Neno "kizazi" katika uhandisi wa umeme linatokana na Kilatini. Ina maana "kuzaliwa". Kuhusiana na nishati, tunaweza kusema kwamba jenereta huitwa vifaa vya kiufundi inayojishughulisha na uzalishaji wa umeme.
Ikumbukwe kwamba sasa umeme unaweza kuzalishwa kwa kubadilisha aina mbalimbali nishati, kwa mfano:
kemikali;
mwanga;
joto na wengine.
Kihistoria, jenereta ni miundo inayobadilisha nishati ya kinetic ya mzunguko kuwa umeme.
Kulingana na aina ya umeme unaozalishwa, jenereta ni:
2. kutofautiana.
Sheria za kimwili zinazowezesha kuunda mitambo ya kisasa ya umeme kwa ajili ya kuzalisha umeme kwa njia ya mabadiliko ya nishati ya mitambo iligunduliwa na wanasayansi Oersted na Faraday.
Katika muundo wa jenereta yoyote, hugunduliwa wakati umeme wa sasa unaingizwa kwenye sura iliyofungwa kwa sababu ya makutano yake na uwanja unaozunguka wa sumaku, ambao huundwa kwa mifano iliyorahisishwa. matumizi ya kaya au vilima vya uchochezi kwenye bidhaa za viwandani za nguvu ya juu.
Wakati sura inapozunguka, ukubwa wa flux ya magnetic hubadilika.
Nguvu ya electromotive inayotokana na coil inategemea kiwango cha mabadiliko ya flux ya magnetic kupita kwenye sura katika kitanzi kilichofungwa S, na inalingana moja kwa moja na thamani yake. Kasi ya rotor inazunguka, juu ya voltage inayozalishwa.
Ili kuunda mzunguko uliofungwa na kukimbia sasa umeme kutoka kwake, ilikuwa ni lazima kuunda mtoza na mkusanyiko wa brashi ambayo inahakikisha kuwasiliana mara kwa mara kati ya sura inayozunguka na sehemu ya stationary ya mzunguko.
Kutokana na muundo wa maburusi yaliyojaa spring, ambayo yanasisitizwa dhidi ya sahani za commutator, sasa ya umeme hupitishwa kwenye vituo vya pato, na kutoka kwao basi inapita kwenye mtandao wa watumiaji.
Kanuni ya uendeshaji wa jenereta rahisi zaidi ya DC
Wakati fremu inapozunguka mhimili wake, nusu zake za kushoto na kulia hupita kwa mzunguko karibu na ncha ya kusini au kaskazini ya sumaku. Ndani yao, kila wakati maelekezo ya mikondo yanabadilika kinyume chake ili kwa kila pole inapita kwa mwelekeo mmoja.
Ili kuunda sasa moja kwa moja katika mzunguko wa pato, pete ya nusu imeundwa kwenye node ya mtoza kwa kila nusu ya vilima. Brashi zilizo karibu na pete huondoa uwezo wa ishara yao tu: chanya au hasi.
Kwa kuwa pete ya nusu ya sura inayozunguka imefunguliwa, wakati huundwa ndani yake wakati sasa inafikia thamani ya juu au kukosa. Ili kudumisha sio tu mwelekeo, lakini pia thamani ya mara kwa mara ya voltage inayozalishwa, sura inafanywa kwa kutumia teknolojia maalum iliyoandaliwa:
haitumii zamu moja, lakini kadhaa - kulingana na thamani ya voltage iliyopangwa;
idadi ya muafaka sio mdogo kwa nakala moja: wanajaribu kuwafanya wa kutosha ili kudumisha matone ya voltage kwa kiwango sawa.
Kwa jenereta ya DC, vilima vya rotor ziko kwenye inafaa. Hii hukuruhusu kupunguza upotezaji wa uwanja wa sumakuumeme.
Vipengele vya muundo wa jenereta za DC
Mambo kuu ya kifaa ni:
sura ya nguvu ya nje;
miti ya magnetic;
stator;
rotor inayozunguka;
kubadili kitengo na brashi.
Mwili hutengenezwa kwa aloi za chuma au chuma cha kutupwa ili kutoa nguvu ya mitambo kwa muundo wa jumla. Kazi ya ziada nyumba ni maambukizi ya flux magnetic kati ya miti.
Nguzo za sumaku zimeunganishwa kwenye nyumba na studs au bolts. Upepo umewekwa juu yao.
Stator, pia huitwa nira au msingi, imetengenezwa kwa vifaa vya ferromagnetic. Upepo wa coil ya uchochezi umewekwa juu yake. Msingi wa Stator iliyo na nguzo za sumaku zinazounda uwanja wake wa nguvu wa sumaku.
Rotor ina kisawe: nanga. Msingi wake wa magnetic una sahani za laminated, ambazo hupunguza uundaji wa mikondo ya eddy na kuongeza ufanisi. Grooves ya msingi ina rotor na / au vilima vya uchochezi vya kujitegemea.
Kubadilisha nodi na brashi inaweza kuwa kiasi tofauti fito, lakini daima ni nyingi ya mbili. Nyenzo za brashi kawaida ni grafiti. Sahani za ushuru zimetengenezwa kwa shaba, kama chuma bora zaidi kinachofaa kwa mali ya umeme ya conductivity ya sasa.
Shukrani kwa matumizi ya commutator, ishara ya pulsating inazalishwa kwenye vituo vya pato vya jenereta ya DC.
Aina kuu za miundo ya jenereta ya DC
Kulingana na aina ya usambazaji wa umeme kwa vilima vya msisimko, vifaa vinajulikana:
1. kwa msisimko wa kibinafsi;
2. kufanya kazi kwa misingi ya kuingizwa kwa kujitegemea.
