Electrical generator
In electricity generation, an electrical generator is a device that converts mechanical energy to electrical energy, generally using electromagnetic induction. The reverse conversion of electrical energy into mechanical energy is done by a motor, and motors and generators have many similarities. A generator forces electric charges to move through an external electrical circuit, but it does not create electricity or charge, which is already present in the wire of its windings. It is somewhat analogous to a water pump, which creates a flow of water but does not create the water inside. The source of mechanical energy may be a reciprocating or turbine steam engine, water falling through a turbine or waterwheel, an internal combustion engine, a wind turbine, a hand crank, the sun or solar energy, compressed air or any other source of mechanical energy.
ไฟฟ้าสร้าง
ไฟฟ้าไดนาโม ผลิตไฟฟ้าใน, การไฟฟ้าไดนาโมเป็นอุปกรณ์ที่แปลงเชิงกลเพื่อพลังงานไฟฟ้าพลังงานโดยทั่วไปใช้เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า. การกลับของการแปลงพลังงานไฟฟ้าเข้าเชิงกลพลังงานจะทำโดยมอเตอร์และมอเตอร์และปั่นไฟฟ้ามี similarities. การกำเนิดไฟฟ้ากำลังไฟฟ้าค่าใช้จ่ายเพื่อย้ายผ่านภายนอกไฟฟ้าวงจรแต่ไม่ได้สร้างไฟฟ้าหรือค่าบริการที่มีอยู่แล้วในสายของ windings. เป็นที่ค่อนข้างจะ analogous เพื่อปั๊มน้ำซึ่งสร้างไหลของน้ำแต่ไม่ได้สร้างน้ำภายใน. ที่มาของเชิงกลพลังงานอาจ reciprocating หรือเครื่องยนต์กังหันไอน้ำกังหันล้มผ่านหรือ waterwheel, เครื่องยนต์สันดาปภายในที่กังหันลม, มือบ้า, หรือดวงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์, อัดอากาศหรืออื่นๆแหล่งพลังงานเชิงกล .
Contents
1 Historic developments
1.1 Faraday's disk
1.2 Dynamo
1.3 Other Rotating Electromagnetic Generators
1.4 MHD generator
2 Terminology
3 Excitation
4 Equivalent circuit
5 Vehicle-mounted generators
6 Engine-generator
7 Human powered electrical generators
8 Patents
9 References
10 See also
11 External links
สารบัญ
1 โรงการพัฒนา
1.1 Faraday ของดิสก์
1.2 ไดนาโม
1.3 อื่นๆหมุนปั่นไฟฟ้าวิชาแม่เหล็กไฟฟ้า
1.4 MHD ไดนาโม
2 คำศัพท์
3 Excitation
4 เทียบเท่าวงจร
5-รถติดตั้งเครื่องปั่นไฟฟ้า
6-Engine ที่ไดนาโม
7 มนุษย์พลังงานไฟฟ้าเครื่องปั่นไฟฟ้า
8 สิทธิบัตร
9 อ้างอิง
โปรดดูเพิ่มเติมที่ 10
11 ลิงค์ภายนอก
Historic developments
Before the connection between magnetism and electricity was discovered, electrostatic generators were invented that used electrostatic principles. These generated very high voltages and low currents. They operated by using moving electrically charged belts, plates and disks to carry charge to a high potential electrode. The charge was generated using either of two mechanisms:
ประวัติศาสตร์การพัฒนา ก่อนที่เชื่อมต่อระหว่างแม่เหล็กและไฟฟ้าถูกค้นพบ, ไฟฟ้าสถิตปั่นไฟฟ้าได้อุปโลกน์ที่ใช้ไฟฟ้าสถิตหลักการ. ซึ่งสร้างขึ้นที่สูงมาก voltages และต่ำกระแส. พวกเขาจะดำเนินการโดยใช้ย้าย electrically เรียกเก็บ belts, จานและดิสก์ที่จะดำเนินการเรียกเก็บเงินไปยังที่มีศักยภาพขั้วไฟฟ้า. คือค่าบริการใดๆที่สร้างขึ้นโดยใช้กลไกสอง:
Electrostatic induction
The triboelectric effect, where the contact between two insulators leaves them charged.
Because of their inefficiency and the difficulty of insulating machines producing very high voltages, electrostatic generators had low power ratings and were never used for generation of commercially-significant quantities of electric power. The Wimshurst machine and Van de Graaff generator are examples of these machines that have survived.
