Oppnå en elektrisk vekselstrøm
Vekselstrøm, i tradisjonell forstand, er strømmen som oppnås fra en vekselstrøm, harmonisk varierende (sinusformet) spenning. Vekselspenning genereres i kraftverket og er konstant tilstede i hvert uttak på veggen.
Vekselstrøm brukes også til å overføre elektrisitet over lange avstander fordi vekselspenningen lett økes. ved hjelp av en transformator, og dermed kan elektrisk energi overføres over en avstand med minimale tap og deretter reduseres tilbake ved hjelp av en transformator til en verdi som er akseptabel for et husholdningsnettverk.
En vekselspenning (og derfor strøm) genereres i kraftverkethvor industrielle generator AC-drev drives av turbiner drevet av høytrykksdamp. Dampen produseres fra vann som varmes kraftig opp av varmen som genereres ved en atomreaksjon eller ved forbrenning av fossilt brensel, avhengig av type kraftverk. I alle fall er rotasjonen av dynamoen årsaken til dannelsen av vekselspenning og strøm.
For å svare på spørsmålet om hvordan generatoren er dannet vekselstrøm, er det nok å vurdere en elementær modell som består av et stykke ledning og en magnet, og husker samtidig Lorentz kraft og lov om elektromagnetisk induksjon... La oss si at det ligger en 10 cm lang ledning på bordet, og i hånden vår er det en sterk neodymmagnet, hvis størrelse er litt mindre enn ledningen. Vi fester et følsomt galvanometer eller skivevoltmeter til endene av ledningen.
Vi bringer magneten med en av polene nær ledningen, i en avstand på mindre enn 1 cm, og drar magneten raskt inn på ledningen gjennom den fra venstre til høyre - vi krysser ledningen med magnetfeltet til magneten . Nålen til galvanometeret vil plutselig bøye seg i en bestemt retning, og deretter gå tilbake til sin opprinnelige posisjon.
Vri magneten med den andre polen mot ledningen. Og igjen, flytt hånden fra venstre til høyre, kryss den eksperimentelle ledningen raskt med et magnetfelt. Nålen på galvanometeret svingte kraftig i den andre retningen, og returnerte deretter til sin opprinnelige posisjon. I stedet for å snu magneten, kan du først flytte fra venstre til høyre, og deretter fra høyre til venstre, vil effekten av å endre retningen til den genererte strømmen være den samme.
Forsøket viste at for å få en vekselspenning må vi enten flytte magneten over ledningen til høyre og venstre, eller krysse ledningen med vekslende magnetiske poler. I generatoren i kraftverket (og i alle tradisjonelle dynamoer) gjelder det andre alternativet.
Prinsippet for drift av generatoren - oppnå vekslende elektromotorisk kraft (spenning)
AC sinusformet spenning
En dynamo i et kraftverk består av en rotor og en stator.Den mekaniske energien til den roterende turbinen overføres til rotoren. Det magnetiske feltet til rotoren er konsentrert om poldelene og skapes enten av permanente magneter festet til den eller av en konstant spenningsstrøm som flyter i rotorens kobbervikling.
Normalt består statorviklingen av tre separate viklinger arrangert i forhold til hverandre, noe som resulterer i en vekselspenning og strøm i hver av de tre viklingene.Dermed er hver av de tre statorviklingene en kilde til vekselspenning, og de momentane verdiene av spenningene forskyves i fase med hverandre med 120 grader. Dette kalles trefaset vekselstrøm.
Oppnå trefase AC spenning og strøm
Rotoren til en generator med to magnetiske poler, som roterer med 3000 rpm, gir 50 kryssinger av hver fase av statorviklingen per sekund. Og siden det er et nullpunkt mellom de magnetiske polene, det vil si stedet der induksjonen av magnetfeltet er null, vil spenningen som induseres i spolen passere null, og deretter endre polaritet med hver fullstendig rotasjon av rotoren. Som et resultat har utgangsspenningen sinusformet form og frekvens 50 Hz.
Når en vekselspenningskilde kobles til en last, produseres det en vekselstrøm i kretsen. Spenningen og den maksimalt tillatte strømmen til statoren er jo høyere, jo sterkere er rotorens magnetiske felt, dvs. jo større strøm flyter i rotorviklingene. I synkrone generatorer med ekstern eksitasjon skapes spenningen og strømmen i rotorviklingene av et tyristoreksitasjonssystem eller en exciter - en liten generator på akselen til hovedgeneratoren.
Se også:
Hovedkarakteristikker (parametere) til vekselstrøm
Generering og overføring av elektrisk vekselstrøm
Hvordan fungerer DC- og AC-generatorer?