Bidhaa za kwanza zinaweza:
tumia sumaku za kudumu;
au fanya kazi kutoka vyanzo vya nje, k.m. betri, turbine ya upepo...
Jenereta zilizo na ubadilishaji wa kujitegemea hufanya kazi kutoka kwa vilima vyao wenyewe, ambavyo vinaweza kushikamana:
mfululizo;
shunts au msisimko sambamba.
Moja ya chaguzi za uunganisho huo zinaonyeshwa kwenye mchoro.
Mfano wa jenereta ya DC ni muundo ambao hapo awali ulitumiwa mara nyingi katika matumizi ya magari. Muundo wake ni sawa na ule wa motor asynchronous.
Miundo kama hiyo ya ushuru ina uwezo wa kufanya kazi katika injini au hali ya jenereta wakati huo huo. Kutokana na hili, wameenea katika magari yaliyopo ya mseto.
Mchakato wa malezi ya mmenyuko wa nanga
Inatokea katika hali mwendo wa uvivu katika mpangilio usio sahihi nguvu kubwa ya brashi, na kuunda hali isiyo ya mojawapo ya msuguano wao. Hii inaweza kusababisha kupungua kwa uga wa sumaku au moto kutokana na kuongezeka kwa uzalishaji wa cheche.
Njia za kupunguza ni:
fidia ya mashamba ya magnetic kwa kuunganisha miti ya ziada;
kurekebisha mabadiliko ya nafasi ya brashi ya commutator.
Faida za Jenereta za DC
Hizi ni pamoja na:
hakuna hasara kutokana na hysteresis na malezi ya mikondo ya eddy;
kazi katika hali mbaya;
kupunguza uzito na vipimo vidogo.
Kanuni ya uendeshaji wa jenereta rahisi zaidi mkondo wa kubadilisha
Ndani ya muundo huu sehemu zote zinazofanana hutumiwa kama katika analog iliyopita:
shamba la sumaku;
sura inayozunguka;
kitengo cha ushuru na brashi kwa mifereji ya maji ya sasa.
Tofauti kuu iko katika muundo wa kitengo cha commutator, ambacho huundwa kwa njia ambayo wakati sura inapozunguka kupitia brashi, mawasiliano huundwa kila wakati na nusu yake ya sura bila kubadilisha msimamo wao.
Kutokana na hili, sasa, kubadilisha kulingana na sheria za harmonics katika kila nusu, hupitishwa bila kubadilika kabisa kwa brashi na kisha kupitia kwao kwa mzunguko wa walaji.
Kwa kawaida, sura imeundwa kwa kupiga sio zamu moja, lakini nambari iliyohesabiwa ya zamu ili kufikia voltage bora.
Kwa hivyo, kanuni ya uendeshaji wa jenereta za moja kwa moja na mbadala za sasa ni za kawaida, na tofauti za muundo ziko katika utengenezaji:
kitengo cha ushuru wa rotor kinachozunguka;
usanidi wa vilima kwenye rotor.
Vipengele vya kubuni vya jenereta za sasa za viwanda zinazobadilishana
Hebu fikiria sehemu kuu za jenereta ya induction ya viwanda, ambayo rotor inapata mwendo wa mzunguko kutoka kwa turbine iliyo karibu. Muundo wa stator ni pamoja na sumaku-umeme (ingawa uwanja wa sumaku unaweza kuundwa na seti ya sumaku za kudumu) na mzunguko wa rotor na nambari fulani zamu.
Nguvu ya umeme inaingizwa ndani ya kila zamu, ambayo huongezwa kwa mtiririko katika kila moja yao na huunda kwenye vituo vya pato jumla ya thamani ya voltage inayotolewa kwa mzunguko wa nguvu wa watumiaji waliounganishwa.
Ili kuongeza amplitude ya EMF kwenye pato la jenereta, muundo maalum wa mfumo wa magnetic hutumiwa, unaofanywa na cores mbili za magnetic kupitia matumizi ya darasa maalum za chuma cha umeme kwa namna ya sahani za laminated na grooves. Windings ni vyema ndani yao.
Nyumba ya jenereta ina msingi wa stator na nafasi za kushughulikia vilima vinavyounda uwanja wa sumaku.
Rotor inayozunguka kwenye fani pia ina mzunguko wa magnetic na grooves, ndani ambayo vilima huwekwa ambayo hupokea emf iliyosababishwa. Kwa kawaida, mwelekeo mlalo huchaguliwa ili kuweka mhimili wa mzunguko, ingawa kuna miundo ya jenereta yenye mpangilio wima na muundo wa kuzaa unaolingana.
Pengo daima huundwa kati ya stator na rotor, ambayo ni muhimu ili kuhakikisha mzunguko na kuepuka jamming. Lakini, wakati huo huo, kuna hasara ya nishati ya induction magnetic. Kwa hivyo, wanajaribu kuifanya iwe ndogo iwezekanavyo, kwa kuzingatia mahitaji haya yote mawili.
Exciter, iko kwenye shimoni sawa na rotor, ni jenereta ya moja kwa moja ya umeme yenye nguvu ndogo. Kusudi lake: kusambaza nishati ya umeme kwa vilima jenereta ya nguvu katika hali ya msisimko wa kujitegemea.
Vichochezi kama hivyo hutumiwa mara nyingi na miundo ya turbine au jenereta za umeme za majimaji wakati wa kuunda kuu au njia ya chelezo furaha.
Picha ya jenereta ya viwanda inaonyesha eneo la pete za commutator na brashi kwa kukusanya mikondo kutoka kwa muundo wa rotor unaozunguka. Wakati wa operesheni, kitengo hiki kinakabiliwa na mitambo ya mara kwa mara na mizigo ya umeme. Ili kuwashinda, muundo tata huundwa, ambao wakati wa operesheni unahitaji ukaguzi wa mara kwa mara na hatua za kuzuia.
