Οι σύγχρονες μηχανές με μόνιμους μαγνήτες (μαγνητοηλεκτρικούς) δεν έχουν περιέλιξη διέγερσης στον ρότορα και η συναρπαστική μαγνητική ροή τους δημιουργείται από μόνιμους μαγνήτες που βρίσκονται στον ρότορα. Ο στάτορας αυτών των μηχανών είναι συμβατικού σχεδιασμού με διφασική ή τριφασική περιέλιξη.
Αυτές οι μηχανές χρησιμοποιούνται συχνότερα ως κινητήρες χαμηλής ισχύος. Οι σύγχρονες γεννήτριες με μόνιμους μαγνήτες χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά, κυρίως ως γεννήτριες αυτόνομης λειτουργίας υψηλής συχνότητας, χαμηλής και μέσης ισχύος.
Σύγχρονοι μαγνητοηλεκτρικοί κινητήρες.Αυτοί οι κινητήρες έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένοι σε δύο σχέδια: με ακτινική και αξονική διάταξη μόνιμοι μαγνήτες.
Στο ακτινωτή διάταξημόνιμοι μαγνήτες, το πακέτο ρότορα με τον κλωβό εκκίνησης, κατασκευασμένο σε μορφή κοίλου κυλίνδρου, είναι στερεωμένο σε εξωτερική επιφάνειαεμφανείς πόλοι ενός μόνιμου μαγνήτη 3. Στον κύλινδρο κατασκευάζονται ενδοπολικές σχισμές για να αποτραπεί το βραχυκύκλωμα της μόνιμης μαγνητικής ροής σε αυτόν τον κύλινδρο (Εικ. 23.1,).
Στο αξονική θέσημαγνήτες, ο σχεδιασμός του ρότορα είναι παρόμοιος με τον σχεδιασμό του ρότορα ενός κινητήρα ασύγχρονου κλωβού σκίουρου. Μόνιμοι μαγνήτες δακτυλίου πιέζονται στα άκρα αυτού του ρότορα (Εικ. 23.1, 
).
Σχέδια με διάταξη αξονικού μαγνήτη χρησιμοποιούνται σε κινητήρες μικρής διαμέτρου με ισχύ έως 100 W. σχέδια με ακτινωτούς μαγνήτες χρησιμοποιούνται σε κινητήρες μεγαλύτερης διαμέτρου με ισχύ έως 500 W ή περισσότερο.
Οι φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν κατά την ασύγχρονη εκκίνηση αυτών των κινητήρων έχουν κάποιες ιδιαιτερότητες λόγω του γεγονότος ότι οι μαγνητοηλεκτρικοί κινητήρες ξεκινούν σε διεγερμένη κατάσταση. Το πεδίο ενός μόνιμου μαγνήτη κατά την επιτάχυνση του ρότορα προκαλεί ένα EMF στην περιέλιξη του στάτορα 
,
η συχνότητα των οποίων αυξάνεται ανάλογα με την ταχύτητα του δρομέα. Αυτό το EMF προκαλεί ένα ρεύμα στην περιέλιξη του στάτη που αλληλεπιδρά με το πεδίο των μόνιμων μαγνητών και δημιουργεί φρένοστιγμή 
,
κατευθύνεται αντίθετα με την περιστροφή του ρότορα.
Ρύζι. 23.1. Μαγνητοηλεκτρικοί σύγχρονοι κινητήρες με ακτινωτό (α) και
αξονικός (σι)διάταξη μόνιμων μαγνητών:
1 - στάτορας, 2 - ρότορας κλωβού σκίουρου, 3 - μόνιμος μαγνήτης
Έτσι, κατά την επιτάχυνση ενός κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, δύο ασύγχρονες ροπές ενεργούν στον ρότορά του (Εικ. 23.2): περιστρεφόμενη 
(από το ρεύμα 
,
είσοδος στην περιέλιξη του στάτη από το δίκτυο) και φρένο 
(από το ρεύμα 
που προκαλείται στην περιέλιξη από το πεδίο του στάτορα ενός μόνιμου μαγνήτη).
Ωστόσο, η εξάρτηση αυτών των ροπών από την ταχύτητα του δρομέα (ολίσθηση) είναι διαφορετική: μέγιστη ροπή 
αντιστοιχεί σε σημαντική συχνότητα (μικρή ολίσθηση) και στη μέγιστη ροπή πέδησης Μ Τ
-
χαμηλή ταχύτητα περιστροφής (υψηλή ολίσθηση). Ο ρότορας επιταχύνει υπό την επίδραση της ροπής που προκύπτει 
, το οποίο έχει σημαντική «βουτιά» στη ζώνη χαμηλής ταχύτητας περιστροφής. Από τις καμπύλες που φαίνονται στο σχήμα είναι σαφές ότι η επιρροή της στιγμής 
σχετικά με τις ιδιότητες εκκίνησης του κινητήρα, ιδίως τη στιγμή της έναρξης του συγχρονισμού Μ εισαγωγή, πολύ.
Για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη εκκίνηση του κινητήρα, είναι απαραίτητο η ελάχιστη προκύπτουσα ροπή σε ασύγχρονη λειτουργία 
και η στιγμή της εισόδου σε συγχρονισμό Μ εισαγωγή ,
ήταν μεγαλύτερες από τη ροπή φόρτωσης. Σχήμα της καμπύλης ασύγχρονης μαγνητοηλεκτρικής ροπής
Εικ.23.2. Γραφήματα ασύγχρονων ροπών
μαγνητοηλεκτρικός σύγχρονος κινητήρας
κινητήρας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ενεργό αντίσταση του κλωβού εκκίνησης και από τον βαθμό διέγερσης του κινητήρα, που χαρακτηρίζεται από την τιμή 
, Οπου μι 0
-
Το EMF της φάσης του στάτορα επάγεται σε λειτουργία χωρίς φορτίο όταν ο ρότορας περιστρέφεται σε σύγχρονη συχνότητα. Με αύξηση 
«βουτά» στην καμπύλη ροπής 
αυξάνει.
Οι ηλεκτρομαγνητικές διεργασίες σε μαγνητοηλεκτρικούς σύγχρονους κινητήρες είναι κατ' αρχήν παρόμοιες με τις διεργασίες σε σύγχρονους κινητήρες με ηλεκτρομαγνητική διέγερση. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι μόνιμοι μαγνήτες στις μαγνητοηλεκτρικές μηχανές υπόκεινται σε απομαγνητισμό από τη δράση της μαγνητικής ροής της αντίδρασης οπλισμού. Η περιέλιξη εκκίνησης εξασθενεί κάπως αυτόν τον απομαγνήτιση, καθώς έχει μια προστατευτική επίδραση στους μόνιμους μαγνήτες.
Οι θετικές ιδιότητες των μαγνητοηλεκτρικών σύγχρονων κινητήρων είναι η αυξημένη σταθερότητα λειτουργίας σε σύγχρονο τρόπο λειτουργίας και η ομοιομορφία της ταχύτητας περιστροφής, καθώς και η δυνατότητα περιστροφής στη φάση πολλών κινητήρων που συνδέονται στο ίδιο δίκτυο. Αυτοί οι κινητήρες έχουν σχετικά υψηλούς ενεργειακούς δείκτες (απόδοση και 
,).
Τα μειονεκτήματα των μαγνητοηλεκτρικών σύγχρονων κινητήρων είναι το αυξημένο κόστος τους σε σύγκριση με άλλους τύπους σύγχρονων κινητήρων, λόγω του υψηλού κόστους και της πολυπλοκότητας της επεξεργασίας μόνιμων μαγνητών από κράματα υψηλής καταναγκασμού (Alni, Alnico, Magnico κ.λπ.). Αυτοί οι κινητήρες συνήθως κατασκευάζονται για χαμηλή ισχύ και χρησιμοποιούνται σε συσκευές κατασκευής οργάνων και αυτοματισμού για την κίνηση μηχανισμών που απαιτούν σταθερή ταχύτητα περιστροφής.
Σύγχρονο μαγνητοηλεκτρικόtric γεννήτριες. Ο ρότορας μιας τέτοιας γεννήτριας κατασκευάζεται με χαμηλή ισχύ με τη μορφή "αστερίσκου" (Εικ. 23.3, ΕΝΑ), σε μέση ισχύ - με πόλους σε σχήμα νυχιών και κυλινδρικό μόνιμο μαγνήτη (Εικ. 23.3, σι).Ένας ρότορας με πόλους σε σχήμα νυχιών καθιστά δυνατή τη λήψη μιας γεννήτριας με διασπορά πόλου, η οποία περιορίζει το ρεύμα κρούσης σε περίπτωση ξαφνικού βραχυκυκλώματος της γεννήτριας. Αυτό το ρεύμα αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για τον μόνιμο μαγνήτη λόγω της ισχυρής απομαγνητιστικής του δράσης.
Εκτός από τα μειονεκτήματα που σημειώνονται όταν εξετάζουμε τους μαγνητοηλεκτρικούς σύγχρονους κινητήρες, οι γεννήτριες με μόνιμους μαγνήτες έχουν ένα άλλο μειονέκτημα λόγω της απουσίας περιέλιξης διέγερσης και επομένως η ρύθμιση της τάσης στις μαγνητοηλεκτρικές γεννήτριες είναι πρακτικά αδύνατη. Αυτό καθιστά δύσκολη τη σταθεροποίηση της τάσης της γεννήτριας όταν αλλάζει το φορτίο.
