გენერატორის ელექტრონული

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

        გენერატორის ელექტრონული                         

                აშშ-ს NRC-ის სურათი თანამედროვე ორთქლის ტურბინის გენერატორის (STG).

ელექტროენერგიის გამომუშავებაში გენერატორი არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის მოძრაობაზე დაფუძნებულ სიმძლავრეს (პოტენციური და კინეტიკური ენერგია) ან საწვავზე დაფუძნებულ სიმძლავრეს (ქიმიური ენერგია) ელექტრო ენერგიად გარე წრეში გამოსაყენებლად. მექანიკური ენერგიის წყაროებია ორთქლის ტურბინები, გაზის ტურბინები, წყლის ტურბინები, შიდა წვის ძრავები, ქარის ტურბინები და ხელის ამწეებიც კი. პირველი ელექტრომაგნიტური გენერატორი, ფარადეის დისკი, გამოიგონა 1831 წელს ბრიტანელმა მეცნიერმა მაიკლ ფარადეიმ. გენერატორები უზრუნველყოფენ ელექტრო ქსელების თითქმის მთელ ენერგიას.

ელექტროენერგიაზე და მოძრაობაზე დაფუძნებული დიზაინის გარდა, ფოტოელექტრული და საწვავის უჯრედებით მომუშავე გენერატორები იყენებენ მზის ენერგიას და წყალბადზე დაფუძნებულ საწვავს, შესაბამისად, ელექტრო გამომუშავებისთვის.

ადრეული Ganz გენერატორი ზვევეგემში, დასავლეთ ფლანდრია, ბელგია

ელექტრული ენერგიის მექანიკურ ენერგიად საპირისპირო გადაქცევა ელექტროძრავით ხდება და ძრავები და გენერატორები ძალიან ჰგავს ერთმანეთს. ბევრ ძრავას შეუძლია ელექტროენერგიის გამომუშავება მექანიკური ენერგიისგან.

ტერმინოლოგია - ელექტრომაგნიტური გენერატორები იყოფა ორ ფართო კატეგორიიდან ერთ-ერთში, დინამოებსა და ალტერნატორებში.

დინამოები წარმოქმნის პულსირებულ პირდაპირ დენს კომუტატორის გამოყენებით.

ალტერნატორები წარმოქმნიან ალტერნატიულ დენს.

მექანიკურად, გენერატორი შედგება მბრუნავი ნაწილისა და სტაციონარული ნაწილისგან, რომლებიც ერთად ქმნიან მაგნიტურ წრეს:

როტორი: ელექტრული მანქანის მბრუნავი ნაწილი.

სტატორი: ელექტრული მანქანის სტაციონარული ნაწილი, რომელიც აკრავს როტორს.

ამ ნაწილებიდან ერთი წარმოქმნის მაგნიტურ ველს, მეორეს აქვს მავთულის გრაგნილი, რომელშიც ცვალებადი ველი იწვევს ელექტრო დენს:

ველის გრაგნილი ან ველის (მუდმივი) მაგნიტები: ელექტრული მანქანის მაგნიტური ველის წარმომქმნელი კომპონენტი. დინამოს ან ალტერნატორის მაგნიტური ველი შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს მავთულის გრაგნილით, რომელსაც ეწოდება ველის ხვეულები ან მუდმივი მაგნიტები. ელექტრული აგზნების გენერატორები მოიცავს აგზნების სისტემას ველის ნაკადის წარმოებისთვის. გენერატორს, რომელიც იყენებს მუდმივ მაგნიტებს (PMs) ზოგჯერ უწოდებენ მაგნიტოს, ან მუდმივი მაგნიტის სინქრონულ გენერატორს (PMSG).

არმატურა: ელექტრული მანქანის დენის მწარმოებელი კომპონენტი. გენერატორში, ალტერნატორში ან დინამოში არმატურის გრაგნილები წარმოქმნის ელექტრულ დენს, რომელიც უზრუნველყოფს გარე წრედს.

არმატურა შეიძლება იყოს როტორზე ან სტატორზე, დიზაინიდან გამომდინარე, მეორე ნაწილზე ველის ხვეული ან მაგნიტი.

ისტორია

სანამ აღმოაჩენდნენ კავშირს მაგნიტიზმსა და ელექტროენერგიას შორის, გამოიგონეს ელექტროსტატიკური გენერატორები. ისინი მუშაობდნენ ელექტროსტატიკური პრინციპებით, მოძრავი ელექტრულად დამუხტული ქამრების, ფირფიტებისა და დისკების გამოყენებით, რომლებიც მუხტს ატარებდნენ მაღალი პოტენციალის ელექტროდამდე. მუხტი წარმოიქმნა ორი მექანიზმიდან: ელექტროსტატიკური ინდუქციის ან ტრიბოელექტრული ეფექტის გამოყენებით. ასეთი გენერატორები წარმოქმნიან ძალიან მაღალ ძაბვას და დაბალ დენს. მათი არაეფექტურობისა და საიზოლაციო მანქანების სირთულის გამო, რომლებიც აწარმოებდნენ ძალიან მაღალ ძაბვას, ელექტროსტატიკურ გენერატორებს ჰქონდათ დაბალი სიმძლავრის რეიტინგები და არასოდეს გამოიყენებოდა კომერციულად მნიშვნელოვანი რაოდენობის ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. მათი ერთადერთი პრაქტიკული გამოყენება იყო ადრეული რენტგენის მილების და მოგვიანებით ზოგიერთ ატომური ნაწილაკების ამაჩქარებლებში.

