Генераторлар туралы түсінік
Механикалық энегияны электр энергиясына айналдыруды генераторлары іске асырса, электр энергиясын механикалық энергияға электр қозғалтқыштарын түрлендіреді.
Генератор дегеніміз магнит және сол магниттің екі полюстарының ортасына орналасқан орауыш катушка деп айтуға енді болад. Осы ортадағы орауыш катушканы айналдырғанда ол магнит өрісін қиып өтіп, орауыш катушканың орамдарына электр тоғын туғызады.Міне, дәп осы жерде баса назар аударатын нәрсе мына жәйтте: орауыш катушканың бір жағы бір полюстің магнит өрісін қиып өткенде электрондар қарама-қарсы бағытта қозғалады және мұндай электр тогы уақыт бойынша өз шамасын өзгертіп отырады
Міне сондықтан мұндай ток айнымалы деп аталады
Ток өндіретін генераторларда ішкі айналып тұратын орауыш катушканы ротор деп сырткы қозғалмайтын бөлігін статор деп атайды
Ротор дегеніміз- тұрақты тоқтың көмегімен электр өрісін тудыру арқылы қоздырылатын электромагнит деп атауға болады. Ротордың орамдарына қоздыру тогы оның білігіне орналасқан екі мыс сақина арқылы беріледі. Ал бұл сақиналардың үстімен қозғалмайтын шөткелер сырғанап отырады. Олар өз кезегінде өткізгіш сымдар арқылы қоздырғышпен қосылған. Ондай қоздырғыш дегеніміз тұрақты токтың аса үлкен емес генераторы.
Ал статор электротехникалық болаттан жасалған. Формасы қуыс цилиндр тәрізді. Ішкі жағында оқшауландырылған орам сымдарды салатын орындары-пазалары бар. Ол орам бір-бірімен белгілі бір схема бойынша қосылған және осы статордың айнымалы электр қозғаушы күші индукцияланатын орамдары болып табылады.
Генераторлардың түрлері
Қазіргі уақытта ең жиі қолданылатындары синхронды және асинхронды айнымалы токтың электр машиналары. Машиналардың бұл екі түрі де генератордың режимінде де, қозғалтқыштың да режимінде де жұмыс істей алады, бірақ іс жүзінде көбірек қолданылатындары синхронды генераторлар мен асинхронды электр қозғалтқыштары.
Кванттық генератор
Кванттық генератор- еріксіз сәуле шығару құбылысына негізделіп жұмыс істейтін электрмагниттік толқындардың генераторы. Радиодиапазонда жұмыс істейтін кванттық генератор мен кванттық күшейткіш мазер, ал оптикалық диапазонында жұмыс істейтін кванттық генератор лазер дпе аталады. Аса жоғары жиілік диапазонында жұмыс істейтін ең алғашқы квантық генератор 1955 жылы жасалды. Онда активті орта ретінде аммиак молекулаларын шоғы пайдаланылады. Кейін сутек атомдарының шоғы (21 cм) қолданылған кванттық генератор құрастырылды. Радиодиапазонда жұмыс істейтін квантық генератордың аса маңызды ерекшелігі- оның тербеліс жиілігінің өте жоғары дәрежеде тұрақты болуы (10-13). Сондыұтан мұндай кванттық генераторлар жиіліктің кванттық стандарты ретінде пайдаланылады. Оптикалық диапазонда жұмыс істейтін кванттық генераторлар ультракүлгін сәуледен бастап субмиллиметрлік толқынға дейінгі жиілік диапазонда импульстік және режимде жұмыс істейді.
Біздің серіктестік негізгісі мамандандыру негізгі және резервті қоректену үшін сумен салқындатуы бар үлкен қуаттардың дизельді электр станцияларының сатуы болып табылады. Біздің ассортимент түрлер және бұл жабдықты түрлендіру тіптен әр түрлі жабдықтыған жетекші әлемдік өндірушілердегі 15 квт. 100 квт. 300 квт және биігірек қуаттың дизельді электростанциялары. Сізге біздің консультанттар бәрі сіздің қажеттіліктеріңзді толық қанағаттандырған дизельді электростанциясының қолайлы үлгілерін теріп алуға көмектеседі.
