जनरेटर

जनरेटर ही अशी उपकरणे आहेत जी इतर प्रकारच्या उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर करतात. १८३२ मध्ये, फ्रेंच नागरिक बिक्सीने जनरेटरचा शोध लावला.

जनरेटर हा रोटर आणि स्टेटरपासून बनलेला असतो. रोटर स्टेटरच्या मध्यभागी असलेल्या पोकळीत स्थित असतो. रोटरवर चुंबकीय ध्रुव असतात जे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करतात. प्राइम मूव्हर रोटरला फिरवण्यासाठी चालवत असताना, यांत्रिक ऊर्जा हस्तांतरित केली जाते. रोटरचे चुंबकीय ध्रुव रोटरसह उच्च वेगाने फिरतात, ज्यामुळे चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर विंडिंगशी संवाद साधते. या संवादामुळे चुंबकीय क्षेत्र स्टेटर विंडिंगच्या कंडक्टरमधून कापले जाते, ज्यामुळे एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव्ह बल निर्माण होते आणि त्यामुळे यांत्रिक उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर होते. जनरेटर डीसी जनरेटर आणि एसी जनरेटरमध्ये विभागले जातात, जे औद्योगिक आणि कृषी उत्पादन, राष्ट्रीय संरक्षण, विज्ञान आणि तंत्रज्ञान आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात.

स्ट्रक्चरल पॅरामीटर्स

जनरेटरमध्ये सामान्यतः स्टेटर, रोटर, एंड कॅप्स आणि बेअरिंग्ज असतात.

स्टेटरमध्ये स्टेटर कोर, वायर विंडिंग्ज, एक फ्रेम आणि इतर स्ट्रक्चरल भाग असतात जे हे भाग निश्चित करतात.

रोटरमध्ये रोटर कोर (किंवा चुंबकीय खांब, चुंबकीय चोक) विंडिंग, गार्ड रिंग, सेंटर रिंग, स्लिप रिंग, फॅन आणि रोटर शाफ्ट आणि इतर घटक असतात.

जनरेटरचे स्टेटर आणि रोटर बेअरिंग्ज आणि एंड कॅप्सद्वारे जोडलेले आणि एकत्र केलेले असतात, जेणेकरून रोटर स्टेटरमध्ये फिरू शकेल आणि चुंबकीय बल रेषा कापण्याची हालचाल करू शकेल, अशा प्रकारे प्रेरित विद्युत क्षमता निर्माण होईल, जी टर्मिनल्समधून बाहेर काढली जाते आणि सर्किटशी जोडली जाते आणि नंतर विद्युत प्रवाह निर्माण होतो.

कार्यात्मक वैशिष्ट्ये

सिंक्रोनस जनरेटरची कार्यक्षमता प्रामुख्याने नो-लोड आणि लोड ऑपरेशन वैशिष्ट्यांद्वारे दर्शविली जाते. ही वैशिष्ट्ये वापरकर्त्यांसाठी जनरेटर निवडण्यासाठी महत्त्वाची आधारे आहेत.

नो-लोड वैशिष्ट्यीकरण:जेव्हा जनरेटर लोडशिवाय चालतो, तेव्हा आर्मेचर करंट शून्य असतो, ज्याला ओपन-सर्किट ऑपरेशन म्हणतात. यावेळी, मोटर स्टेटरच्या थ्री-फेज वाइंडिंगमध्ये फक्त नो-लोड इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E0 (थ्री-फेज सममिती) उत्तेजना प्रवाह If द्वारे प्रेरित असतो आणि त्याची परिमाण If च्या वाढीसह वाढते. तथापि, हे दोन्ही प्रमाणबद्ध नाहीत कारण मोटर चुंबकीय सर्किट कोर संतृप्त आहे. नो-लोड इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E0 आणि उत्तेजना प्रवाह If मधील संबंध प्रतिबिंबित करणारा वक्र समकालिक जनरेटरचे नो-लोड वैशिष्ट्य म्हणतात.

आर्मेचर प्रतिक्रिया:जेव्हा जनरेटर एका सममितीय भाराशी जोडला जातो, तेव्हा आर्मेचर विंडिंगमधील तीन-फेज प्रवाह आणखी एक फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करतो, ज्याला आर्मेचर अभिक्रिया क्षेत्र म्हणतात. त्याची गती रोटरच्या गतीइतकी असते आणि दोन्ही समकालिकपणे फिरतात.

