Генератор електрики є ключовим компонентом будь-якої автономної електростанції. Без його роботи неможливо уявити повноцінне функціонування всієї системи. Простими словами, основне завдання генератора електрики зводиться до перетворення енергії, в даному випадку з механічної в електричну.
Основні компоненти генератора
Двома основними частинами, на які можна умовно розділити генератор електрики, є його магнітна система і провідники. Магнітна система, як правило, представлена електромагнітами, а ось в якості провідників використовуються котушки. Магніти утворюють магнітне поле, а за допомогою провідників, які в ньому обертаються, взаємодія систем призводить до перетворення магнітного поля в електричне. Це дві основні системи для безпосередньої роботи генератора, але для його зв’язку з споживачами електроживлення необхідна додаткова система, представлена колектором і щітками, які певним чином взаємодіють між собою.
Принцип роботи генератора
Основний принцип роботи таких генераторів побудований на явищі під назвою «самоіндукція». При русі рамки, оточуючій нерухомий магніт, в силових лініях створюваного магнітами магнітного поля, виникає ЕРС або електрорушійна сила. Її також називають електричною напругою для спрощення розуміння.
За принципом роботи всі генератори можна класифікувати на 2 групи: за типом приводу або по тому, як виглядає вихідна напруга.
За типом приводу генератори бувають:
- Турбогенератор – для його роботи в якості основного елемента використовується або парова турбіна, або газотурбінний двигун. Такий тип генератор призначений для промислового використання в великих масштабах.
- Гідрогенератор – рух забезпечується гідравлічною турбіною. Є актуальним і затребуваним елементів на великих електростанціях, які використовують для роботи силу руху річкової або морської води.
- Вітрогенератор – по аналогії з попередньою моделлю приводиться в дію за допомогою альтернативного джерела енергії, а саме вітру. Використання поширене як на великих промислових підприємствах, так і на приватних вітряних електростанціях.
- Дизельні або бензинові генератори – працюють на основі дизельного або бензинового двигуна.
Класифікація за видом вихідної напруги представлена в наступному вигляді:
- Генератори постійного струму.
- Генератори змінного струму.
Генератори постійного струму
Найбільш простий генератор постійного струму складається з таких частин, як: силова рама, магніти, статор, ротор, а також вузол зі щіток. До основних переваг даного типу генераторів можна віднести:
- Можливість нормальної роботи при різних умовах навколишнього середовища.
- Відносно невеликі габарити і зменшена, порівняно з іншими генераторами, вага пристрою.
- Не створює вихрові струми.
Генератори змінного струму
Також має назву альтернатор. Конструктивно практично не відрізняються від генераторів постійного струму. Але в багатьох сучасних пристроях і, в тому числі автономних електростанціях, використовуються генератори, що перетворюють механічну енергію в електричну енергію змінного струму за допомогою руху (обертання) котушки в магнітному полі. Можуть також підрозділятися на 2 підтипи:
- Синхронні.
- Асинхронні.
Основна відмінність цих двох видів генераторів полягає в тому, що в синхронних моделях передбачений жорсткий зв’язок між частотою обертання ротора і ЕРС, індукованої в статорі, а в асинхронних ж даний зв’язок відсутній.
Розглядаючи більш детально генератори постійного та змінного струму, можна сказати, що конструктивно вони багато в чому схожі, а основні відмінності полягають в роботі і технічному виконанні окремих елементів конструкції.
Сьогодні генератори активно використовуються як в побутових сферах, так і для промисловості і виробництва. Наприклад, дизельні електростанції, які можуть стати незамінним засобом резервного або навіть основного електропостачання, також використовують в своїй роботі подібні генератори електрики.