Εικ.23.3. Ρότορες μαγνητοηλεκτρικών σύγχρονων γεννητριών:
1 - άξονας; 2 - μόνιμος μαγνήτης; 3 – κοντάρι; 4 – μη μαγνητικός δακτύλιος
Σε σύγχρονες μηχανές αυτού του τύπου, δημιουργείται ένα συνεχώς κατευθυνόμενο πεδίο διέγερσης χρησιμοποιώντας μόνιμους μαγνήτες. Οι σύγχρονες μηχανές με μόνιμους μαγνήτες δεν απαιτούν διεγέρτη και, λόγω της απουσίας απωλειών διέγερσης και ολισθαίνουσας επαφής, έχουν υψηλής απόδοσης, η αξιοπιστία τους είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή των συμβατικών σύγχρονων μηχανών, στις οποίες η περιέλιξη του περιστρεφόμενου πεδίου και η συσκευή βούρτσας συχνά καταστρέφονται. Επιπλέον, δεν χρειάζονται ουσιαστικά καμία συντήρηση καθ' όλη τη διάρκεια ζωής τους.
Οι μόνιμοι μαγνήτες μπορούν να αντικαταστήσουν την περιέλιξη πεδίου τόσο σε συμβατικές πολυφασικές σύγχρονες μηχανές όσο και σε όλα τα ειδικά σχέδια που περιγράφονται παραπάνω (μονοφασικές σύγχρονες μηχανές, σύγχρονες μηχανές ράμφους-πόλων και μηχανές επαγωγών).
Οι σύγχρονες μηχανές με μόνιμους μαγνήτες διαφέρουν από τις αντίστοιχές τους με ηλεκτρομαγνητική διέγερση στο σχεδιασμό μαγνητικών συστημάτων επαγωγής. Ένα ανάλογο του ρότορα μιας συμβατικής σύγχρονης μηχανής μη προεξέχοντος πόλου είναι ένας κυλινδρικός δακτύλιος μαγνητισμένος στην ακτινική κατεύθυνση (Εικ. 6).
Επαγωγικά μαγνητικά συστήματα με κυλινδρικούς και αστεροειδή μαγνήτες.
α - μαγνήτης σε σχήμα αστεριού χωρίς παπουτσάκια. β - τετραπολικός κυλινδρικός μαγνήτης
Ρύζι. 2. Ρότορας με πόλους με νύχια, που διεγείρεται από μόνιμο μαγνήτη:
1 - μόνιμος μαγνήτης δακτυλίου. 2 - δίσκος με το σύστημα νότιους πόλους; 3 - δίσκος με το σύστημα του βόρειου πόλου
Ο εξέχων ρότορας πόλων μιας συμβατικής μηχανής με ηλεκτρομαγνητική διέγερση είναι παρόμοιος με τον ρότορα με έναν μαγνήτη σε σχήμα αστεριού στο Σχ. 1, α, στο οποίο ο μαγνήτης 1 είναι τοποθετημένος στον άξονα 3 με πλήρωση από κράμμα αλουμινίου 2.
Σε έναν ρότορα με πόλους σε σχήμα νυχιών (Εικ. 2), ένας δακτυλιοειδής μαγνήτης, μαγνητισμένος στην αξονική κατεύθυνση, αντικαθιστά την περιέλιξη του δακτυλίου πεδίου. Σε μηχανή πηνίου αντίθετου πόλου σύμφωνα με το Σχ. Η ηλεκτρομαγνητική διέγερση μπορεί να αντικατασταθεί από μαγνητική διέγερση, όπως φαίνεται στο Σχ. 3 (αντί για τρία μικρά δόντια σε καθεμία από τις ζώνες I-IV, εδώ υπάρχει ένα δόντι σε κάθε μία από τις ζώνες). Ένα παρόμοιο μηχάνημα έχει επίσης ένα αντίστοιχο ανάλογο με μαγνητική διέγερση. Ο μόνιμος μαγνήτης μπορεί σε αυτή την περίπτωση να κατασκευαστεί με τη μορφή δακτυλίου μαγνητισμένου κατά την αξονική κατεύθυνση, ο οποίος εισάγεται μεταξύ του πλαισίου και της θωράκισης του ρουλεμάν. 
Ρύζι. 3. Επαγωγική γεννήτρια αντίθετου πόλου με μαγνητοηλεκτρική διέγερση:
OYA - περιέλιξη οπλισμού. PM - μόνιμος μαγνήτης
Για την περιγραφή των ηλεκτρομαγνητικών διεργασιών σε σύγχρονες μηχανές με μόνιμους μαγνήτες, είναι αρκετά κατάλληλη η θεωρία των σύγχρονων μηχανών με ηλεκτρομαγνητική διέγερση, τα θεμέλια της οποίας περιγράφονται στα προηγούμενα κεφάλαια της ενότητας. Ωστόσο, για να επωφεληθείτε από αυτή τη θεωρία και να την εφαρμόσετε στον υπολογισμό των χαρακτηριστικών μιας σύγχρονης μηχανής με μόνιμους μαγνήτες σε λειτουργία γεννήτριας ή κινητήρα, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί πρώτα το EMF χωρίς φορτίο ή ο συντελεστής διέγερσης r = Ef. / U, από την καμπύλη απομαγνητισμού ενός μόνιμου μαγνήτη και υπολογίστε τις επαγωγικές αντιδράσεις Xad και X λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της μαγνητικής αντίστασης του μαγνήτη, η οποία μπορεί να είναι τόσο σημαντική ώστε το Xa(1< Xaq.
Οι μηχανές μόνιμου μαγνήτη εφευρέθηκαν στην αυγή της ανάπτυξης της ηλεκτρομηχανικής. Ωστόσο ευρεία εφαρμογήέχουν λάβει τις τελευταίες δεκαετίες σε σχέση με την ανάπτυξη νέων υλικών για μόνιμους μαγνήτες με υψηλή ειδική μαγνητική ενέργεια (για παράδειγμα, τύπου Magnico ή κράματα με βάση το σαμάριο και το κοβάλτιο). Σύγχρονες μηχανές με τέτοιους μαγνήτες ως προς το βάρος και τις διαστάσεις τους και λειτουργικά χαρακτηριστικάσε ένα ορισμένο εύρος δυνάμεων και ταχυτήτων περιστροφής μπορούν κάλλιστα να ανταγωνιστούν τις σύγχρονες μηχανές με ηλεκτρομαγνητική διέγερση.
Η ισχύς των σύγχρονων γεννητριών υψηλής ταχύτητας με μόνιμους μαγνήτες για την τροφοδοσία του εποχούμενου δικτύου αεροσκαφών φτάνει τα δεκάδες κιλοβάτ. Οι γεννήτριες και οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούνται σε αεροσκάφη, αυτοκίνητα και τρακτέρ, όπου η υψηλή αξιοπιστία τους είναι υψίστης σημασίας. Ως κινητήρες χαμηλή ενέργειαχρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλούς άλλους τομείς της τεχνολογίας. Σε σύγκριση με τους κινητήρες τζετ, έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα ταχύτητας και καλύτερη ενεργειακή απόδοση, ενώ είναι κατώτεροι σε κόστος και ιδιότητες εκκίνησης.
Σύμφωνα με τις μεθόδους εκκίνησης, οι σύγχρονοι κινητήρες χαμηλής ισχύος με μόνιμους μαγνήτες χωρίζονται σε κινητήρες αυτοεκκίνησης και κινητήρες με ασύγχρονη εκκίνηση.
Αυτοεκκινούμενοι κινητήρες χαμηλής ισχύος με μόνιμους μαγνήτες χρησιμοποιούνται για την κίνηση μηχανισμών ρολογιού και διαφόρων ρελέ, διαφόρων συσκευών λογισμικού κ.λπ. Η ονομαστική ισχύς αυτών των κινητήρων δεν υπερβαίνει τα λίγα watt (συνήθως ένα κλάσμα του watt). Για να διευκολυνθεί η εκκίνηση, οι κινητήρες είναι πολυπολικοί (p > 8) και τροφοδοτούνται από μονοφασικό δίκτυοβιομηχανική συχνότητα.
Στη χώρα μας, τέτοιοι κινητήρες παράγονται στη σειρά DSM, στην οποία χρησιμοποιείται ένα σχέδιο σε σχήμα ράμφους του μαγνητικού κυκλώματος του στάτορα και μια μονοφασική περιέλιξη οπλισμού για τη δημιουργία πολυπολικού πεδίου.
Αυτοί οι κινητήρες εκτοξεύονται λόγω της σύγχρονης ροπής από την αλληλεπίδραση του παλλόμενου πεδίου με τους μόνιμους μαγνήτες του ρότορα. Για να γίνει η εκτόξευση με επιτυχία και προς την επιθυμητή κατεύθυνση, χρησιμοποιούνται ειδικές μηχανικές συσκευές που επιτρέπουν στον ρότορα να περιστρέφεται μόνο προς μία κατεύθυνση και να τον αποσυνδέει από τον άξονα κατά το συγχρονισμό
Σύγχρονοι κινητήρες χαμηλής ισχύος με μόνιμους μαγνήτες με ασύγχρονη εκκίνηση είναι διαθέσιμοι με ακτινική διάταξη μόνιμου μαγνήτη και περιέλιξη βραχυκυκλώματος εκκίνησης και με αξονική διάταξη μόνιμου μαγνήτη και περιέλιξη βραχυκυκλώματος εκκίνησης. Όσον αφορά τη σχεδίαση του στάτη, αυτοί οι κινητήρες δεν διαφέρουν από μηχανές με ηλεκτρομαγνητική διέγερση. Η περιέλιξη του στάτορα και στις δύο περιπτώσεις είναι διφασική ή τριφασική. Διαφέρουν μόνο στο σχεδιασμό του ρότορα.