ไฟฟ้าสถิตอุปนัย ที่ triboelectric ผลที่ติดต่อสองพวกเขา insulators ใบเรียกเก็บเงิน. เนื่องจากการที่พวกเขาไร้อำนาจและความยากในการป้องกันเครื่องผลิตที่สูงมาก voltages, เครื่องปั่นไฟฟ้าไฟฟ้าสถิตมีอำนาจคะแนนต่ำและไม่เคยใช้สำหรับรุ่นเชิงพาณิชย์-สำคัญจำนวนพลังไฟฟ้า. ที่ Wimshurst เครื่องจักรและ Van เด Graaff ไดนาโมเป็นตัวอย่างเหล่านี้เครื่องที่มีการรอดชีวิต.
Faraday's disk
In 1831-1832 Michael Faraday discovered the operating principle of electromagnetic generators. The principle, later called Faraday's law, is that a potential difference is generated between the ends of an electrical conductor that moves perpendicular to a magnetic field. He also built the first electromagnetic generator, called the 'Faraday disc', a type of homopolar generator, using a copper disc rotating between the poles of a horseshoe magnet. It produced a small DC voltage, and large amounts of current.
This design was inefficient due to self-cancelling counterflows of current in regions not under the influence of the magnetic field. While current flow was induced directly underneath the magnet, the current would circulate backwards in regions outside the influence of the magnetic field. This counterflow limits the power output to the pickup wires, and induces waste heating of the copper disc. Later homopolar generators would solve this problem by using an array of magnets arranged around the disc perimeter to maintain a steady field effect in one current-flow direction.
Another disadvantage was that the output voltage was very low, due to the single current path through the magnetic flux. Experimenters found that using multiple turns of wire in a coil could produce higher more useful voltages. Since the output voltage is proportional to the number of turns, generators could be easily designed to produce any desired voltage by varying the number of turns. Wire windings became a basic feature of all subsequent generator designs.
Faraday ของดิสก์ ใน 1831-1832 ไมเคิล Faraday พบปฏิบัติการหลักการวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าปั่นไฟฟ้า. หลักการ, ภายหลังเรียก Faraday ของกฎหมายที่อาจเกิดขึ้นได้คือการสร้างความแตกต่างระหว่างปลายของการไฟฟ้าวาทยกรที่ตั้งฉากย้ายไปยังสนามแม่เหล็ก. นอกจากนี้เขายังสร้างแรกวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าไดนาโม, เรียก 'Faraday ดิสก์' ประเภทของ homopolar ไดนาโมโดยใช้ทองแดงดิสก์หมุนระหว่างเสาของเกือกม้าเหล็กแม่เหล็ก. ซึ่งผลิตขนาดเล็กและ DC แรงดันไฟฟ้าและจำนวนมากในปัจจุบัน. นี้ออกแบบมาไร้สมรรถภาพเนื่องจากตนเองยกเลิก counterflows ของปัจจุบันในพื้นที่ไม่ได้ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก. ในขณะที่ถูกชักชวนปัจจุบันไหลโดยตรงใต้แม่เหล็ก, ปัจจุบันจะเดินสะพัดล้าหลังในพื้นที่นอกอิทธิพลของสนามแม่เหล็ก. นี้ counterflow วงเงินอำนาจเอาต์พุตไปยังปิคอัพสายและให้ความร้อน induces เสียของทองแดงดิสก์. ภายหลัง homopolar ปั่นไฟฟ้าจะแก้ปัญหานี้โดยใช้อาร์เรย์ของแม่เหล็กติดจัดรอบแผ่นดิสก์ปริมณฑลในการรักษามั่นคงฟิลด์ผลในปัจจุบัน-ไหลทิศทาง. อื่นที่เป็นเบี้ยล่างเอาต์พุตถูกแรงดันไฟฟ้าต่ำมากเพราะจะเดียวปัจจุบันเส้นทางผ่านแม่เหล็กมูกเลือด. Experimenters พบว่าการใช้หลายเลี้ยวของขดลวดสามารถในการผลิตสูงขึ้นใช้ประโยชน์ voltages. เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเป็นสัดส่วนเอาต์พุตไปยังหมายเลขของเลี้ยว, เครื่องปั่นไฟฟ้าอาจจะง่ายได้รับการออกแบบเพื่อผลิตไฟฟ้าแรงใดต้องการที่แตกต่างโดยจำนวนเลี้ยว. ลวด windings กลายเป็นพื้นฐานคุณลักษณะทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายหลังการออกแบบ.
Dynamo
Main article Dynamo
The Dynamo was the first electrical generator capable of delivering power for industry. The dynamo uses electromagnetic principles to convert mechanical rotation into a pulsing direct electric current through the use of a commutator. The first dynamo was built by Hippolyte Pixii in 1832.
Through a series of accidental discoveries, the dynamo became the source of many later inventions, including the DC electric motor, the AC alternator, the AC synchronous motor, and the rotary converter.
