同期発電機: デバイス、タイプ、およびアプリケーション

同期発電機は、あらゆるエネルギーを電気エネルギーに変換できる特別な装置です。そのようなデバイスの役割には、モバイルステーション、サーマルまたはソーラーパネル、特別な機器があります。ジェネレーターの種類によって、使用できるかどうかが決まっているので、そのデバイスが何であるかをより詳しく理解することは価値があります。

19 世紀の終わりに、ロバート ボッシュ社が最初に発電機に似たものを開発しました。この装置はエンジンに点火することができました。 テストプロセス中に、マシンは永続的な使用に適していないことが判明しましたが、開発者はデバイスを改善することができました.

1890年、同社はこの機器の生産にほぼ完全に切り替えました. 1902 年、ボッシュの学生は高電圧を使用して点火を作成しました。この装置は、ろうそくの 2 つの電極間に火花を発生させることができ、システムの汎用性を高めました。

20 世紀の 60 年代の初めは、発電機が世界中に普及した時代になりました。 また、以前はデバイスが自動車業界でのみ需要があった場合、現在、そのようなユニットは家全体に電力を供給することができます.

このようなユニットの設計には、次の 2 つの主要な要素のみが含まれます。

• ローター;
• ステーター。

発電機の主な役割は、ある種類のエネルギーを電気エネルギーに変換することです。 その助けを借りて、依存するデバイスに必要な量の電流を供給して、それらを使用できるようにすることができます。

発電機の性能を評価するには、その特性を調べる必要があります。原理的には直流を発電する駅と同じです。 主な評価パラメータはいくつかの要因です。

• アイドリング。 これは、ダンパー コイルの励起の原因となる移動電流の強度に対する EMF の依存性を表しています。その助けを借りて、回路が磁化される能力を判断することが可能です。
• 外部特性。 これは、コイル電圧と負荷電流の間の並列接続を意味します。値は、デバイスに適用される負荷のタイプによって異なります。変化を引き起こす可能性のある理由の中には、ユニットのEMFの増減、およびデバイスの内部に配置された取り付けられたコイルの巻線での電圧降下があります。
• 調整。 励磁電流と負荷電流の間に形成される関係を表します。このインジケータを監視することで、同期ユニットのパフォーマンスと保護を確保できます。EMF を常に調整すれば、これは簡単に達成できます。

デバイスの動作原理を理解することはそれほど難しくありません。それは、電場を作り出すために磁気フレームを回転させることにあります。フレームの回転中に、その輪郭を横切り始める磁力線が現れます。交差は電流の形成に寄与します。

電気エネルギーの流れがどこに移動しているかを判断するには、ギムレット ルールを使用する必要があります。 一部の地域では、電流の流れが逆になっていることに注意してください。磁石上にある次の極に到達すると、方向は絶えず変化します。この現象は交流と呼ばれ、この状態はフレームを別の磁気リングに接続することで証明できます。

フレーム内の電流の大きさとシステムのローターの回転速度の関係は比例します。この上、 フレームが回転するほど、発電機が供給できる電力が増えます。 この指標は、回転の頻度によって特徴付けられます。

確立された基準によると、ほとんどの国で最適な速度は 50 Hz を超えてはなりません。これは、ローターが毎秒 50 回の振動を実行する必要があることを意味します。パラメータを計算するには、フレームの1回転が電流の方向の変化につながることに同意する必要があります。

シャフトが 1 秒間に 1 回回転する時間がある場合、これは電流の周波数が 1 Hz であることを意味します。 したがって、50 Hz の数値を達成するには、1 秒あたりの正しいフレーム回転数を提供する必要があります。

この場合の依存度は反比例します。 したがって、50 Hz の周波数を提供するには、速度を約 2 倍下げる必要があります。

さらに、いくつかの国では、ローターの回転に関する他の基準が確立されていることは注目に値します。標準周波数インジケータは 60 Hz です。

今日、メーカーはいくつかのタイプの同期発電機を製造しています。既存の分類の中には、特別な注意が必要なものがいくつかあります。まず第一に、建設的な装置によるユニットの分割を検討する価値があります。 ジェネレーターには 2 つのタイプがあります。

• ブラシレス。 発電機の設計には、固定子巻線の使用が含まれます。それらは、エレメントのコアが、磁極またはコイルに設けられたコアのいずれかの方向と一致するように配置されます。磁石の歯の最大数は 6 個を超えないようにしてください。

• 同期、インダクタを装備。 低電力で動作する機械の調整について話している場合は、DC 磁石がローターとして使用されます。それ以外の場合、ローターはインダクターの巻線です。