Электрогенератор қолдану аясы өте енді электроэнергиясына қайда онда қажетті алмастырылмайтын жылжымалы рұқсаттары олары. Жиі қажеттілік электр генераторды сатып ал қасында тұрақты электр желілеріне рұқсат бар болатын жөндеу жұмыс пайда болады. Өнеркәсіптік қлодану үшін дизель жанар майындағы электр генераторлары лайықты сатып алсын, саяжайшы ал баға бойымен қол жететін және бер тұрмыстық құралдары қосу үщін электр энергиясы жеткіліті жанармайдағы өндіргіштері сатып ала алады, 15 квт қуаттың дизельді өндіргіштерін сату және аса, тұрмыстық және өнеркәсіптік тағайындау сонымен бірге ал-бұл біздің серітестік қызметтің басты бағыттары.
Ток генераторы деп энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына айналдыратын қондырғыны айтады. Электростатикалық машиналар, термобатареялар, күн батареялары т.б. генераторға жатады. Қазіргі кезде айнымалы токтың электромеханикалық индукциялық генераторлары өте кең таралған. Бұл генераторлардың артықшылығы- олардың құрылысының қарапаиымдылығына және жеткілікті түрде жоғары кернеу мен үлкен токтарды алу мүмкіншілігінде. Электромеханикалық индукциялық генераторларда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Мұндай генератор құрылысының принциптік жобасын біз &2.1-ында қарастырып, магнит өрісінде айналып тұрған сым ормада айнымалы индукциялық ЭҚК-інің пайда болатын айтып өткенбіз. Кез келген индукциялық генератордың негізгі бөліктері мыналар:
1) Индуктор- магнит өрісін тудыратын қондырғы. Бұл тұрақты магнит не электромагнит болуы мүмкін
2) Якорь- ЭҚК индукцияланатын (пайда болатын) орама
3) Щеткалар мен сақиналар- айналып тұрған бөліктерден индукциялық токты шығарып алатын немесе электромагниттерге қоректенетін ток қондырғылар
Тізбектей жалғанған орамалрда индукцияланған ЭҚК-тері қосылады, сондықтан якорь көп орамнан тұрады.
ЭҚК-інің амплитудасы, яғни орамнан өтетін магнит ағынан пропорционал екеніне көз жеткізгенбіз. Магнит ағынын көбейту үшін индукциялық генераторларда арнаулы магнитттік жүйде қолданылады. Ол электротехникалық болаттан жасалған екі өзекшеден тұрады. Екі өзекшенің бірінің қуыстарында магнит өрісін тудыратын орамалар (электромагнит), ал екінші өзекшенің қуыстарында ЭҚК-і туатын орама (якорь) орналасады. Бір өзекше (әдетте ішкісі) өзінің орамдарымен бірге горизонталь не вертикаль осьтен айналады. Ол ротор деп аталады. Екінші қозғалмайтын өзекше-статор деп аталады. 2,21-суретте сым рама (якорь) айналып, ал электромагниті қозғалмай тұратын генератор көрсетілген. Қуатты өндірістік генераторларда электромагнит айналады, яғни ол ротордың қызметін атқарады, ал ЭҚК-і индукцияланатын якорь қозғалмайды, бұл- статор. Электромагнитті қоректендіретін ток күші якорьде туатын индукциялық ток күшінен анағұрлым аз болғандыұтан, осындай құрылым ыңғайлы. Себебі қуаты жоғары тоқты қозғалмай тұрған орамадан шығарып алу жеңілірек. Индукторға әлсіз ток сақиналар арқылы беріледі, ол тоқ тұрақты тоқтың жеке бір генераторда өндіріледі. Генератор өндіретін ток статордың орамасынан қозғалмайтын шиналар арқылы электр энергиясының желісіне беріледі. Техникалық қажеттіліктеріне жиілігі 50 Гц синусоидалық айнымалы тоқ пайдаланылады. Ондай ток алу үшін ротор 50 айн/с жиілікпен айналу керек. Айналу жиілігін азайту үшін индуктордың полюстер жұптарының санын көбейтеді. Онда генератор өндіретін айнымалы ток жиілігі
Тұрақты токтың генераторы. Электроқозғалтқыштар
Өндірістің барлық салаларында да, тұрмыста да, негізінен, айнымалы тоқ қолданылады. Бірақ тұрақты токты пайдалану қажет болатын кездер де бар. Мысалы, теледидарды қоректендіруде, радиоқабылдағыштарда, электроқозғалтқыштарда, электролиз тәсілімен аса таза металдарды алуда және басқа да көптеген мақсаттардатұрақты ток қолданылады. Тұрақты ток айнымалы токты түзету арқылы немесе тұрақты токтың генераторларынан алынады.