ფარადეის დისკი იყო პირველი ელექტრო გენერატორი. ცხენის ფორმის მაგნიტმა (A) შექმნა მაგნიტური ველი დისკის (D) მეშვეობით. როდესაც დისკი შემობრუნდა, ამან გამოიწვია ელექტრული დენი რადიალურად გარედან ცენტრიდან რგოლში. დენი გადიოდა მცურავი ზამბარის კონტაქტის m-ით, გარე წრედის გავლით და ღერძის გავლით ისევ დისკის ცენტრში.

ფარადეის დისკი - ელექტრომაგნიტური გენერატორების მუშაობის პრინციპი აღმოაჩინა მაიკლ ფარადეიმ 1831-1832 წლებში. პრინციპი, რომელსაც მოგვიანებით ფარადეის კანონი უწოდეს, არის ის, რომ ელექტრომოძრავი ძალა წარმოიქმნება ელექტრულ გამტარში, რომელიც გარშემორტყმულია ცვალებად მაგნიტურ ნაკადს.

ბრეიჯმა ასევე ააგო პირველი ელექტრომაგნიტური გენერატორი, სახელად ფარადეის დისკი; ჰომოპოლარული გენერატორის ტიპი, რომელიც იყენებს სპილენძის დისკს, რომელიც ბრუნავს ცხენის ცურვის მაგნიტის პოლუსებს შორის. მან წარმოქმნა მცირე DC ძაბვა.

ეს დიზაინი არაეფექტური იყო დენის თვითგაუქმების გამო, დისკის იმ რეგიონებში, რომლებიც არ იმყოფებოდნენ მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ. მიუხედავად იმისა, რომ დენი უშუალოდ მაგნიტის ქვეშ იყო გამოწვეული, დენი უკუღმა ბრუნავდა იმ რეგიონებში, რომლებიც მაგნიტური ველის გავლენის მიღმა იყვნენ. ეს საპირისპირო ნაკადი ზღუდავდა სიმძლავრის გამომუშავებას პიკაპის მავთულებით და გამოიწვია სპილენძის დისკის ნარჩენების გათბობა. მოგვიანებით ჰომოპოლარული გენერატორები ამ პრობლემას მოაგვარებდნენ მაგნიტების მასივის გამოყენებით, რომლებიც განლაგებულია დისკის პერიმეტრზე, რათა შეენარჩუნებინათ მუდმივი ველის ეფექტი ერთი დენის დინების მიმართულებით.

კიდევ ერთი მინუსი ის იყო, რომ გამომავალი ძაბვა იყო ძალიან დაბალი, მაგნიტური ნაკადის ერთი დენის ბილიკის გამო. ექსპერიმენტატორებმა დაადგინეს, რომ მავთულის მრავალჯერადი მობრუნების გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მაღალი, უფრო სასარგებლო ძაბვა. იმის გამო, რომ გამომავალი ძაბვა პროპორციულია ბრუნთა რაოდენობისა, გენერატორები შეიძლება ადვილად შეიქმნას ნებისმიერი სასურველი ძაბვის გამოსამუშავებლად ბრუნთა რაოდენობის შეცვლით. მავთულის გრაგნილები გახდა ყველა შემდგომი გენერატორის დიზაინის ძირითადი მახასიათებელი.

ჯედლიკი და თვითაღგზნების ფენომენი

ფარადეისგან დამოუკიდებლად, ანიოს იედლიკმა 1827 წელს დაიწყო ექსპერიმენტები ელექტრომაგნიტური მბრუნავი მოწყობილობებით, რომლებსაც მან ელექტრომაგნიტური თვით-როტორები უწოდა. ერთპოლუსიანი ელექტრო დამწყებლის პროტოტიპში (დასრულებულია 1852-1854 წლებში) სტაციონარული და მბრუნავი ნაწილები ელექტრომაგნიტური იყო. ეს იყო აგრეთვე დინამოს თვითაგზნების პრინციპის აღმოჩენა,  რომელმაც შეცვალა მუდმივი მაგნიტის დიზაინი. მან ასევე შეიძლება ჩამოაყალიბა დინამოს კონცეფცია 1861 წელს (სიმენსამდე და უიტსტოუნამდე), მაგრამ არ დააპატენტა იგი, რადგან ფიქრობდა, რომ არ იყო პირველი, ვინც გააცნობიერა ეს.