Σε έναν κινητήρα με διάταξη ακτινικού μαγνήτη και βραχυκυκλωμένο τύλιγμα, ο τελευταίος τοποθετείται στις αυλακώσεις των πολυστρωματικών κομματιών πόλων μόνιμων μαγνητών Για να ληφθούν αποδεκτές ροές διαρροής, υπάρχουν μη μαγνητικά κενά μεταξύ των άκρων των παρακείμενων πόλων. Μερικές φορές για να αυξηθεί μηχανική δύναμηΟι άκρες του ρότορα συνδυάζονται χρησιμοποιώντας κορεσμένες γέφυρες σε έναν ολόκληρο δακτυλιοειδή πυρήνα.
Σε έναν κινητήρα με διάταξη αξονικού μαγνήτη και βραχυκυκλωμένο τύλιγμα, μέρος του ενεργού μήκους καταλαμβάνεται από έναν μόνιμο μαγνήτη και από το άλλο μέρος, δίπλα στον μαγνήτη, υπάρχει ένα πολυστρωματικό μαγνητικό κύκλωμα με περιέλιξη βραχυκυκλώματος , και τόσο ο μόνιμος μαγνήτης όσο και το πολυστρωματικό μαγνητικό κύκλωμα είναι τοποθετημένα σε έναν κοινό άξονα. Λόγω του γεγονότος ότι κατά την εκκίνηση, οι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη παραμένουν διεγερμένοι, η εκκίνηση τους προχωρά λιγότερο ευνοϊκά από ότι στους συμβατικούς σύγχρονους κινητήρες, η διέγερση των οποίων είναι απενεργοποιημένη. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κατά την εκκίνηση, μαζί με τη θετική ασύγχρονη ροπή από την αλληλεπίδραση του περιστρεφόμενου πεδίου με τα ρεύματα που προκαλούνται στο βραχυκυκλωμένο τύλιγμα, ο ρότορας επηρεάζεται από μια αρνητική ασύγχρονη ροπή από την αλληλεπίδραση μόνιμων μαγνητών με ρεύματα που προκαλείται από το πεδίο των μόνιμων μαγνητών στην περιέλιξη του στάτη.
Η παρούσα εφεύρεση σχετίζεται με τον τομέα της ηλεκτροτεχνικής, συγκεκριμένα με τις ψήκτρες Ηλεκτρικές Μηχανές, ειδικότερα, ηλεκτρικές γεννήτριες συνεχούς ρεύματος και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιονδήποτε τομέα της επιστήμης και της τεχνολογίας που απαιτεί αυτόνομες πηγές ενέργειας. Το τεχνικό αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μιας συμπαγούς, υψηλής απόδοσης ηλεκτρικής γεννήτριας, η οποία επιτρέπει, διατηρώντας παράλληλα μια σχετικά απλή και αξιόπιστο σχέδιοποικίλλουν ευρέως τις παραμέτρους εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας. Η ουσία της εφεύρεσης είναι ότι μια σύγχρονη γεννήτρια χωρίς ψήκτρες με μόνιμους μαγνήτες αποτελείται από ένα ή περισσότερα τμήματα, καθένα από τα οποία περιλαμβάνει έναν ρότορα με κυκλικό μαγνητικό πυρήνα, στον οποίο είναι συνδεδεμένος ένας ζυγός αριθμός μόνιμων μαγνητών με το ίδιο βήμα, έναν στάτορα που φέρει ζυγό αριθμό ηλεκτρομαγνητών σε σχήμα πετάλου διατεταγμένων σε ζευγάρια ο ένας απέναντι από τον άλλο και με δύο πηνία με διαδοχικά αντίθετες κατευθύνσεις περιέλιξης, μια συσκευή για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος. Οι μόνιμοι μαγνήτες συνδέονται με τον μαγνητικό πυρήνα με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν δύο παράλληλες σειρές πόλων με διαμήκη και εγκάρσια εναλλασσόμενη πολικότητα. Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι προσανατολισμένοι σε αυτές τις σειρές πόλων έτσι ώστε κάθε ένα από τα πηνία ηλεκτρομαγνήτη να βρίσκεται πάνω από μία από τις παράλληλες σειρές των πόλων του ρότορα. Ο αριθμός των πόλων σε μια σειρά, ίσος με n, ικανοποιεί τη σχέση: n=10+4k, όπου k είναι ένας ακέραιος αριθμός που παίρνει τις τιμές 0, 1, 2, 3, κ.λπ. Ο αριθμός των ηλεκτρομαγνητών στη γεννήτρια συνήθως δεν υπερβαίνει τον αριθμό (n-2). 12 μισθός f-ly, 9 ill.
Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε ηλεκτρικές μηχανές χωρίς ψήκτρες, ειδικότερα ηλεκτρικές γεννήτριες συνεχούς ρεύματος, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε πεδίο της επιστήμης και της τεχνολογίας που απαιτεί αυτόνομες πηγές ενέργειας.
Σύγχρονες μηχανές εναλλασσόμενο ρεύμαχρησιμοποιούνται ευρέως τόσο στη σφαίρα παραγωγής όσο και στη σφαίρα της κατανάλωσης ηλεκτρική ενέργεια. Όλα τα σύγχρονα μηχανήματα έχουν την ιδιότητα της αναστρεψιμότητας, δηλαδή, καθένα από αυτά μπορεί να λειτουργήσει τόσο σε λειτουργία γεννήτριας όσο και σε λειτουργία κινητήρα.
Μια σύγχρονη γεννήτρια περιέχει έναν στάτορα, συνήθως έναν κοίλο πολυστρωματικό κύλινδρο με διαμήκεις αυλακώσεις στην εσωτερική επιφάνεια στην οποία βρίσκεται η περιέλιξη του στάτορα και έναν ρότορα, ο οποίος είναι μόνιμοι μαγνήτες εναλλασσόμενης πολικότητας που βρίσκονται σε έναν άξονα που μπορεί να κινηθεί με έναν ή αλλο. Σε βιομηχανικές γεννήτριες υψηλής ισχύος για να αποκτήσετε συναρπαστικό μαγνητικό πεδίοχρησιμοποιείται μια περιέλιξη διέγερσης που βρίσκεται στον ρότορα. Οι σύγχρονες γεννήτριες σχετικά χαμηλής ισχύος χρησιμοποιούν μόνιμους μαγνήτες που βρίσκονται στο ρότορα.
Σε σταθερή ταχύτητα περιστροφής, το σχήμα της καμπύλης EMF που δημιουργείται από τη γεννήτρια καθορίζεται μόνο από τον νόμο κατανομής της μαγνητικής επαγωγής στο διάκενο μεταξύ του ρότορα και του στάτορα. Επομένως, για να αποκτήσουν τάση στην έξοδο μιας γεννήτριας συγκεκριμένου σχήματος και να μετατρέψουν αποτελεσματικά τη μηχανική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιούν διαφορετικές γεωμετρίεςρότορα και στάτορα, και επίσης επιλέξτε τον βέλτιστο αριθμό μόνιμων μαγνητικών πόλων και τον αριθμό των στροφών της περιέλιξης του στάτορα (US 5117142, US 5537025, DE 19802784, EP 0926806, WO 02/003527, US 200320153 US 2002020153 7 3 , ΗΠΑ 2004155537). Οι αναφερόμενες παράμετροι δεν είναι καθολικές, αλλά επιλέγονται ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας, γεγονός που συχνά οδηγεί σε επιδείνωση άλλων χαρακτηριστικών της ηλεκτρικής γεννήτριας. Επιπλέον, το περίπλοκο σχήμα του ρότορα ή του στάτορα περιπλέκει την κατασκευή και τη συναρμολόγηση της γεννήτριας και, ως εκ τούτου, αυξάνει το κόστος του προϊόντος. Ο ρότορας μιας σύγχρονης μαγνητοηλεκτρικής γεννήτριας μπορεί να έχει διαφορετικό σχήμα, για παράδειγμα, σε χαμηλή ισχύ ο ρότορας κατασκευάζεται συνήθως με τη μορφή "αστερίσκου", σε μέση ισχύ - με πόλους σε σχήμα νυχιών και κυλινδρικούς μόνιμους μαγνήτες. Ένας ρότορας με πόλους σε σχήμα νυχιών καθιστά δυνατή τη λήψη μιας γεννήτριας με διασπορά πόλου, η οποία περιορίζει το ρεύμα κρούσης σε περίπτωση ξαφνικού βραχυκυκλώματος της γεννήτριας.
Σε μια γεννήτρια με μόνιμους μαγνήτες, είναι δύσκολο να σταθεροποιηθεί η τάση όταν αλλάζει το φορτίο (καθώς δεν υπάρχει μαγνητική σύζευξη ανάδρασης, όπως, για παράδειγμα, σε γεννήτριες με περιέλιξη διέγερσης). Για τη σταθεροποίηση της τάσης εξόδου και τη διόρθωση του ρεύματος, χρησιμοποιούνται διάφορα ηλεκτρικά κυκλώματα (GB 1146033).