Тұрақты токтың генераторлары айнымалы ток генераторлары сияқты жұмыс істейді. Бірақ бірайырмашылығы- тұрақты ток генераторларында коллектор деп аталатын қондырғы бар. Якорьдың ұштарын оңашаланған сақиналарға емес, изоляциялаушы материалмен бөлінген екі жарты сақинаға жалғайды. Олар ортақ бір цилиндрге кигізіліп, якорьмен бір осьтен айналады. Жарты сақиналарға жабысып тұрған щеткалар арқылы ток сыртқы тізбекке шығарылады. Рама әрбәр жарты айналым жасаған сайын токтың бағыты қарама-қарсы бағытқа өзгереді. Ал, бірақ жарты сақиналарға дәнекерленген раманың ұштары әрбәр жарты айналым сайын бір щеткадан екінші щеткага ауысып отырады. Сонымен, рамадағы токтың бағыты өзгерген мезетте коллектор оның ұштарын ауыстырып қосып отырады. Осының нәтижесінде щеткалардың бірі үнемі генератордың оң полюсі болса, екіншісітеріс полюсі болып табылады.
Сыртқы тізбекті ток өзінің бағытын өзгертпейді, бірақ оның шамасы периодты түрде нөлден максимумға дейін өзгеріп отырады. Мұны тура (пульсациялық) ток деп атайды. Осыған сәйкес генератордың қысқыштарындағы кернеу де лүпілдеп өзгеріп отырады. Кернеудің мұндай өзгерістерін жаймалау үшін генератордың якорін бір-бірінен белгілі бір бұрыұа ығысып орналасқан бірнеше бөлімнен құрастырып жасайды. Соған сәйкес коллекторды да якорьмен ортақ осьтен айналатын цилиндрдің бетіне бекіткен бірнеше пластинкадан жасайды. Якорьдің әрбір бөлімінің ұштарын әрбәр пластина жұптарымен дәнекерлейді. Генератор якорінде туатын ЭҚК әрбір бөлімдегі ЭҚК-тің қосындысынан тұрады және фаза бойынша бір-бірінен ығысқан, сондықтан олар қосылған кезде лүпілдің (пулсация) жаймасы алынады.
Тұрақты ток генераторы, керісінше, электроқозғалтқышы ретінде де жұмыс істей алады. Ол үшін генератор қысқыштарына қандай да бір сыртқы ток көзін қосу керек. Егер генератордың якорі мен индукторы арқылы ток өткізсе, якорь айнала бастайды. Якорьдің өзегін станокпен қосып, оны қозғалысқа келтіруге болады. Бұл жағдайда генератор электр энергиясын механикалық энергияға айналдырып, электроқозғалтқыш ретінде жұмыс істейді. Магнит өрісінде тогы бар рамаға айналдырушы момент әсер ететіні бізге белгілі. Рама магнит өрісінің бағытына параллель жазықтықта жатқанда айналдырушы моменттің мәні максимал болады, ал рама магнит өрісіне перпендикуляр орналасқан кезде айналдырушы момент нөлге тең. Рама бұдан әрі айналағанда айналдырушы моменттің таңбасы өзгереді. Сондықтан, егер коллектор болмаса, әрбір жарты айналым сайын айналдырушы моменттің таңбасы өзгеріп отырар еді де, нәтижесінде якорь айналысқа түсе алмас еді. Ал, бірақ коллектор якорь орамындағы токтың бағытын ол өріске перпендикуляр тұрған мезетте өзгертеді, сондықтан айналдырушы моменттің таңбасы өзгермей қалады, сөйтіп қозғалтқыш жұмыс ңстейді. Сонымен, кез келген тұрақты генераторын кері қайыруға болады егер якорьді сыртқы күшпен айналдырса машина генератор ретінде жұмыс істейді. Ал, егер якорь арқылы ток өткізсе, машина электроқозғалтқыш ретінде жұмыс істейді.
