Турбини за хидрогенератори


Категория на документа: Физика


 Технически университет София

филиал Пловдив

Реферат

На тема:

Хидрогенератори за В.Е.Ц.

Студент: Иван Г. Станков
Курс: II-ри
Специалност: М.У.
Факултетен номер: 248268
Група: 11"б"

Кратко описание

Article I. Възобновяема енергия е енергията, получена от източници, които се приемат за естествено възстановяващи се или за практически неизтощими, т.нар.възобновяеми ресурси - слънчевата светлина, вятъра, дъжда, приливите, геотермалната енергия. Хидросферата абсорбира голяма част от идващата радиация. Повечето радиация се абсорбира близо до екватора, но тази енергия е разпръсната по земното кълбо под формата на вятърни и океански течения. Движението на вълните може да играе важна роля в трансферирането на механическа енергия между атмосферата и океана чрез вятърна сила. Възобновяемата енергия се добива от природни процеси, които постоянно се възобновяват. В повечето нейни форми тя се доставя директно от слънцето или от топлината, акумулирана в земята. Източниците на тази енергия са топлината от слънцето, вятърът, океанът, хидроенергията, биомасата, геотермалните ресурси и биогоривата. През 2008 г. около 19% от глобалното потребление на енергия идва от възобновяеми източници, включително около 13% от традиционна биомаса (дърва за огрев и други), главно изгаряна за отопление, и 3,2% - от водноелектрически централи (В.Е.Ц.). Новите възобновяеми източници - малки водноелектрически централи (малка руслова В.Е.Ц.), съвременна биомаса, вятърни електроцентрали, слънчеви и геотермални електроцентрали, биогорива - дават други 2,7% от потреблението на енергия, като делът им бързо нараства. При производството на електроенергия делът на възобновяемите източници е около 18%, като 15% от електричеството се произвежда от В.Е.Ц. Развитие и перспективи за използване. Всеки един от тези източници има уникални характеристики и това влияе върху това как и къде се използва. Въпреки че много от проектите за възобновяема енергия са с голям мащаб, тя намира приложение и в отдалечени райони, където е трудно да се доставя енергия по обичайния начин. В световен мащаб около 3 милиона домакинства се снабдяват с електричество от малки фотоволтаични системи. На много места функционират малки водноелектрически централи, свързани в мрежи на селищно или общинско ниво.Над 30 милиона селски домакинства ползват за осветление и домакински нужди биогаз, извличан от локални инсталации. Готварски печки на дърва и друга биомаса се използват от 160 милиона домакинства. Опасенията от изменение на климата, нарастването на цените на нефта и увеличаващите се държавни субсидии водят до увеличаване на инвестициите във възобновяеми енергоизточници. Политическата подкрепа и нарастващите субсидии помагат на сектора да понесе относително леко започналата през 2007 година икономическа криза.

Article II. Изложение
Article III. Електрически генератор
Електрическият генератор е машина, която преобразува механичната енергия в електрическа. Процесът на преобразуване е известен също като производство на електрическа енергия (в промишлен мащаб това е задача на електроенергетиката). Обратна връзка за транзисторен генератор Транзисторен генератор с работна честота 1 kHz

Транзисторен генератор с работна честота 1 MHz
Електрическият генератор най-често представлява въртяща се електрическа машина състояща се от два главни компонента: неподвижна част - статор и подвижна или въртяща се част - ротор. Роторът е задвижван от така наречен първичен двигател, който може да бъде парна, водна или друга турбина(турбогенератор), двигател с вътрешно горене, вятърна турбина и т.н. Електрическият генератор не бива да се бърка с (електронният) генератор на различни видове електрически сигнали (на ток или напрежение).
Article IV.

Article V. Исторически сведения
Преди да бъде открита връзката между магнетизма и електричеството, генераторите се основават на електростатични принципи (електростатична индукция). Електростатичните генератори са неефективни и са полезни само за научни експерименти, изискващи високо напрежение. През 1831 - 1832 Майкъл Фарадей открива, че вследствие на движението на проводник в магнитно поле в посока, перпендикулярна на силовите линии на магнитното поле, се генерира потенциална разлика между краищата на проводника(електро магнитна индукция). Фарадей изобретява първия електромагнитен генератор, наречен Фарадеев диск (определен вид еднополюсен генератор, използващ меден диск, въртящ се между полюсите на подковообразен магнит). Той произвеждал постоянен ток с малки стойности. Динамото е първият електрически генератор, способен да произвежда електрическа енергия за индустриални нужди, и все още е най-важният генератор в употреба през 21 век. Динамото използва принципите на електромагнетизма, за да преобразува механичното въртене в променлив електрически ток. Първото динамо, основаващо се на Фарадеевият принцип, е построено през 1832 от Хиполит Пиксии, френски производител на инструменти. То използвало постоянен магнит, въртян от манивела. Въртящият магнит е така разположен, че неговият северен и южен полюс да минават до парче желязо, обвито с проводник. Пиксии открива, че въртящият се магнит произвежда токов импулс в проводника всеки път, когато полюс минава покрай намотката. Още повече, южният и северният полюс на магнита индуцират токове с противоположни посоки. Чрез прибавяне на комутатор Пиксии е в състояние да преобразува променливия ток в постоянен. Важно е да се разбере, че генераторът поражда електрически ток, а не електрически заряд, който иначе се намира в проводника или неговите навивки. Това може да се сравни с водна помпа, която създава поток вода, но не произвежда самата вода. Съществуват и други типове генератори, основаващи се на други електрични и електромагнитни явления като: пиезоелектричен ефект и магнитохидродинамика. Конструирането на динамо е подобно на това на електрически мотор и всички главни видове динамомашини могат да работят и като мотори. Също и всички основни видове електрически мотори могат да работят и като генератори. Роторът на генератора се задвижва от устройство, наречено първичен двигател, най-често дизелов двигател, парна турбина, водна турбина или газова турбина, свързани (коплирани) с роторния вал.
Article VI. Синхронна машина
Синхронна машина е краткото име на Синхронна електрическа машина за променлив електрически ток. Когато се използва като генератор, синхронната машина е по-известна като алтернатор. Системи за генериране на променлив ток са познати още от откриването на електромагнитната индукция. Ранните машини са били направени от пионери като Майкъл Фарадей. Лорд Келвин и Себастиян Феранти също са правили ранни алтернатори, работещи на честоти между 100 и 300 херца. През 1891г. Никола Тесла патентова практически високочестотен алтернатор, който работи на около 15 килохерца, честота. След 1891г. започват да се произвеждат многофазни алтернатори, за да осигуряват многофазен ток. Произвеждат се и алтернатори с регулируема честота между 16 и 100 херца за използване при осветителни тела и електрически мотори.

