Jak funguje elektrický generátor: princip činnosti a zařízení | Energie

Generátorová soustrojí jsou užitečná zařízení, která dodávají elektřinu v případě nouzových výpadků proudu. Generátory jsou dostupné v různých elektrických a fyzických konfiguracích v závislosti na jejich zamýšleném použití. Abyste správně vybrali požadovanou modifikaci zařízení, měli byste vědět, jak instalace funguje a její hlavní součásti. A také výhody, které elektrocentrála poskytuje jako zdroj záložní energie využívané v rezidenčním sektoru nebo pro průmyslové potřeby.

Princip činnosti generátoru

Provoz zařízení na výrobu elektrické energie je založen na principu přeměny mechanické energie přijaté z vnějšího zdroje na elektřinu. Jinými slovy, zařízení samo o sobě nevyrábí elektřinu. Zvyšuje se pohyb elektrických nábojů vznikajících v drátech jeho vinutí, které při průchodu vnějším oběhovým prstencem vydávají svou energii. V důsledku toho vzniká na výstupu elektrický proud, který vstupuje do sítě z elektrárny.

Vědecky se princip nazývá „magnetická indukce“ a objevil jej Michael Faraday v 19. století. Vědecký fyzik zjistil, že pohyb elektrického vodiče v magnetickém poli vytváří tok nábojů. Mezi dvěma konci vodiče, zejména drátu, se vytváří rozdíl napětí, který zvyšuje pohyb nábojů a mění je na elektřinu.

Přejděte do katalogu zařízení generátoru:

Hlavní prvky elektrárny

• Alternátor
• Motor
• Palivový systém
• Obvod regulace napětí
• Montáž výfuku a chlazení motoru
• Mazací systém
• Nabíjecí zařízení
• Ovládací panel
• Základní návrh/montáž

Jak funguje alternátor?

Je nedílnou součástí elektrárny, která přeměňuje mechanickou energii na energii elektrickou. Zařízení se skládá z pevných a pohyblivých modulů, které jsou zabudovány v jeho těle. Všechny prvky pracují synchronizovaně a zesilují pohyb mezi elektrickým a magnetickým polem, který vytváří elektřinu.

Rotor jako pohyblivý modul vytváří rotující magnetické pole. To se provádí několika způsoby:

• indukce, která se vyskytuje v synchronním bezkomutátorovém generátoru, který má zpravidla docela působivé rozměry;
• permanentní magnety používané v malých generátorech;
• pomocí hlavního budiče, který aktivuje rotor prostřednictvím sestavy kartáčů a vodivých sběracích kroužků.

Pohybující se rotor kolem statoru generuje rotující magnetické pole a způsobuje rozdíl napětí ve vinutí. To vytváří výstup střídavého proudu.

Faktory ovlivňující účinnost synchronního generátoru:

• kovové nebo plastové pouzdro. V prvním případě je zařízení odolnější. Plast se časem deformuje a může způsobit poškození vnitřních prvků, čímž vzniká nouzová situace a nebezpečí pro uživatele.
• kuličkové nebo jehlové ložisko: první je výhodnější kvůli jeho větší odolnosti proti opotřebení.
• Bezkomutátorový generátor nepoužívá žádné kartáče, což má za následek čistší produkci energie s menšími nároky na údržbu.

Motor

Pomocí tohoto prvku se vyrábí mechanická energie pro provoz minielektrárny. Jeho velikost přímo závisí na maximálním výkonu elektrárny. Navíc je jich mnoho faktory ovlivňující funkčnost motoru:

• druh paliva používaného k provozu motoru. Může to být benzín, nafta, zemní plyn nebo propan. Elektrárny pro domácnost obvykle běží na benzin, zatímco průmyslové elektrárny obvykle běží na naftu, zemní plyn nebo kapalný či plynný propan. Existují úpravy, které jezdí na kombinovaná paliva – naftu a plyn.
• nadzemní ventily OHV. Sací a výfukové ventily takových motorů nejsou umístěny na bloku válců, ale na jejich vrcholu. Tyto modely mají vyšší cenu díky dalším výhodám. Jedná se o kompaktní design, zjednodušenou pracovní mechaniku, snadné použití a také odolnost konstrukce. Navíc pracují s nízkou hlučností a nižšími emisemi.
• litinová vložka ve válci motoru použitá jako vložka. Tímto způsobem se snižuje opotřebení motoru, což zvyšuje životnost před opravou. Toto litinové pouzdro se používá ve většině ventilových jednotek. Jako prvek má toto obložení nízkou cenu, ale je velmi důležité, zejména v případech častého používání elektrárny.

Systém dodávky paliva

Palivová nádrž má obvykle dostatečný objem pro udržení stabilního provozu elektrárny po dobu 6 až 8 hodin. U malých zařízení je nádrž instalována v horní části pouzdra. Pro průmyslové instalace se používá externí nádrž.

Vlastnosti systému:

• připojení potrubí k motoru. Tímto způsobem je palivo přiváděno do provozního modulu a zpět.
• Odvzdušňovací potrubí pro palivovou nádrž je nutné pro snížení úrovně tlaku při doplňování nebo vypouštění nádrže. Je nesmírně důležité zajistit kontakt mezi kovovými povrchy plnicí trysky a palivovou nádrží, aby nedocházelo k jiskření.
• Vypouštěcí přípojka k odtokové trubce slouží k zamezení úniku kapaliny při vypouštění.
• Palivové čerpadlo je zodpovědné za přesun paliva z hlavního zásobníku do místa spotřeby. Toto zařízení má elektrický pohon.
• Palivový filtr čistí kapalinu od jiných nečistot, které mohou vést ke korozi a kontaminaci vnitřních modulů zařízení.
• vstřikovač automaticky řídí průtok požadovaného objemu kapaliny do spalovací komory.

Regulátor napětí AVR

• Regulátor napětí řídí proces přeměny střídavého napětí na stejnosměrný proud. Poté se přivádí do sekundárního vinutí statoru.
• Pro generování malého množství střídavého proudu je zapotřebí budič vinutí. Přímo připojený k rotačnímu usměrňovači.
• Točivý proudový usměrňovač usměrňuje střídavý proud přenášený z vinutí budiče a následně jej převádí na stejnosměrný proud. Poté se přivádí k rotoru, kde kromě rotujícího magnetického pole vzniká elektromagnetické napětí.
• Rotoru je přiřazena úloha indukovat velké množství střídavého napětí na vinutí statoru.

Regulátor napětí je maximálně zapojen do počáteční fáze spouštění instalace. Jakmile zařízení dosáhne plné kapacity, modul sníží DC výstup. Když je v rovnováze, regulátor napětí produkuje pouze požadované množství energie, aby udržel chod elektrárny.

Když se zatížení elektrárny zvýší, regulátor napětí se dostane z rovnováhy a aktivuje svou práci, dokud výkon zařízení nedosáhne indikované úrovně spotřeby.

V našem katalogu si můžete prohlédnout příklady dieselové generátory s automatickým přepínačem řazení >>

Instalace výfuku a chlazení motoru elektrárny

• Chladicí systém elektrárny používaný ke snížení úrovně přehřívání provozního zařízení. Jako nemrznoucí směs se používá voda, vodík, ale i standardní chladič a ventilátor. Úroveň chlazení by měla být pravidelně monitorována, aby se předešlo nouzové situaci. Systém vyžaduje neustálé čištění nečistot, prováděné každých 600 hodin provozu. Je nutné zajistit proudění čerstvého vzduchu k zařízení: podle současných norem musí být v okruhu elektrocentrály alespoň metr volného prostoru.
• Výfukový systém. Spalovací proces produkuje výfukové plyny obsahující vysoce toxické chemické sloučeniny. Je velmi důležité vytvořit účinný systém likvidace výfukových plynů pomocí digestoří.