A dynamo machine consists of a stationary structure, which provides a constant magnetic field, and a set of rotating windings which turn within that field. On small machines the constant magnetic field may be provided by one or more permanent magnets; larger machines have the constant magnetic field provided by one or more electromagnets, which are usually called field coils.
Large power generation dynamos are now rarely seen due to the now nearly universal use of alternating current for power distribution and solid state electronic AC to DC power conversion. But before the principles of AC were discovered, very large direct-current dynamos were the only means of power generation and distribution. Now power generation dynamos are mostly a curiosity.
ไดนาโม
หลักบทความไดนาโม ไดนาโมที่ถูกแรกไฟฟ้าไดนาโมสามารถส่งพลังงานสำหรับอุตสาหกรรม. ไดนาโมวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้หลักการการแปลงเชิงกลหมุนเป็นเต้นโดยตรงไฟฟ้ากระแสผ่านการใช้การสับเปลี่ยน. แรกไดนาโมถูกสร้างโดย Hippolyte Pixii ใน 1832. ผ่านชุดอุบัติเหตุการค้นพบที่ไดนาโมกลายเป็นที่มาของหลายภายหลังประดิษฐรวมทั้งเครื่องยนต์ไฟฟ้าและ DC การกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ AC, AC ที่ตรงกันมอเตอร์และสับเปลี่ยนแปลง. ที่ไดนาโมเครื่องประกอบของคงโครงสร้างที่ให้คงที่สนามแม่เหล็กและชุดของหมุน windings ซึ่งหันภายในที่ฟิลด์. เล็กๆบนเครื่องที่คงที่สนามแม่เหล็กอาจให้โดยหนึ่งหรือถาวรแม่เหล็กติด; ขนาดใหญ่มีเครื่องคงที่สนามแม่เหล็กโดยหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่ง electromagnets ซึ่งมักเรียกฟิลด์ coils. ผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ dynamos ขณะนี้ไม่ค่อยเห็นเนื่องจากการเดี๋ยวนี้เกือบสากลใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับการกระจายอำนาจและอิเล็กทรอนิกส์สถานะของแข็ง AC เพื่อการแปลงพลังงานและ DC. แต่ก่อนที่หลักการ AC ถูกค้นพบ, มากโดยตรง-ปัจจุบัน dynamos ถูกเดียววิธีการผลิตไฟฟ้าและจำหน่าย. เดี๋ยวนี้ผลิตไฟฟ้า dynamos เป็นส่วนใหญ่มีความสอดรู้สอดเห็น.
Other Rotating Electromagnetic Generators
Without a commutator, the dynamo is an example of an alternator, which is a synchronous singly-fed generator. With an electromechanical commutator, the dynamo is a classical direct current (DC) generator. The alternator must always operate at a constant speed that is precisely synchronized to the electrical frequency of the power grid for non-destructive operation. The DC generator can operate at any speed within mechanical limits but always outputs a direct current waveform.
Other types of generators, such as the asynchronous or induction singly-fed generator, the doubly-fed generator, or the brushless wound-rotor doubly-fed generator, do not incorporate permanent magnets or field windings (i.e, electromagnets) that establish a constant magnetic field, and as a result, are seeing success in variable speed constant frequency applications, such as wind turbines or other renewable energy technologies.
The full output performance of any generator can be optimized with electronic control but only the doubly-fed generators or the brushless wound-rotor doubly-fed generator incorporate electronic control with power ratings that are substantially less than the power output of the generator under control, which by itself offer cost, reliability and efficiency benefits.
วิชาแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆซึ่งหมุนปั่นไฟฟ้า
โดยสับเปลี่ยนที่ไดนาโมเป็นตัวอย่างของการกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งเป็นจังหวะเดียวดาย-เอียนไดนาโม. ด้วยการใช้เครื่องกลไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าที่ไดนาโมเป็นกระแสตรงคลาสสิค (และ DC) ไดนาโม. การกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับต้องทำงานที่ความเร็วคงที่แม่นยำตรงกับความถี่ของการไฟฟ้าพลังตะแกรงสำหรับไม่ทำลายการทำงาน. การไฟฟ้ากระแสตรงไดนาโมสามารถทำงานที่ความเร็วภายในเชิงกลวงเงินแต่เสมอ outputs โดยตรงปัจจุบัน waveform. ประเภทอื่นๆของเครื่องปั่นไฟฟ้าเช่นไม่ตรงกันหรืออุปนัยเดียวดาย-เอียนไดนาโมที่ทวีคูณ-เอียนไดนาโมหรือ brushless กระทบกระทั่ง-ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ทวีคูณ-เอียนไดนาโมอย่ารวมถาวรแม่เหล็กติดหรือฟิลด์ windings (นั่นคือ electromagnets) ที่จัดตั้งคงที่สนามแม่เหล็กและส่งผลให้เห็นความสำเร็จในตัวแปรความเร็วคงที่ความถี่โปรแกรมเช่นลมเทอร์ไบน์หรือพลังงานหมุนเวียนเทคโนโลยี. เต็มประสิทธิภาพของเอาต์พุตใดไดนาโมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพด้วยอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมแต่เพียงทวีคูณ-อาหารปั่นไฟฟ้าหรือ brushless บาดแผล-ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ทวีคูณ-เอียนไดนาโมรวมอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมอำนาจคะแนนที่มีแก่นสารน้อยกว่าอำนาจเอาต์พุตของไดนาโมภายใต้การควบคุม, ให้เองโดยที่ค่าใช้จ่าย, ความเชื่อถือได้และประสิทธิภาพประโยชน์.
