Файл: Реферат по дисциплине Энергетические установки подъемнотранспортных, строительных, дорожных средств и оборудования.docx
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 83
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Магнитогидро (газо)динамические генераторы — энергетические установки, в которых энергия рабочего тела (жидкой или газообразной электропроводящей среды), движущегося в магнитном поле, преобразуется непосредственно в электрическую энергию. Рабочим телом МГД-генератора могут служить следующие среды:
1. электролиты;
2. жидкие металлы;
3. плазма (ионизированный газ).
Химические источники тока — источник ЭДС, в котором энергия протекающих в нём химических реакций непосредственно превращается в электрическую энергию.
Гальванический элемент (электрохимическая цепь) — химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. Назван в честь Луиджи Гальвани. Переход химической энергии в электрическую энергию происходит в гальванических элементах.
Таким образом, гальванический элемент — это устройство, в котором энергия окислительно-восстановительной химической реакции превращается в электрическую.
Топливные элементы
Топливные элементы — это электрохимическое устройство, химический источник тока, преобразующий химическую энергию топлива в электрическую энергию прямым методом. Электродвижущая сила вырабатывается в топливном элементе в результате электрохимических процессов из постоянно поступающих активных веществ.
Наиболее совершенными промышленно выпускаемыми источниками тока являются низкотемпературные топливные элементы с рабочей температурой ниже 200 °C. В качестве топлива в них используются водород, жидкие углеводороды и другие виды топлива, в качестве катализатора, обычно, платина.
Биогенераторы. Переработка органических отходов с одновременным получением высококалорийного биогаза – перспективнейшее направление. Осуществляется данный процесс с помощью биогенераторной установки
Другие электрические генераторы, использующие вращение
Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина — классический генератор постоянного тока. Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания. Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах, но вырабатывает постоянный ток.
Классификация электромеханических генераторов
По типу первичного двигателя:
Турбогенератор — синхронный генератор, присоединённый к паровой или газовой турбине. В случае присоединения генератора к гидротурбине он именуется гидрогенератором. Совокупность паровой либо газовой турбины и турбогенератора именуется турбоагрегатом, гидротурбины и гидрогенератора — гидроагрегатом.
Паровая турбина — турбина, в которой в качестве рабочего тела используется водяной пар, получаемый при нагреве воды в паровых котлах. Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ).Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.
Газотурбинный двигатель (ГТД) — это воздушный двигатель, в котором воздух сжимается нагнетателем перед сжиганием в нём топлива, а нагнетатель приводится в движение газовой турбиной, использующей энергию нагретых таким образом газов. Двигатель внутреннего сгорания с термодинамическим циклом Брайтона.
Гидрогенератор — устройство, состоящее из электрического генератора, механическим приводом (то есть тем, что приводит исполнительный механизм в движение) для которого служит гидротурбина; предназначен для выработки электроэнергии на гидроэлектростанции.
Гидравлическая турбина (тж: Гидротурбина) — турбина, в которой в качестве рабочего тела используется вода.[1] Применяется в качестве привода электрического генератора на гидроэлектростанциях.
Дизель-генератор — электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем; Дизельная электростанция (дизель-генераторная установка) — стационарная или подвижная энергетическая установка, оборудованная одним или несколькими электрическими генераторами с приводом от дизельного двигателя внутреннего сгорания. Существуют также электростанции с приводом от бензинового двигателя — бензиноэлектрический агрегат или бензиновая электростанция и газопоршневые электростанции.
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим её преобразованием в электрическую энергию.
Ветрогенераторы можно разделить на три категории: промышленные, коммерческие и бытовые (для частного использования)
По виду выходного электрического тока:
Трёхфазный
Начала фаз обозначены буквами A, B и C, а концы X, Y, Z. Трехфазными генераторами называются генераторы переменного тока, одновременно вырабатывающие несколько ЭДС одинаковой частоты, но с различными начальными фазами. Совокупность таких ЭДС называется трёхфазной системой ЭДС.
Рисунок 5
– Принципиальная схема устройства трехфазного двигателя
Однофазный (также известный как однофазный генератор переменного тока) - это электрический генератор переменного тока, который производит однократное, непрерывно переменное напряжение
-
Вид соединения обмоток
-
С включением обмоток звездой -
С включением обмоток треугольником
-
По способу возбуждения
Возбуждение — в электротехнике: создание в электрической машине магнитного потока, с которым будет взаимодействовать магнитное поле якоря.
