Generatoare electrice
(Generator modern de turbine cu abur (STG).)
În generarea de energie electrică, un generator este un dispozitiv care convertește energia de mișcare (energia mecanică) în energie electrică pentru a fi utilizată într-un circuit extern. Sursele de energie mecanică includ turbine cu abur, turbine cu gaz, turbine cu apă, motoare cu combustie internă și chiar manivele de mână. Primul generator electromagnetic, discul Faraday, a fost inventat în 1831 de către omul de știință britanic Michael Faraday. Generatoarele oferă aproape întreaga putere pentru a alimenta rețelele electrice.
Conversia inversă a energiei electrice în energie mecanică se face printr-un motor electric, iar motoarele și generatoarele au multe asemănări. Multe motoare pot fi antrenate mecanic pentru a genera energie electrică și sunt adesea generatoare manuale acceptabile.
Circuit echivalent
(Circuitul echivalent al generatorului și sarcini: G = generatorul; VG = tensiunea în circuit eschis a generatorului; RG = rezistența internă a generatorului; VL = tensiunea de sarcină a generatorului; RL = rezistența la sarcină. )
Un circuit echivalent al unui generator în sarcină este prezentat în diagrama adiacentă. Generatorul este reprezentat de un generator abstract care constă dintr-o sursă de tensiune ideală și o rezistență internă. Parametrii VG și RG ai generatorului pot fi determinați prin măsurarea rezistenței la înfășurare (corectată la temperatura de funcționare) și măsurarea circuitului deschis și a tensiunii în sarcină pentru o sarcină curentă definită.
Acesta este cel mai simplu model al unui generator, pot fi necesare elemente suplimentare pentru o reprezentare corectă. În special, poate fi adăugată inductanța pentru a permite fluxul de scurgere a înfășurărilor mașinii și magnetic, dar o reprezentare completă poate deveni mult mai complexă decât aceasta.
Turbogeneratoare
(Turbogeneratorul unei centrale electrice Siemens. )
Un turbogenerator este combinația între o turbină conectată direct la un generator electric pentru generarea de energie electrică. Turbogeneratoare mari cu aburi asigură cea mai mare parte a energiei electrice mondiale și sunt utilizate și de navele turbo-electrice cu aburi.
Turbogeneratoarele mai mici cu turbine cu gaz sunt adesea folosite ca agregate auxiliare. Pentru sarcini de bază, generatoarelor diesel sunt de obicei preferate, deoarece oferă o eficiență mai bună a combustibilului, dar, pe de altă parte, generatoarele diesel au o densitate mai mică de putere și, prin urmare, necesită mai mult spațiu.
Eficiența instalațiilor cu turbine cu gaze mai mari poate fi îmbunătățită prin utilizarea unui ciclu combinat, în care gazele de evacuare fierbinți sunt utilizate pentru a genera abur care acționează un alt turbogenerator.
Caracteristici de construcție
Spre deosebire de turbinele hidraulice care funcționează de regulă la viteze mai mici (100 până la 600 rpm), eficiența unei turbine cu abur este mai mare la viteze mai mari și, prin urmare, un turbogenerator este utilizat pentru turbinele cu abur. Rotorul unui turbogenerator este unul de tip polar, de obicei cu doi poli.
Viteza normală a unui turbogenerator este de 1500 sau 3000 rpm cu patru sau doi poli și la 50 Hz. Rotoarele speciale vor fi foarte zgomotoase și cu multă pierdere datorită frecării cu aerul. Părțile rotative ale unui turbogenerator sunt supuse unor tensiuni mecanice ridicate din cauza vitezei ridicate de funcționare. Pentru a face rotorul rezistent mecanic în turbo-alternatoare mari, rotorul este în mod normal forjat din oțel masiv și sunt utilizate aliaje precum crom-nichel-oțel sau molibden-crom-nichel. Extensia înfășurărilor la periferie va fi asigurată de inele de reținere din oțel. Pene de metal nemagnetice grele deasupra sloturilor țin înfășurările de câmp împotriva forțelor centrifuge. Materialele izolatoare din materiale compozite dure, cum ar fi mica și azbestul, sunt utilizate în mod normal în sloturile rotorului. Aceste materiale pot rezista la temperaturi ridicate și forțe mari de strivire.
Statorul turbogeneratoarelor mari poate fi construit din două sau mai multe părți, în timp ce la turbogeneratoarele mai mici este construit dintr-o singură piesă completă.
Lasă un răspuns