Rafallar

Rafallar eru tæki sem breyta öðrum orkuformum í raforku. Árið 1832 fann Frakkinn Bixi upp rafalinn.

Rafall er samsettur úr snúningshluta og stator. Snúningshlutinn er staðsettur í miðju holrými statorsins. Hann er með segulpóla á snúningshlutanum sem mynda segulsvið. Þegar aðalhreyfillinn knýr snúningshlutann til að snúast flyst vélræn orka. Segulpólar snúningshlutans snúast á miklum hraða ásamt snúningshlutanum, sem veldur því að segulsviðið hefur samskipti við statorvindinguna. Þessi samskipti valda því að segulsviðið sker leiðara statorvindingarinnar, myndar rafhreyfikraft og breytir þannig vélrænni orku í raforku. Rafallar eru skipt í jafnstraumsrafala og riðstraumsrafala, sem eru mikið notaðir í iðnaðar- og landbúnaðarframleiðslu, þjóðarvörnum, vísindum og tækni og daglegu lífi.

Uppbyggingarbreytur

Rafallar samanstanda venjulega af stator, snúningshluta, endahettum og legum.

Statorinn samanstendur af statorkjarna, vírsnúningum, ramma og öðrum burðarhlutum sem festa þessa hluta.

Snúningshlutinn samanstendur af kjarna snúningshlutans (eða segulpól, segulkæfu), hlífðarhring, miðjuhring, rennihring, viftu og snúningsás og öðrum íhlutum.

Statorinn og snúningshluti rafstöðvarinnar eru tengdir og settir saman með legum og endahettum, þannig að snúningshlutinn getur snúist í statornum og framkvæmt hreyfingu við að skera segullínurnar og þannig myndað örvaða rafspennu, sem er leidd út um tengiklemmurnar og tengd við rafrásina, og síðan myndast rafstraumur.

Virknieiginleikar

Afköst samstilltra rafstöðva einkennast aðallega af eiginleikum bæði hvað varðar hleðslu og tómleika. Þessir eiginleikar eru mikilvægur grunnur fyrir notendur að velja rafstöðvar.

Einkenni án álags:Þegar rafall gengur án álags er straumurinn í armatúrunni núll, sem kallast opin hringrásaraðgerð. Á þessum tímapunkti hefur þriggja fasa vinding mótorstatorsins aðeins rafhreyfikraftinn E0 án álags (þriggja fasa samhverfa) sem örvunarstraumurinn If veldur, og stærð hans eykst með aukningu If. Hins vegar eru þessi tvö ekki í réttu hlutfalli þar sem segulrásarkjarninn í mótornum er mettaður. Ferillinn sem endurspeglar sambandið milli rafhreyfikraftsins E0 án álags og örvunarstraumsins If kallast álagseiginleiki samstilltra rafalsins.

Armature viðbrögð:Þegar rafall er tengdur við samhverft álag myndar þriggja fasa straumurinn í armatúruvindingunni annað snúningssegulsvið, sem kallast armatúruviðbragðssvið. Hraði þess er jafn hraði snúningsrótorsins og þeir snúast samstillt.

Bæði armatúrvirkjunarsvið og örvunarsvið snúningsrafala má nálga þannig að þau séu bæði dreifð samkvæmt sinuslaga lögmáli. Rúmfræðilegur fasamismunur þeirra fer eftir tímafasamismuninum milli rafhreyfikraftsins E0 án álags og armatúrstraumsins I. Að auki er armatúrvirkjunarsviðið einnig tengt álagsaðstæðum. Þegar álag rafstöðvarinnar er rafrýmd hefur armatúrvirkjunarsviðið afsegulmögnunaráhrif, sem leiðir til lækkunar á spennu rafstöðvarinnar. Aftur á móti, þegar álagið er rafrýmd, hefur armatúrvirkjunarsviðið segulmögnunaráhrif, sem eykur útgangsspennu rafstöðvarinnar.

Einkenni álags:Það vísar aðallega til ytri eiginleika og stillingareiginleika. Ytri eiginleikarnir lýsa sambandinu milli tengispennu rafalsins U og álagsstraumsins I, miðað við fastan nafnhraða, örvunarstraum og álagsaflsstuðul. Stillingareiginleikarnir lýsa sambandinu milli örvunarstraumsins If og álagsstraumsins I, miðað við fastan nafnhraða, tengispennu og álagsaflsstuðul.

Spennubreytingar í samstilltum rafstöðvum eru um það bil 20-40%. Algengt er að iðnaðar- og heimilisálag sé með tiltölulega stöðugri spennu. Því verður að aðlaga örvunarstrauminn eftir því sem álagsstraumurinn eykst. Þó að breytingar á reglueiginleikum séu öfugar ytri eiginleika, þá eykst hann fyrir span- og eingöngu viðnámsálag, en hann minnkar almennt fyrir rafrýmd álag.

Vinnuregla

Díselrafstöð

Díselvél knýr rafal sem breytir orku dísilolíu í raforku. Inni í strokk díselvélarinnar blandast hreint loft, síað af loftsíunni, vandlega við háþrýstingsdísilolíu sem sprautað er inn af eldsneytissprautunni. Þegar stimpillinn færist upp á við og þjappar blöndunni saman, minnkar rúmmál hennar og hitastigið hækkar hratt þar til hún nær kveikjupunkti dísilolíunnar. Þetta kveikir í dísilolíu og veldur því að blandan brennur harkalega. Hröð útþensla lofttegunda neyðir síðan stimpilinn niður á við, ferli sem kallast „vinna“.

Bensínrafstöð

Bensínvél knýr rafal sem breytir efnaorku bensínsins í raforku. Inni í strokk bensínvélarinnar brunnur blanda af eldsneyti og lofti hratt, sem leiðir til hraðrar rúmmálsþenslu sem neyðir stimpilinn niður á við og framkvæmir vinnu.

Í bæði dísel- og bensínrafstöðvum starfar hver strokkur í ákveðinni röð. Krafturinn sem verkar á stimpilinn breytist af tengistönginni í snúningskraft sem knýr sveifarásinn. Burstalaus samstilltur riðstraumsrafall, sem er festur samása sveifarás vélarinnar, gerir kleift að snúa vélinni og knýja snúningshlut rafstöðvarinnar. Byggt á meginreglunni um rafsegulfræðilega örvun framleiðir rafstöðin síðan örvaðan rafhreyfikraft sem myndar straum í gegnum lokaða álagsrás.