Ili kupunguza gharama za uendeshaji zilizoundwa, mwingine teknolojia mbadala, ambayo pia hutumia mwingiliano kati ya sehemu zinazozunguka za sumakuumeme. Sumaku za kudumu au za umeme tu zimewekwa kwenye rotor, na voltage huondolewa kwenye vilima vya stationary.
Wakati wa kuunda mzunguko kama huo, muundo kama huo unaweza kuitwa neno "alternator". Inatumika katika jenereta za synchronous: high-frequency, gari, kwenye injini za dizeli na meli, mitambo. vituo vya nguvu nishati kwa ajili ya uzalishaji wa umeme.
Vipengele vya jenereta za synchronous
Kanuni ya uendeshaji
Jina na kipengele bainifu cha kitendo kiko katika kuunda muunganisho thabiti kati ya marudio ya kigezo. nguvu ya umeme induced katika vilima vya stator "f" na kwa mzunguko wa rotor.
Upepo wa awamu ya tatu umewekwa kwenye stator, na kwenye rotor kuna sumaku ya umeme yenye msingi na upepo wa msisimko, unaotokana na nyaya za DC kupitia mkusanyiko wa commutator ya brashi.
Rotor inaendeshwa kwa mzunguko na chanzo cha nishati ya mitambo - gari la gari - kwa kasi sawa. Sehemu yake ya sumaku hufanya harakati sawa.
Nguvu za umeme za ukubwa sawa, lakini zimebadilishwa na digrii 120 kwa mwelekeo, zinaingizwa kwenye vilima vya stator, na kuunda mfumo wa ulinganifu wa awamu tatu.
Wakati wa kushikamana na mwisho wa windings ya nyaya za walaji, mikondo ya awamu katika mzunguko huanza kutenda, ambayo huunda shamba la magnetic linalozunguka kwa njia sawa: synchronously.
Sura ya ishara ya pato ya EMF iliyosababishwa inategemea tu sheria ya usambazaji wa vector ya induction magnetic ndani ya pengo kati ya miti ya rotor na sahani za stator. Kwa hiyo, wanajitahidi kuunda muundo huo wakati ukubwa wa induction hubadilika kulingana na sheria ya sinusoidal.
Wakati pengo lina tabia ya kudumu, kisha vekta ya induction ya sumaku ndani ya pengo huundwa kwa umbo la trapezoid, kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la mstari wa 1.
Ikiwa sura ya kando kwenye miti inarekebishwa kwa oblique na pengo linabadilika hadi thamani ya juu, basi sura ya usambazaji wa sinusoidal inaweza kupatikana, kama inavyoonyeshwa na mstari wa 2. Mbinu hii hutumiwa katika mazoezi.
Mizunguko ya kusisimua kwa jenereta za synchronous
Nguvu ya magnetomotive inayotokana na upepo wa msisimko "OB" wa rotor huunda shamba lake la magnetic. Kwa kusudi hili, kuna miundo tofauti ya vichochezi vya DC kulingana na:
1. njia ya mawasiliano;
2. njia isiyo na mawasiliano.
Katika kesi ya kwanza, jenereta tofauti hutumiwa, inayoitwa exciter "B". Upepo wa uwanja wake unaendeshwa na jenereta ya ziada kulingana na kanuni msisimko sambamba, inayoitwa msisimko mdogo "PV".
Rotors zote zimewekwa kwenye shimoni la kawaida. Kutokana na hili, wao huzunguka sawa sawa. Rheostats r1 na r2 hutumikia kudhibiti mikondo katika mzunguko wa kusisimua na subexciter.
Kwa njia isiyo na mawasiliano Hakuna pete za kuingizwa kwa rotor. Imewekwa moja kwa moja juu yake awamu ya tatu vilima pathojeni. Inazunguka kwa usawa na rotor na kupitisha mkondo wa moja kwa moja wa umeme kupitia kirekebishaji kinachozunguka moja kwa moja kwa upepo wa msisimko "B".
Aina za mzunguko usio na mawasiliano ni:
1. mfumo wa uchochezi wa kibinafsi kutoka kwa vilima vyake vya stator;
2. mpango wa kiotomatiki.
Na njia ya kwanza voltage kutoka kwa vilima vya stator hutolewa kwa transformer ya hatua ya chini, na kisha kwa rectifier ya semiconductor "PP", ambayo hutoa sasa moja kwa moja.
Kwa njia hii, msisimko wa awali huundwa kutokana na uzushi wa magnetism iliyobaki.
Mpango otomatiki wa kuunda msisimko wa kibinafsi ni pamoja na utumiaji wa:
transformer ya voltage TN;
kidhibiti cha msisimko kiotomatiki AVR;
sasa transformer CT;
rectifier transformer VT;
thyristor kubadilisha fedha TP;
Kitengo cha ulinzi cha BZ.
Upekee jenereta za asynchronous
Tofauti ya msingi kati ya miundo hii ni kutokuwepo kwa uhusiano mkali kati ya kasi ya rotor (nr) na EMF iliyosababishwa katika vilima (n). Daima kuna tofauti kati yao, ambayo inaitwa "kuingizwa". Imeteuliwa Barua ya Kilatini“S” na inaonyeshwa kwa fomula S=(n-nr)/n.
Wakati mzigo umeunganishwa na jenereta, torque ya kusimama imeundwa ili kuzunguka rotor. Inathiri mzunguko wa EMF inayozalishwa na inajenga kuingizwa hasi.
Muundo wa rotor wa jenereta za asynchronous hufanywa:
mzunguko mfupi;
awamu;
mashimo.
Jenereta za Asynchronous zinaweza kuwa na:
1. msisimko wa kujitegemea;
2. kujisisimua.
Katika kesi ya kwanza hutumiwa chanzo cha nje AC voltage, na katika pili - waongofu wa semiconductor au capacitors katika msingi, sekondari au aina zote mbili za nyaya.