Η παρούσα εφεύρεση στοχεύει στη δημιουργία μιας συμπαγούς, υψηλής απόδοσης ηλεκτρικής γεννήτριας, η οποία επιτρέπει, ενώ διατηρεί έναν σχετικά απλό και αξιόπιστο σχεδιασμό, να μεταβάλλει ευρέως τις παραμέτρους εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας.
Η ηλεκτρική γεννήτρια που κατασκευάζεται σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση είναι μια σύγχρονη γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη χωρίς ψήκτρες. Αποτελείται από ένα ή περισσότερα τμήματα, καθένα από τα οποία περιλαμβάνει:
Ένας ρότορας με κυκλικό μαγνητικό πυρήνα, στον οποίο είναι στερεωμένος άρτιος αριθμός μόνιμων μαγνητών με το ίδιο βήμα,
Ένας στάτορας που φέρει ζυγό αριθμό πεταλοειδών ηλεκτρομαγνητών (σε σχήμα U) που βρίσκονται σε ζεύγη απέναντι ο ένας από τον άλλο και έχουν δύο πηνία με διαδοχικά αντίθετες κατευθύνσεις περιέλιξης,
Μια συσκευή για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος.
Οι μόνιμοι μαγνήτες συνδέονται με τον μαγνητικό πυρήνα με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν δύο παράλληλες σειρές πόλων με διαμήκη και εγκάρσια εναλλασσόμενη πολικότητα. Οι ηλεκτρομαγνήτες είναι προσανατολισμένοι σε αυτές τις σειρές πόλων έτσι ώστε κάθε ένα από τα πηνία ηλεκτρομαγνήτη να βρίσκεται πάνω από μία από τις παράλληλες σειρές των πόλων του ρότορα. Ο αριθμός των πόλων σε μια σειρά, ίσος με n, ικανοποιεί τη σχέση: n=10+4k, όπου k είναι ένας ακέραιος αριθμός που παίρνει τις τιμές 0, 1, 2, 3, κ.λπ. Ο αριθμός των ηλεκτρομαγνητών στη γεννήτρια συνήθως δεν υπερβαίνει τον αριθμό n-2.
Η συσκευή για την ανόρθωση του ρεύματος είναι συνήθως ένα από τα τυπικά κυκλώματα ανορθωτή που κατασκευάζονται με διόδους: πλήρους κύματος με μέσο σημείο ή γέφυρα συνδεδεμένη με τις περιελίξεις κάθε ηλεκτρομαγνήτη. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί άλλο κύκλωμα διόρθωσης ρεύματος.
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά λειτουργίας της ηλεκτρικής γεννήτριας, ο ρότορας μπορεί να τοποθετηθεί είτε με εξω αποστάτορα και μέσα στον στάτορα.
Μια ηλεκτρική γεννήτρια κατασκευασμένη σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση μπορεί να περιλαμβάνει πολλά ίδια τμήματα. Ο αριθμός τέτοιων τμημάτων εξαρτάται από την ισχύ της μηχανικής πηγής ενέργειας (κινητήρας κίνησης) και τις απαιτούμενες παραμέτρους της ηλεκτρικής γεννήτριας. Είναι προτιμότερο τα τμήματα να είναι εκτός φάσης μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, για παράδειγμα, μετατοπίζοντας αρχικά τον ρότορα σε παρακείμενα τμήματα κατά γωνία που κυμαίνεται από 0° έως 360°/n. ή γωνιακή μετατόπιση ηλεκτρομαγνητών στάτορα σε γειτονικά τμήματα μεταξύ τους. Κατά προτίμηση, η ηλεκτρική γεννήτρια περιλαμβάνει επίσης μια μονάδα ρυθμιστή τάσης.
Η ουσία της εφεύρεσης απεικονίζεται από τα ακόλουθα σχέδια:
Το Σχήμα 1(α) και (β) δείχνει ένα διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας κατασκευασμένης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, στην οποία ο ρότορας βρίσκεται μέσα στον στάτορα.
Το σχήμα 2 δείχνει μια εικόνα ενός τμήματος της ηλεκτρικής γεννήτριας.
Το σχήμα 3 δείχνει την αρχή ηλεκτρικό διάγραμμαμια ηλεκτρική γεννήτρια με κύκλωμα διόρθωσης ρεύματος πλήρους κύματος, μεσαίου σημείου.
Το Σχήμα 4 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με ένα από τα κυκλώματα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας.
Το Σχήμα 5 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με ένα άλλο κύκλωμα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας.
Το Σχήμα 6 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με ένα άλλο κύκλωμα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας.
Το Σχήμα 7 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με ένα άλλο κύκλωμα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας.
Το Σχ. 8 δείχνει ένα διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με έναν εξωτερικό ρότορα.
Το Σχ. 9 είναι μια όψη μιας γεννήτριας πολλαπλών τμημάτων κατασκευασμένης σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση.
Το Σχήμα 1(α) και (β) δείχνει μια ηλεκτρική γεννήτρια κατασκευασμένη σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, η οποία περιέχει ένα περίβλημα 1. ρότορας 2 με έναν κυκλικό μαγνητικό πυρήνα 3, στον οποίο ένας ζυγός αριθμός μόνιμων μαγνητών 4 είναι στερεωμένος με το ίδιο βήμα. ένας στάτορας 5 που φέρει έναν ζυγό αριθμό πεταλόμορφων ηλεκτρομαγνητών 6 που βρίσκονται σε ζεύγη ο ένας απέναντι από τον άλλο και ένα μέσο για την ανόρθωση του ρεύματος (δεν φαίνεται).
Το περίβλημα 1 της ηλεκτρικής γεννήτριας είναι συνήθως χυτευμένο από κράμα αλουμινίου ή χυτοσίδηρο ή συγκολλημένο. Η εγκατάσταση της ηλεκτρικής γεννήτριας στο χώρο εγκατάστασής της πραγματοποιείται με χρήση ποδιών 7 ή φλάντζας. Ο στάτορας 5 έχει κυλινδρικό εσωτερική επιφάνεια, επί του οποίου είναι προσαρτημένοι πανομοιότυποι ηλεκτρομαγνήτες 6 με το ίδιο βήμα. σε αυτήν την περίπτωσηδέκα. Καθένας από αυτούς τους ηλεκτρομαγνήτες έχει δύο πηνία 8 με διαδοχικά αντίθετες κατευθύνσεις περιέλιξης, που βρίσκονται σε έναν πυρήνα σχήματος U 9. Η συσκευασία πυρήνα 9 συναρμολογείται από κομμένες ηλεκτρικές χαλύβδινες πλάκες με κόλλα ή με πριτσίνια. Οι ακροδέκτες των περιελίξεων ηλεκτρομαγνήτη συνδέονται μέσω ενός από τα κυκλώματα ανορθωτή (δεν φαίνεται) στην έξοδο της ηλεκτρικής γεννήτριας.
Ο ρότορας 3 χωρίζεται από τον στάτορα με ένα διάκενο αέρα και φέρει ζυγό αριθμό μόνιμων μαγνητών 4, διατεταγμένων με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζονται δύο παράλληλες σειρές πόλων, σε ίση απόσταση από τον άξονα της γεννήτριας και εναλλασσόμενες σε πολικότητα στο διαμήκη και εγκάρσιο κατευθύνσεις (Εικόνα 2). Ο αριθμός των πόλων σε μια σειρά ικανοποιεί την ακόλουθη σχέση: n=10+4k, όπου k είναι ένας ακέραιος αριθμός που παίρνει τις τιμές 0, 1, 2, 3, κ.λπ. Στην περίπτωση αυτή (Εικόνα 1) n=14 (k=1) και, κατά συνέπεια, ο συνολικός αριθμός μόνιμων μαγνητικών πόλων είναι 28. Όταν η ηλεκτρική γεννήτρια περιστρέφεται, κάθε ένα από τα πηνία ηλεκτρομαγνήτη περνά πάνω από την αντίστοιχη σειρά των εναλλασσόμενων πόλων. Οι μόνιμοι μαγνήτες και οι πυρήνες ηλεκτρομαγνητών είναι διαμορφωμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιούνται οι απώλειες και να επιτυγχάνεται ομοιομορφία (όσο είναι δυνατόν) του μαγνητικού πεδίου στο κενό αέροςόταν λειτουργεί η ηλεκτρική γεννήτρια.
Η αρχή λειτουργίας της ηλεκτρικής γεννήτριας που κατασκευάζεται σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση είναι παρόμοια με την αρχή λειτουργίας μιας παραδοσιακής σύγχρονης γεννήτριας. Ο άξονας του ρότορα συνδέεται μηχανικά με τον κινητήρα μετάδοσης κίνησης (την πηγή της μηχανικής ενέργειας). Υπό την επίδραση της ροπής του κινητήρα μετάδοσης κίνησης, ο ρότορας της γεννήτριας περιστρέφεται σε μια ορισμένη συχνότητα. Ταυτόχρονα, στην περιέλιξη των ηλεκτρομαγνητικών πηνίων, σύμφωνα με το φαινόμενο ηλεκτρομαγνητική επαγωγήΤο EMF προκαλείται. Αφού τα πηνία ενός μεμονωμένου ηλεκτρομαγνήτη έχουν διαφορετική κατεύθυνσηπεριελίξεις και βρίσκονται ανά πάσα στιγμή στη ζώνη δράσης διαφορετικών μαγνητικών πόλων, τότε το επαγόμενο EMF σε κάθε μία από τις περιελίξεις αθροίζεται.