იპოლიტე პიქსიის დინამო. კომუტატორი მდებარეობს ლილვზე დაწნული მაგნიტის ქვემოთ.

პირდაპირი დენის გენერატორები - მაგნიტურ ველში მბრუნავი მავთულის ხვეული წარმოქმნის დენს, რომელიც იცვლის მიმართულებას ყოველი 180° ბრუნვისას, ალტერნატიულ დენს (AC). თუმცა ელექტროენერგიის მრავალი ადრეული გამოყენება საჭიროებდა პირდაპირ დენს (DC). პირველ პრაქტიკულ ელექტრო გენერატორებში, სახელწოდებით დინამოები, AC გადაკეთდა DC-ად კომუტატორით, მბრუნავი გადამრთველის კონტაქტების ნაკრები არმატურის ლილვზე. კომუტატორი აბრუნებდა არმატურის გრაგნილის კავშირს წრედთან ლილვის ყოველი 180° ბრუნვით, რაც ქმნის პულსირებულ DC დენს. ერთ-ერთი პირველი დინამო აშენდა იპოლიტე პიქსიის მიერ 1832 წელს.

დინამო იყო პირველი ელექტრო გენერატორი, რომელსაც შეეძლო ელექტროენერგიის მიწოდება ინდუსტრიისთვის. Woolrich ელექტრო გენერატორი 1844, ახლა Thinktank, ბირმინგემის სამეცნიერო მუზეუმი, არის ყველაზე ადრეული ელექტრო გენერატორი, რომელიც გამოიყენება ინდუსტრიულ პროცესში. იგი გამოიყენებოდა ფირმა Elkingtons-ის მიერ კომერციული ელექტრული საფარისთვის.

თანამედროვე დინამო, რომელიც შესაფერისია სამრეწველო პროგრამებში გამოსაყენებლად, დამოუკიდებლად გამოიგონეს სერ ჩარლზ უიტსტონმა, ვერნერ ფონ სიმენსმა და სამუელ ალფრედ ვარლიმ. ვარლიმ პატენტი აიღო 1866 წლის 24 დეკემბერს, ხოლო სიმენსმა და უიტსტონმა გამოაცხადეს თავიანთი აღმოჩენები 1867 წლის 17 იანვარს, ამ უკანასკნელმა კი სამეფო საზოგადოებას მიაწოდა ნაშრომი მისი აღმოჩენის შესახებ.

სტატორის ველის შესაქმნელად „დინამო-ელექტრული მანქანა“ იყენებდა თვითმმართველობის ელექტრომაგნიტურ ველებს და არა მუდმივ მაგნიტებს. უიტსტოუნის დიზაინი სიმენსის მსგავსი იყო, იმ განსხვავებით, რომ სიმენსის დიზაინში სტატორის ელექტრომაგნიტები იყო სერიით როტორთან, მაგრამ უიტსტოუნის დიზაინში ისინი პარალელურად იყვნენ. ელექტრომაგნიტების და არა მუდმივი მაგნიტების გამოყენებამ მნიშვნელოვნად გაზარდა დინამოს სიმძლავრე და პირველად უზრუნველყო მაღალი ენერგიის გამომუშავება. ამ გამოგონებამ პირდაპირ გამოიწვია ელექტროენერგიის პირველი ძირითადი ინდუსტრიული გამოყენება. მაგალითად, 1870-იან წლებში Siemens-მა გამოიყენა ელექტრომაგნიტური დინამოები ელექტრული რკალის ღუმელების დასამუშავებლად ლითონებისა და სხვა მასალების წარმოებისთვის.

ეს დიდი ღვედით მოძრავი მაღალი დენის დინამო აწარმოებდა 310 ამპერს 7 ვოლტზე. დინამოები აღარ გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებისთვის საჭირო კომუტატორის ზომისა და სირთულის გამო.

შემუშავებული დინამოს მანქანა შედგებოდა სტაციონარული სტრუქტურისგან, რომელიც უზრუნველყოფს მაგნიტურ ველს და მბრუნავი გრაგნილების ნაკრებისგან, რომლებიც ბრუნავს ამ ველში. უფრო დიდ მანქანებზე მუდმივი მაგნიტური ველი უზრუნველყოფილია ერთი ან მეტი ელექტრომაგნიტით, რომლებსაც ჩვეულებრივ ველის ხვეულებს უწოდებენ.

ელექტროენერგიის გამომუშავების დიდი დინამოები ახლა იშვიათად გვხვდება ელექტროენერგიის განაწილებისთვის ალტერნატიული დენის თითქმის უნივერსალური გამოყენების გამო. AC-ის მიღებამდე, ძალიან დიდი პირდაპირი დენის დინამოები იყო ენერგიის გამომუშავებისა და განაწილების ერთადერთი საშუალება. AC დომინირებს AC-ის უნარის გამო, ადვილად გარდაიქმნება და ძალიან მაღალ ძაბვაზე, რათა დაუშვას დაბალი დანაკარგები დიდ დისტანციებზე.

