Elektrotehnikas ģenerators ir ierīce, ar kuras palīdzību mehāniskā tipa enerģija tiek pārveidota par elektrisko enerģiju. Šādas ierīces tiek plaši izmantotas ražošanā un dažās tehniskajās sistēmās, piemēram, automašīnās. Ģeneratora darbība ir balstīta uz elektromagnētiskās indukcijas parādību.
Ģeneratora ierīce
Praksē tiek izmantoti vairāki ģeneratoru veidi. Bet katrā no tām ir vieni un tie paši celtniecības elementi. Tie ietver magnētu, kas rada atbilstošu lauku, un īpašu stieples tinumu, kur rodas elektromotora spēks (EMF). Visvienkāršākajā ģeneratora modelī tinuma lomu spēlē rāmis, kas var pagriezties ap horizontālu vai vertikālu asi. EMF amplitūda ir proporcionāla tinumu pagriezienu skaitam un magnētiskās plūsmas svārstību amplitūdai.
Lai iegūtu ievērojamu magnētisko plūsmu, ģeneratoros tiek izmantota īpaša sistēma. Tas sastāv no tērauda serdeņu pāra. Tinumi, kas rada mainīgu magnētisko lauku, tiek ievietoti pirmā no tiem spraugās. Tie pagriezieni, kas izraisa EML, tiek ielikti otrā kodola rievās.
Iekšējo kodolu sauc par rotoru. Tas griežas ap asi kopā ar tinumu uz tā. Kodols, kas paliek nekustīgs, darbojas kā stators. Lai magnētiskās indukcijas plūsma būtu visspēcīgākā un enerģijas zudumi būtu minimāli, attālumu starp statoru un rotoru mēģina padarīt pēc iespējas mazāku.
Kāds ir ģeneratora princips
Elektromotora spēks statora tinumos rodas uzreiz pēc elektriskā lauka parādīšanās, kam raksturīgi virpuļveida veidojumi. Šos procesus rada magnētiskās plūsmas izmaiņas, kas tiek novērotas rotora paātrinātas rotācijas laikā.
Strāvu no rotora pievada elektriskajai ķēdei, izmantojot kontaktus bīdāmu elementu formā. Lai to atvieglotu, tinuma galos ir piestiprināti gredzeni, kurus sauc par kontakta gredzeniem. Fiksētās birstes tiek nospiestas pret gredzeniem, caur kuriem tiek savienots starp elektrisko ķēdi un kustīgā rotora tinumu.
Magnēta tinuma pagriezienos, kur tiek izveidots magnētiskais lauks, strāvai ir salīdzinoši mazs stiprums, salīdzinot ar strāvu, ko ģenerators dod ārējai ķēdei. Šī iemesla dēļ pirmo ģeneratoru projektētāji nolēma novirzīt strāvu no statiski izvietotajiem tinumiem un piegādāt vāju strāvu rotējošajam magnētam caur kontaktiem, kas nodrošina bīdīšanu. Mazjaudas ģeneratoros lauks rada pastāvīgu magnētu, kas var griezties. Šis dizains ļauj vienkāršot visu sistēmu un vispār neizmantot gredzenus un otas.
Mūsdienu rūpnieciskais elektriskās strāvas ģenerators ir masīva un apjomīga struktūra, kas sastāv no metāla konstrukcijām, izolatoriem un vara vadītājiem. Ierīces izmērs var būt vairāki metri. Bet pat tik cietai konstrukcijai ir ļoti svarīgi saglabāt precīzus detaļu izmērus un atstarpes starp elektriskās mašīnas kustīgajām daļām.
