está ranurado y forma dientes grandes; los dientes restantes son estrechos y se llaman dientes pequeños; El centro del diente grande es el centro del polo magnético del rotor. A veces, los dientes grandes también abren algunas ranuras de ventilación más pequeñas, pero los devanados no están incrustados, a veces se fresa una ranura estrecha y poco profunda en la parte inferior de la ranura como ranura de ventilación; El rotor de polo oculto también está equipado con anillos de retención metálicos y anillos centrales en ambos extremos axiales del cuerpo del rotor. El anillo de retención es un cilindro de paredes gruesas hecho de una aleación de alta resistencia que protege el extremo del devanado de campo de ser expulsado por una enorme fuerza centrífuga. El anillo central se utiliza para evitar el movimiento axial del extremo del devanado y soportar la retención; anillo. Además, para permitir que la corriente de campo fluya hacia el devanado de campo, también se instalan anillos colectores y escobillas en el eje del motor. ?
Generador síncrono de baja velocidad accionado por motor diésel. El número de polos magnéticos del motor cambia de 4 polos a 4 polos. La velocidad correspondiente es 1500 y menos. Debido a la baja velocidad de rotación, generalmente se utilizan rotores de polos salientes que tienen requisitos bajos en cuanto a materiales y procesos de fabricación. ?
Cada polo magnético del rotor de polo saliente suele estar hecho de placas de acero de 1 ~ 2 mm de espesor y ensambladas en un todo con remaches, y los polos magnéticos están cubiertos con devanados de excitación. El devanado de campo suele estar hecho de alambre de cobre plano. El devanado del amortiguador generalmente se instala en la pieza polar del polo magnético. Es un cortocircuito formado por la tira de cobre desnuda en la ranura de amortiguación de la zapata polar y los anillos de cobre soldados en ambos extremos. Los polos magnéticos están fijados al yugo del rotor, que está fabricado de acero fundido. Los rotores de polos salientes se pueden dividir en tipos horizontales y verticales. Los motores síncronos, las cámaras síncronas y los generadores impulsados por motores de combustión interna o turbinas de impulso adoptan en su mayoría estructuras horizontales;
Los generadores síncronos se fabrican basándose en el principio de inducción electromagnética. Los componentes principales se muestran en la Figura 1. Los alternadores modernos suelen constar de dos bobinas; para aumentar la intensidad del campo magnético, parte de la bobina está enrollada en una ranura en la pared interior de un cilindro hecho de láminas de metal con buena conductividad magnética. marco llamado estator. La bobina del estator puede generar fuerza electromotriz inducida y corriente inducida, por lo que también se le llama armadura. La otra parte de la bobina del generador está enrollada en la ranura del cilindro del estator formada por una lámina de metal con fuerte permeabilidad magnética, que se llama rotor. Un eje pasa por el centro del rotor y los sujeta entre sí, y los extremos del eje forman soportes de rodamiento con el marco. Hay un espacio pequeño y uniforme entre el rotor y la pared interior del estator, por lo que el rotor puede girar con flexibilidad. Se trata del llamado generador síncrono sin escobillas con estructura de campo magnético giratorio. ?
Cuando está en funcionamiento, la bobina del rotor recibe corriente continua para formar un campo magnético constante de CC, que es impulsado por el motor diésel para girar rápidamente, y el campo magnético constante también gira en consecuencia. El campo magnético corta la bobina del estator para generar fuerza electromotriz inducida y el generador genera electricidad. ?
1—Cubierta; 2—Cubierta de salida de aire; 3—Cojinete; 8—Cubierta superior de la caja de conexiones; 9—paneles delantero y trasero de la caja de conexiones; 10—tablero de terminales; 11—panel lateral de la caja de conexiones; 13—cubierta del extremo trasero; 17—Estator de excitación; 18—Pernos de fijación del estator de excitación; 23—Rotor; 25—Chasis de excitación; eje giratorio; 27—rotor de imán permanente; 28—estator de motor de imán permanente; 32—pernos de fijación del rotor de imán permanente; 31—arandelas; 1? ¿Vista transversal de un generador de doble rodamiento?
Cuando el rotor y su campo magnético constante giran rápidamente impulsado por el motor diésel, se forma un campo magnético giratorio en el pequeño y uniforme espacio entre el rotor y el estator, que se denomina campo magnético del rotor o el campo magnético principal. Durante el funcionamiento normal, la bobina del estator del generador, es decir, la armadura, está conectada a la carga, y la fuerza electromotriz inducida generada después de que el campo magnético corta la bobina del estator forma una corriente inducida a través de la carga. Esta corriente también crea un campo magnético en el entrehierro, llamado campo magnético del estator o campo magnético de la armadura. De esta manera, el campo magnético del rotor y el campo magnético del estator aparecen en el espacio pequeño y uniforme entre el rotor y el estator, y los dos campos magnéticos interactúan para formar un campo magnético compuesto. Los generadores generan electricidad cortando las bobinas del estator con la fuerza de un campo magnético sintético. Debido a que el campo magnético del estator es causado por el campo magnético del rotor y siempre existe una relación sincrónica de la misma velocidad entre los dos, este tipo de generador se denomina generador síncrono.