ფერანტის ალტერნატიული დენის გენერატორი, გ.1900 წ.

სინქრონული გენერატორები (ალტერნატიული დენის გენერატორები) - აღმოჩენების სერიის მეშვეობით დინამოს მრავალი შემდგომი გამოგონება დაემატა, განსაკუთრებით AC ალტერნატორი, რომელსაც შეეძლო ალტერნატიული დენის გამომუშავება. საყოველთაოდ ცნობილია, რომ ეს არის სინქრონული გენერატორები (SG). სინქრონული მანქანები პირდაპირ არის დაკავშირებული ქსელთან და საჭიროებს სათანადო სინქრონიზაციას გაშვების დროს. უფრო მეტიც, ისინი აღფრთოვანებულნი არიან სპეციალური კონტროლით, რათა გააძლიერონ ენერგოსისტემის სტაბილურობა.

ალტერნატიული დენის გენერირების სისტემები ცნობილი იყო მარტივი ფორმებით მაიკლ ფარადეის ელექტრული დენის მაგნიტური ინდუქციის თავდაპირველი აღმოჩენიდან. თავად ფარადეიმ ააშენა ადრეული ალტერნატორი. მისი მანქანა იყო „მბრუნავი მართკუთხედი“, რომლის მოქმედება იყო ჰეტეროპოლარული: თითოეული აქტიური გამტარი ზედიზედ გადიოდა იმ რეგიონებში, სადაც მაგნიტური ველი საპირისპირო მიმართულებით იყო.

დიდი ორფაზიანი ალტერნატიული დენის გენერატორები აშენდა ბრიტანელმა ელექტრიკოსმა, J. E. H. Gordon, 1882 წელს. პირველი საჯარო დემონსტრირება "ალტერნატორული სისტემის" მიერ იყო უილიამ სტენლი უმცროსი, Westinghouse Electric-ის თანამშრომელი 1886 წელს.

სებასტიან ზიანი დე ფერანტიმ დააარსა Ferranti, Thompson and Ince 1882 წელს, რათა გამოეგზავნა თავისი Ferranti-Thompson Alternator, რომელიც გამოიგონა ცნობილი ფიზიკოსის ლორდ კელვინის დახმარებით. მისი ადრეული ალტერნატორები აწარმოებდნენ სიხშირეებს 100-დან 300 ჰც-მდე. ფერანტიმ განაგრძო დეპტფორდის ელექტროსადგურის დიზაინი ლონდონის ელექტრომომარაგების კორპორაციისთვის 1887 წელს ალტერნატიული დენის სისტემის გამოყენებით. 1891 წელს მისი დასრულების შემდეგ, ეს იყო პირველი ჭეშმარიტად თანამედროვე ელექტროსადგური, რომელიც ამარაგებდა მაღალი ძაბვის ცვლადი ელექტროენერგიას, რომელიც შემდეგ "შეწყდა" მომხმარებელთა გამოყენებისთვის თითოეულ ქუჩაზე. ეს ძირითადი სისტემა დღესაც გამოიყენება მთელ მსოფლიოში.

1900-იანი წლების დასაწყისის პატარა 75 კვა პირდაპირი მართვით ელექტროსადგურის AC ალტერნატორი, ცალკე სარტყელზე მომუშავე აგზნების გენერატორით.

1891 წლის შემდეგ დაინერგა პოლიფაზური ალტერნატორები მრავალი განსხვავებული ფაზის დენების მიწოდებისთვის. მოგვიანებით ალტერნატორები შეიქმნა ალტერნატიული დენის სიხშირეების ცვალებად თექვსმეტიდან ასი ჰერცამდე, რკალის განათებისთვის, ინკანდესენტური განათებისთვის და ელექტროძრავებისთვის.
თვითაღგზნება - რაც უფრო დიდი მასშტაბის ელექტროენერგიის გამომუშავების მოთხოვნები გაიზარდა, ახალი შეზღუდვა გაიზარდა: მაგნიტური ველები ხელმისაწვდომია მუდმივი მაგნიტებიდან. გენერატორის მიერ გამომუშავებული ენერგიის მცირე რაოდენობის ელექტრომაგნიტური ველის ხვეულზე გადამისამართება საშუალებას აძლევდა გენერატორს არსებითად მეტი სიმძლავრის გამომუშავება. ამ კონცეფციას ეწოდა თვითაღგზნება.

ველის ხვეულები დაკავშირებულია სერიულად ან პარალელურად არმატურის გრაგნილთან. როდესაც გენერატორი პირველად იწყებს ბრუნვას, რკინის ბირთვში არსებული რემანენტული მაგნეტიზმის მცირე რაოდენობა უზრუნველყოფს მაგნიტურ ველს მის დასაწყებად, რაც წარმოქმნის მცირე დენს არმატურაში. ეს მიედინება ველის ხვეულებში, ქმნის უფრო დიდ მაგნიტურ ველს, რომელიც წარმოქმნის უფრო დიდ არმატურის დენს. ეს „ჩატვირთვის“ პროცესი გრძელდება მანამ, სანამ ბირთვში მაგნიტური ველი არ დაიწევს გაჯერების გამო და გენერატორი არ მიაღწევს სიმძლავრის სტაბილურ მდგომარეობას.