次の分類は、移動局を別々のタイプに分類することを意味します。

• 水力発電機。 この装置の際立った特徴は、顕著な極を持つローターです。このようなユニットは、デバイスの多数の回転数を提供する必要がない場合に発電するために使用されます。

• ターボ発電機。 違いは、顕著な極がないことです。この装置はさまざまなタービンから組み立てられており、ローターの回転数を数​​倍にすることができます。

• 同期補償器。 これは、産業施設の重要な指標である無効電力を達成するために使用されます。その助けを借りて、供給される電流の品質を改善し、電圧インジケータを安定させることができます。

このようなデバイスには、いくつかの一般的なモデルがあります。

• ステッパー。 それらは、アイドリングストップ動作サイクルを持つメカニズムに取り付けられたドライブの操作性を確保するために使用されます。

• ギアレス。 主に自律システムで使用されます。

• 非接触。 船舶のメインまたはバックアップ移動局として需要。

• ヒステリシス。 このようなジェネレータは、タイム カウンタに使用されます。

• インダクタ。 電気設備の動作を確認してください。

1つ目は、極がはっきりと見えるデバイスです。それらは、ローターの回転速度が遅いという特徴があります。 2番目のカテゴリには、突出した極のない円筒形のローターが設計されています。

同期発電機は、交流を生成するように設計されたデバイスです。 さまざまな駅でそのようなデバイスに会うことができます：

• アトミック;
• 熱の;
• 水力発電所。

骨材と同様に、輸送システムで積極的に使用されています。それらは、船舶システムのさまざまな車両で使用されています。同期発電機は、電気ネットワークとは別に、スタンドアロンモードでも同時に動作することもできます。この場合、一度に複数のユニットを接続することが可能です。

交流発電所の利点は、割り当てられたスペースに電気を供給する能力です。オブジェクトが中央ネットワークから離れた場所にある場合に便利です。したがって、ユニットは農場の所有者、都市から離れた集落の間で需要があります。

発電機を選択するときは、割り当てられたエリアに電力を供給できる適切で信頼性の高いデバイスを見つけることが重要です。まず、将来のデバイスの技術パラメータを決定する必要があります。 専門家は、次の点に注意することをお勧めします。

• 発電機の重量;
• デバイスの寸法;
• パワー;
• 燃費;
• ノイズインジケーター;
• 作業期間。

また、重要なパラメーターは、自動作業を整理する可能性です。将来の発電機に必要なフェーズ数を理解するには、それに接続する電化製品の種類と数を決定する必要があります。

ただし、そのようなモバイル発電所の購入が常に最善の解決策であるとは限りません。

購入する前に、操作中にデバイスにかかる負荷を考慮することをお勧めします。 各フェーズには、合計の最大 30% をロードする必要があります。したがって、発電機の電力が6 kWの場合、電圧が220 Vのソケットを使用する場合、2 kWしか使用できません。

三相発電機の購入は、家に三相消費者が多い場合にのみ需要があります。ほとんどのアプライアンスが単相の場合は、適切なユニットを購入することをお勧めします。

発電機を始動する前に、まず調整を行う必要があります。まず、デバイスの周波数を設定します。 これは、次の 2 つの方法で行うことができます。

1. 電磁石の動作に必要な極数を事前に予測して、ユニットの設計を変更します。
2. 設計を変更することなく、必要なシャフト速度を提供します。

顕著な例は低速タービンです。それらは、毎分 150 回転でローターを回転させます。周波数を調整するには、最初の方法を使用して、極の数を 40 個に増やします。

デバイスの誘導起電力がローターとその回転に関連付けられているという事実にもかかわらず、安全要件により、パラメーターを変更するために構造を分解することは不可能です。

結果として生じる磁束を調整することにより、EMFの値を変更できます。 増やすか減らす必要があります。巻線の巻数、またはその数は、インジケータの値を決定します。また、コイルを形成する電流を介して磁束の力に影響を与えることも可能です。

調整には、回路にいくつかのコイルを含める必要があります。これを行うには、追加のレオスタットまたは電子回路を使用する必要があります。 2 番目のオプションでは、外部スタビライザーのためにパラメーターを設定する必要があります。これにより、信頼できるサービスが保証されます。

同期移動局の利点は、同じタイプの他のマシンと同期できることです。 同時に、接続中に回転速度を比較し、ゼロ位相シフトを保証することができます。この点で、モバイル発電所は産業用電力業界で需要があり、重負荷の場合に生産能力を高めるためのバックアップ電流源として使用すると非常に便利です。

同期ジェネレーターと非同期ジェネレーターについては、以下を参照してください。