Kompletní elektrárna má mnoho pohyblivých modulů, jejichž účinnost závisí také na obsahu maziv. Proč je v čerpadle vždy speciální olej, jehož hladina by měla být sledována každých 8 hodin. Je také nutné přísně hlídat možné úniky maziva.

nabíječka

Elektrárna se spouští pomocí baterie. Tato baterie musí být vždy nabita, za což odpovídá nabíječ. Dodává baterii potřebné množství „plovoucí“ energie, která dobíjí kapacitu. Je důležité sledovat úroveň této energie: snížení povede k neúplnému nabití baterie a zvýšená úroveň ji poškodí.

Nabíječka je vyrobena z nerezové oceli pro zvýšení životnosti modulu. Jeho provoz je plně automatizovaný a nevyžaduje zásah do parametrů. Konstantní výstupní napětí je specifikováno na 2.33 V na článek. Nabíječka má samostatné konstantní napětí, které může způsobit narušení normální funkce elektrického zařízení.

Ovládací panel

Modul je vybaven zjednodušeným rozhraním, které zobrazuje všechny polohy ovládaných prvků. Každý výrobce nabízí svou vlastní verzi panelu.

Elektrické zapínání a vypínání v případě potřeby automaticky uvede elektrárnu do provozu. A vypne se, když je aktivita zařízení nevhodná.

Mechanické zařízení zařízení zobrazuje na senzorech nejdůležitější parametry jako je tlak oleje, teplota chlazení, napětí baterie, otáčky motoru a doba provozu. Při překročení normy se elektrárna automaticky vypne.

Senzory minielektráren jsou zodpovědné za měření výstupního proudu, napětí a provozní frekvence. Další typy ovládání: přepínač frekvence, přepínač fáze a přepínač režimu motoru.

Rám / Pouzdro

Hlavní konstrukce slouží jako hlavní podpěra pro zařízení generátoru a má na zakázku vyrobenou skříň. V případech, kdy se předpokládá přesun zařízení, lze rám dodatečně vybavit podvozkem.

Pro přehlednost si naše produkty můžete prohlédnout ze sekce mobilní dieselové generátory >>

Výběr vybavení: KP + 5% sleva

• O nás
  • Záruky
  • Doprava a platba
  • portfolio
  • Pro dealery
  • Zprávy
  • Certifikáty
  • Kontakty
  • Dieselové generátory
  • Benzínové generátory
  • Plynové generátory
  • Svařovací generátory
  • Ups
  • Baterie pro UPS
  • Vzduchové kompresory
  • Přepěťové ochrany
  • DC usměrňovače
  • Frekvenční měniče
  • Projektování
  • Instalace
  • Uvedení do provozu
  • Služby
  • Opravit
  • Leasing
  • Trade-in
  • Analýza zatížení a parametrů sítě
  • Autonomní kalkulačka
  • Často kladené dotazy

  

  Osvědčení
  soulad s GOST ISO
  9001-2015

  

  Schválení návrhu SRO
  od společnosti StroyProekt

  

  Konstrukční tolerance CPO
  z “Architektonického dědictví”

  Informace na stránce nejsou veřejnou nabídkou.

  

  Poslechněte si audio verzi

  Autor Albert Bertašev
  Zveřejněno 16. ledna 2023
  Zveřejněno 16. ledna 2023

  Elektrický generátor je srdcem téměř každé elektrárny: plynové turbíny, jaderné, větrné nebo vodní elektrárny. Každý z nich přeměňuje přírodní zdroje na mechanickou energii, kterou generátor přeměňuje na elektřinu. Před sedmi lety byl Sergej Armjaninov elektrikářem. Jeho děti už vyrostly a nepotřebovaly už žádnou péči, a tak se po 23 letech práce v energetických sítích města Něftěkamsk v Baškortostánu rozhodl dramaticky změnit svůj život: poprvé nastoupil do vrtulníku a odletěl na Dálný sever, aby tam postavil, spustil a provozoval elektrárnu.