ძალიან დიდი ელექტროსადგურის გენერატორები ხშირად იყენებენ ცალკეულ პატარა გენერატორს უფრო დიდის საველე კოჭების აღგზნებისთვის. ელექტროგადამცემი სადგურების კუნძულირების შემთხვევაში ძლიერი ფართოდ გავრცელებული ელექტროენერგიის გათიშვის შემთხვევაში, სადგურებს შეიძლება დასჭირდეთ შავი სტარტი მათი უმსხვილესი გენერატორების მინდვრების აღგზნების მიზნით, რათა აღადგინონ აბონენტთა ენერგომომსახურება.

სპეციალიზებული ტიპის გენერატორები

პირდაპირი დენი (DC)

დინამო იყენებს კომუტატორებს პირდაპირი დენის წარმოებისთვის. ის თვითაღგზნებულია, ანუ მისი ველის ელექტრომაგნიტები იკვებება მანქანის საკუთარი გამომავალი საშუალებით. DC გენერატორების სხვა ტიპები იყენებენ პირდაპირი დენის ცალკე წყაროს მათი ველის მაგნიტების გასააქტიურებლად.

ჰომოპოლარული გენერატორი

მთავარი სტატია: ჰომოპოლარული გენერატორი

ჰომოპოლარული გენერატორი არის DC ელექტრული გენერატორი, რომელიც მოიცავს ელექტრული გამტარ დისკს ან ცილინდრს, რომელიც ბრუნავს პერპენდიკულარულ სიბრტყეში ერთიანი სტატიკური მაგნიტური ველის მიმართ. პოტენციური განსხვავება იქმნება დისკის ცენტრსა და რგოლს (ან ცილინდრის ბოლოებს) შორის, ელექტრული პოლარობა დამოკიდებულია ბრუნვის მიმართულებაზე და ველის ორიენტაციაზე.

იგი ასევე ცნობილია როგორც უნიპოლარული გენერატორი, აციკლური გენერატორი, დისკის დინამო ან ფარადეის დისკი. ძაბვა, როგორც წესი, დაბალია, რამდენიმე ვოლტის რიგით მცირე საჩვენებელი მოდელების შემთხვევაში, მაგრამ მსხვილ კვლევით გენერატორებს შეუძლიათ ასობით ვოლტის გამომუშავება და ზოგიერთ სისტემას აქვს რამდენიმე გენერატორი სერიაში კიდევ უფრო დიდი ძაბვის წარმოებისთვის. ისინი უჩვეულოა იმით, რომ მათ შეუძლიათ გამოიმუშაონ უზარმაზარი ელექტრული დენი, დაახლოებით მილიონ ამპერზე მეტი, რადგან ჰომოპოლარული გენერატორი შეიძლება იყოს ძალიან დაბალი შიდა წინააღმდეგობის შესაქმნელად.

მაგნიტოჰიდროდინამიკური (MHD) გენერატორი

მთავარი სტატია: მაგნიტოჰიდროდინამიკური გენერატორი

მაგნიტოჰიდროდინამიკური გენერატორი პირდაპირ ამოიღებს ელექტროენერგიას მაგნიტური ველის გავლით ცხელი გაზების გადაადგილებისგან, მბრუნავი ელექტრომაგნიტური აპარატების გამოყენების გარეშე. MHD გენერატორები თავდაპირველად შეიქმნა იმის გამო, რომ პლაზმური MHD გენერატორის გამომავალი არის ალი, რომელსაც კარგად შეუძლია გაათბოს ორთქლის ელექტროსადგურის ქვაბები. პირველი პრაქტიკული დიზაინი იყო AVCO Mk. 25, შემუშავებული 1965 წელს. აშშ-ს მთავრობამ დააფინანსა მნიშვნელოვანი განვითარება, რაც დასრულდა 1987 წელს 25 მეგავატი სიმძლავრის საჩვენებელი სადგურით. საბჭოთა კავშირში 1972 წლიდან 1980-იანი წლების ბოლოს MHD სადგური U 25 რეგულარულად მუშაობდა მოსკოვის ენერგოსისტემაზე. რეიტინგი 25 მეგავატი, ყველაზე დიდი MHD სადგურის რეიტინგი იმ დროისთვის მსოფლიოში. MHD გენერატორები, რომლებიც მუშაობენ ტოპ ციკლის სახით, ამჟამად (2007) ნაკლებად ეფექტურია, ვიდრე კომბინირებული ციკლის გაზის ტურბინები.