Синхронните машини са получили разпространение предимно като генератори (известни още като алтернатори), но намират приложение и като електро двигатели и компенсатори. Синхронната машина се състои от статор и ротор, разделени от въздушна междина, която при синхронните машини е по-голяма отколкото при асинхронните. Принципно статорът на синхронните машини е котва на машината. По конструкция синхронните машини се разделят на две основни групи в зависимост от конструкцията на ротора: явнополюсни и неявнополюсни . Общото в устройството на роторите на синхронните машини (явнополюсни и неявнополюсни) е, че те имат възбудителни намотки, които се захранват с постоянен ток. Този ток се произвежда от постояннотоков генератор, който се нарича възбудителка, или се получава от някакъв друг източник. Възбудителният ток се подава на роторната (възбудителната) намотка чрез контактни пръстени и четки. При явнополюсните машини магнитната проводимост не е еднаква по всички радиални посоки, която особеност не съществува при неявнополюсните. Затова много често явнополюсните и неявнополюсните машини се разглеждат отделно. Генераторен режим Принципна схема на алтернатор : въртяща се магнитна среда (ротор) и неподвижен проводник около него (статор). В статора се индуцира електрически ток от магнитното поле на въртящия се ротор. Алтернаторите генерират електричество както и правотоковите генератори. Когато магнитното поле около проводник се променя, ток се индуктира в проводника. Основно се използва въртяща се част наречена ротор, в която има поставен постоянен магнит и се върти около статора (стационарната част от механизма), в който са поставени намотки. Магнитното поле минава през проводниците и генерира електродвижещо напрежение, а механическа сила е осигурена за задвижването на ротора. Въртящия се магнит индуцира променливо напрежение в статорните намотки. Често се използват три намотки физически разделени една от друга, за да може да се създаде трифазна верига и трите фази са дефазирани на 120 градуса една спрямо друга. Магнитното поле на ротора може да се получи от индукция, от постоянни магнити или от роторни възбудителни намотки с постоянен ток. Магнитното поле на ротора може да се осигури от стационарни намотки с движещи се полюси в ротора. Автоматичен регулатор на напрежението може да се използва за контролиране на тока генериращ магнитното поле, за да поддържа изходното напрежение постоянно. Ако изходното напрежение спадне, заради увеличена консумация повече ток се осигурява в роторните намотки през регулатора на напрежение. Това увеличава магнитното поле около възбудителните намотки, което индуктира по-високо напрежение в изходните намотки и така изходното напрежение остава непроменено. Алтернаторите използвани в основните енергиини системи може също да контролират тока генериращ магнитното поле, за да се регулира реактивната мощност и да се помогне стабилизацията на мощността в системата срещу ефектите на внезапни прекъсвания. Диаграма на трифазен електрически ток.
Схема на трифазен алтернатор. Стрелките показват големината и посоката на тока във всяка от намотките. Най-често синхронните машини са трифазни. При работа на празен ход в трите фази на синхронната машина се индуктират е.д.н., които образуват симетрична система. При еднакви пълни съпротивления (консуматори) включени към котвената намотка, съществува симетрична система токове. Токовете в котвената намотка създават свое магнитно поле, което е кръгово въртящо се със синхронна честота на въртене. Следователно полето на възбуждането и полето на котвата се въртят синхронно и от двете се получава резултатно магнитно поле. Именно въздействието на котвеното поле върху полето на възбуждането, в резултат на което се получава резултатното магнитно поле на машината, се нарича реакция на котвата. При натоварване с активен товар магнитодвижещото напрежение (м.д.н.) на индуктора (възбудителната намотка-ротора) е перпендикулярно на м.д.н. на статорната намотка. В такъв случай съществува напречна реакция на котвата. При натоварване с чисто индуктивен товар реакцията на котвата е насочена срещу м.д.н. на възбуждане и е размагнитваща. При натоварване с чистокапацитивен товар реакцията на котвата е по посока на м.д.н. на възбудителя и е намагнитваща. При индуктивно и капацитивно натоварване, възниква реакция, която е по оста на индуктора. Тя се нарича надлъжна реакция (по надлъжната ос d). Изходната честота на генератора зависи от броя на полюсите (които могат да бъдат в статора или ротора) и оборотите в минута на ротора. Тази таблица дава някои основни примери:
Полюси
Обороти в минута за 50Hz
Обороти в минута за 60Hz
2
3000
3600
4
1500
1800
6
1000
1200
8
750
900
10



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Турбини за хидрогенератори 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.