Получение переменного синусоидального тока

Метод получения переменного тока

Преимущество переменного тока перед постоянным током состоит в:

    1. Его достаточно легко перемещать на большие расстояния с минимальными потерями.
    2. Величину напряжения можно изменять с помощью трансформатора.
    3. Электродвигатели переменного тока простые в эксплуатации, конструкции и имеют небольшой вес.

Если рамку из медной проволоки поместить в электромагнитное поле и начать вращать, то на ее концах появится разность потенциалов. И если рамку замкнуть через нагрузку тогда потечёт электрический переменный синусоидальный ток. Величина и полярность переменного тока будет зависеть от положения рамки в электромагнитном поле, и при равномерном ее вращении получим переменный синусоидальный ток.

Вращение рамки

Вращение рамки в электромагнитном поле

В зависимости от частоты вращения рамки получим различную частоту переменного тока. Чтобы увеличить значение ЭДС добавляют число витков, и получается многовитковая катушка. Для генерации переменного тока применяют синхронные генераторы. Синхронный генератор переменного тока хорошо выдерживает большие токовые перегрузки, легко стабилизирует частоту переменного тока и э.д.с.

Электростанции работают на трехфазных генераторах, вырабатывающих трёхфазное напряжение. Такое напряжение считается экономически выгодным, а с технической стороны хорошим решением для работы электрических генераторов. Для генераторов, ротор которого имеет частоту вращения 3000 об/ мин с частотой 50 Гц необходимо всего два полюса, а при 1500 об/ мин генератор имеет четыре полюса.

Синхронный генератор содержит статор с обмотками, ротор с катушкой возбуждения и щётки. Щётки скользят по кольцам и, поэтому электромагнитное поле не меняет знак и направление. Есть возможность менять величину тока возбуждения и автоматически поддерживать режим работы синхронного генератора.

Генератора

Устройство генератора

В промышленных объемах электроэнергию вырабатывают трехфазными синхронными генераторами. В частном случае используют однофазные и трехфазные генераторы.  Для электроинструмента с большими пусковыми токами используют синхронные генераторы, которые хорошо выдерживают большие кратковременные токовые перегрузки. Для частных домов, где нет больших перегрузок, применяют асинхронные генераторы.

Катушки трехфазного генератора могут иметь два вида соединений, как и для трехфазной нагрузки-это соединения “звезда” и “треугольник”. В генераторах электрический ток получают в трех обмотках соединенных по схеме ”звезда”. Такой вид соединения более экономный, так как не имеет четвертого провода.

Из общей точки соединения обмоток, при одинаковых напряжениях и нагрузках на 3 фазах, провод не выводится. Так в симметричных сетях при одинаковых нагрузках общий провод не обязателен. В электрических низковольтных сетях, для однофазных нагрузок равномерная нагрузка невозможна, поэтому здесь используют четырех проводные сети с глухозаземленной нейтралью.

Напряжение между фазами называют линейным напряжением, а между фазой и центральным проводом — фазным напряжением. В электростанциях и подстанциях применяют схему соединения “звезда”. Для низковольтных сетей до 1000 В линейное напряжения (между фазами) составляет 380 В, а напряжение между фазой и нейтралью (фазное) 220 В.

Сети до 1000 В с использованием различных нагрузок в разных фазах могут иметь перекос фаз. По правилам ПУЭ сети до 1000 В должны быть четырех проводными с глухозаземленной нейтралью. Таким образом, на понижающей подстанции нулевой провод с вторичной обмотки трансформатора, соединяется с заземляющим устройством и четвертым проводом идет к потребителям.

вторичная обмотка подстанции

Четырех проводная вторичная обмотка подстанции

Не всегда рационально использовать синхронные генераторы. Иногда возникает необходимость получить переменное напряжение из постоянного 12-220 В или 24-220 В. В этом случае используют электронные преобразователи. В дешёвых вариантах электронных преобразователей синусоида переменного тока нечистая. Поэтому они подходят для активной нагрузки (лампы накаливания, тэны, различные обогреватели). Для индуктивной нагрузки (электродвигатели) нужна чистая синусоида переменного напряжения. Такие электронные преобразователи значительно дороже.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Электрика в доме © 2016 Все права защищены. Копирование возможно только с разрешения администрации Google+