Генератор змінного струму: конструкція та призначення

Генератор змінного струму - що це таке? Це електрична машина, що перетворює енергію механічної взаємодії в електроенергію. Як вона працює? Закон електромагнітної індукції є основним в принципах роботи такого пристрою, як генератор змінного струму. Як відомо із законів електромагнетизму, електрорушійна сила (ЕРС) може индуктироваться (утворюватися) тільки в декількох випадках: при зміні параметрів магнітного потоку навколо самого провідника або ж при русі провідника в магнітних полях. Магнітне поле - це матеріальна середовище, яку можна виявити виключно емпіричним (дослідним шляхом). Тобто для виявлення наявності або відсутності такого силового поля в область його можливої дії необхідно внести провідник з струмом або намагнічене тіло.

Характеристики генератора

В такому пристрої, як генератор змінного струму, основну частину займає електромагніт. Він складається з ферримагнитного сердечника котушки і призначений для формування магнітного потоку. Є набір основних вимог, які пред'являються до подібних машин: діапазон обертання від 50 до 12000 обертів за хвилину, найширший діапазон можливих потужностей (від кількох ват до сотень мегават), мінімальні маса і габарити, високу надійність і працездатність.

Трифазний генератор змінного струму

Зазвичай така машина буває синхронної. Основне її завдання - перетворення будь-якого виду енергії в електроенергію. Традиційно, це механічна енергія. Чому генератор змінного струму називають синхронним? Це така бесколлекторная машина, у якій швидкість обертання постійна і при заданій частоті визначається числом полюсів. Генератор змінного струму отримав величезне поширення у виробництві і на залізничному транспорті. Саме завдяки синхронності обертання його використовують на рефрижераторних секціях і тепловозах.

Генератор змінного струму: пристрій і основні принципи дії

Якщо обертати ротор і індуктор, то в обмотках статора почне индуктироваться ЕРС. Саме це явище - основа для роботи як трифазних, так і однофазних машин. Завдяки найширшому застосування на тепловозах, первинним двигуном у таких тягових синхронних генераторах може бути навіть дизельний (двигун внутрішнього згорання). Нерухома частина у генератора змінного струму - статор, який складається з сердечника і корпусу. В пази статора вкладена обмотка, завдяки якій індукується ЕРС. Осердя набирають з спресованих аркушів спеціальної електротехнічної сталі. Ротор - це вал, на якому закріплені сердечники генераторних полюсів. Існують полюса яскраво - і слабко виражені. Обмотка виконується з мідних дротів, зазвичай круглого або прямокутного перерізу. Кінці обмотки виводять до контактним кільцям. За допомогою встановлених в щіткотримачах щіток, які притискаються до контактних поверхонь пружинами, здійснюється струмознімання. Враховуючи нескладну конструкцію, цілком реально зробити генератор змінного струму своїми руками. Принцип дії його дуже простий. Ротор обертається за допомогою двигуна. Магнітне поле ротора обертається з ним разом. Саме за цим принципом і працює генератор змінного струму.