तुल्यकालिक जनरेटर: डिवाइस, प्रकार और अनुप्रयोग

एक तुल्यकालिक जनरेटर एक विशेष उपकरण है जिसके द्वारा किसी भी ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना संभव है। ऐसे उपकरणों की भूमिका में मोबाइल स्टेशन, थर्मल या सौर पैनल, विशेष उपकरण हैं। जनरेटर के प्रकार के आधार पर, इसका उपयोग करने की संभावना निर्धारित की जाती है, इसलिए यह अधिक विस्तार से समझने योग्य है कि डिवाइस क्या है।

19वीं सदी के अंत में, रॉबर्ट बॉश कंपनी ने सबसे पहले एक जनरेटर के समान कुछ विकसित किया। डिवाइस इंजन को प्रज्वलित करने में सक्षम था। परीक्षण प्रक्रिया के दौरान, यह पाया गया कि मशीन स्थायी उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है, लेकिन डेवलपर्स डिवाइस को बेहतर बनाने में सक्षम थे।

1890 में, कंपनी ने इस उपकरण के उत्पादन को लगभग पूरी तरह से बंद कर दिया, क्योंकि इसने बहुत लोकप्रियता हासिल की। 1902 में, बॉश के छात्र ने उच्च वोल्टेज का उपयोग करके इग्निशन बनाया। डिवाइस मोमबत्ती के दो इलेक्ट्रोड के बीच एक चिंगारी पैदा करने में सक्षम था, जिसने सिस्टम को और अधिक बहुमुखी बना दिया।

XX सदी के 60 के दशक की शुरुआत दुनिया भर में जनरेटर के प्रसार का युग बन गई। और अगर पहले केवल ऑटोमोटिव उद्योग में उपकरणों की मांग थी, तो अब ऐसी इकाइयाँ पूरे घरों में बिजली पहुँचाने में सक्षम हैं।

ऐसी इकाइयों के डिजाइन में केवल दो मुख्य तत्व शामिल हैं:

• रोटर;
• स्टेटर

जनरेटर का मुख्य कार्य एक प्रकार की ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना है। इसकी सहायता से आश्रित उपकरणों को आवश्यक मात्रा में करंट देना संभव होता है ताकि उनका उपयोग किया जा सके।

जनरेटर के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए, आपको इसकी विशेषताओं को देखने की जरूरत है। सिद्धांत रूप में, वे एक ऐसे स्टेशन के समान होते हैं जो प्रत्यक्ष धारा उत्पन्न करता है। मुख्य मूल्यांकन पैरामीटर कई कारक हैं।

• सुस्ती। यह डम्पर कॉइल के उत्तेजना के लिए जिम्मेदार चलती धाराओं की ताकत पर ईएमएफ की निर्भरता का प्रतिनिधित्व करता है। इसकी सहायता से परिपथों के चुम्बकित होने की क्षमता का निर्धारण करना संभव है।
• बाहरी विशेषता। इसका तात्पर्य कॉइल वोल्टेज और लोड करंट के बीच समानांतर कनेक्शन से है। मान डिवाइस पर लागू लोड के प्रकार पर निर्भर करता है। उन कारणों में से जो परिवर्तन का कारण बन सकते हैं, यूनिट के ईएमएफ में वृद्धि या कमी है, साथ ही साथ स्थापित कॉइल की वाइंडिंग पर वोल्टेज ड्रॉप है, जिसे डिवाइस के अंदर रखा गया है।
• समायोजन। उस संबंध का प्रतिनिधित्व करता है जो उत्तेजना धाराओं और भार धारा के बीच बनता है। इस सूचक की निगरानी के द्वारा तुल्यकालिक इकाइयों के प्रदर्शन और सुरक्षा को सुनिश्चित किया जाता है।यदि आप लगातार ईएमएफ को समायोजित करते हैं तो यह हासिल करना आसान है।