  

  Sergej Armjaninov energetický inženýr První spuštění plynové turbíny na ropném a plynovém poli Novoportovskoje připomínalo start rakety: hluk, hučení, přísná kontrola parametrů. Nejprve nastartovali letecký motor, dodali plyn. Pak začal generovat energii elektrický generátor.

  

  Stanice, kde Sergej pracuje, využívá doprovodný plyn, který se těží společně s ropou. Takové elektrárny se klasifikují jako plynové turbínové elektrárny (GTPP), ve kterých se energie získává spalováním nerostů. GTPP je obrovská stavba se třemi strojovnami, každá o velikosti mini-stadionu. V jedné strojovně jsou tři jednotky, ve kterých se spaluje směs plynu a vzduchu. Horké produkty spalování se vysokou rychlostí řítí k turbíně a roztáčejí ji. Podobně fungují jaderné elektrárny, kde místo produktů spalování směsi plynu a vzduchu turbínu roztáčí pára, vodní elektrárny, ve kterých je turbína nucena otáčet tlakem vody, a větrné elektrárny: rotace lopatek větrných turbín se přenáší na lopatky turbíny. Prostřednictvím hřídele se rotace turbíny přenáší do generátoru, který vyrábí elektřinu.

  

  Jak se teplo stává elektřinou

  

  Jaké je tajemství úspěšné produkce ropy?

  

  Jak se spřátelit s roboty

  

  Mýty o úsporách energie

  

  Který plamen je nejžhavější?

  

  

  Palivový a energetický komplex na SPIEF-2025

  

  Proč ropa nikdy nedojde: Vysvětluje geolog

  

  

  Znak se zlatými světly

  

  Kolik křídel má letadlo

  

  Elektřina z podzemí

  

  Přistálo letadlo, nebo usedlo?

  

  

  „Chodící“ jaderná elektrárna

  Jak se rotace mění v proud

  

  Představte si dva kovové dráty: pokud jsou na jedné straně připojeny k plusu a mínusu baterie a na druhé straně k žárovce, pak po výsledném obvodu poteče elektrický proud a žárovka bude jasně svítit. Takový proud se nazývá stejnosměrný: teče jedním směrem a jeho amplituda se nemění. Pokud z kovového drátu vytvoříte prstenec a jeho konce připojíte k žárovce, můžete ji rozsvítit i bez baterie. K tomu je třeba umístit magnet do výsledného kruhu s žárovkou a začít s ním pohybovat tam a zpět: v drátu se objeví proud. Objeví se pouze v okamžiku, kdy se změní magnetické pole, tj. magnet se začne pohybovat. Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce. Aby se proud v uzavřeném obvodu udržel, musí se magnet pohybovat bez zastavení, například otáčet. V elektrickém generátoru jsou magnety umístěny na rotujícím rotoru a dráty jsou na stacionárním statoru. V takovém obvodu se magnetický účinek někdy zvyšuje, někdy snižuje. To vede k tomu, že náboje periodicky mění směr pohybu. Tento typ proudu se nazývá střídavý.

  „Hlavními částmi elektrického generátoru jsou rotor a stator,“ říká Sergej Armjaninov. „Rotor opakuje rotaci turbíny a otáčí se současně s ní. Stator zůstává nehybný, ale mezi ním a rotorem stále probíhá neviditelná interakce, která generuje elektrický proud – elektromagnetická indukce.“

  Z elektrického generátoru se střídavý proud přenáší po vedeních vysokého napětí ke spotřebitelům: městům, podnikům. Domácí spotřebiče však vyžadují stejnosměrný proud: k jeho přeměně dochází například při napájení nabíječky smartphonu. „Elektrárna našeho pole pracuje na zde těženém plynu a s pomocí generátoru vyrábí dostatek elektřiny k zajištění efektivní těžby ropy a plynu. Přebytečnou elektřinu navíc dodáváme do nejbližších sídel. Hlavní je minimalizovat náklady na výrobu elektřiny a zvýšit účinnost elektrárny. V našem případě je to 36 %,“ shrnul Sergej Armjaninov.