První česká obrázková encyklopedie energetiky přináší názornýa úplný pohled na energii v jejích nejrozmanitějších formách,s nimiž se setkáváme v každém okamžiku našeho života.Je to první dílo tohoto druhu u nás, navíc od výhradně českýchautorů, předních odborníků v energetice a příbuzných oborech,schopných podat problematiku čtivou a populární formou.Stovky názorných obrázků, schémat, grafů a fotografií umožňujívytvořit si jasnou představu o probírané tematice.
Protože společné elektrické sítě dodává
elektrickou energii několik elektráren sou
časně, třeba alternátory těchto elektráren
připojit síti tak, aby nedocházelo potížím.
Dynamo
Stejnosměrné stroje jsou nejstarším druhem
elektrických strojů.
Množství dodávané energie tak závisí na
průtoku vody (výkonu turbíny). Dynamo název pro
stejnosměrný generátor. Při otáčení
rotoru vzniká napětí sfrekvencíúměrnou počtu
zubů otáčkám. Proto rotor dvou-
pólového stroje udělá každou sekundu padesát
otáček, minutu tedy 000
otáček. Rovnosti
frekvencí dosáhne regulací přívodu mecha
nické energie turbíně, protože frekvence
alternátoru závisí jeho otáčkách. Dynamanajdemenapříkladu diesel
elektrických lokomotiv, kde napájejí hnací
stejnosměrné motory.
Velkou výhodou stejnosměrných strojů je
snadné řízení otáček. To
znamená, sítě nedodává žádný výkon,
jeho statorovým vinutím neprochází proud.
Výhodou asynchronního generátoru je
jednoduchá konstrukce stroje nakrátko,
spolehlivost při provozu stálé otáčky (proto
turbína nepotřebuje regulátor otáček).
V roce 1831 britský fyzik Michael Faraday
(1791-1867) předvedl přednášce Krá
lovské společnosti Londýně vůbec první
princip dynama vhistorii. Proto dynama používají
v průmyslových pohonech elektrické trakci
(vdopravě). Edisonovo dynamo
dodávalo proud pro 000 žárovek své
době bylo největší světě. Budicí proud ve
statorovém vinutí vyvolá statoru magnetický
tok. Slouží často
k napájení vysokofrekvenčních pecí.
Například výtahů pracují asynchronní
motory, které při jízdě dolů. Stále méně používají
uautomobilůjako zdroje stejnosměrnéhoproudu
ajejich využití jako budičů také klesá. Pro
větší alternátory trvalé magnety nehodí
kvůli obtížnému řízení svorkového napětí
a magnetického pole.
Zvláštní synchronní alternátory
Existují zvláštní typy synchronních
alternátorů.
Musí připojit paralelně, což znamená, že
alternátor musí mít sítí stejné napětí, stejnou
frekvenci, obě napětí musejí být „ve fázi“
(v každém okamžiku musejí být napětí stejné
fáze sítě alternátoru shodná, aby nedocházelo
k proudovému nárazu při připojení alternátoru
k síti) stejný sled fází (malý asynchronní
trojfázový motor připojení síť i
k alternátoru musí otáčet stejném směru). Drobné alternátory
s trvalými magnety nepotřebují budič.
Stator asynchronního generátoru složen
z plechů drážkami, kterých trojfázové
vinutí. zde mění mecha
nická energie elektrickou. vinutí rotoru při jeho otáčení
v magnetickém poli indukuje střídavé napětí,
které komutátorem, upevněným hřídeli
. Mechanickou
energii dodává vodní parní turbína elek
trárně nebo spalovací motor, ale lidská síla -
třeba dynama jízdním kole. Rotor nemá žádné
vinutí jeho obvodu jsou zuby. Každý stej
nosměrný stroj může pracovat jako dynamo
nebo jako motor.
Asynchronní alternátor
Pro výrobu elektrické energie dnes
asynchronní alternátory používají pouze
výjimečně vmalých automatizovaných vodních
elektrárnách. Přifázování se
provádí automatickými zařízeními, která ve
vhodné chvíli sama alternátor síti připojí.
Vinutí rotoru asynchronního stroje nakrátko (někdy
se nazývá klečové vinutí). půl stoletípozději
v roce 1881 ohromil elektrotechnický svět na
výstavě Paříži americký vynálezce Thomas
Alva Edison (1847-1931) svým dynamem,
které nazval „Juinbo“.Alternátor vyrábět střídavé napětí a
proud frekvencí Hz.
Malé alternátory pro jízdní kola nebo
mačkací ruční svítilny mají statoru mag
netický materiál trvale zmagnetovaný tak,
aby vytvářel jednotlivé póly.
Teprve zvětšíme-li množství přiváděné me
chanické energie turbíny, alternátor začne
dodávat sítě požadovanou elektrickou
energii. Podle rotoru asynchronní stroje
dělí stroje nakrátko kroužkové. Rotor
asynchronního stroje nakrátko složený
zplechů avdrážkách máklečové vinutí, spojené
právě nakrátko. při brzdění,
mohou stát asynchronními generátory vracet
energii zpět sítě. Jestliže rotor póly, stačí polovina
otáček. Rotor kroužkového stroje
(nepoužívají alternátorů) rotoru
stroje nakrátko liší trojfázovým vinutím
zapojeným hvězdy sběracím ústrojím
(kroužky uhlíkové kartáče). Například pro vyšší frekvence se
používá zubový alternátor.
Jestliže turbína zvýší rychlost otáčení rotoru
asynchronního stroje nad synchronní otáčky,
rotor předbíhá točivé magnetické pole a
alternátor dodává elektrickou energii sítě.jalový výkon, který zlepšuje
kvalitu stabilitu sítě. parním strojem,
který dynamo poháněl, vážilo ná
sledujících padesát let hmotnost dynam
o odpovídajícím výkonu klesla t.
Velektrické síti musíbýt stálekonstantnínapětí.
Přifázovaný alternátor běží naprázdno. Při zvýšení budicího proudu alternátor
dodává sítě tzv.
Shodnost napětí sítě alternátoru zajistí
změnou budicího proudu alternátoru. Budicí
cívka uložena statoai.
Princip činnosti konstrukce dynama
Činnost dynama rovněž založena na
elektromagnetické indukci. rotoru navi
nuta jen jedna cívka.
Po splnění všech podmínek lze alternátor
připojit (“přifázovat”) síti