डिवाइस के संचालन के सिद्धांत को समझना इतना मुश्किल नहीं है। इसमें विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए चुंबकीय फ्रेम को घुमाना शामिल है। फ्रेम के रोटेशन के दौरान, चुंबकीय रेखाएं दिखाई देती हैं जो इसके समोच्च को पार करना शुरू कर देती हैं। क्रॉसिंग विद्युत प्रवाह के निर्माण में योगदान देता है।

यह निर्धारित करने के लिए कि विद्युत ऊर्जा का प्रवाह कहाँ चल रहा है, आपको गिलेट नियम का उपयोग करने की आवश्यकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कुछ क्षेत्रों में वर्तमान प्रवाह विपरीत है। चुंबक पर स्थित अगले ध्रुव पर पहुंचने पर दिशाएं लगातार बदलती रहती हैं। इस घटना को प्रत्यावर्ती धारा कहा जाता है, और फ्रेम को एक अलग चुंबकीय रिंग से जोड़कर इस स्थिति को साबित किया जा सकता है।

फ्रेम में करंट के परिमाण और सिस्टम के रोटर के घूमने की गति के बीच संबंध आनुपातिक है। इस तरह, जितना अधिक फ्रेम घूमता है, उतनी ही अधिक बिजली जनरेटर आपूर्ति कर सकता है। यह सूचक रोटेशन की आवृत्ति द्वारा विशेषता है।

स्थापित मानकों के अनुसार, अधिकांश देशों में इष्टतम गति 50 हर्ट्ज से अधिक नहीं होनी चाहिए। इसका मतलब है कि रोटर को प्रति सेकंड 50 दोलन करना चाहिए। पैरामीटर की गणना करने के लिए, यह सहमत होना आवश्यक है कि फ्रेम के एक मोड़ से वर्तमान की दिशा में परिवर्तन होता है।

यदि शाफ्ट में प्रति सेकंड 1 बार मुड़ने का समय है, तो इसका मतलब है कि विद्युत प्रवाह की आवृत्ति 1 हर्ट्ज है। इस प्रकार, 50 हर्ट्ज का आंकड़ा प्राप्त करने के लिए, प्रति सेकंड फ्रेम रोटेशन की सही संख्या प्रदान करना आवश्यक होगा।

इस मामले में निर्भरता व्युत्क्रमानुपाती है। इस प्रकार, 50 हर्ट्ज की आवृत्ति प्रदान करने के लिए, गति को लगभग 2 गुना कम करना आवश्यक होगा।

इसके अलावा, यह ध्यान देने योग्य है कि कुछ देशों में रोटर रोटेशन के लिए अन्य मानक स्थापित हैं। मानक आवृत्ति संकेतक 60 हर्ट्ज है।

आज, निर्माता कई प्रकार के सिंक्रोनस जनरेटर का उत्पादन करते हैं। मौजूदा वर्गीकरणों में, कई विशेष ध्यान देने योग्य हैं। सबसे पहले, यह रचनात्मक उपकरण के अनुसार इकाइयों के विभाजन पर विचार करने योग्य है। जनरेटर दो प्रकार के होते हैं।

• ब्रश रहित। जनरेटर के डिजाइन में स्टेटर वाइंडिंग का उपयोग शामिल है। उन्हें रखा जाता है ताकि तत्वों के कोर चुंबकीय ध्रुवों या कॉइल पर दिए गए कोर की दिशा के साथ मेल खाते हों। चुंबक दांतों की अधिकतम संख्या 6 टुकड़ों से अधिक नहीं होनी चाहिए।

• तुल्यकालिक, एक प्रारंभ करनेवाला से सुसज्जित। अगर हम कम पावर पर चलने वाली मशीनों को एडजस्ट करने की बात कर रहे हैं, तो डीसी मैग्नेट का उपयोग रोटर के रूप में किया जाता है। अन्यथा, रोटर प्रारंभ करनेवाला की वाइंडिंग है।