ალტერნატიული დენი (AC)

ინდუქციური გენერატორი

მთავარი სტატია: ინდუქციური გენერატორი

ინდუქციური AC ძრავები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გენერატორები, რომლებიც მექანიკურ ენერგიას ელექტრო დენად აქცევს. ინდუქციური გენერატორები მუშაობენ მექანიკურად აბრუნებენ როტორს ერთდროულ სიჩქარეზე უფრო სწრაფად, რაც იწვევს უარყოფით სრიალს. ჩვეულებრივი AC არაერთდროული ძრავა ჩვეულებრივ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გენერატორი, მის ნაწილებში ცვლილებების გარეშე. ინდუქციური გენერატორები სასარგებლოა ისეთ პროგრამებში, როგორიცაა მინიჰიდროელექტროსადგურები, ქარის ტურბინები, ან მაღალი წნევის გაზის ნაკადების შემცირებაზე დაბალ წნევაზე, რადგან მათ შეუძლიათ ენერგიის აღდგენა შედარებით მარტივი კონტროლის საშუალებით. მათ არ სჭირდებათ სხვა წრედის მუშაობის დასაწყებად, რადგან გარდამტეხი მაგნიტური ველი უზრუნველყოფილია ინდუქციით მათგან. მათ ასევე არ ესაჭიროებათ სიჩქარის რეგულირების აღჭურვილობა, რადგან ისინი არსებითად მუშაობენ დაკავშირებული ქსელის სიხშირეზე.

ინდუქციური გენერატორი იკვებება წამყვანი ძაბვით; ეს ჩვეულებრივ ხდება ელექტრო ქსელთან მიერთებით, ან ფაზის კორექტირების კონდენსატორებით ელექტროენერგიით.

ხაზოვანი ელექტრო გენერატორი

მთავარი სტატია: ხაზოვანი გენერატორი

ხაზოვანი ელექტრო გენერატორის უმარტივეს ფორმაში მოცურების მაგნიტი მოძრაობს წინ და უკან სოლენოიდის, სპილენძის მავთულის ან ხვეულის მეშვეობით. ალტერნატიული დენი წარმოიქმნება მავთულში, ან მავთულის მარყუჟებში, ფარადეის ინდუქციის კანონით ყოველ ჯერზე, როცა მაგნიტი სრიალებს. ამ ტიპის გენერატორი გამოიყენება ფარადეის ფანარში. უფრო დიდი ხაზოვანი ელექტროენერგიის გენერატორები გამოიყენება ტალღის სიმძლავრის სქემებში.

ცვლადი სიჩქარის მუდმივი სიხშირის გენერატორები

ქსელთან დაკავშირებული გენერატორები აწვდიან ელექტროენერგიას კონსერვატიულადმუდმივი სიხშირე. სინქრონული ან ინდუქციური ტიპის გენერატორებისთვის, პრაიმერის მოძრავი სიჩქარე, რომელიც აბრუნებს გენერატორის ლილვს, უნდა იყოს კონკრეტულ სიჩქარეზე (ან სიჩქარის ვიწრო დიაპაზონში), რათა უზრუნველყოს სიმძლავრე საჭირო სასარგებლო სიხშირეზე. სიჩქარის რეგულირების მექანიკურმა მოწყობილობებმა შეიძლება დახარჯოს შეყვანის ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი საჭირო ფიქსირებული სიხშირის შესანარჩუნებლად.

იქ, სადაც არაპრაქტიკული ან არასასურველია ძირითადი ამოძრავების სიჩქარის მჭიდრო რეგულირება, ორმაგად კვებაზე მყოფი ელექტრო მანქანები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გენერატორები. ენერგეტიკული ელექტრონული მოწყობილობების დახმარებით მათ შეუძლიათ გამომავალი სიხშირის დარეგულირება სასურველ მნიშვნელობამდე გენერატორის ლილვის სიჩქარის უფრო ფართო დიაპაზონში. ალტერნატიულად, სტანდარტული გენერატორის გამოყენება შესაძლებელია სიხშირის რეგულირების მცდელობის გარეშე და შედეგად მიღებული სიმძლავრე გარდაიქმნება სასურველ გამომავალ სიხშირეზე რექტფიკატორისა და გადამყვანის კომბინაციით. ძირითადი მოძრაობის სიჩქარის უფრო ფართო დიაპაზონის დაშვებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ინსტალაციის მთლიანი ენერგიის წარმოება, უფრო რთული გენერატორებისა და კონტროლის ხარჯზე. მაგალითად, როდესაც ქარის ტურბინას, რომელიც მუშაობს ფიქსირებულ სიხშირეზე, შეიძლება საჭირო გახდეს ენერგიის დაღვრა ქარის მაღალი სიჩქარით, ცვლადი სიჩქარის სისტემამ შეიძლება დაუშვას ქარის მაღალი სიჩქარის პერიოდებში არსებული ენერგიის აღდგენა.