सिंक्रोनस जनरेटरचे आर्मेचर रिअ‍ॅक्टिव्ह फील्ड आणि रोटर एक्सिटेशन फील्ड दोन्ही सायनसॉइडल कायद्यानुसार वितरित केल्यामुळे अंदाजे मोजता येतात. त्यांचा स्थानिक फेज फरक नो-लोड इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स E0 आणि आर्मेचर करंट I मधील वेळेच्या फेज फरकावर अवलंबून असतो. याव्यतिरिक्त, आर्मेचर रिअ‍ॅक्शन फील्ड देखील लोड परिस्थितीशी संबंधित आहे. जेव्हा जनरेटर लोड प्रेरक असतो, तेव्हा आर्मेचर रिअ‍ॅक्शन फील्डचा डीमॅग्नेटायझिंग प्रभाव असतो, ज्यामुळे जनरेटर व्होल्टेज कमी होतो. उलट, जेव्हा लोड कॅपेसिटिव्ह असतो, तेव्हा आर्मेचर रिअ‍ॅक्शन फील्डचा मॅग्नेटायझिंग प्रभाव असतो, ज्यामुळे जनरेटरचा आउटपुट व्होल्टेज वाढतो.

लोड ऑपरेशन वैशिष्ट्ये:हे प्रामुख्याने बाह्य वैशिष्ट्ये आणि समायोजन वैशिष्ट्यांचा संदर्भ देते. बाह्य वैशिष्ट्य जनरेटर टर्मिनल व्होल्टेज U आणि लोड करंट I मधील संबंधांचे वर्णन करते, स्थिर रेटेड गती, उत्तेजना प्रवाह आणि लोड पॉवर फॅक्टर दिलेले आहे. समायोजन वैशिष्ट्य उत्तेजना प्रवाह I आणि लोड करंट I मधील संबंधांचे वर्णन करते, स्थिर रेटेड गती, टर्मिनल व्होल्टेज आणि लोड पॉवर फॅक्टर दिलेले आहे.

सिंक्रोनस जनरेटरचा व्होल्टेज बदलण्याचा दर अंदाजे २०-४०% असतो. सामान्य औद्योगिक आणि घरगुती भारांसाठी तुलनेने स्थिर व्होल्टेजची आवश्यकता असते. म्हणून, लोड करंट वाढत असताना उत्तेजना प्रवाह त्यानुसार समायोजित करणे आवश्यक आहे. जरी नियमन वैशिष्ट्याचा बदलणारा कल बाह्य वैशिष्ट्याच्या विरुद्ध असला तरी, तो आगमनात्मक आणि पूर्णपणे प्रतिरोधक भारांसाठी वाढतो, तर कॅपेसिटिव्ह भारांसाठी तो सामान्यतः कमी होतो.

कार्य तत्व

डिझेल जनरेटर

डिझेल इंजिन जनरेटर चालवते, ज्यामुळे डिझेल इंधनातील ऊर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर होते. डिझेल इंजिनच्या सिलेंडरमध्ये, एअर फिल्टरद्वारे फिल्टर केलेली स्वच्छ हवा, इंधन इंजेक्टरद्वारे इंजेक्ट केलेल्या उच्च-दाबाच्या अणुयुक्त डिझेल इंधनात पूर्णपणे मिसळते. पिस्टन वरच्या दिशेने सरकत असताना, मिश्रण दाबत असताना, त्याचे आकारमान कमी होते आणि तापमान वेगाने वाढते जोपर्यंत ते डिझेल इंधनाच्या प्रज्वलन बिंदूपर्यंत पोहोचत नाही. यामुळे डिझेल इंधन प्रज्वलित होते, ज्यामुळे मिश्रण जोरदारपणे जळते. वायूंचा जलद विस्तार नंतर पिस्टनला खाली ढकलण्यास भाग पाडतो, ही प्रक्रिया 'कार्य' म्हणून ओळखली जाते.

पेट्रोल जनरेटर

पेट्रोल इंजिन जनरेटर चालवते, ज्यामुळे पेट्रोलची रासायनिक ऊर्जा विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते. पेट्रोल इंजिनच्या सिलेंडरच्या आत, इंधन आणि हवेचे मिश्रण जलद ज्वलनातून जाते, ज्यामुळे आकारमानात जलद वाढ होते ज्यामुळे पिस्टन खाली काम करतो.

डिझेल आणि पेट्रोल दोन्ही जनरेटरमध्ये, प्रत्येक सिलेंडर एका विशिष्ट क्रमाने अनुक्रमे चालतो. पिस्टनवर लावण्यात येणारा बल कनेक्टिंग रॉडद्वारे रोटेशनल फोर्समध्ये रूपांतरित होतो, जो क्रँकशाफ्टला चालवतो. पॉवर इंजिनच्या क्रँकशाफ्टसह समअक्षीयपणे बसवलेला ब्रशलेस सिंक्रोनस एसी जनरेटर, इंजिनच्या रोटेशनला जनरेटरच्या रोटरला चालविण्यास अनुमती देतो. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या तत्त्वावर आधारित, जनरेटर नंतर एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स तयार करतो, जो बंद लोड सर्किटद्वारे करंट निर्माण करतो.