MHD generator
A magnetohydrodynamic generator directly extracts electric power from moving hot gases through a magnetic field, without the use of rotating electromagnetic machinery. MHD generators were originally developed because the output of a plasma MHD generator is a flame, well able to heat the boilers of a steam power plant. The first practical design was the AVCO Mk. 25, developed in 1965. The U.S. government funded substantial development, culminating in a 25Mw demonstration plant in 1987. In the Soviet Union from 1972 until the late 1980's, the MHD plant U 25 was in regular commercial operation on the Moscow power system with a rating of 25 MW, the largest MHD plant rating in the world at that time. [1] MHD generators operated as a topping cycle are currently (2007) less efficient than combined-cycle gas turbines.
MHD ไดนาโม
ที่ magnetohydrodynamic ไดนาโมโดยตรงดึงพลังไฟฟ้าจากก๊าซย้ายร้อนผ่านสนามแม่เหล็กโดยการใช้หมุนวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าเครื่องจักร. MHD ปั่นไฟฟ้าได้เดิมทีพัฒนาเนื่องจากเอาต์พุตของพลาสมา MHD ไดนาโมเป็นเปลวเพลิงดีสามารถร้อนที่ boilers ของไอน้ำโรงไฟฟ้า. แรกปฏิบัติออกแบบเป็น AVCO Mk. 25, พัฒนา 1965. ของรัฐบาลสหรัฐเงินเป็นกอบเป็นกำพัฒนา culminating ใน 25Mw สาธิตพืชใน 1987. ใน Soviet จากสหภาพ 1972 จนถึงปลาย 1980 ของที่ MHD พืชยูคือ 25 ปกติในการทำงานในเชิงพาณิชย์มอสโคว์พลังงานระบบการให้คะแนนจาก 25 เมกะวัตต์ที่ใหญ่ที่สุด MHD พืชคะแนนในโลกในขณะนั้น. [1] MHD ปั่นไฟฟ้าที่ดำเนินการเป็นติดตามวัฏจักรกำลัง (2007) มีประสิทธิภาพน้อยกว่ารวม-วัฏจักรก๊าซเทอร์ไบน์.
Terminology
The two main parts of a generator or motor can be described in either mechanical or electrical terms:
Mechanical:
Rotor: The rotating part of an alternator, generator, dynamo or motor.
Stator: The stationary part of an alternator, generator, dynamo or motor.
Electrical:
Armature: The power-producing component of an alternator, generator, dynamo or motor. In a generator, alternator, or dynamo the armature windings generate the electrical current. The armature can be on either the rotor or the stator.
Field: The magnetic field component of an alternator, generator, dynamo or motor. The magnetic field of the dynamo or alternator can be provided by either electromagnets or permanent magnets mounted on either the rotor or the stator. (For a more technical discussion, refer to the Field coil article.)
Since power transferred into the field circuit is much less than in the armature circuit, AC generators nearly always have the field winding on the rotor and the stator as the armature winding. Only a small amount of field current must be transferred to the moving rotor, using slip rings. Direct current machines necessarily have the commutator on the rotating shaft, so the armature winding is on the rotor of the machine.