Καθώς ο ρότορας περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο του μόνιμου μαγνήτη περιστρέφεται με μια ορισμένη συχνότητα, έτσι κάθε μια από τις περιελίξεις ηλεκτρομαγνήτη εναλλάσσεται μεταξύ του βόρειου (N) μαγνητικού πόλου και του νότιου (S) μαγνητικού πόλου. Σε αυτή την περίπτωση, η αλλαγή των πόλων συνοδεύεται από αλλαγή της κατεύθυνσης του EMF στις περιελίξεις των ηλεκτρομαγνητών.
Οι περιελίξεις κάθε ηλεκτρομαγνήτη συνδέονται με μια συσκευή για την ανόρθωση του ρεύματος, η οποία είναι συνήθως ένα από τα τυπικά κυκλώματα ανορθωτή διόδου: πλήρους κύματος με μέσο σημείο ή ένα από τα κυκλώματα γέφυρας.
Το σχήμα 3 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα ενός ανορθωτή πλήρους κύματος με ένα μέσο για μια ηλεκτρική γεννήτρια με τρία ζεύγη ηλεκτρομαγνητών 10. Στο σχήμα 3, οι ηλεκτρομαγνήτες αριθμούνται από το I έως το VI. Ένας από τους ακροδέκτες της περιέλιξης κάθε ηλεκτρομαγνήτη και ο απέναντι ακροδέκτης της περιέλιξης του απέναντι ηλεκτρομαγνήτη συνδέονται σε μία έξοδο 12 της γεννήτριας. οι άλλοι ακροδέκτες των περιελίξεων των ονομαζόμενων ηλεκτρομαγνητών συνδέονται μέσω των διόδων 11 σε μια άλλη έξοδο 13 της γεννήτριας (με αυτήν την συμπερίληψη των διόδων, η έξοδος 12 θα είναι αρνητική και η έξοδος 13 θα είναι θετική). Δηλαδή, εάν για τον ηλεκτρομαγνήτη I η αρχή της περιέλιξης (Β) συνδέεται με τον αρνητικό δίαυλο, τότε για τον αντίθετο ηλεκτρομαγνήτη IV το άκρο της περιέλιξης (Ε) συνδέεται με τον αρνητικό δίαυλο. Το ίδιο ισχύει και για άλλους ηλεκτρομαγνήτες.
Τα σχήματα 4-7 δείχνουν διάφορα κυκλώματα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας. Η σύνδεση των γεφυρών που διορθώνουν το ρεύμα από καθέναν από τους ηλεκτρομαγνήτες μπορεί να είναι παράλληλη, σειριακή ή μικτή. Καθόλου διάφορα σχήματαχρησιμοποιείται για την ανακατανομή του ρεύματος εξόδου και των χαρακτηριστικών δυναμικού μιας ηλεκτρικής γεννήτριας. Η ίδια ηλεκτρική γεννήτρια, ανάλογα με τους τρόπους λειτουργίας, μπορεί να έχει ένα ή άλλο κύκλωμα ανόρθωσης. Είναι προτιμότερο η ηλεκτρική γεννήτρια να περιέχει έναν πρόσθετο διακόπτη που σας επιτρέπει να επιλέξετε τον απαιτούμενο τρόπο λειτουργίας (διάγραμμα σύνδεσης γέφυρας).
Το σχήμα 4 δείχνει ένα σχηματικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας με ένα από τα κυκλώματα διόρθωσης ρεύματος γέφυρας. Καθένας από τους ηλεκτρομαγνήτες I-VI συνδέεται σε μια ξεχωριστή γέφυρα 15, η οποία με τη σειρά της συνδέεται παράλληλα. Οι κοινοί δίαυλοι συνδέονται αντίστοιχα με την αρνητική έξοδο 12 της ηλεκτρικής γεννήτριας ή με τη θετική 13.
Το σχήμα 5 δείχνει ένα ηλεκτρικό διάγραμμα με μια σειριακή σύνδεση όλων των γεφυρών.
Το σχήμα 6 δείχνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με μικτή σύνδεση. Γέφυρες που διορθώνουν το ρεύμα από ηλεκτρομαγνήτες: I και II; III και IV; Τα V και VI συνδέονται σε ζεύγη σε σειρά. Και τα ζευγάρια, με τη σειρά τους, συνδέονται παράλληλα μέσω κοινών λεωφορείων.
Το σχήμα 7 δείχνει ένα σχηματικό ηλεκτρικό διάγραμμα μιας ηλεκτρικής γεννήτριας, στο οποίο μια ξεχωριστή γέφυρα διορθώνει το ρεύμα από ένα ζεύγος διαμετρικά αντίθετων ηλεκτρομαγνητών. Για κάθε ζεύγος διαμετρικά αντίθετων ηλεκτρομαγνητών, οι ίδιοι ακροδέκτες (στην περίπτωση αυτή "Β") συνδέονται ηλεκτρικά μεταξύ τους και οι υπόλοιποι ακροδέκτες συνδέονται σε μια ανορθωτική γέφυρα 15. Ο συνολικός αριθμός γεφυρών είναι m/2. Οι γέφυρες μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους παράλληλα ή/και σε σειρά. Το σχήμα 7 δείχνει μια παράλληλη σύνδεση γεφυρών.
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά λειτουργίας της ηλεκτρικής γεννήτριας, ο ρότορας μπορεί να βρίσκεται είτε στο εξωτερικό του στάτορα είτε στο εσωτερικό του στάτορα. Το σχήμα 8 δείχνει ένα διάγραμμα ηλεκτρικής γεννήτριας με σχεδιασμό εξωτερικού ρότορα (10 ηλεκτρομαγνήτες, 36=18+18 μόνιμοι μαγνήτες (k=2)). Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας ηλεκτρικής γεννήτριας είναι παρόμοιες με αυτές που περιγράφονται παραπάνω.
Μια ηλεκτρική γεννήτρια κατασκευασμένη σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση μπορεί να περιλαμβάνει διάφορα τμήματα Α, Β και Γ (Εικ. 9). Ο αριθμός τέτοιων τμημάτων εξαρτάται από την ισχύ της μηχανικής πηγής ενέργειας (κινητήρας κίνησης) και τις απαιτούμενες παραμέτρους της ηλεκτρικής γεννήτριας. Κάθε τμήμα αντιστοιχεί σε ένα από τα σχέδια που περιγράφονται παραπάνω. Η ηλεκτρική γεννήτρια μπορεί να περιλαμβάνει τόσο πανομοιότυπα τμήματα όσο και τμήματα που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον αριθμό των μόνιμων μαγνητών ή/και ηλεκτρομαγνητών ή στο κύκλωμα ανόρθωσης.
Είναι προτιμότερο τα πανομοιότυπα τμήματα να είναι εκτός φάσης μεταξύ τους. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί, για παράδειγμα, με μια αρχική μετατόπιση του ρότορα σε γειτονικά τμήματα και μια γωνιακή μετατόπιση των ηλεκτρομαγνητών του στάτη σε παρακείμενα τμήματα μεταξύ τους.
Παραδείγματα εφαρμογής:
Παράδειγμα 1. Σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, κατασκευάστηκε μια ηλεκτρική γεννήτρια για να τροφοδοτεί ηλεκτρικές συσκευές με τάσεις έως 36 V. Η ηλεκτρική γεννήτρια είναι κατασκευασμένη με έναν περιστρεφόμενο εξωτερικό ρότορα στον οποίο τοποθετούνται 36 μόνιμοι μαγνήτες (18 σε κάθε σειρά, k = 2), κατασκευασμένο από κράμα Fe-Nd -IN. Ο στάτορας φέρει 8 ζεύγη ηλεκτρομαγνητών, καθένα από τα οποία έχει δύο πηνία που περιέχουν 100 στροφές σύρματος PETV με διάμετρο 0,9 mm. Το κύκλωμα σύνδεσης είναι μια γέφυρα, με τη σύνδεση των ίδιων ακροδεκτών διαμετρικά αντίθετων ηλεκτρομαγνητών (Εικ. 7).
εξωτερική διάμετρος - 167 mm.
τάση εξόδου - 36 V;
μέγιστο ρεύμα - 43 A;
ισχύς - 1,5 kW.
Παράδειγμα 2. Σύμφωνα με την παρούσα εφεύρεση, μια ηλεκτρική γεννήτρια κατασκευάστηκε για την επαναφόρτιση τροφοδοτικών (ένα ζευγάρι μπαταριών 24 V) για αστικά ηλεκτρικά οχήματα. Η ηλεκτρική γεννήτρια κατασκευάζεται με περιστρεφόμενο εσωτερικό ρότορα, πάνω στον οποίο τοποθετούνται 28 μόνιμοι μαγνήτες (14 σε κάθε σειρά, k=1), από κράμα Fe-Nd-B. Ο στάτορας φέρει 6 ζεύγη ηλεκτρομαγνητών, καθένα από τα οποία έχει δύο πηνία που περιέχουν 150 στροφές, τυλιγμένα με σύρμα PETV με διάμετρο 1,0 mm. Το κύκλωμα μεταγωγής είναι πλήρους κύματος με μέσο σημείο (Εικ. 3).