Kwa hivyo, jenereta za AC na DC zina nyingi vipengele vya kawaida katika kanuni za ujenzi, lakini hutofautiana katika muundo wa mambo fulani.
Jenereta ya gari, ambayo kwa hakika ni sehemu ya vifaa vya gari lolote, inaweza kulinganishwa na jukumu la kituo cha nguvu katika kusambaza nishati kwa mahitaji ya uchumi wa taifa.
Ni chanzo kikuu (wakati injini inaendesha) chanzo cha umeme kwenye gari na imeundwa kupitia nyaya za umeme, kuingiza gari zima kutoka ndani, kudumisha voltage iliyotolewa na iliyoimarishwa ya mtandao wa umeme wa gari. Kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya gari inategemea uwakilishi wa kinadharia wa uendeshaji wa classical jenereta ya umeme, kubadilisha aina zisizo za umeme za nishati kuwa nishati ya umeme.
Katika kesi maalum ya jenereta ya gari, kizazi cha nishati ya umeme hutokea kwa njia ya mabadiliko ya harakati ya mzunguko wa mitambo ya crankshaft ya kitengo cha magari.
Kanuni ya jumla ya uendeshaji
Majengo ya kinadharia ya msingi wa uendeshaji wa jenereta za umeme ni msingi wa kesi inayojulikana. induction ya sumakuumeme, kubadilisha aina moja ya nishati (mitambo) hadi nyingine (ya umeme). Athari hii inajidhihirisha wakati waya za shaba zimewekwa kwa namna ya coil na kuwekwa kwenye uwanja wa magnetic wa ukubwa wa kutofautiana.
Hii inachangia kuonekana kwa nguvu ya electromotive katika waya, ambayo huweka elektroni katika mwendo. Harakati hii ya chembe za umeme huzalisha ndani, na kwenye mawasiliano ya terminal ya waya inaonekana voltage ya umeme, kiwango cha moja kwa moja kulingana na kasi ambayo uwanja wa sumaku hubadilika. Voltage mbadala inayozalishwa lazima itolewe kwa mtandao wa nje.
Katika jenereta ya gari, ili kuunda jambo la magnetic, windings ya stator hutumiwa, ambayo silaha ya rotor inazunguka chini ya ushawishi wa shamba. Juu ya shimoni la silaha kuna windings conductive kushikamana na mawasiliano maalum kwa namna ya pete. Mawasiliano haya ya pete pia yamewekwa kwenye shimoni na kuzunguka nayo. Voltage ya umeme huondolewa kwenye pete kwa kutumia brashi za conductive na nishati inayozalishwa hutolewa kwa watumiaji wa umeme wa gari.
Jenereta huanzishwa kwa njia ya ukanda wa kuendesha gari kutoka kwa gurudumu la msuguano wa crankshaft ya kitengo cha motor, ambayo imeanza kutoka. chanzo cha betri. Ili kuhakikisha mabadiliko ya ufanisi ya nishati inayozalishwa, kipenyo cha pulley ya jenereta lazima iwe ndogo kwa kipenyo kuliko gurudumu la msuguano wa crankshaft. Hii inahakikisha kasi ya juu ya shimoni ya seti ya kuzalisha. Chini ya hali hizi, inafanya kazi kwa ufanisi ulioongezeka na hutoa sifa za sasa zilizoongezeka.
Mahitaji
Kutoa kazi salama ndani ya aina fulani ya sifa za tata nzima ya vifaa vya umeme, uendeshaji wa jenereta ya gari lazima kukidhi juu vigezo vya kiufundi na uhakikishe kizazi cha kiwango cha voltage ambacho ni thabiti kwa wakati.
Mahitaji makuu ya jenereta za magari ni kizazi cha sasa cha utulivu na sifa zinazohitajika za nguvu. Vigezo hivi vimeundwa ili kutoa:
- kuchaji upya;
- uendeshaji wa wakati huo huo wa vifaa vyote vya umeme vinavyohusika;
- voltage ya mtandao thabiti mbalimbali mabadiliko katika kasi ya mzunguko wa shimoni ya rotor na mizigo iliyounganishwa kwa nguvu;
Mbali na vigezo hapo juu, jenereta imeundwa kwa kuzingatia uendeshaji wake chini ya hali mbaya ya mzigo na lazima iwe na nyumba ya kudumu, iwe nyepesi kwa uzito na iwe na vipimo vya jumla vinavyokubalika, na kuwa na viwango vya chini na vinavyokubalika vya kuingiliwa kwa redio ya viwanda.
Ubunifu na muundo wa jenereta ya gari
Kufunga
Jenereta ya gari inaweza kupatikana kwa urahisi katika compartment injini kwa kuinua kofia. Huko ni salama na bolts na pembe maalum mbele ya injini. Mwili wa jenereta una miguu inayopanda na jicho la mvutano kwa kifaa.
Fremu
Karibu vitengo vyote vya kitengo vimewekwa kwenye sanduku la makazi ya jenereta. Inatengenezwa kwa kutumia metali za aloi za mwanga kulingana na alumini, ambayo ni bora kwa kazi ya uharibifu wa joto. Ubunifu wa nyumba ni mchanganyiko wa sehemu kuu mbili:
- kifuniko cha mbele kutoka upande wa pete za kuingizwa;
- kofia ya mwisho ya gari;
Jalada la mbele lina maburusi, kidhibiti cha voltage na daraja la kurekebisha. Vifuniko vinaunganishwa katika muundo wa nyumba moja kwa kutumia bolts maalum.
Nyuso za ndani za vifuniko hutengeneza uso wa nje wa stator, kupata nafasi yake. Pia vipengele muhimu vya kimuundo vya muundo wa nyumba ni fani za mbele na za nyuma, ambazo hutoa hali sahihi ya uendeshaji kwa rotor na kuiweka salama kwenye kifuniko.
