AC発電機は、適切に使用するために機械的エネルギーを交流電気エネルギーに変換するデバイスです。電源入力のタイプに基づいて、2つのタイプの発電機があります-AC発電機と DC発電機。スリップリングは交流発電機で使用され、直流発電機では直流発電機で使用されます。交流発電機は、発電所、電動スクーター、帆船、自転車などに使用されています。AC発電機への入力は通常、蒸気タービン、ガスタービン、内燃機関から供給される機械的エネルギーです。 AC発電機は、風力タービン、小水力発電所、または高圧のガス流を低圧に減らすのに役立ちます。

ACジェネレーターとは何ですか？

定義： AC発電機は、機械的エネルギーを代替起電力の形で電気エネルギーに変換する機械です。単純なAC発電機は、ファラデーの電磁誘導の法則の原理に基づいて動作します。それは磁場の中で回転するワイヤーのコイルを持っています。

動作原理

AC発電機の動作原理 つまり、これらは一般にファラデーの法則の原理に基づいて動作するオルタネーターと呼ばれます電磁誘導。均一な磁場内での導体の動きにより、コイルにリンクされた磁束が変化し、起電力が発生します。

シンプルなAC発電機

ザ・ AC発電機の部品 コイル、スリップリング、ブラシ、強磁場を主成分としています。

AC発電機の働き

コイルは磁場の中で回転し、強い磁場を生成します。片側のコイルが磁場を通って上昇すると、起電力が一方向に誘導されます。コイルの回転が続き、コイルのこちら側が下に移動し、コイルの別の側が上に移動すると、起電力が逆方向に誘導されます。フレミングの右手の法則は、誘導起電力の方向を決定するために使用されます。このプロセスはサイクルごとに繰り返され、生成される起電力は交互タイプです。

コイルのさまざまな位置

AC発電機の出力はグラフで上に示されています。

A –コイルが0度の場合、コイルは磁場の方向と平行に移動するため、起電力は発生しません。
B –コイルが90度の場合、コイルは磁場に対して90度で移動するため、最大起電力が誘導されます。
C –コイルが180度の場合、コイルは再び磁場と平行に移動するため、起電力は発生しません。
D –コイルが270度の場合、コイルは再び磁場に対して90度で移動するため、最大起電力が誘導されます。ここで、誘導起電力はBの起電力と反対です。
A –コイルが360度の場合、コイルは1回転を完了し、磁場と平行に移動してゼロ起電力を誘導します。

角速度「ω」の均一な磁場「B」で回転する「N」ターンの長方形のコイルを考えてみましょう。磁場「B」とコイルの法線との間の角度「t」は、次の式で与えられます。 θ=ωt。

この位置では、磁束はコイルの平面に垂直であり、BCosωtで与えられます。

Nターンのコイルに接続された磁束は、ɸ=BCosωtAです。ここで、Aはコイルの面積です。

コイルに誘導される起電力は、ファラデーの電磁誘導の法則によって与えられます。

ε=-dØ/ dt

= – d（NBACosωt）/ dt

ε=NBAω| sinωt-（i）

コイルが90°回転すると、正弦の値が1になり、誘導起電力が最大になります。上記の式（i）は次のようになります。

ε0=NBmAω= NBmA2πf——-（ii）

ここで、Bmはの最大磁束密度を指します。 Wb / m2

「A」はm2単位のコイルの面積を指します

「f」=回転/秒単位のコイルの回転周波数。

（i）を（ii）に置き換え、

ε=ε0sinωt

誘導交流は、によって与えられます。 I =ε/ R =ε0sinωt/ R

AC発電機の建設

単純なAC発電機には、ローターとステーターの2つの主要部分があります。回転子は回転部品であり、機械の静止部分は固定子です。

固定子

固定子は、電機子巻線を効率的に保持する固定部品です。電機子巻線の目的は負荷に電流を流すことであり、負荷は電力を消費する任意の外部機器にすることができます。これは、3つの主要部分で構成されています。

ステータフレーム– これは、固定子コアと電機子巻線を保持するために使用される外枠です。
ステータコア– 渦電流損失を低減するために、鋼または鉄でラミネートされています。コアの内部には、電機子巻線を保持するためのスロットが作られています。
アーマチュア巻線– アーマチュア巻線は、アーマチュアコアのスロットに巻かれています。

ローター

ローターはAC発電機の回転部分です。それは磁場巻線で構成されています。 DC電源は磁極を磁化するために使用されます。磁界巻線の両端はスリップリングに取り付けられています。この組み合わせは、ローターが回転する共通のシャフトに接続されています。ローターには、突極ローターと円筒極ローターの2種類があります。

突極ローター

突極回転子のタイプを下図に示します。このタイプのローターでは、極の数が投影されます。これは、基部がローターに固定された突出極として知られています。これらは、低速および中速のアプリケーションで使用されます。

突極ローター

円筒形ポールローター

“トランジスタコードの読み方 ”

円筒型ローターは、シリンダーの外面にスロットが配置された、波立たない頑丈なシリンダーで構成されています。高速アプリケーションで使用されます。円筒ポールローターの図を以下に示します。

円筒形ローター

AC発電機の種類

AC発電機には2つのタイプがあります。彼らです

非同期発電機

非同期発電機は、誘導発電機としても知られています。このタイプの発電機では、スリップはローターの回転を助けます。ローターは常にステーターの同期速度に一致させようとしますが、失敗します。回転子が固定子の同期速度と一致する場合、相対速度はゼロになるため、回転子にはトルクが発生しません。それらは風力タービンを動かすのに適しています。