Η ηλεκτρική γεννήτρια έχει τις ακόλουθες παραμέτρους:
εξωτερική διάμετρος - 177 mm.
Τάση εξόδου - 31 V (για φόρτιση μπαταρίας 24 V).
μέγιστο ρεύμα - 35A,
μέγιστη ισχύς - 1,1 kW.
Επιπλέον, η ηλεκτρική γεννήτρια περιέχει έναν αυτόματο ρυθμιστή τάσης 29,2 V.
1. Μια ηλεκτρική γεννήτρια που περιέχει τουλάχιστον ένα κυκλικό τμήμα, συμπεριλαμβανομένου ενός ρότορα με κυκλικό μαγνητικό πυρήνα, στον οποίο είναι συνδεδεμένος ένας ζυγός αριθμός μόνιμων μαγνητών με το ίδιο βήμα, σχηματίζοντας δύο παράλληλες σειρές πόλων με διαμήκη και εγκάρσια εναλλασσόμενη πολικότητα, στάτορας που φέρει ζυγό αριθμό πεταλόσχημων ηλεκτρομαγνητών, που βρίσκονται σε ζεύγη ο ένας απέναντι από τον άλλο, μια συσκευή για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος, όπου καθένας από τους ηλεκτρομαγνήτες έχει δύο πηνία με διαδοχικά αντίθετες κατευθύνσεις περιέλιξης, με καθένα από τα πηνία ηλεκτρομαγνήτη να βρίσκεται πάνω από ένα από τα παράλληλες σειρές πόλων ρότορα και ο αριθμός των πόλων σε μια σειρά ίσος με n ικανοποιεί την αναλογία
n=10+4k, όπου k είναι ένας ακέραιος αριθμός που παίρνει τις τιμές 0, 1, 2, 3, κ.λπ.
2. Μια ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο αριθμός των ηλεκτρομαγνητών του στάτη m ικανοποιεί τη σχέση mn-2.
3. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι η διάταξη για την ανόρθωση ηλεκτρικού ρεύματος περιέχει διόδους συνδεδεμένες σε τουλάχιστον έναν από τους ακροδέκτες των περιελίξεων ηλεκτρομαγνήτη.
4. Μια ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 3, που χαρακτηρίζεται από το ότι οι δίοδοι συνδέονται σε ένα κύκλωμα πλήρους κύματος με ένα μέσο σημείο.
5. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 3, που χαρακτηρίζεται από το ότι οι δίοδοι συνδέονται σε ένα κύκλωμα γέφυρας.
6. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 5, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο αριθμός των γεφυρών είναι ίσος με m και συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά ή παράλληλα ή σε σειρά-παράλληλα.
7. Μια ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 5, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο αριθμός των γεφυρών είναι ίσος με m/2 και μερικές από τις ίδιες εξόδους κάθε ζεύγους διαμετρικά αντίθετων ηλεκτρομαγνητών συνδέονται μεταξύ τους και οι άλλες συνδέονται σε μία γέφυρα. .
8. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1-7, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο ρότορας βρίσκεται στο εξωτερικό του στάτορα.
9. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με οποιαδήποτε από τις αξιώσεις 1-7, που χαρακτηρίζεται από το ότι ο ρότορας βρίσκεται μέσα στον στάτορα.
10. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιέχει τουλάχιστον δύο πανομοιότυπα τμήματα.
11. Ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 10, που χαρακτηρίζεται από το ότι τουλάχιστον δύο τμήματα είναι εκτός φάσης μεταξύ τους.
12. Η ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιέχει τουλάχιστον δύο τμήματα που διαφέρουν ως προς τον αριθμό των ηλεκτρομαγνητών.
13. Η ηλεκτρική γεννήτρια σύμφωνα με την αξίωση 1, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιέχει επιπλέον μια μονάδα ρυθμιστή τάσης.
Περιεχόμενο:ΣΕ σύγχρονες συνθήκεςΓίνονται συνεχείς προσπάθειες για τη βελτίωση των ηλεκτρομηχανολογικών συσκευών, τη μείωση του βάρους και των συνολικών τους διαστάσεων. Μια τέτοια επιλογή είναι μια γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη, η οποία είναι αρκετά απλό σχέδιομε υψηλή απόδοση. Η κύρια λειτουργία αυτών των στοιχείων είναι να δημιουργήσουν ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, μόνιμοι μαγνήτες που λαμβάνονται από παραδοσιακά υλικά. Για πρώτη φορά, ένα κράμα αλουμινίου, νικελίου και κοβαλτίου (Alnico) άρχισε να χρησιμοποιείται στη βιομηχανία. Αυτό κατέστησε δυνατή τη χρήση μόνιμων μαγνητών σε γεννήτριες, κινητήρες και άλλους τύπους ηλεκτρικού εξοπλισμού. Οι μαγνήτες φερρίτη είναι ιδιαίτερα διαδεδομένοι.
Στη συνέχεια δημιουργήθηκαν σκληρά μαγνητικά υλικά σαμάριου-κοβαλτίου, η ενέργεια των οποίων έχει υψηλή πυκνότητα. Ακολούθησε η ανακάλυψη μαγνητών που βασίζονται σε στοιχεία σπάνιων γαιών - βόριο, σίδηρο και νεοδύμιο. Η μαγνητική τους ενεργειακή πυκνότητα είναι σημαντικά υψηλότερη από το κράμα σαμάριου-κοβαλτίου με σημαντικά χαμηλότερο κόστος. Και οι δύο τύποι τεχνητά υλικάαντικαθιστούν με επιτυχία τους ηλεκτρομαγνήτες και χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένους χώρους Τα στοιχεία νεοδυμίου ανήκουν στη νέα γενιά υλικών και θεωρούνται τα πιο οικονομικά.
Το κύριο πρόβλημα του σχεδιασμού θεωρήθηκε ότι ήταν η επιστροφή των περιστρεφόμενων εξαρτημάτων στην αρχική τους θέση χωρίς σημαντική απώλεια ροπής. Αυτό το πρόβλημαλύθηκε με χρήση χάλκινου αγωγού μέσω του οποίου ηλεκτρική ενέργεια, προκαλώντας έλξη. Όταν έκλεισε το ρεύμα, η έλξη σταμάτησε. Έτσι, οι συσκευές αυτού του τύπου χρησιμοποιούσαν περιοδική ενεργοποίηση-απενεργοποίηση.
Το αυξημένο ρεύμα δημιουργεί μια αυξημένη ελκτική δύναμη, η οποία, με τη σειρά της, συμμετέχει στη δημιουργία ρεύματος που διέρχεται χάλκινος αγωγός. Ως αποτέλεσμα κυκλικών ενεργειών, η συσκευή, εκτός από την εκτέλεση μηχανική εργασία, αρχίζει να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα, δηλαδή να εκτελεί τις λειτουργίες μιας γεννήτριας.
Σε σχέδια σύγχρονες συσκευέςΕκτός από τους μόνιμους μαγνήτες, χρησιμοποιούνται ηλεκτρομαγνήτες με πηνία. Αυτή η συνδυασμένη λειτουργία διέγερσης σας επιτρέπει να αποκτήσετε τα απαραίτητα χαρακτηριστικά ελέγχου τάσης και ταχύτητας περιστροφής με μειωμένη ισχύ διέγερσης. Επιπλέον, το μέγεθος ολόκληρου του μαγνητικού συστήματος μειώνεται, γεγονός που καθιστά τέτοιες συσκευές πολύ φθηνότερες σε σύγκριση με τα κλασικά σχέδια ηλεκτρικών μηχανών.
Η ισχύς των συσκευών που χρησιμοποιούν αυτά τα στοιχεία μπορεί να είναι μόνο μερικά κιλοβολτ-αμπέρ. Επί του παρόντος, αναπτύσσονται μόνιμοι μαγνήτες με καλύτερη απόδοση, εξασφαλίζοντας σταδιακή αύξηση της ισχύος. Τέτοιες σύγχρονες μηχανές χρησιμοποιούνται όχι μόνο ως γεννήτριες, αλλά και ως κινητήρες για διάφορους σκοπούς. Χρησιμοποιούνται ευρέως στις μεταλλευτικές και μεταλλουργικές βιομηχανίες, στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και σε άλλους τομείς. Αυτό οφείλεται στην ικανότητα των σύγχρονων κινητήρων να λειτουργούν με διαφορετικές άεργες ισχύς. Οι ίδιοι εργάζονται με ακριβή και σταθερή ταχύτητα.
Οι σταθμοί και οι υποσταθμοί λειτουργούν μαζί με ειδικές σύγχρονες γεννήτριες, οι οποίες, σε κατάσταση αδράνειας, παρέχουν μόνο δύναμη αντίδρασης. Με τη σειρά του, εξασφαλίζει τη λειτουργία των ασύγχρονων κινητήρων.
