ניתן להגדיר את המכונה החשמלית כמכשיר הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית או אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. An גנרטור חשמלי ניתן להגדיר כמכונה חשמלית הממירה אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. גנרטור חשמלי מורכב בדרך כלל משני חלקים וסטורור. ישנם סוגים שונים של גנרטורים חשמליים כגון גנרטורים לזרם ישר, גנרטורים לזרם חילופין, גנרטורים לרכב, גנרטורים חשמליים המופעלים על ידי בני אדם, וכן הלאה. במאמר זה, נדון בנושא עקרון העבודה של הגנרטורים הסינכרוניים.
גנרטור סינכרוני
החלקים המסתובבים והנייחים של מכונת חשמל יכולים להיקרא כרוטור וסטטור בהתאמה. הרוטור או הסטטור של המכונות החשמליות משמשים כמרכיב לייצור חשמל ונקראים אבזור. האלקטרומגנטים או המגנטים הקבועים המותקנים על הסטטור או הרוטור משמשים לספק שדה מגנטי של מכונת חשמל. הגנרטור שבו נעשה שימוש במגנט קבוע במקום סליל כדי לספק שדה עירור נקרא כמחולל סינכרוני מגנטי קבוע או פשוט נקרא כמחולל סינכרוני.
בניית גנרטור סינכרוני
באופן כללי, גנרטור סינכרוני מורכב משני חלקים רוטור וסטטור. חלק הרוטור מורכב מעמודי שדה וחלק הסטטור מורכב ממוליכי אבזור. סיבוב עמודי השדה בנוכחות מוליכי אבזור גורם ל- מתח מתחלף מה שמביא לייצור חשמל.
בניית גנרטור סינכרוני
מהירות מוטות השדה היא מהירות סינכרונית וניתנת על ידי
איפה, 'f' מציין תדר זרם חילופין ו- 'P' מציין את מספר הקטבים.
עקרון עבודה של גנרטורים סינכרוניים
עקרון הפעולה של הגנרטור הסינכרוני הוא אינדוקציה אלקטרומגנטית. אם יוצאת תנועה יחסית בין השטף למוליכים, אז מוליך EMF במוליכים. כדי להבין את עיקרון העבודה של הגנרטור הסינכרוני, הבה נבחן שני קטבים מגנטיים מנוגדים שביניהם סליל או סיבוב מלבני ממוקמים כפי שמוצג באיור שלהלן.
מוליך מלבני ממוקם בין שני קטבים מגנטיים מנוגדים
אם הסיבוב המלבני מסתובב בכיוון השעון כנגד ציר a-b כפי שמוצג באיור שלהלן, לאחר השלמת סיבוב של 90 מעלות צדי המוליכים AB ו- CD מגיעים מול קוטב ה- S וקוטב ה- N בהתאמה. לפיכך, כעת אנו יכולים לומר כי תנועת המשיק המוליכה מאונכת לקווי השטף המגנטיים מקוטב צפון לדרום.
כיוון סיבוב המוליך בניצב לשטף המגנטי
אז, כאן קצב חיתוך השטף על ידי המוליך הוא מקסימלי ומשרה זרם במוליך, ניתן לקבוע את כיוון הזרם המושרה באמצעות שלט יד ימין של פלמינג . לפיכך, אנו יכולים לומר שהזרם יעבור מ- A ל- B ומ- C ל- D. אם המוליך מסובב בכיוון השעון למשך 90 מעלות נוספות, הוא יגיע למצב אנכי כפי שמוצג באיור שלהלן.
כיוון סיבוב המוליך במקביל לשטף מגנטי
כעת, מיקום קווי המוליך והשטף המגנטי מקבילים זה לזה ולכן, שום שטף אינו חותך ולא יופעל זרם במוליך. ואז, בזמן שהמוליך מסתובב מכיוון השעון למשך 90 מעלות נוספות, ואז הסיבוב המלבני מגיע למצב אופקי כפי שמוצג באיור שלהלן. כך שהמוליכים AB ו- CD נמצאים תחת קוטב ה- N ו- S בהתאמה. על ידי יישום הכלל הימני של פלמינג, הזרם גורם במוליך AB מנקודה B ל- A והזרם גורם ב- CD מוליך מנקודה D עד C.
אז ניתן לכוון את כיוון הזרם כ- A - D - C - B וכיוון הזרם עבור המיקום האופקי הקודם של סיבוב מלבני הוא A - B - C - D. אם הסיבוב שוב מסתובב לכיוון המיקום האנכי, אז זרם המושרה שוב מצטמצם לאפס. לפיכך, עבור סיבוב אחד מלא של סיבוב מלבני הזרם במוליך מגיע למקסימום ומפחית לאפס ואז בכיוון ההפוך הוא מגיע למקסימום ושוב מגיע לאפס. לפיכך, מהפכה שלמה אחת של סיבוב מלבני מייצרת גל סינוס אחד מלא של זרם המושרה במוליך אשר ניתן לכנותו כמו יצירת זרם חילופין על ידי סיבוב סיבוב בתוך שדה מגנטי.
כעת, אם ניקח בחשבון מחולל סינכרוני מעשי, אז מגנטים שדה מסתובבים בין מוליכי האבזור הנייחים. הרוטור של הגנרטור הסינכרוני ולהבי הפיר או הטורבינה מחוברים זה לזה מכנית ומסובבים במהירות סינכרונית. לפיכך, ה שטף מגנטי חיתוך מייצר EMF המושרה הגורם לזרימה הנוכחית במוליכי האבזור. לפיכך, עבור כל סלילה הזרם זורם לכיוון אחד במחצית המחזור הראשון והזרם זורם בכיוון השני במחצית השנייה במחזור זמן של 120 מעלות (שכן הם נעקרו ב -120 מעלות). לפיכך, ניתן להציג את כוח המוצא של הגנרטור הסינכרוני כאיור להלן.
האם אתה רוצה לדעת יותר על גנרטורים סינכרוניים ואתה מעוניין לעצב פרויקטים אלקטרוניים ? אל תהסס לשתף את דעותיך, רעיונותיך, הצעותיך, שאילתותיך והערותיך בקטע התגובות למטה.