निम्नलिखित वर्गीकरण का तात्पर्य मोबाइल स्टेशनों के अलग-अलग प्रकारों में विभाजन से है।

• हाइड्रोजेनरेटर। डिवाइस की एक विशिष्ट विशेषता स्पष्ट ध्रुवों वाला रोटर है। ऐसी इकाइयों का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जहां बड़ी संख्या में उपकरण के चक्कर लगाने की आवश्यकता नहीं होती है।

• टर्बोजनरेटर। अंतर स्पष्ट ध्रुवों की अनुपस्थिति है।डिवाइस को विभिन्न टर्बाइनों से इकट्ठा किया जाता है, यह रोटर के क्रांतियों की संख्या को कई बार बढ़ाने में सक्षम है।

• तुल्यकालिक प्रतिपूरक। इसका उपयोग प्रतिक्रियाशील शक्ति प्राप्त करने के लिए किया जाता है - औद्योगिक सुविधाओं में एक महत्वपूर्ण संकेतक। इसकी मदद से, आपूर्ति की गई धारा की गुणवत्ता में सुधार करना और वोल्टेज संकेतकों को स्थिर करना संभव है।

ऐसे उपकरणों के कई सामान्य मॉडल हैं।

• स्टेपर। उनका उपयोग तंत्र में स्थापित ड्राइव की संचालन क्षमता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है जिसमें स्टार्ट-स्टॉप ऑपरेशन चक्र होता है।

• गियरलेस। मुख्य रूप से स्वायत्त प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।

• संपर्क रहित। जहाजों पर मुख्य या बैकअप मोबाइल स्टेशनों के रूप में मांग की।

• हिस्टैरिसीस। ऐसे जनरेटर का उपयोग टाइम काउंटर के लिए किया जाता है।

• प्रारंभ करनेवाला। विद्युत प्रतिष्ठानों का संचालन सुनिश्चित करें।

पहले ऐसे उपकरण हैं जिनमें ध्रुव स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। उन्हें रोटर के रोटेशन की कम गति की विशेषता है। दूसरी श्रेणी के डिजाइन में एक बेलनाकार रोटर है, जिसमें उभरे हुए खंभे नहीं हैं।

सिंक्रोनस जेनरेटर ऐसे उपकरण हैं जिन्हें प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आप विभिन्न स्टेशनों पर ऐसे उपकरणों से मिल सकते हैं:

• परमाणु;
• थर्मल;
• जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र।

साथ ही समुच्चय परिवहन प्रणालियों में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं। उनका उपयोग विभिन्न वाहनों में, जहाज प्रणालियों में किया जाता है। एक सिंक्रोनस जेनरेटर स्टैंड-अलोन मोड में, इलेक्ट्रिकल नेटवर्क से अलग, और इसके साथ-साथ दोनों को संचालित करने में सक्षम है।इस मामले में, कई इकाइयों को एक साथ जोड़ना संभव है।

प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न करने वाले स्टेशनों का लाभ बिजली के साथ आवंटित स्थान प्रदान करने की क्षमता है। यह सुविधाजनक है यदि वस्तु केंद्रीय नेटवर्क से दूर स्थित है। इसलिए, शहर से दूर खेतों, बस्तियों के मालिकों के बीच इकाइयों की मांग है।

जनरेटर चुनते समय, एक उपयुक्त और विश्वसनीय उपकरण ढूंढना महत्वपूर्ण है जो आवंटित क्षेत्र को बिजली प्रदान कर सके। पहले आपको भविष्य के डिवाइस के तकनीकी मापदंडों पर निर्णय लेने की आवश्यकता है। विशेषज्ञ ध्यान देने की सलाह देते हैं:

• जनरेटर का वजन;
• डिवाइस आयाम;
• शक्ति;
• ईंधन की खपत;
• शोर संकेतक;
• काम की अवधि।