Μια γεννήτρια μόνιμου μαγνήτη λειτουργεί με βάση την αρχή της αλληλεπίδρασης μεταξύ των μαγνητικών πεδίων ενός κινούμενου ρότορα και ενός ακίνητου στάτορα. Οι ατελώς μελετημένες ιδιότητες αυτών των στοιχείων καθιστούν δυνατή την εργασία για την εφεύρεση άλλων ηλεκτρικών συσκευών, μέχρι τη δημιουργία μιας χωρίς καύσιμα.
Γεννήτρια- μια συσκευή που μετατρέπει ένα είδος ενέργειας σε άλλο.
Σε αυτή την περίπτωση, εξετάζουμε τη μετατροπή της μηχανικής περιστροφικής ενέργειας σε ηλεκτρική.
Υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων γεννητριών. Σύγχρονη και ασύγχρονη.
Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα μιας σύγχρονης γεννήτριας είναι η στενή σύνδεση μεταξύ της συχνότητας φάμεταβλητό EMF που προκαλείται στην περιέλιξη του στάτορα και στην ταχύτητα του ρότορα n, που ονομάζεται σύγχρονη ταχύτητα:
n = φά/Π
Οπου Π– ο αριθμός των ζευγών πόλων των περιελίξεων του στάτορα και του ρότορα.
Συνήθως η ταχύτητα περιστροφής εκφράζεται σε στροφές ανά λεπτό και η συχνότητα EMF σε Hertz (1/sec), τότε για τον αριθμό των στροφών ανά λεπτό ο τύπος θα έχει τη μορφή:
n = 60·φά/Π
Στο Σχ. 1.1 παρουσιάζεται λειτουργικό διάγραμμασύγχρονη γεννήτρια. Στον στάτορα 1 υπάρχει μια τριφασική περιέλιξη, η οποία δεν διαφέρει θεμελιωδώς από μια παρόμοια περιέλιξη μιας ασύγχρονης μηχανής. Στον ρότορα υπάρχει ένας ηλεκτρομαγνήτης με περιέλιξη διέγερσης 2, ο οποίος λαμβάνει ισχύ συνεχούς ρεύματος, συνήθως μέσω συρόμενων επαφών που γίνονται μέσω δύο δακτυλίων ολίσθησης που βρίσκονται στον ρότορα και δύο σταθερών βουρτσών.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνιμοι μαγνήτες στο σχεδιασμό μιας σύγχρονης γεννήτριας αντί για ηλεκτρομαγνήτες, τότε η ανάγκη για επαφές στον άξονα εξαλείφεται, αλλά οι δυνατότητες σταθεροποίησης των τάσεων εξόδου είναι σημαντικά περιορισμένες.
Ο κινητήρας μετάδοσης κίνησης (PD), ο οποίος είναι ένας στρόβιλος, κινητήρας εσωτερικής καύσης ή άλλη πηγή μηχανικής ενέργειας, οδηγεί τον ρότορα της γεννήτριας σε περιστροφή με σύγχρονη ταχύτητα. Σε αυτή την περίπτωση, το μαγνητικό πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη του ρότορα περιστρέφεται επίσης με σύγχρονη ταχύτητα και προκαλεί μεταβλητό EMF στην τριφασική περιέλιξη του στάτορα μιΕΝΑ, μιΒ και μι C, τα οποία, όντας πανομοιότυπα σε τιμή και μετατοπισμένα σε φάση μεταξύ τους κατά το 1/3 της περιόδου (120°), σχηματίζουν ένα συμμετρικό τριφασικό σύστημα EMF.
Όταν το φορτίο συνδέεται στους ακροδέκτες περιέλιξης του στάτη C1, C2 και C3, εμφανίζονται ρεύματα στις φάσεις περιέλιξης του στάτη ΕγώΕΝΑ, ΕγώΣΙ, Εγώ C, που δημιουργούν ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Η συχνότητα περιστροφής αυτού του πεδίου είναι ίση με τη συχνότητα περιστροφής του ρότορα της γεννήτριας. Έτσι, σε μια σύγχρονη γεννήτρια, το μαγνητικό πεδίο του στάτορα και του ρότορα περιστρέφονται ταυτόχρονα. Στιγμιαία τιμή του EMF της περιέλιξης του στάτορα στην υπό εξέταση σύγχρονη γεννήτρια
e = 2Blwv = 2πBlwDn
Εδώ: σι– μαγνητική επαγωγή στο διάκενο αέρα μεταξύ του πυρήνα του στάτη και των πόλων του ρότορα, T;
μεγάλο– ενεργό μήκος μιας πλευράς σχισμής της περιέλιξης του στάτορα, δηλ. Μήκος πυρήνα στάτορα, m;
w- αριθμός γύρων;
v = πDn – γραμμική ταχύτητακίνηση των πόλων του ρότορα σε σχέση με τον στάτορα, m/s.
ρε– εσωτερική διάμετρος του πυρήνα του στάτη, m.
Ο τύπος EMF δείχνει ότι σε σταθερή ταχύτητα ρότορα nτο σχήμα του γραφήματος του μεταβλητού EMF της περιέλιξης του οπλισμού (στάτορα) καθορίζεται αποκλειστικά από το νόμο κατανομής της μαγνητικής επαγωγής σιστο κενό μεταξύ του στάτη και των πόλων του ρότορα. Αν η γραφική παράσταση της μαγνητικής επαγωγής στο διάκενο είναι ημιτονοειδής B = Bmax sinα, τότε το EMF της γεννήτριας θα είναι επίσης ημιτονοειδές. Στις σύγχρονες μηχανές, προσπαθούν πάντα να αποκτήσουν μια επαγωγική κατανομή στο διάκενο όσο το δυνατόν πιο κοντά στην ημιτονοειδή.
Έτσι, εάν το διάκενο αέρα δ
είναι σταθερή (Εικ. 1.2), μετά μαγνητική επαγωγή σιστο διάκενο αέρα κατανέμεται σύμφωνα με έναν τραπεζοειδή νόμο (γραφική παράσταση 1). Εάν τα άκρα των πόλων του ρότορα είναι «λοξά» έτσι ώστε το κενό στα άκρα των κομματιών πόλων να είναι ίσο με δ
max (όπως φαίνεται στο Σχ. 1.2), τότε το γράφημα της κατανομής της μαγνητικής επαγωγής στο διάκενο θα προσεγγίζει ένα ημιτονοειδές (γραφική παράσταση 2) και, κατά συνέπεια, το γράφημα του EMF που προκαλείται στην περιέλιξη της γεννήτριας θα προσεγγίζει ένα ημιτονοειδές κύμα . Συχνότητα EMF σύγχρονης γεννήτριας φά(Hz) ανάλογη της ταχύτητας του σύγχρονου ρότορα n(r/s)
Οπου Π– αριθμός ζευγών πόλων.
Η εν λόγω γεννήτρια (βλ. Εικ. 1.1) έχει δύο πόλους, δηλ. Π = 1.
Για να αποκτήσετε ένα EMF βιομηχανικής συχνότητας (50 Hz) σε μια τέτοια γεννήτρια, ο ρότορας πρέπει να περιστραφεί με μια συχνότητα n= 50 r/s ( n= 3000 σ.α.λ.).
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος δημιουργίας της κύριας μαγνητικής ροής σύγχρονων γεννητριών είναι η ηλεκτρομαγνητική διέγερση, η οποία συνίσταται στην τοποθέτηση περιέλιξης διέγερσης στους πόλους του ρότορα, όταν ένα συνεχές ρεύμα διέρχεται από αυτό, εμφανίζεται ένα MMF, δημιουργώντας ένα μαγνητικό πεδίο στη γεννήτρια. Μέχρι πρόσφατα, ειδικές ανεξάρτητες γεννήτριες συνεχούς ρεύματος διέγερσης, που ονομάζονταν διεγέρτες, χρησιμοποιούνταν για την τροφοδοσία της περιέλιξης διέγερσης. ΣΕ(Εικ. 1.3, α). Περιέλιξη πεδίου ( OB) λαμβάνει ισχύ από μια άλλη γεννήτρια (παράλληλη διέγερση), που ονομάζεται υποδιεγέρτης ( Φ/Β). Ο ρότορας της σύγχρονης γεννήτριας, ο διεγέρτης και ο υποδιεγέρτης βρίσκονται σε έναν κοινό άξονα και περιστρέφονται ταυτόχρονα. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα εισέρχεται στην περιέλιξη διέγερσης της σύγχρονης γεννήτριας μέσω δακτυλίων ολίσθησης και βουρτσών. Για τη ρύθμιση του ρεύματος διέγερσης χρησιμοποιούνται ρυθμιστικοί ρεοστάτες, οι οποίοι συνδέονται με το κύκλωμα διέγερσης του διεγέρτη. r 1 και υποδιεγέρτης r 2. Σε σύγχρονες γεννήτριες μέσης και υψηλής ισχύος, η διαδικασία ρύθμισης του ρεύματος διέγερσης είναι αυτοματοποιημένη.