คำศัพท์
หลักทั้งสองส่วนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์สามารถอธิบายไว้ในแต่ละเชิงกลหรือไฟฟ้าคำ: เครื่องกล: ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์: การหมุนส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์. Stator: การอบส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์. ไฟฟ้า: กระดอง: พลังผลิตองค์ประกอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์. ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับหรือไดนาโมที่กระดอง windings สร้างไฟฟ้าปัจจุบัน. ที่กระดองสามารถในทั้งที่ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์หรือ stator. ฟิลด์ที่สนามแม่เหล็กองค์ประกอบของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า, เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือเครื่องยนต์. ที่สนามแม่เหล็กของไดนาโมหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามารถให้ทั้ง electromagnets หรือถาวรแม่เหล็กติดทั้งการติดตั้งในที่ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์หรือ stator. (สำหรับการสนทนาทางเทคนิคเพิ่มเติมโปรดดูที่บทความฟิลด์ม้วน.) เนื่องจากพลังงานโอนในฟิลด์วงจรมีมากน้อยกว่าในกระดองวงจร, เครื่องปั่นไฟฟ้า AC เกือบเสมอมีฟิลด์เลื้อยที่ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์และ stator เป็นเกราะเลี้ยวลด. เฉพาะจำนวนเล็กน้อยฟิลด์ปัจจุบันต้องถูกโอนไปยังย้ายปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ใช้ไถลดัง. กระแสตรงเครื่องจำเป็นต้องมีกระแสไฟฟ้าในหมุนสายฟ้าดังนั้นกระดองม้วนอยู่ในปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ของเครื่อง.
Excitation
Main article Excitation (magnetic)
An electric generator or electric motor that uses field coils rather than permanent magnets will require a current flow to be present in the field coils for the device to be able to work. If the field coils are not powered, the rotor in a generator can spin without producing any usable electrical energy, while the rotor of a motor may not spin at all. Very large power station generators often utilize a separate smaller generator to excite the field coils of the larger.
In the event of a severe widespread power outage where islanding of power stations has occurred, the stations may need to perform a black start to excite the fields of their largest generators, in order to restore customer power service.
Excitation
หลักบทความ Excitation (แม่เหล็ก) มีเครื่องปั่นไฟหรือเครื่องยนต์ไฟฟ้าที่ใช้ฟิลด์ coils แทนที่จะถาวรแม่เหล็กติดจะต้องเป็นปัจจุบันไหลที่จะนำเสนอในฟิลด์ coils สำหรับอุปกรณ์ที่สามารถทำงาน. หากฟิลด์ coils ไม่ขับเคลื่อนที่ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ในไดนาโมสามารถหมุนโดยผลิตไฟฟ้าพลังงานใดๆที่ใช้งานในขณะที่ปีกหมุนของเฮลิคอปเตอร์ของมอเตอร์อาจไม่ที่หมุนทั้งหมด. มากพลังงานสถานีปั่นไฟฟ้ามักจะใช้แยกต่างหากเล็กไดนาโมเพื่อจี้เส้นฟิลด์ coils ของใหญ่. ในกรณีที่มีการหยุดทำงานรุนแรงสะพัดพลังงานที่ islanding สถานีพลังงานที่เกิดขึ้นที่สถานีอาจต้องดำเนินการดำเริ่มจี้เส้นฟิลด์ที่ใหญ่ที่สุดของปั่นไฟฟ้าในการเรียกคืนลูกค้าพลังงานบริการ.
Equivalent circuit
The equivalent circuit of a generator and load is shown in the diagram to the right. To determine the generator's VG and RG parameters, follow this procedure: -
Before starting the generator, measure the resistance across its terminals using an ohmmeter. This is its DC internal resistance RGDC.
Start the generator. Before connecting the load RL, measure the voltage across the generator's terminals. This is the open-circuit voltage VG.
Connect the load as shown in the diagram, and measure the voltage across it with the generator running. This is the on-load voltage VL.
Measure the load resistance RL, if you don't already know it.
Calculate the generator's AC internal resistance RGAC from the following formula:
Note 1: The AC internal resistance of the generator when running is generally slightly higher than its DC resistance when idle. The above procedure allows you to measure both values. For rough calculations, you can omit the measurement of RGAC and assume that RGAC and RGDC are equal.
Note 2: If the generator is an AC type, use an AC voltmeter for the voltage measurements.
The maximum power theorem states that the maximum power can be obtained from the generator by making the resistance of the load equal to that of the generator. This is inefficient since half the power is wasted in the generator's internal resistance; practical electric power generators operate with load resistance much higher than internal resistance, so the efficiency is greater.