Rota
Muundo wa mkusanyiko wa rotor una mzunguko wa sumaku-umeme na upepo wa msisimko uliowekwa kwenye shimoni la msaada. Shaft yenyewe imetengenezwa kwa chuma cha alloy kilichoongezwa na viongeza vya risasi.
Pete za kuingizwa kwa shaba na mawasiliano maalum ya brashi yenye spring pia yanaunganishwa kwenye shimoni la rotor. Pete za kuingizwa ni wajibu wa kusambaza sasa kwa rotor.
Stator
Mkutano wa stator ni muundo unaojumuisha msingi ulio na nafasi nyingi (katika hali nyingi zinazotumiwa, idadi yao ni 36), ambayo zamu za vilima vitatu zimewekwa, zikiwa na mawasiliano ya umeme na kila mmoja ama kwenye "nyota" au kwenye muundo wa "pembetatu". Msingi, pia huitwa mzunguko wa magnetic, unafanywa kwa namna ya mduara wa spherical mashimo kutoka kwa sahani za chuma, zimefungwa pamoja na rivets au svetsade kwenye block moja ya monolithic.
Ili kuongeza kiwango cha nguvu ya shamba la sumaku kwenye vilima vya stator wakati wa utengenezaji wa sahani hizi, chuma cha transfoma na vigezo vya sumaku vilivyoimarishwa hutumiwa.
Mdhibiti wa voltage
Kitengo hiki cha elektroniki kimeundwa ili kulipa fidia kwa kutokuwa na utulivu wa mzunguko wa shimoni la rotor, ambalo linaunganishwa na crankshaft ya kitengo cha nguvu cha gari, kinachofanya kazi juu ya tofauti mbalimbali za kasi. Kidhibiti cha voltage kimeunganishwa na watozaji wa sasa wa grafiti na husaidia kuleta utulivu wa voltage inayotolewa mara kwa mara inayotolewa kwa mtandao wa umeme wa mashine. Hii inahakikisha uendeshaji usioingiliwa wa vifaa vya umeme.
Kulingana na suluhisho lao la kubuni, vidhibiti vimegawanywa katika vikundi viwili:
- tofauti;
- muhimu;
Aina ya kwanza ni pamoja na vitengo vya elektroniki, kwenye bodi ya kimuundo ambayo vitu vya mionzi vimewekwa, vinavyotengenezwa kwa kutumia teknolojia ya discrete (iliyofungwa), inayojulikana na wiani usio bora wa mpangilio wa vitu.
Aina ya pili ni pamoja na vitengo vya kisasa vya udhibiti wa voltage za elektroniki, zilizotengenezwa kwa kuzingatia njia muhimu ya kupanga vitu vya redio vilivyotengenezwa kwa msingi wa teknolojia ya elektroniki ya filamu nyembamba.
Kirekebishaji
Kwa sababu ya ukweli kwamba utendaji sahihi wa vyombo vya bodi unahitaji shinikizo la mara kwa mara, pato la jenereta huimarisha mtandao wa gari kupitia kitengo cha elektroniki kilichokusanywa kwenye diode za kurekebisha nguvu.
Rectifier hii ya awamu ya 3, inayojumuisha diode sita za semiconductor, tatu ambazo zimeunganishwa na terminal hasi (ardhi), na nyingine tatu zimeunganishwa na terminal nzuri ya jenereta, imeundwa kubadilisha voltage mbadala katika voltage moja kwa moja. Kimwili, kizuizi cha kurekebisha kinajumuisha sinki ya joto ya chuma yenye umbo la farasi na diodi za kurekebisha zimewekwa juu yake.
Kitengo cha brashi
Mkutano huu una muonekano wa muundo wa plastiki na umeundwa kuhamisha voltage kwenye pete za kuingizwa. Ina vipengele kadhaa ndani ya nyumba, ambayo kuu ni mawasiliano ya sliding ya brashi ya spring. Wanakuja katika marekebisho mawili:
- electrographite;
- shaba-graphite (zaidi kuvaa-sugu).
Kwa kimuundo, mkusanyiko wa brashi mara nyingi hufanywa katika block moja na mdhibiti wa voltage.
Mfumo wa baridi
Joto la ziada ambalo hutolewa ndani ya nyumba ya jenereta huondolewa na mashabiki waliowekwa kwenye shimoni lake la rotor. Jenereta ambazo brashi, kidhibiti cha voltage na kitengo cha kurekebisha huwekwa nje, nje ya mwili wake na kulindwa na casing maalum, huchukuliwa. Hewa safi kupitia nafasi maalum za baridi ndani yake.
Msukumo baridi ya nje jenereta Kifaa cha muundo wa classical, pamoja na uwekaji wa vipengele vilivyotajwa hapo juu ndani ya nyumba ya jenereta, huhakikisha ugavi wa safi. mtiririko wa hewa kutoka upande wa pete za kuingizwa.
Njia za uendeshaji
Ili kuelewa kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya gari, ni muhimu kuelewa njia zake za uendeshaji.
- kipindi cha awali cha kuanza kwa injini;
- hali ya uendeshaji wa injini.
Wakati wa mwanzo wa kuanza injini, mtumiaji mkuu na pekee anayetumia nishati ya umeme ni mwanzilishi. Jenereta bado haijahusika katika mchakato wa uzalishaji wa nishati, na usambazaji wa umeme kwa wakati huu hutolewa tu na betri. Kutokana na ukweli kwamba sasa inayotumiwa katika mzunguko huu ni ya juu sana na inaweza kufikia mamia ya amperes, nishati ya umeme iliyohifadhiwa hapo awali inatumiwa sana.