ატლონის ელექტროსადგური კეიპტაუნში, სამხრეთ აფრიკა

ელეტრქო სადგურები - ელექტროსადგური, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ელექტროსადგური ან ელექტროსადგური და ზოგჯერ წარმომქმნელი სადგური ან გენერატორი, არის ინდუსტრიული ობიექტი, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას. ელექტროსადგურების უმეტესობა შეიცავს ერთ ან მეტ გენერატორს, ან დაწნულ მანქანებს, რომლებიც გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიას სამფაზიან ელექტრო ენერგიად. ფარდობითი მოძრაობა მაგნიტურ ველსა და გამტარს შორის ქმნის ელექტრულ დენს. ენერგიის წყარო, რომელიც გამოყენებულია გენერატორის დასაბრუნებლად, ძალიან განსხვავდება. მსოფლიოში ელექტროსადგურების უმეტესობა წვავს წიაღისეულ საწვავს, როგორიცაა ქვანახშირი, ნავთობი და ბუნებრივი აირი ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად. სუფთა წყაროები მოიცავს ბირთვულ ენერგიას და სულ უფრო ხშირად იყენებენ განახლებად წყაროებს, როგორიცაა მზე, ქარი, ტალღები და გამდინარე წყალი.

ჰიდროელექტროსადგური გაბჩიკოვოს კაშხალზე, სლოვაკეთი

ველოსიპედები

ველოსიპედებს სჭირდებათ ენერგია ნათურების და სხვა აღჭურვილობის გასაძლიერებლად. ველოსიპედებზე გამოიყენება გენერატორის ორი ტიპი: ბოთლის დინამოები, რომლებიც საჭიროებისამებრ ეხვევა ველოსიპედის საბურავს, და კვანძის დინამოები, რომლებიც პირდაპირ არის მიმაგრებული ველოსიპედის მამოძრავებელ მატარებელზე. სახელი ჩვეულებრივია, რადგან ისინი არიან პატარა მუდმივი მაგნიტის ალტერნატორები და არა თვითაღგზნებული DC მანქანები, როგორც დინამოები. ზოგიერთ ელექტრო ველოსიპედს შეუძლია რეგენერაციული დამუხრუჭება, სადაც მამოძრავებელი ძრავა გამოიყენება როგორც გენერატორი დამუხრუჭების დროს გარკვეული ენერგიის აღსადგენად.

იალქნიანი ნავები

იალქნიანმა ნავებს შეუძლიათ გამოიყენონ წყლის ან ქარის გენერატორი ბატარეების წვეთად დასატენად. მცირე პროპელერი, ქარის ტურბინა ან ტურბინა დაკავშირებულია დაბალი სიმძლავრის გენერატორთან, რათა მიეწოდება დენები ტიპიური ქარის ან საკრუიზო სიჩქარით.

რეკრეაციული მანქანები

რეკრეაციულ სატრანსპორტო საშუალებებს ესაჭიროებათ დამატებითი ელექტრომომარაგება მათი საბორტო აქსესუარების, მათ შორის, კონდიცირების განყოფილებებისა და მაცივრების კვებისათვის. RV დენის შტეფსელი უკავშირდება ელექტრო გენერატორს სტაბილური კვების წყაროს მისაღებად.

ჰიდროელექტროსადგური გლენ კანიონის კაშხალში, პეიჯი, არიზონა

ელექტრო სკუტერები

ელექტრო სკუტერები რეგენერაციული დამუხრუჭებით პოპულარული გახდა მთელ მსოფლიოში. ინჟინრები იყენებენ კინეტიკური ენერგიის აღდგენის სისტემებს სკუტერზე, რათა შეამცირონ ენერგიის მოხმარება და გაზარდონ მისი დიაპაზონი 40-60%-მდე ენერგიის უბრალოდ აღდგენით მაგნიტური მუხრუჭის გამოყენებით, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტრო ენერგიას შემდგომი გამოყენებისთვის. თანამედროვე მანქანები აღწევენ სიჩქარეს 25-30 კმ/სთ-მდე და შეუძლიათ 35-40 კმ-მდე სიარული.

მობილური ელექტრო გენერატორი

გენსეტი

მთავარი სტატია: ძრავა-გენერატორი

ძრავა-გენერატორი არის ელექტრული გენერატორისა და ძრავის (პრაიმძრავის) ერთობლიობა, რომლებიც ერთად არის დამონტაჟებული, რათა შექმნან ერთიანი ცალკეული მოწყობილობა. გამოყენებული ძრავები, როგორც წესი, დგუშიანი ძრავებია, მაგრამ გაზის ტურბინების გამოყენებაც შეიძლება და არის დიზელის გაზის ჰიბრიდული დანადგარებიც კი, რომლებსაც ორმაგი საწვავის ბლოკები ეწოდება. ხელმისაწვდომია ძრავის გენერატორების მრავალი განსხვავებული ვერსია - დაწყებული ძალიან მცირე პორტატული ბენზინის კომპლექტებიდან დაწყებული დიდი ტურბინის დანადგარებამდე. ძრავის გენერატორების მთავარი უპირატესობა არის ელექტროენერგიის დამოუკიდებლად მიწოდების შესაძლებლობა, რაც საშუალებას აძლევს დანაყოფებს ემსახურონ როგორც სარეზერვო ენერგიის წყარო.