-
С возбуждением постоянными магнитами -
С внешним возбуждением -
С самовозбуждением
-
С последовательным возбуждением -
С параллельным возбуждением -
Со смешанным возбуждением
Принцип действия
Русский учёный Э. Х. Ленц ещё 1833 году указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если её питать током, и может служить генератором электрического тока, если её ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838 году Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.
Принцип работы электрогенератора В основу работы агрегатов, преобразующих энергию, положен закон Фарадея об электродвижущей силе (ЭДС). Учёный открыл закон, который объяснил природу появления тока в металлическом контуре (рамке), вращающемуся в однородном магнитном поле (явление индукции). Ток возникает также при вращении постоянных магнитов вокруг металлического контура. Простейшая схема генератора представляется в виде вращающейся металлической рамки между двумя разно полюсными магнитами. На оси рамки помещают токосъёмные кольца, которые получают заряд электрического тока и передают его дальше по проводникам. В действительности статор (неподвижная часть прибора) состоит из электромагнитов, а ротором служит группа рамных проводников. Устройство представляет обратный электромотор. Электродвигатель поглощает электрический ток и заставляет вращаться ротор. Электрический генератор, преобразовывающий кинематическую энергию механического вращения в ЭДС, называют индукционным генератором.
Принцип действия
термопар основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки разнородных проводников находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой {\displaystyle T_{1}}, мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре {\displaystyle T_{2}}, которое будет пропорционально разности температур
Принцип работы Магнитогидро (газо)динамические генераторы, как и обычного машинного генератора, основан на явлении электромагнитной индукции, то есть — на возникновении тока в проводнике, пересекающем силовые линии магнитного поля. В отличие от машинных генераторов проводником в МГД-генераторе является само рабочее тело. Рабочее тело движется поперёк магнитного поля, и под действием магнитного поля возникают противоположно направленные потоки носителей зарядов противоположных знаков.
На заряженную частицу действует сила Лоренца. Первые МГД-генераторы использовали в качестве рабочего тела электропроводные жидкости (электролиты). В настоящее время применяют плазму, в которой носителями зарядов являются в основном свободные электроны и положительные ионы. Под действием магнитного поля носители зарядов отклоняются от траектории, по которой газ двигался бы в отсутствие поля. При этом в сильном магнитном поле может возникать поле Холла (см. эффект Холла) — электрическое поле, образуемое в результате соударений и смещений заряженных частиц в плоскости, перпендикулярной магнитному полю.
Основу химических источников тока составляют два электрода (положительно заряженный катод, содержащий окислитель, и отрицательно заряженный анод, содержащий восстановитель) контактирующие с электролитом. Между электродами устанавливается разность потенциалов — электродвижущая сила, соответствующая свободной энергии окислительно-восстановительной реакции. Действие химических источников тока основано на протекании при замкнутой внешней цепи пространственно-разделённых процессов: на отрицательном аноде восстановитель окисляется, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к положительному катоду, создавая разрядный ток, где они участвуют в реакции восстановления окислителя. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.
Заключение
Генераторы играют немаловажную роль в жизни человека. Электрический ток вырабатывается в генераторах – устройствах, преобразующих энергию того или иного вида в электрическую энергию. К генераторам относятся гальванические элементы, электростатические машины, термобатареи, солнечные батареи и т. п. Область применения каждого из перечисленных видов генераторов электроэнергии определяется их характеристиками. Так, электростатические машины создают высокую разность потенциалов, но неспособны создать в цепи сколько-нибудь значительную силу тока. Гальванические элементы могут дать большой ток, но продолжительность их действия невелика. Преобладающую роль в наше время играют электромеханические индукционные генераторы переменного тока. В этих генераторах механическая энергия превращается в электрическую. Их действие основано на явлении электромагнитной индукции. Такие генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении.
Список используемой литературы
1. Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974. 2. Зорохович А. В., Калинин В. К. Электротехника с основами промышленной электроники, М., 1975. 3. Костенко М. П.. Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973. 4. Петров Г. Н., Электрические машины, ч. 2, М.–Л., 1963. МГД-генераторы и термоэлектрическая энергетика. Киев. «Наукова думка».1983.г. Поздняков Б. С, Коптелов Е. А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974 г., 264 с. Термогенератор керосиновый // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. — М.: Советская энциклопедия, 1959. МГД-генераторы и термоэлектрическая энергетика. Киев. «Наукова думка».1983.г.Поздняков Б. С, Коптелов Е. А. Термоэлектрическая энергетика. М.: Атомиздат, 1974 г., 264 с. Термогенератор керосиновый // Краткая энциклопедия домашнего хозяйства. — М.: Советская энциклопедия, 1959.