Baada ya mchakato wa kuanza kukamilika, injini inarudi kwenye hali ya uendeshaji, na jenereta inakuwa mtoaji wa nguvu kamili. Inazalisha sasa muhimu kwa ajili ya utendaji wa vifaa mbalimbali vya umeme vinavyounganishwa na kazi. Pamoja na utendakazi huu, jenereta huchaji betri wakati injini inafanya kazi.
Baada ya betri kufikia kiwango kinachohitajika, haja ya recharging imepunguzwa, matumizi ya sasa yanapungua sana, na jenereta inaendelea kusaidia uendeshaji wa vifaa vya umeme tu. Watumiaji wengine wa umeme wanaotumia rasilimali nyingi huletwa kufanya kazi, nguvu ya jenereta kwa wakati fulani inaweza kuwa haitoshi kutoa jumla ya mzigo na kisha ndani. kazi ya jumla betri imewashwa, operesheni ambayo katika hali hii ina sifa ya upotezaji wa haraka wa malipo.
Hitimisho
Jenereta ya gari imeundwa na iliyoundwa ili kuwasha vifaa vya kawaida vya umeme na kubadilisha nishati ya kiufundi ya sehemu ya umeme ya kitengo cha nishati kuwa nishati ya umeme.
Jenereta iko chini ya kofia mbele ya injini. Muundo wa jenereta una vipengele vikuu - nyumba, stator, rotor, fani, mdhibiti wa voltage, daraja la kurekebisha, mkusanyiko wa brashi na mashabiki.
Ili kuhakikisha uendeshaji sahihi wa wote Vifaa vya umeme Gari inahitaji uzalishaji thabiti wa sasa wa umeme, ambayo ni kazi kuu ya alternator ya gari.
Alternator ya gari
Kwa kweli, jenereta haitoi mkondo peke yake, lakini inabadilisha tu kutoka kwa nishati ya mitambo inayozalishwa. vyombo vya habari vya nje, katika nishati ya umeme.
Kusudi la alternator
Mzunguko wa mbadala kutumika katika magari kutokana na ukweli kwamba sasa mbadala ni uwezo wa kuongeza mahitaji ya umeme ya vipengele kuu vya gari. Ili kuiga kanuni ya uendeshaji wa alternator, lazima kwanza tuzingatie ni nini kinachobadilisha mkondo.
Sasa mbadala inaweza kuzalishwa kwa kuweka kondakta wa chuma moja kwa moja kati ya sumaku mbili za polarities tofauti. Mzunguko wa kondakta kwa njia ya nguvu ya nje ya saa inakuza uundaji wa induced malipo ya umeme wakati wa kuvuka mistari ya sumaku. Kwa hivyo, kizazi cha kubadilisha sasa katika jenereta hufanyika kulingana na kanuni ya induction ya sumakuumeme, lakini ili kuibadilisha kuwa mkondo thabiti wa ukubwa unaohitajika, ni muhimu kuzingatia. kifaa cha mbadala.
Kanuni ya kazi ya alternator
Mambo muhimu ya kimuundo ya jenereta ni pamoja na:
- Pulley;
- Nyumba ya jenereta yenye vifuniko viwili;
- Rotor na stator;
- Rectifiers;
- Vidhibiti vya voltage;
- Kitengo cha brashi.
Pulley hufanya kama fimbo ya kufunga vipengele vyote vya kimuundo vya jenereta. Pia, kwa njia ya harakati za mzunguko, hupeleka nishati ya mitambo kutoka kwa injini hadi kwa rotor ya jenereta. Pulley inaendeshwa kupitia injini na ukanda wa V.
Ubunifu wa Alternator
Rotor ni shimoni la chuma na upepo wa msisimko wa shaba, unaounganishwa na vidole vya mawasiliano na miongozo maalum. Upepo wa shamba umefunikwa kwa pande zote mbili na vichaka vya chuma kwa namna ya taji yenye protrusions yenye umbo la kabari iko kuelekea kila mmoja. Makadirio ya bushings mbili huunda mashamba ya sumaku yanayopingana ambayo ni mabaki hata wakati hakuna sasa katika vilima. Hii inahakikisha msisimko wa kibinafsi wa jenereta wakati tu masafa ya juu mzunguko wa injini, ambayo haiwezekani wakati wa kuanza injini. Kwa sababu hii, sasa ndogo kutoka kwa betri hutolewa kwa upepo wa rotor. Baada ya kufikia thamani ya kazi voltage katika vilima vya rotor, nguvu ya betri imekatwa na jenereta inaendelea kufanya kazi katika hali ya kusisimua binafsi.
Fluji ya magnetic inayotokana na upepo wa rotor inaelekezwa kwa stator, ambayo inajumuisha karatasi za chuma katika sura ya tube yenye grooves mashimo. Ndani ya grooves kuna upepo wa shaba wa awamu ya tatu, shukrani ambayo flux ya magnetic inabadilishwa kuwa voltage yenye nguvu ya umeme. Hapa unaweza kupima Impedans ya mzunguko wa AC. Amua hatua halisi Mizunguko ya AC yenye upinzani hai inawezekana shukrani kwa data juu ya uongofu wa nishati ya umeme katika aina zake nyingine, kwa mfano mafuta (conductors inapokanzwa) au kemikali (kumshutumu betri).
Upepo wa stator ya awamu ya tatu unafanywa kwa kutumia teknolojia maalum, na windings ya awamu ya mtu binafsi huunganishwa kwenye "pembetatu" au "nyota". Katika alternators za magari, upendeleo hutolewa kwa upepo wa delta kutokana na sifa zake za nguvu. Nguvu ya sasa katika muundo wa "pembetatu" ni karibu mara 2 chini ya sasa katika "nyota" yenye thamani sawa ya flux ya magnetic inayotoka kutoka kwa rotor. Kwa hiyo, kwa jenereta zenye nguvu, upepo wa stator kulingana na kanuni ya "pembetatu" inakuwezesha kubadilisha kwa usahihi zaidi thamani ya sasa, kuepuka overvoltage ya vitengo vya msingi na kupanua maisha ya huduma ya kipengele.