เทียบเท่าวงจร
ที่เทียบเท่าวงจรของไดนาโมโหลดและจะปรากฏในแผนภาพที่ด้านขวา. เมื่อต้องการตรวจสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของ VG และ RG พารามิเตอร์ให้ปฏิบัติตามขั้นตอนนี้: -- ก่อนที่จะเริ่มต้นที่ไดนาโม, วัดความต้านทานข้าม terminals ใช้โอห์มมิเตอร์. นี่คือการและ DC ภายในต้านทาน RGDC. เริ่มการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า. ก่อนที่จะเชื่อมต่อโหลด RL, วัดแรงดันไฟฟ้าทั่วไดนาโมของ terminals. นี่คือเปิดวงจรไฟฟ้าแรง VG. ติดต่อภาระดังแสดงในแผนภาพและวัดแรงดันไฟฟ้าข้ามกับไดนาโมทำงาน. นี่คือที่โหลดไฟฟ้าแรง VL. วัดโหลดต้านทาน RL, ถ้าคุณไม่ทราบแล้วมัน. คำนวณไดนาโมของ AC ภายในต้านทาน RGAC สูตรจากรายการต่อไปนี้: หมายเหตุ 1: การ AC ภายในต้านทานของไดนาโมเมื่อทำงานเป็นเล็กน้อยสูงกว่าของตนและ DC ต้านทานเมื่อว่าง. ขั้นตอนข้างต้นจะช่วยให้คุณสามารถวัดทั้งค่า. สำหรับสิ่งที่ขรุขระคำนวณคุณสามารถตกหล่นที่วัด RGAC และถือว่า RGAC และ RGDC เท่ากัน. 2 หมายเหตุ: หากไดนาโมเป็นประเภท AC, AC voltmeter ใช้สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้า. สูงสุดพลังงานทฤษฎีบทระบุว่าพลังงานสูงสุดที่ได้จากการที่เกิดขึ้นโดยความต้านทานของโหลดเท่ากับที่ของไดนาโม. นี่คือไร้สมรรถภาพตั้งแต่ครึ่งอำนาจเป็นถูกฆ่าในไดนาโมภายในของต้านทาน; ปฏิบัติพลังไฟฟ้าปั่นไฟฟ้ากับโหลดมากต้านทานสูงกว่าภายในต้านทานดังนั้นประสิทธิภาพยิ่ง.
Vehicle-mounted generators
Early motor vehicles until about the 1960s tended to use DC generators with electromechanical regulators. These have now been replaced by alternators with built-in rectifier circuits, which are less costly and lighter for equivalent output. Automotive alternators power the electrical systems on the vehicle and recharge the battery after starting. Rated output will typically be in the range 50-100 A at 12 V, depending on the designed electrical load within the vehicle. Some cars now have electrically-powered steering assistance and air conditioning, which places a high load on the electrical system. Large commercial vehicles are more likely to use 24 V to give sufficient power at the starter motor to turn over a large diesel engine. Vehicle alternators do not use permanent magnets and are typically only 50-60% efficient over a wide speed range.[2] Motorcycle alternators often use permanent magnet stators made with rare earth magnets, since they can be made smaller and lighter than other types. See also hybrid vehicle.
Some of the smallest generators commonly found power bicycle lights. These tend to be 0.5 ampere, permanent-magnet alternators supplying 3-6 W at 6 V or 12 V. Being powered by the rider, efficiency is at a premium, so these may incorporate rare-earth magnets and are designed and manufactured with great precision. Nevertheless, the maximum efficiency is only around 60% for the best of these generators - 40% is more typical - due to the use of permanent magnets. A battery would be required in order to use a controllable electromagnetic field instead, and this is unacceptable due to its weight and bulk.
Sailing yachts may use a water or wind powered generator to trickle-charge the batteries. A small propeller, wind turbine or impeller is connected to a low-power alternator and rectifier to supply currents of up to 12 A at typical cruising speeds.
