Генератор электричества является ключевым компонентом любой автономной электростанции. Без его работы невозможно представить полноценное функционирование всей системы. Простыми словами, основная задача генератора электричества сводится к преобразованию энергии, в данном случае из механической в электрическую.
Основные компоненты генератора
Двумя основными частями, на которые можно условно разделить генератор электричества, являются его магнитная система и проводники. Магнитная система, как правило, представлена электромагнитами, а вот в качестве проводников используются катушки. Магниты образуют магнитное поле, а с помощью проводников, которые в нем вращаются, взаимодействие систем приводит к преобразованию магнитного поля в электрическое. Это две основные системы для непосредственной работы генератора, но для его связи с потребителями электропитания необходима дополнительная система, представленная коллектором и щетками, которые определенным образом взаимодействуют между собой.
Принцип работы генератора
Основной принцип работы таких генераторов построен на явлении под названием «самоиндукция». При движении рамки, окружающей неподвижный магнит, в силовых линия создаваемого магнитами магнитного поля, возникает ЭДС или электродвижущая сила. Ее также называют электрическим напряжением для упрощения понимания.
По принципу работы все генераторы можно классифицировать на 2 группы: по типу привода или по тому, как выглядит выходное напряжение.
По типу привода генераторы бывают:
- Турбогенератор – для его работы в качестве основного элемента используется либо паровая турбина, либо газотурбинный двигатель. Такой тип генератор предназначен для промышленного использования в больших масштабах.
- Гидрогенератор – движение обеспечивается гидравлической турбиной. Является актуальным и востребованным элементов на больших электростанциях, которые используют для работы силу движения речной или морской воды.
- Ветрогенератор – по аналогии с предыдущей моделью приводится в действие с помощью альтернативного источника энергии, а именно ветра. Использование распространено как на больших промышленных предприятиях, так и на частных ветряных электростанциях.
- Дизельные или бензиновые генераторы – работают на основе дизельного или бензинового двигателя.
Классификация по виду выходного напряжения представлена в следующем виде:
- Генераторы постоянного тока.
- Генераторы переменного тока.
Генераторы постоянного тока
Самые простой генератор постоянного тока состоит из таких частей, как: силовая рама, магниты, статор, ротор, а также узел со щеткам. К основным преимуществам данного типа генераторов можно отнести:
- Возможность нормальной работы при различных условиях окружающей среды.
- Относительно небольшие габариты и уменьшенный, в сравнении с другими генераторами, вес устройства.
- Нет образования вихревых токов.
Генераторы переменного тока
Также имеет название альтернатор. Конструктивно практически не отлаются от генераторов постоянного тока. Но во многих современных устройствах и, в том числе автономных электростанциях, используются генераторы, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию переменного тока посредством движения (вращения) катушки в магнитном поле. Могут также подразделяться на 2 подтипа:
- Синхронные.
- Асинхронные.
Основное отличие этих двух видов генераторов состоит в том, что в синхронных моделях предусмотрена жесткая связь между частотой вращения ротора и ЭДС, индуцируемой в статоре, а в асинхронны же данная связь отсутствует.
Рассматривая более подробно генераторы постоянного и переменного тока, можно сказать, что конструктивно они во многом похожи, а основные отличия заключаются в работе и техническом исполнении отдельных элементов конструкции.
Сегодня генераторы активно используются как в бытовых сферах, так и для промышленности и производства. К примеру, дизельные электростанции, которые могут стать незаменимым средством резервного или даже основного электроснабжения, также используют в своей работе подобные генераторы электричества.