Kanuni ya uendeshaji wa mbadala kudhani chakula cha mara kwa mara ndani na mfumo wa kielektroniki kiotomatiki. Kwa sababu hii, sasa inayotokana na upepo wa stator huendelea kuimarisha vifaa vya umeme kwa njia ya kurekebisha. Kitengo cha kurekebisha kinajumuisha nguvu sita na diodi mbili za ziada zilizowekwa kwenye sahani ya kuzama joto. Diode tatu kati ya sita za nguvu zina chaji chanya, zilizobaki zinashtakiwa vibaya. Diode za semiconductor usitoe upinzani mkubwa na usifanye sasa katika mwelekeo kinyume.
Muundo wa mkusanyiko wa brashi ni kipengele cha plastiki na brashi ambayo hutoa mawasiliano na pete au pini za mawasiliano za rotor. Brashi za kitengo husaidia kulinda sehemu zinazosonga za rota na kapi kutoka kwa kuvaa mapema.
Kuzingatia nini je alternator inafanya kazi gani?, inafaa kutaja mfumo wa kuweka jenereta. Kazi hii inafanywa na nyumba ya jenereta, yenye vifuniko viwili. Ya kwanza, ambayo imewekwa kwenye kapi na upande wa rotor, inalinda jenereta kwenye injini na inaweka fani za stator na rotor. Jalada la nyuma, iko karibu na pete za kuingizwa na mkusanyiko wa brashi, sio tu hufanya kazi zilizo hapo juu. Pia huweka vifaa vya kunyoosha na brashi.
Maombi na mali ya jenereta za sasa zinazobadilishana
Baada ya kulitafakari suala hilo, jinsi alternator inavyofanya kazi, hebu tuendelee kwenye mahitaji ya sehemu hii ya msingi ya gari. Kwa kuwa betri za magari ya kisasa ni nyeti sana kwa mabadiliko ya voltage, jenereta lazima ziwe na mali zifuatazo:
- Kudumisha ugavi wa mara kwa mara wa sasa wa umeme ili kuepuka kutokwa kwa kasi kwa betri;
- Hakikisha utulivu wa sasa unaozalishwa bila matone na kuongezeka;
- Kudhibiti nguvu ya sasa inayozalishwa bila kujali kasi ya injini;
- Kusambaza umeme kwa vifaa vya uendeshaji na mara kwa mara rechaji betri.
Jenereta ya umeme ni mashine au usakinishaji ulioundwa ili kubadilisha nishati isiyo ya umeme kuwa nishati ya umeme: mitambo kuwa umeme, kemikali hadi umeme, mafuta kuwa ya umeme, n.k. Leo, tunaposema neno "jenereta", kwa ujumla tunamaanisha kigeuzi cha nishati ya mitambo.nishati - ndani ya nishati ya umeme.
Hii inaweza kuwa jenereta ya dizeli au petroli, jenereta kiwanda cha nguvu za nyuklia, jenereta ya gari, jenereta ya nyumbani kutoka motor ya umeme ya asynchronous, au jenereta ya kasi ya chini kwa windmill ya nguvu ya chini. Mwishoni mwa makala tutaangalia jenereta mbili za kawaida kama mfano, lakini kwanza tutazungumzia kuhusu kanuni za uendeshaji wao.
Njia moja au nyingine, kutoka kwa mtazamo wa kimwili, kanuni ya uendeshaji wa kila jenereta za mitambo ni sawa: wakati, wakati mistari ya magnetic shamba inavuka conductor, emf induced hutokea katika conductor hii. Vyanzo vya nguvu vinavyoongoza kwa harakati ya pamoja ya kondakta na shamba la magnetic inaweza kuwa michakato mbalimbali, lakini kwa sababu hiyo, daima ni muhimu kupata emf na sasa kutoka kwa jenereta ili kuimarisha mzigo.
Kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya umeme - Sheria ya Faraday
Kanuni ya uendeshaji wa jenereta ya umeme iligunduliwa nyuma mwaka wa 1831 na mwanafizikia wa Kiingereza Michael Faraday. Kanuni hii baadaye iliitwa sheria ya Faraday. Iko katika ukweli kwamba wakati conductor huvuka shamba la magnetic perpendicularly, tofauti inayowezekana hutokea mwishoni mwa kondakta huyu.
Jenereta ya kwanza ilijengwa na Faraday mwenyewe kulingana na kanuni aliyogundua; ilikuwa "diski ya Faraday" - jenereta ya unipolar ambayo diski ya shaba ilizunguka kati ya miti ya sumaku ya farasi. Kifaa kilizalisha sasa muhimu kwa voltage ya chini.
Baadaye iligundua kuwa waendeshaji wa maboksi ya mtu binafsi katika jenereta ni bora zaidi kutoka kwa mtazamo wa vitendo kuliko diski ya kuendesha imara. Na katika jenereta za kisasa sasa ni vilima vya stator za waya ambazo hutumiwa (katika kesi rahisi zaidi ya maandamano, coil ya waya).
Alternator
Idadi kubwa ya jenereta za kisasa ni jenereta za sasa zinazobadilishana. Wana vilima vya silaha kwenye stator, ambayo nishati ya umeme inayozalishwa huondolewa. Juu ya rotor kuna upepo wa msisimko, ambayo sasa ya moja kwa moja hutolewa kwa njia ya pete za kuingizwa ili kuzalisha shamba la magnetic inayozunguka kutoka kwa rotor inayozunguka.