ยานพาหนะ-ติดตั้งเครื่องปั่นไฟฟ้า
รถมอเตอร์ต้นจนกว่าเกี่ยวกับ 1960s มีแนวโน้มที่จะใช้กับเครื่องปั่นไฟฟ้าเครื่องกลไฟฟ้าและ DC regulators. เหล่านี้ได้ในขณะนี้ถูกแทนที่โดย alternators กับในตัวปรับวงจรซึ่งมีค่าใช้จ่ายน้อยและเบาสำหรับเทียบเท่าเอาต์พุต. รถยนต์พลังงานไฟฟ้า alternators ระบบบนยานพาหนะและชารแบตเตอรี่หลังจากที่เริ่มต้น. คะแนนเอาต์พุตมักจะอยู่ในช่วงที่ 50-100 ที่ 12 วีขึ้นอยู่กับการออกแบบมาโหลดไฟฟ้าภายในรถ. บางคันมี electrically-ขับเคลื่อนการขับขี่และความช่วยเหลือปรับอากาศ, ที่สูงโหลดในระบบไฟฟ้า. ยานพาหนะเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่จะมีโอกาสมากขึ้นเพื่อใช้ 24 V เพื่อให้เพียงพอพลังงานที่เริ่มต้นมอเตอร์เพื่อหงายท้องมากเครื่องยนต์ดีเซล. รถ alternators ไม่ใช้ถาวรแม่เหล็กติดและมักจะเพียง 50-60% ที่มีประสิทธิภาพเหนือความเร็วช่วงกว้าง. [2] รถจักรยานยนต์ alternators มักจะใช้แม่เหล็กถาวร stators ที่ทำกับน้อยแผ่นดินแม่เหล็กติดเนื่องจากสามารถทำขนาดเล็กและเบากว่าประเภทอื่นๆอีก. โปรดดูเพิ่มเติมที่ลูกผสมรถ. บางที่เล็กปั่นไฟฟ้าปกติพบพลังงานรถจักรยานไฟ. เหล่านี้มักจะถูก 0.5 ampere, ถาวร-แม่เหล็ก alternators จัดหา 3-6 พที่ 6 V หรือ 12 V. การขับเคลื่อนโดยผู้ขับประสิทธิภาพเป็นที่เบี้ยประกันภัยดังนั้นเหล่านี้อาจจะหายากรวม-แม่เหล็กติดแผ่นดินและได้รับการออกแบบและผลิตด้วยดีความแม่นยำ. อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพสูงสุดเพียงประมาณ 60% สำหรับการที่ดีที่สุดของเหล่านี้ปั่นไฟฟ้า - 40% ขึ้นทั่วไป - เนื่องจากการใช้แม่เหล็กติดถาวร. แบตเตอรี่ที่จะต้องเพื่อใช้ควบคุมวิชาแม่เหล็กไฟฟ้าฟิลด์แทนและนี้รับไม่ได้เนื่องจากมีน้ำหนักและเป็นกลุ่ม. การแล่นเรือใบ yachts อาจใช้น้ำหรือลมขับเคลื่อนไดนาโมเพื่อซิบ-ชาร์จแบตเตอรี่. ขนาดเล็กใบพัด, กังหันลมผลักดันหรือเชื่อมต่อกับที่ต่ำอำนาจกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับและจัดหาเพื่อปรับกระแสถึง 12 ทั่วไปที่มีความเร็ว cruising.
Engine-generator
Main article: Engine-generator
An engine-generator is the combination of an electrical generator and an engine (prime mover) mounted together to form a single piece of self-contained equipment. The engines used are usually piston engines, but gas turbines can also be used. Many different versions are available - ranging from very small portable petrol powered sets to large turbine installations.
Human powered electrical generators
Main article: Self-powered equipment
A generator can also be driven by human muscle power (for instance, in field radio station equipment).
Human powered direct current generators are commercially available, and have been the project of some DIY enthusiasts. Typically operated by means of pedal power, a converted bicycle trainer, or a foot pump, such generators can be practically used to charge batteries, and in some cases are designed with an integral inverter. The average adult could generate about 125-200 watts on a pedal powered generator. Portable radio receivers with a crank are made to reduce battery purchase requirements, see clockwork radio.
Patents
U.S. Patent 222,881 -- Magneto-Electric Machines : Thomas Edison's main continuous current dynamo. The device's nickname was the "long-legged Mary-Ann". This device has large bipolar magnets. It is inefficient.
U.S. Patent 373,584 -- Dynamo-Electric Machine : Edison's improved dynamo which includes an extra coil and utilizes a field of force.
U.S. Patent 359,748 -- Dynamo Electric Machine - Nikola Tesla's construction of the alternating current induction motor / generator.
U.S. Patent 406,968 -- Dynamo Electric Machine - Tesla's "Unipolar" machine (i.e., a disk or cylindrical conductor is mounted in between magnetic poles adapted to produce a uniform magnetic field).
U.S. Patent 417,794 -- Armature for Electric Machines -Tesla's construction principles of the armature for electrical generators and motors. (Related to patents numbers US327797, US292077, and GB9013.)
U.S. Patent 447,920 -- Method of Operating Arc-Lamps - Tesla's alternating current generator of high frequency alternations (or pulsations) above the auditory level.
U.S. Patent 447,921 -- Alternating Electric Current Generator - Tesla's generator that produces alternations of 15000 per second or more.