მომიტინგეები Occupy Wall Street-ზე იყენებდნენ ველოსიპედებს, რომლებიც დაკავშირებულია ძრავასთან და ცალმხრივ დიოდთან, ელექტრონიკის ბატარეების დასატენად

ადამიანზე მომუშავე ელექტრო გენერატორებიადამიანზე მომუშავე ელექტრო გენერატორები კომერციულად ხელმისაწვდომია და ეს იყო ზოგიერთი წვრილმანი ენთუზიასტის პროექტი. როგორც წესი, ფუნქციონირებს პედლების სიმძლავრის, გარდაქმნილი ველოსიპედის ტრენაჟორის ან ფეხის ტუმბოს საშუალებით, ასეთი გენერატორები პრაქტიკულად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბატარეების დასატენად და ზოგიერთ შემთხვევაში შექმნილია ინტეგრალური ინვერტორით. საშუალოდ "ჯანმრთელ ადამიანს" შეუძლია გამოიმუშაოს სტაბილური 75 ვატი (0.1 ცხენის ძალა) სრული რვა საათის განმავლობაში, ხოლო "პირველი კლასის სპორტსმენს" შეუძლია გამოიმუშაოს დაახლოებით 298 ვატი (0.4 ცხენის ძალა) ანალოგიური პერიოდის განმავლობაში, რომლის დასასრულს საჭირო იქნება დასვენებისა და გამოჯანმრთელების განუსაზღვრელი პერიოდი. 298 ვატზე საშუალოდ „ჯანმრთელი ადამიანი“ 10 წუთში იღლება. წმინდა ელექტრული სიმძლავრე, რომლის წარმოებაც შესაძლებელია, ნაკლები იქნება გენერატორის ეფექტურობის გამო. პორტატული რადიო მიმღებები ამწეით დამზადებულია ბატარეის შესყიდვის მოთხოვნების შესამცირებლად, იხილეთ საათის მექანიზმი რადიო. მე-20 საუკუნის შუა ხანებში პედლებიანი რადიოები გამოიყენებოდა ავსტრალიის გარეუბანში, რათა უზრუნველყოფდნენ სასკოლო (საჰაერო სკოლა), სამედიცინო და სხვა საჭიროებებს შორეულ სადგურებსა და ქალაქებში.

მექანიკური გაზომვა

ტაქოგენერატორი არის ელექტრომექანიკური მოწყობილობა, რომელიც აწარმოებს გამომავალ ძაბვას მისი ლილვის სიჩქარის პროპორციულად. ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სიჩქარის ინდიკატორისთვის ან უკუკავშირის სიჩქარის კონტროლის სისტემაში. ტაქოგენერატორებს ხშირად იყენებენ ტაქომეტრების გასაზომად ელექტროძრავების, ძრავების და მათ მიერ მომუშავე აღჭურვილობის სიჩქარის გასაზომად. გენერატორები აწარმოებენ ძაბვას ლილვის სიჩქარის უხეშად პროპორციულად. ზუსტი კონსტრუქციით და დიზაინით, გენერატორები შეიძლება აშენდეს ძალიან ზუსტი ძაბვის შესაქმნელად ლილვის სიჩქარის გარკვეული დიაპაზონისთვის.

გენერატორისა და დატვირთვის ეკვივალენტური წრე ნაჩვენებია მიმდებარე დიაგრამაზე. გენერატორი წარმოდგენილია აბსტრაქტული გენერატორით, რომელიც შედგება იდეალური ძაბვის წყაროსა და შიდა წინაღობისგან. გენერატორის

𝑉

გ

{\displaystyle V_{\text{G}}} და

𝑅

გ

{\displaystyle R_{\text{G}}} პარამეტრების დადგენა შესაძლებელია გრაგნილის წინააღმდეგობის გაზომვით (შესწორებული სამუშაო ტემპერატურაზე) და ღია წრედის და დატვირთული ძაბვის გაზომვით განსაზღვრული მიმდინარე დატვირთვისთვის.

ეს არის გენერატორის უმარტივესი მოდელი, ზუსტი წარმოდგენისთვის შეიძლება საჭირო გახდეს დამატებითი ელემენტების დამატება. კერძოდ, ინდუქციურობა შეიძლება დაემატოს აპარატის გრაგნილების და მაგნიტური გაჟონვის ნაკადის დასაშვებად,  მაგრამ სრული წარმოდგენა შეიძლება ბევრად უფრო რთული გახდეს, ვიდრე ეს.

იხ. ვიდეო - AC Electrical Generator Basics - How electricity is generated