Jaký je rozdíl mezi synchronním a asynchronním strojem?
Synchronní stroj je elektrický otáčivý stroj, při kterém rotor rotuje synchronně s otáčejícím se magnetickým polem ve statoru. To znamená, že rotor a otáčející se magnetické pole třífázového proudu ve statoru rotují se stejnou rychlostí, tj. s tím samým počtem otáček. Otáčky (n za minutu) rotoru nebo otáčejícího se pole statoru odpovídají rovnici pro tzv. synchronní otáčky, tj. n=3000:p při frekvenci proudu 50Hz, kde p je počet pólových dvojic. Na rozdíl od toho u asynchronních (indukčních) strojů nejsou rychlosti rotoru a otáček pole statoru shodné, resp. rychlost rotoru neodpovídá synchronním otáčkám.
Jak dělíme synchronní stroje?
Synchronní stroje dělíme na synchronní generátory, tedy alternátory, a synchronní motory, z nichž speciálním případem je synchronní kompenzátor pro zlepšení účinníku (cos (φ)), což lze v dlouhých vedeních využít i k regulaci napětí v síti.
Co je synchronní generátor, tedy alternátor?
Výroba elektrické energie, přesněji řečeno přeměna mechanické energie na elektrickou energii v alternátoru, se provádí na základě Faradayova principu elektromagnetické indukce. Synchronní generátor, tedy alternátor, je elektrický stroj, který generuje střídavý elektrický proud. Alternátor je tedy generátor střídavého proudu. Normální síť je třífázová, a proto se téměř vždy setkáváme s třífázovými alternátory. Jednofázové alternátory se používají jen velmi zřídka. Pro malé spotřebiče se jednofázový proud zásadně odebírá z třífázových zdrojů (sítí).
Jaký ekonomický význam má alternátor?
Na konci minulého a na začátku tohoto století (tedy myšleno v roce 1971) bylo zdrojem elektrického proudu především dynamo, které produkovalo stejnosměrný proud. Vzhledem k rozsáhlému využití elektřiny a ekonomickému přenosu obrovských množství energie vyžaduje současná technika střídavý proud, a tak vyřadila alternátor dynamo ze všech elektráren. Alternátor vyrábí elektřinu potřebnou pro elektrifikaci. Alternátory jsou hlavní součástí elektráren. Alternátor je poháněn vodní turbínou (Kaplanovou, Francisovou nebo Peltonovou) v hydroelektrárně nebo párou turbínou v parní elektrárně. Vzhledem k tomu, že i méně kvalitní uhlí je důležitým surovinovým zdrojem (pro výrobu syntetického benzínu, koksu pro vysoké pece, léčiv atd.), v socialistických zemích se věnuje velká pozornost výstavbě vodních elektráren.
Slovní schéma pro parní elektrárnu vypadá asi takto:
uhlí, kotel, pára, turbína, alternátor, transformátor, rozvodna, vedení, rozvodna a spotřebič.
Pro hydrocentrálu platí toto schéma:
voda, přehrada, alternátor, transformátor, rozvodna, vedení, rozvodna a spotřebič.
Jaký je princip konstrukce alternátoru s nehybnými magnety?
Alternátor se skládá z nehybné části - statoru a otáčivé části - rotoru. Napětí lze indukovat buď v rotoru nebo ve statoru. Část stroje, ve které je napětí indukováno, nazýváme induktorem nebo kotvou. Induktor (kotva) může být jak stator, tak rotor synchronního stroje. V malých alternátorech nebo u starších konstrukcí alternátoru se pohybují vodiče kotvy uložené v rotoru pod stojatými póly magnetů. Indukované proudy jsou vyvedeny kroužky a kartáči na svorkovnici. Naopak, pokud do kroužků zavedeme střídavý proud, dostaneme synchronní motor. Na tabuli byl nákres řezu zjednodušeného alternátoru, který kvůli jednoduchosti měl na rotoru jen jeden závit Z (dva vodiče). Ze dvou kroužků byl odebírán střídavý jednofázový proud (např. pro žárovky). Vyjadřené magnety jsou buzeny slabším stejnosměrným proudem např. z akumulátorové baterie.