Στις σύγχρονες γεννήτριες έχει χρησιμοποιηθεί επίσης ένα σύστημα ηλεκτρομαγνητικής διέγερσης χωρίς επαφή, στο οποίο η σύγχρονη γεννήτρια δεν έχει δακτυλίους ολίσθησης στον ρότορα. Σε αυτή την περίπτωση, μια ανεστραμμένη σύγχρονη γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιείται ως διεγέρτης ΣΕ(Εικ. 1.3, β). Τριφασική περιέλιξη 2 ο διεγέρτης, στον οποίο προκαλείται ένα εναλλασσόμενο EMF, βρίσκεται στον ρότορα και περιστρέφεται μαζί με την περιέλιξη διέγερσης της σύγχρονης γεννήτριας και η ηλεκτρική τους σύνδεση γίνεται μέσω ενός περιστρεφόμενου ανορθωτή 3 απευθείας, χωρίς δακτυλίους ολίσθησης ή βούρτσες. Τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος στην περιέλιξη πεδίου 1 Το παθογόνο Β εκτελείται από τον υποδιεγέρτη Φ/Β– Γεννήτρια DC. Η απουσία συρόμενων επαφών στο κύκλωμα διέγερσης μιας σύγχρονης γεννήτριας καθιστά δυνατή την αύξηση της λειτουργικής αξιοπιστίας της και την αύξηση της απόδοσης.
Στις σύγχρονες γεννήτριες, συμπεριλαμβανομένων των υδραυλικών γεννητριών, η αρχή της αυτοδιέγερσης έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη (Εικ. 1.4, α), όταν η ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος που απαιτείται για τη διέγερση λαμβάνεται από την περιέλιξη του στάτορα της σύγχρονης γεννήτριας και μέσω ενός μετασχηματιστή υποβάθμισης και ένας ανορθωτικός μετατροπέας ημιαγωγών PPμετατρέπεται σε ενέργεια συνεχούς ρεύματος. Η αρχή της αυτοδιέγερσης βασίζεται στο γεγονός ότι η αρχική διέγερση της γεννήτριας συμβαίνει λόγω του υπολειπόμενου μαγνητισμού της μηχανής.
Στο Σχ. 1.4, b δείχνει το μπλοκ διάγραμμα αυτόματο σύστημααυτοδιέγερση μιας σύγχρονης γεννήτριας ( SG) με μετασχηματιστή ανορθωτή ( VT) και μετατροπέας θυρίστορ ( TP), μέσω του οποίου εναλλασσόμενο ρεύμα από το κύκλωμα του στάτη SGμετά τη μετατροπή σε συνεχές ρεύμα, τροφοδοτείται στην περιέλιξη διέγερσης. Ο μετατροπέας θυρίστορ ελέγχεται από αυτόματο ρυθμιστήενθουσιασμός ARV, η είσοδος του οποίου λαμβάνει σήματα τάσης στην είσοδο SG(μέσω μετασχηματιστή τάσης TN) και ρεύμα φόρτωσης SG(από μετασχηματιστή ρεύματος TT). Το κύκλωμα περιέχει ένα μπλοκ προστασίας ( Β Ζ), παρέχοντας προστασία για την περιέλιξη του πεδίου ( OB) από υπέρταση και υπερφόρτωση ρεύματος.
Η ισχύς που δαπανάται για διέγερση κυμαίνεται συνήθως από 0,2 έως 5% της ωφέλιμης ισχύος (μια χαμηλότερη τιμή ισχύει για γεννήτριες υψηλής ισχύος).
Σε γεννήτριες χαμηλής ισχύος, χρησιμοποιείται η αρχή της διέγερσης από μόνιμους μαγνήτες που βρίσκονται στον ρότορα της μηχανής. Αυτή η μέθοδος διέγερσης καθιστά δυνατή την απαλλαγή της γεννήτριας από την περιέλιξη διέγερσης. Ως αποτέλεσμα, ο σχεδιασμός της γεννήτριας απλοποιείται σημαντικά, γίνεται πιο οικονομικός και αξιόπιστος. Ωστόσο, λόγω υψηλό κόστοςυλικά για την κατασκευή μόνιμων μαγνητών με μεγάλη παροχή μαγνητικής ενέργειας και την πολυπλοκότητα της επεξεργασίας τους, η χρήση διέγερσης από μόνιμους μαγνήτες περιορίζεται σε μηχανές με ισχύ όχι μεγαλύτερη από μερικά κιλοβάτ.
Σύγχρονες γεννήτριεςαποτελούν τη βάση της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς σχεδόν όλη η ηλεκτρική ενέργεια σε όλο τον κόσμο παράγεται μέσω σύγχρονων στροβιλογεννήτριων ή υδροηλεκτρικών γεννητριών.
Οι σύγχρονες γεννήτριες χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως ως μέρος σταθερών και κινητών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων ή σταθμών με κινητήρες ντίζελ και βενζίνης.
Οι ασύγχρονες γεννήτριες διαφέρουν θεμελιωδώς από τις σύγχρονες γεννήτριες απουσία αυστηρής σχέσης μεταξύ της ταχύτητας του δρομέα και του παραγόμενου EMF. Η διαφορά μεταξύ αυτών των συχνοτήτων χαρακτηρίζεται από τον συντελεστή μικρό- συρόμενη.
s = (n - n r)/n
Εδώ:
n- συχνότητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου (συχνότητα EMF).
n r- ταχύτητα ρότορα.
Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τον υπολογισμό της ολίσθησης και της συχνότητας μπορείτε να βρείτε στο άρθρο: ασύγχρονες γεννήτριες. Συχνότητα.
Σε κανονική λειτουργία, το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μιας ασύγχρονης γεννήτριας υπό φορτίο ασκεί ροπή πέδησης στην περιστροφή του ρότορα, επομένως, η συχνότητα αλλαγής του μαγνητικού πεδίου είναι μικρότερη, επομένως η ολίσθηση θα είναι αρνητική. Οι γεννήτριες που λειτουργούν στην περιοχή των θετικών ολισθήσεων περιλαμβάνουν ασύγχρονες ταχογεννήτριες και μετατροπείς συχνότητας.
Οι ασύγχρονες γεννήτριες, ανάλογα με τις ειδικές συνθήκες χρήσης, κατασκευάζονται με σκίουρο-κλωβό, φάση ή κοίλο ρότορα. Οι πηγές σχηματισμού της απαραίτητης ενέργειας διέγερσης του ρότορα μπορεί να είναι στατικοί πυκνωτές ή μετατροπείς βαλβίδων με τεχνητή μεταγωγή βαλβίδων.
Οι ασύγχρονες γεννήτριες μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με τη μέθοδο διέγερσης, τη φύση της συχνότητας εξόδου (μεταβλητή, σταθερή), τη μέθοδο σταθεροποίησης της τάσης, τις περιοχές λειτουργίας ολίσθησης, το σχεδιασμό και τον αριθμό των φάσεων.
Τα δύο τελευταία ζώδια χαρακτηρίζουν χαρακτηριστικά σχεδίουγεννήτριες.
Η φύση της συχνότητας εξόδου και οι μέθοδοι σταθεροποίησης της τάσης καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τη μέθοδο παραγωγής μαγνητικής ροής.
Η ταξινόμηση σύμφωνα με τη μέθοδο διέγερσης είναι η κύρια.
Μπορείτε να θεωρήσετε γεννήτριες με αυτοδιέγερση και ανεξάρτητα ενθουσιασμένες.
Η αυτοδιέγερση σε ασύγχρονες γεννήτριες μπορεί να οργανωθεί:
α) χρησιμοποιώντας πυκνωτές συνδεδεμένους στο κύκλωμα του στάτορα ή του ρότορα ή ταυτόχρονα με το πρωτεύον και το δευτερεύον κύκλωμα·
β) μέσω μετατροπέων βαλβίδων με φυσική και τεχνητή μεταγωγή βαλβίδων.
Η ανεξάρτητη διέγερση μπορεί να πραγματοποιηθεί από εξωτερική πηγήεναλλασσόμενη τάση.
Με βάση τη φύση της συχνότητας, οι αυτοδιεγερτικές γεννήτριες χωρίζονται σε δύο ομάδες. Η πρώτη από αυτές περιλαμβάνει πηγές σχεδόν σταθερής (ή σταθερής) συχνότητας, η δεύτερη μεταβλητή (ρυθμιζόμενη) συχνότητα. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία ασύγχρονων κινητήρων με ομαλή αλλαγή στην ταχύτητα περιστροφής.
Σχεδιάζεται να εξεταστούν λεπτομερέστερα η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των ασύγχρονων γεννητριών σε ξεχωριστές δημοσιεύσεις.
Οι ασύγχρονες γεννήτριες δεν απαιτούν πολύπλοκα εξαρτήματα στο σχεδιασμό τους για να οργανώσουν τη διέγερση συνεχούς ρεύματος ή τη χρήση ακριβών υλικών με μεγάλη παροχή μαγνητικής ενέργειας, επομένως χρησιμοποιούνται ευρέως από χρήστες κινητών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων λόγω της απλότητας και της λιτότητας στη συντήρηση. Χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία συσκευών που δεν απαιτούν αυστηρή σύνδεση με την τρέχουσα συχνότητα.
Το τεχνικό πλεονέκτημα των ασύγχρονων γεννητριών είναι η αντοχή τους σε υπερφορτώσεις και βραχυκυκλώματα.
Ορισμένες πληροφορίες σχετικά με τα σύνολα γεννήτριας κινητών μπορούν να βρεθούν στη σελίδα:
Γεννήτριες ντίζελ.
Ασύγχρονη γεννήτρια. Χαρακτηριστικά .
Ασύγχρονη γεννήτρια. Σταθεροποίηση.
Σχόλια και προτάσεις είναι δεκτά και ευπρόσδεκτα!
