Nepārtrauktā elektroenerģijas sadārdzināšanās daudziem cilvēkiem liek aizdomāties par nepieciešamību organizēt neatkarīgu savas energoapgādes sistēmu. Turklāt dažreiz tas ir vienīgais veids, kā nodrošināt atbilstošas kvalitātes elektroenerģiju. Meklējot risinājumus problēmas pašpiegādei ar spriegumu, rodas nepieciešamība saprast, kā tiek izgatavots ģenerators.
Lai gan šobrīd ir diezgan daudz revolucionāru risinājumu, kas ļauj iegūt elektrību gandrīz no nekā, tie praktiski nerodas, ne vienmēr būdami efektīvi, piekāpjoties laika pārbaudītajam variantam ar elektromotoru.
Priekšnoteikumi ģenerējošās ierīces izveidei
Elektrības ģeneratora izgatavošanas apgūšana izriet no elektrozinātņu pamatu atcerēšanās. Sadaļā par motoriem ir skaidri pateikts, ka jebkurš no tiem var strādāt ne tikai kā patērētājs, pārvēršot lādiņa darbu vārpstas griešanās mehāniskajā enerģijā, bet arī pretējā režīmā, pārvēršot mehānisko momentu potenciāls terminālos. Šo funkciju sauc par likumuelektrisko mašīnu atgriezeniskums. Faktiski tas ir pamats tam, kā tiek izgatavots ģenerators.
Dzinēji
Izvēloties elektromotoru, jāzina, ka tie var būt līdzstrāva vai maiņstrāva. Tā kā, apsverot ģeneratora izgatavošanu, visbiežāk tie nozīmē tieši “izmaiņas”, tad par “pastāvīgu” mēs nerunāsim. Maiņstrāvas mašīnas ir pieejamas variācijās ar fāzes un vāveres būra rotoru. Pirmajā gadījumā tinumu gali tiek novadīti uz īpašu ierīci ar kontaktu paliktņu komplektu, kas tiek darbināts ar grafīta "birstēm". Šādu risinājumu izmantošana kā ģenerators ir grūtāka.
Darba princips
Lai saprastu, kā tiek izgatavots ģenerators, jāiedomājas procesi, kas notiek dzinējā darbības laikā. Apsveriet trīsfāzu modeli. Pieslēdzot strāvu statora tinuma (fiksētās daļas) spailēm, tajā rodas magnētiskais lauks, kura intensitātes līnijas šķērso slēgto rotora tinumu (rotējošo "bungu"). Sakarā ar to pēdējā tiek inducēta strāva, kas ģenerē savu magnētisko lauku. Šo divu lauku mijiedarbība rada griezes momentu. Tas ir tik vienkārši.
Līdz ar to, pamatojoties uz atgriezeniskuma likumu, ir nepieciešams griezt rotoru ar ārēju ietekmi un noņemt spriegumu no statora tinumiem. Mazumtirdzniecības ķēdēs pārdotajos ģeneratoros griezes momentu rada benzīna dzinējs. Lai gan šādas sistēmas efektivitāte ir zema, tā darbojas.
Vairākinianses
Cilvēki, kuri jau ir izpētījuši, kā tiek izgatavots ģenerators, zina, ka pievienotajām shēmām ir vairākas funkcijas. Attinot vārpstu un savienojot slodzi ar spailēm, nebūs iespējams pilnībā atraisīt ierīces potenciālu. Iemesls tam ir fakts, ka rotora tinuma pagriezienos nerodas strāva (magnetizācija ir maza un izzūd). Lai atrisinātu šo problēmu, tiek izmantots efektīvs risinājums: trīsstūrī savienotu kondensatoru bloku novieto starp aplūkojamā trīsfāzu motora trim spailēm. Tas ir, katram stūrim no statora tinuma spailes ir pievienots vads, un no šejienes arī iziet trīs slodzes izejas. Jāizmanto neelektrolītiskā tipa kondensatori, piemēram, MBGT, MBGO u.c.. To spriegumam jābūt vismaz 600 V. Jauda atkarīga no slodzes (jo jaudīgāka, jo augstākas klases kondensatori) un dzinēja īpašības. Piemēram, 2 kVA ģeneratoram akumulatora jauda ir vismaz 28 mikrofaradas.
Nav ieteicams lietot ģeneratoru bez slodzes, jo rodas karsēšana. Jāņem vērā arī tas, ka trīsfāzu elektromotoram, no kura ģeneratora režīmā tiek noņemts 220 V, jauda būs viena trešdaļa no datu plāksnītes.
Vārpstas griešanās ātrumam jābūt vismaz sinhronam. Pretējā gadījumā tiek novērota frekvences un/vai sprieguma samazināšanās.
Visbiežāk cilvēkiem rodas jautājums: "Kā izgatavot vēja ģeneratoru?" Viss ir loģiski: vējš ir bezmaksas resurss, kas vienmēr ir pieejams. Šis risinājums ietver: dzinēju; asmeņi uz vārpstas, noregulēti noteiktā leņķī; kondensatoru bloks. Ja sākotnēji plānots ražotzemspriegums, nepieciešams papildu invertors un akumulators.