References
1. ^ Langdon Crane, Magnetohydrodynamic (MHD) Power Generator: More Energy from Less Fuel, Issue Brief Number IB74057, Library of Congress Congressional Research Service, 1981, retrieved from http://digital.library.unt.edu/govdocs/crs/permalink/meta-crs-8402:1 July 18,2008
2. ^ Horst Bauer Bosch Automotive Handbook 4th Edition Robert Bosch GmbH, Stuttgart 1996 ISBN 0-8376-0333-1, page 813
เครื่องยนต์-ไดนาโม
บทความหลัก: เครื่องยนต์-ไดนาโม การเครื่องยนต์-ไดนาโมมีชุดค่าผสมของการไฟฟ้าไดนาโมและเครื่องยนต์ (ลงพื้นเสนอญัตติ) ร่วมกันเพื่อติดตั้งรูปแบบเดียวชิ้นตนเองบรรจุอุปกรณ์. ที่มักจะใช้เครื่องยนต์ลูกสูบเครื่องยนต์แต่ก๊าซเทอร์ไบน์สามารถใช้. หลายเวอร์ชันต่างๆมี - หลากหลายขนาดเล็กพกพาน้ำมันเบนซินขับเคลื่อนชุดใหญ่กังหันการติดตั้ง.
มนุษย์พลังงานไฟฟ้าปั่นไฟฟ้า
บทความหลัก: อุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยตนเอง ที่เกิดขึ้นยังสามารถขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากล้ามเนื้อมนุษย์ (ตัวอย่างเช่นในฟิลด์สถานีวิทยุอุปกรณ์). มนุษย์ขับเคลื่อนกระแสตรงเครื่องปั่นไฟฟ้ากำลังในเชิงพาณิชย์ที่มีและมีการโครงการบาง DIY enthusiasts. โดยปกติที่ดำเนินการโดยวิธีที่เหยียบอำนาจที่แปลงรถจักรยานฝึกหรือเท้าปั๊มเช่นปั่นไฟฟ้าจวนสามารถใช้เรียกเก็บแบตเตอรี่และในบางกรณีที่ได้รับการออกแบบเป็นอินเวอร์เตอร์. เฉลี่ยผู้ใหญ่สามารถสร้างเกี่ยวกับ 125-200 วัตในเหยียบขับเคลื่อนไดนาโม. พกพาวิทยุรับกับข้อเหวี่ยงทำเพื่อลดแบตเตอรี่ซื้อข้อกำหนดดูเครื่องจักรวิทยุ.
สิทธิบัตร
สหรัฐฯสิทธิบัตร 222881 - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก-ไฟฟ้าเครื่อง: โทมัส Edison ของหลักอย่างต่อเนื่องปัจจุบันไดนาโม. อุปกรณ์ของชื่อเล่นคือ "ที่มีขายาวมัรยัม-แอน". อุปกรณ์นี้มีขนาดใหญ่มีสองขั้วแม่เหล็กติด. เป็นไร้สมรรถภาพ.
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 373584 - ไดนาโม-ไฟฟ้าเครื่อง: Edison ของการปรับปรุงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งรวมถึงการเพิ่มม้วนและใช้ฟิลด์ของบังคับ.
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 359748 - ไดนาโมไฟฟ้าเครื่อง - Nikola Tesla ของก่อสร้างของอุปนัยมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ / ไดนาโม.
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 406968 - ไดนาโมไฟฟ้าเครื่อง - Tesla ของ "Unipolar" เครื่อง (นั่นคือดิสก์หรือลูกสูบวาทยกรคือการติดตั้งในระหว่างแม่เหล็กดัดแปลงเสาเพื่อผลิตฟอร์มสนามแม่เหล็ก).
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 417794 - กระดองไฟฟ้าสำหรับเครื่อง-Tesla ของก่อสร้างหลักการของกระดองสำหรับปั่นไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้า. (ที่เกี่ยวข้องเพื่อสิทธิบัตรหมายเลข US327797, US292077 และ GB9013.)
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 447920 - วิธีการปฏิบัติการ arc-ตะเกียง - Tesla ของไฟฟ้ากระแสสลับไดนาโมสูงความถี่ alternations (หรือ pulsations) เหนือระดับหอประชุม.
สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 447921 - ไฟฟ้ากระแสสลับหมุนเวียนสร้าง - Tesla ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิต alternations ของ 15000 ต่อวินาทีหรือมากกว่า.
อ้างอิง
1. ^ Langdon นกกระเรียน, Magnetohydrodynamic (MHD) พลังสร้าง: เพิ่มเติมพลังงานเชื้อเพลิงจากน้อย, ฉบับย่อหมายเลข IB74057 ห้องสมุดของรัฐสภาคองเกรสวิจัยบริการ, 1981, ดึงจาก http://digital.library.unt.edu/govdocs/crs/permalink / เมะแท crs-8402: 1 กรกฎาคม 18,2008 2. ^ Horst Bauer Bosch รถยนต์คู่มือ 4 รุ่นโร Bosch GmbH, Stuttgart 1996 เลข ISBN 0-8376-0333-1, หน้า 813
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น