और एक महत्वपूर्ण पैरामीटर स्वचालित कार्य के आयोजन की संभावना भी है। यह समझने के लिए कि भविष्य के जनरेटर को कितने चरणों की आवश्यकता है, आपको बिजली के उपकरणों के प्रकार और संख्या पर निर्णय लेने की आवश्यकता है जो इससे जुड़े होंगे।

हालांकि, ऐसे मोबाइल पावर प्लांट को खरीदना हमेशा सबसे अच्छा समाधान नहीं होता है।

खरीदने से पहले, इसके संचालन के दौरान डिवाइस पर लगाए जाने वाले भार को ध्यान में रखने की अतिरिक्त सिफारिश की जाती है। प्रत्येक चरण को कुल के अधिकतम 30% के साथ लोड किया जाना चाहिए। इस प्रकार, यदि जनरेटर की शक्ति 6 ​​kW है, तो 220 V के वोल्टेज वाले सॉकेट का उपयोग करने के मामले में, केवल 2 kW का उपयोग किया जा सकता है।

थ्री फेज जनरेटर की खरीद तभी डिमांड में है जब घर में थ्री फेज के कई उपभोक्ता हों।यदि अधिकांश उपकरण एकल-चरण हैं, तो उपयुक्त इकाई खरीदना बेहतर है।

जनरेटर शुरू करने से पहले, आपको पहले इसका समायोजन करना होगा। सबसे पहले, डिवाइस की आवृत्ति सेट करें। आप इसे दो तरीकों से कर सकते हैं:

1. विद्युत चुम्बक के संचालन के लिए कितने ध्रुवों की आवश्यकता है, पहले से पूर्वाभास करते हुए, इकाई के डिजाइन को बदलें;
2. डिजाइन में किसी भी बदलाव के बिना आवश्यक शाफ्ट गति प्रदान करें।

एक हड़ताली उदाहरण कम गति वाले टर्बाइन हैं। वे प्रति मिनट 150 क्रांतियों पर रोटर का रोटेशन प्रदान करते हैं। आवृत्ति को समायोजित करने के लिए, पहली विधि का उपयोग किया जाता है, जिससे ध्रुवों की संख्या 40 टुकड़ों तक बढ़ जाती है।

इस तथ्य के बावजूद कि डिवाइस का इंडक्शन ईएमएफ रोटर और उसके घुमाव से जुड़ा है, सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण, पैरामीटर को बदलने के लिए संरचना को अलग करना असंभव है।

आप परिणामी चुंबकीय प्रवाह को समायोजित करके EMF का मान बदल सकते हैं। इसे बढ़ाना या घटाना होगा। वाइंडिंग के घुमाव, या बल्कि, उनकी संख्या, संकेतक के मूल्य के लिए जिम्मेदार हैं। और यह भी संभव है कि कॉइल बनाने वाले करंट के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह की शक्ति को प्रभावित किया जाए।

समायोजन में सर्किट में कई कॉइल शामिल करना शामिल है। ऐसा करने के लिए, आपको अतिरिक्त रिओस्टेट या इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग करना होगा। दूसरे विकल्प के लिए बाहरी स्टेबलाइजर्स के कारण पैरामीटर सेट करने की आवश्यकता होती है। यह विश्वसनीय सेवा सुनिश्चित करता है।

एक सिंक्रोनस मोबाइल स्टेशन का लाभ उसी प्रकार की अन्य मशीनों के साथ सिंक्रनाइज़ करने की क्षमता है। उसी समय, कनेक्शन के दौरान, रोटेशन की गति की तुलना करना और शून्य चरण बदलाव सुनिश्चित करना संभव है। इस संबंध में, औद्योगिक बिजली उद्योग में मोबाइल बिजली संयंत्रों की मांग है, जहां भारी भार के मामले में उत्पादन क्षमता बढ़ाने के लिए बैकअप वर्तमान स्रोत के रूप में उनका उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है।

तुल्यकालिक और अतुल्यकालिक जनरेटर के लिए, नीचे देखें।