전기 기계는 전기 에너지를 기계 에너지로 또는 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로 정의 할 수 있습니다. 안 발전기 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전기 기계로 정의 할 수 있습니다. 발전기는 일반적으로 고정자와 회 전자 두 부분으로 구성됩니다. 직류 발전기, 교류 발전기, 차량용 발전기, 인간 동력 발전기 등과 같은 다양한 유형의 발전기가 있습니다. 이 기사에서는 동기식 발전기 작동 원리에 대해 논의하겠습니다.

동기 생성기

전기 기계의 회전 및 고정 부품은 각각 회 전자 및 고정 자라고 할 수 있습니다. 전기 기계의 회 전자 또는 고정자는 전력 생산 부품으로 작동하며 전기 자라고합니다. 고정자 또는 회 전자에 장착 된 전자석 또는 영구 자석은 자기장 전기 기계의. 여기 장을 제공하기 위해 코일 대신 영구 자석이 사용되는 발전기는 영구 자석 동기식 발전기 또는 단순히 동기식 발전기라고도합니다.

동기식 발전기 구축

일반적으로 동기식 발전기는 회 전자와 고정자 두 부분으로 구성됩니다. 회 전자 부분은 필드 극으로 구성되고 고정자 부분은 전기자 도체로 구성됩니다. 전기자 도체가있는 상태에서 계자 극의 회전은 교류 전압 그 결과 전력이 생성됩니다.

동기식 발전기 구축

필드 극의 속도는 동기 속도이며 다음과 같이 지정됩니다.

동기 속도

여기서 'f'는 교류 주파수를 나타내고 'P'는 극 수를 나타냅니다.

“DC 모터의 동적 제동 ”

동기식 발전기 작동 원리

동기식 발전기의 작동 원리는 전자기 유도입니다. 플럭스와 도체 사이에 상대 운동이 발생하면 도체에 EMF가 유도됩니다. 동기식 발전기의 작동 원리를 이해하기 위해 아래 그림과 같이 직사각형 코일 또는 회전이 배치 된 두 개의 반대 자극을 고려해 보겠습니다.

두 개의 반대되는 자기 극 사이에 배치 된 직사각형 도체

직사각형 회전이 아래 그림과 같이 축 a-b에 대해 시계 방향으로 회전하면 90도 회전을 완료 한 후 도체 측면 AB와 CD가 각각 S 극과 N 극 앞에 오게됩니다. 따라서 이제 우리는 도체 접선 운동이 북극에서 남극으로의 자속 선에 수직이라고 말할 수 있습니다.

자기 플럭스에 수직 인 도체의 회전 방향

따라서 여기서 도체에 의한 자속 절단 속도는 최대이며 도체에 전류를 유도합니다. 유도 전류의 방향은 다음을 사용하여 결정할 수 있습니다. 플레밍의 오른손 법칙 . 따라서 전류가 A에서 B로, C에서 D로 전달된다고 말할 수 있습니다. 도체를 시계 방향으로 90도 더 회전하면 아래 그림과 같이 수직 위치가됩니다.

자속에 평행 한 도체의 회전 방향

이제 도체와 자속 선의 위치가 서로 평행하므로 도체에 자속이 차단되지 않고 전류가 유도되지 않습니다. 그런 다음 도체가 시계 방향에서 90도 더 회전하는 동안 아래 그림과 같이 직사각형 회전이 수평 위치가됩니다. 따라서 도체 AB와 CD는 각각 N 극과 S 극 아래에 있습니다. 플레밍의 오른손 법칙을 적용함으로써 전류는 도체 AB에서 지점 B에서 A로 유도하고 전류는 도체 CD에서 지점 D에서 C로 유도합니다.

따라서 전류의 방향은 A – D – C – B로 표시 할 수 있고 직전 사각 회전의 수평 위치에 대한 전류의 방향은 A – B – C – D입니다. 다시 수직 위치로 회전하면 유도 전류는 다시 0으로 감소합니다. 따라서 직사각형 회전의 한 번의 완전한 회전에 대해 도체의 전류는 최대에 도달하여 0으로 감소한 다음 반대 방향으로 최대에 도달하고 다시 0에 도달합니다. 따라서 직사각형 회전의 완전한 회전은 하나의 완전한 사인파를 생성합니다. 도체에 유도 된 전류 이것은 자기장 내부에서 회전을 회전하여 교류의 생성이라고 할 수 있습니다.

이제 실용적인 동기식 발전기를 고려하면 필드 자석이 고정 전기자 도체 사이에서 회전합니다. 동기식 발전기 로터와 샤프트 또는 터빈 블레이드는 기계적으로 서로 결합되어 동기 속도로 회전합니다. 그래서 자속 절단은 전기자 도체에 전류 흐름을 일으키는 유도 EMF를 생성합니다. 따라서 각 권선에 대해 전류는 전반전주기 동안 한 방향으로 흐르고 나머지 절반주기 동안 전류는 120 도의 시간 지연 (120도만큼 변위 됨)으로 다른 방향으로 흐릅니다. 따라서 동기식 발전기의 출력 전력은 아래 그림과 같이 나타낼 수 있습니다.

동기 발생기 출력