Kwa sababu ya uzushi wa induction ya sumakuumeme, wakati rotor inapozunguka kutoka kwa gari la nje (kwa mfano, kutoka kwa injini ya mwako wa ndani), flux yake ya sumaku huvuka kila moja ya awamu za vilima vya stator, na hivyo husababisha EMF ndani yao.
Mara nyingi, kuna awamu tatu, huhamishwa kimwili kwenye silaha ya jamaa kwa kila mmoja kwa digrii 120, hivyo sasa ya awamu ya tatu ya sinusoidal inapatikana. Awamu zinaweza kuunganishwa katika usanidi wa nyota au delta ili kupata.
Mzunguko wa EMF f sinusoidal ni sawa na mzunguko wa mzunguko wa rotor: f = np/60, ambapo - p ni idadi ya jozi ya pluses magnetic ya rotor, n ni idadi ya mapinduzi ya rotor kwa dakika. Kwa kawaida kasi ya juu mzunguko wa rotor - 3000 rpm. Ikiwa unganisha rectifier ya awamu ya tatu kwa windings ya stator ya jenereta hiyo ya synchronous, utapata jenereta ya moja kwa moja ya sasa (kwa njia, jenereta zote za gari hufanya kazi kwa njia hii).
Jenereta tatu za synchronous za mashine
Bila shaka, jenereta ya synchronous ya classic ina drawback moja kubwa - rotor ina pete za kuingizwa na brashi karibu nao. Brashi huwaka na kuchakaa kwa sababu ya msuguano na mmomonyoko wa umeme. Hii hairuhusiwi katika mazingira ya kulipuka. Kwa hivyo, katika anga na jenereta za dizeli, jenereta zisizo na mawasiliano za synchronous, haswa za mashine tatu, ni za kawaida zaidi.
Vifaa vya mashine tatu vina mashine tatu zilizowekwa katika nyumba moja: exciter ya awali, exciter na jenereta - kwenye shimoni la kawaida. Pre-exciter ni jenereta ya synchronous, inasisimua na sumaku za kudumu kwenye shimoni, voltage inayozalisha hutolewa kwa upepo wa stator wa exciter.
Stator ya msisimko hufanya juu ya vilima kwenye rotor iliyounganishwa na rectifier ya awamu ya tatu iliyounganishwa nayo, ambayo upepo kuu wa uchochezi wa jenereta hutumiwa. Jenereta inazalisha sasa katika stator yake.
Jenereta zinazobebeka za gesi, dizeli na petroli
Leo ni kawaida sana katika kaya zinazotumia injini za mwako wa ndani kama injini za kuendesha - injini ya mwako ya ndani ambayo hupitisha mzunguko wa mitambo kwa rota ya jenereta.
Jenereta za mafuta ya kioevu zina matangi ya mafuta, wakati jenereta za gesi zinahitaji mafuta kutolewa kwa njia ya bomba ili gesi hiyo isambazwe kwa carburetor, ambapo inageuka kuwa sehemu mchanganyiko wa mafuta.
Katika hali zote, mchanganyiko wa mafuta huchomwa katika mfumo wa pistoni, kuendesha gari la crankshaft. Ni sawa na jinsi injini ya gari inavyofanya kazi. Crankshaft huzunguka rota ya jenereta ya synchronous isiyo na mawasiliano (alternator).
Andrey Povny
Kama unavyojua, wakati wa sasa unapita kupitia kondakta (coil), uwanja wa sumaku huundwa. Kinyume chake, wakati kondakta anasonga juu na chini kupitia mistari ya shamba la sumaku, nguvu ya elektroni huzalishwa. Ikiwa harakati ya kondakta ni polepole, basi umeme unaosababishwa utakuwa dhaifu. Thamani ya sasa ni sawa sawa na nguvu ya shamba la sumaku, idadi ya waendeshaji, na, ipasavyo, kasi ya harakati zao.
Jenereta rahisi zaidi ya sasa ina coil iliyofanywa kwa namna ya ngoma ambayo waya hujeruhiwa. Coil imeunganishwa kwenye shimoni. Ngoma ya jeraha la waya pia inaitwa silaha.
Ili kuondoa sasa kutoka kwa coil, mwisho wa kila waya unauzwa kwa maburusi ya sasa ya kukusanya. Brashi hizi lazima zitenganishwe kabisa na kila mmoja.
Alternator
Wakati silaha inapozunguka mhimili wake, nguvu ya electromotive inabadilika. Wakati coil inageuka digrii tisini, sasa ni ya juu. Katika zamu inayofuata inashuka hadi sifuri.
Mapinduzi kamili ya zamu katika jenereta ya sasa huunda kipindi cha sasa au, kwa maneno mengine, sasa mbadala.
Kubadili hutumiwa kuzalisha sasa ya mara kwa mara. Inajumuisha pete iliyokatwa katika sehemu mbili, ambayo kila moja inaunganishwa na zamu tofauti za silaha. Katika ufungaji sahihi nusu za pete na brashi za sasa za kukusanya, kwa kila kipindi cha mabadiliko katika nguvu ya sasa kwenye kifaa, wakati mazingira ya nje mkondo wa mara kwa mara utapita.
Jenereta kubwa ya sasa ya viwanda ina silaha ya kusimama inayoitwa stator. Rotor inazunguka ndani ya stator, na kuunda shamba la magnetic.
Hakikisha kusoma nakala kuhusu jenereta za gari:
Kila gari lina jenereta ya sasa inayofanya kazi wakati gari linaposonga ili kutoa nguvu. nishati ya umeme betri, mifumo ya kuwasha, taa, redio, nk. Upepo wa uwanja wa rotor ni chanzo cha shamba la sumaku. Ili upepo wa magnetic wa upepo wa shamba upewe kwa upepo wa stator bila kupoteza, coils huwekwa kwenye grooves maalum katika muundo wa chuma.
