Генератор змінного струму є одним з найбільш поширених пристроїв, що перетворюють енергію обертання в електричну напругу. Генератор можна зустріти всюди, починаючи від величезних залів ГЕС і закінчуючи звичайним автомобілем. Яким же чином генерується електричний струм?
Основні частини генератора змінного струму
У конструкцію виробу входить дві основні частини: статор (нерухомий елемент), ротор (обертова частина). У статорі, що представляє собою порожній циліндр, розташована магнітна система, що складається з змонтованих в пакет сталевих аркушів. Всередині них є пази, ізольовані діелектриком (зазвичай використовують фторпластову плівку), в яких розташовуються обмотки з мідного дроту. Кожна котушка являє собою одну фазу (всього їх 3), в якій витки з 'єднуються послідовно або паралельно. Частина котушки, яка виступає з пазів, називається лобовим з 'єднанням. У кожної з трьох обмоток по одному висновку з 'єднуються в загальну точку, яка не "експлуатується" і ретельно ізолюється від корпусу та інших деталей (таке з' єднання називається "зірка"). Отримана напруга знімається з інших трьох кінців.
Ротор - масивний сердечник з обмоткою збудження, що виготовляється зі сталі. Вал може бути розташований горизонтально, що характерно для більшості конструкцій, або вертикально, - такий метод установки практикується на гідротурбінах. Працюючий генератор може охолоджуватися повітрям, водою, маслом і навіть воднем.
Принцип роботи
В основі дії генератора - електромагнітна індукція. Щоб отримати змінну напругу, потрібна котушка, в якій присутній постійний струм. Це викличе утворення магнітного поля, яке утворюється в збуджувальній обмотці. Також необхідна сталева система з полюсами, яка буде підводити магнітне поле до котушок, званими статорною обмоткою. Під час обертання ротора навпроти котушок статора з 'являється по черзі то "південний" полюс, то "північний". Обмотка статора, являющаяся силовой, находится в неподвижном состоянии. Ротор приводиться в рух механічним шляхом: це може бути енергія потоку води, вітер або ланцюгова, ремінна передача, що передає енергію обертання від, наприклад, автомобільного двигуна. Щоб генератор почав працювати, на його обмотку збудження необхідно подати напругу. У результаті створюється електромагнітне поле, яке за допомогою обертового ротора індукує напругу в статорних котушках. При збільшенні напруги на збуджувальній обмотці підвищується напруга на котушках статорної обмотки, і навпаки. Подача напруги на котушку може здійснюватися і від самого генератора. У подібному випадку вважається, що генератор є самовідданим.