Penjana

Penjana ialah peranti yang menukarkan bentuk tenaga lain kepada tenaga elektrik. Pada tahun 1832, orang Perancis Bixi mencipta penjana.

Penjana terdiri daripada pemutar dan pemegun. Rotor terletak di rongga tengah stator. Ia mempunyai kutub magnet pada rotor untuk menjana medan magnet. Apabila penggerak utama memacu pemutar untuk berputar, tenaga mekanikal dipindahkan. Kutub magnet rotor berputar pada kelajuan tinggi bersama-sama dengan rotor, menyebabkan medan magnet berinteraksi dengan belitan stator. Interaksi ini menyebabkan medan magnet memotong konduktor belitan stator, menghasilkan daya gerak elektrik teraruh, dan dengan itu menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Penjana dibahagikan kepada penjana DC dan penjana AC, yang digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian dan pertanian, pertahanan negara, sains dan teknologi, dan kehidupan seharian.

Parameter struktur

Penjana biasanya terdiri daripada pemegun, rotor, penutup hujung dan galas.

Stator terdiri daripada teras pemegun, belitan wayar, bingkai dan bahagian struktur lain yang membetulkan bahagian ini.

Rotor terdiri daripada belitan teras pemutar (atau kutub magnet, pencekik magnet), cincin pelindung, cincin tengah, gelang gelincir, kipas dan aci pemutar dan komponen lain.

Pemegun dan pemutar penjana disambungkan dan dipasang oleh galas dan penutup hujung, supaya pemutar boleh berputar dalam pemegun dan melakukan pergerakan memotong garis magnet daya, dengan itu menjana potensi elektrik teraruh, yang dibawa keluar melalui terminal dan disambungkan ke litar, dan kemudian arus elektrik dijana.

Ciri-ciri Fungsian

Prestasi penjana segerak dicirikan terutamanya oleh ciri operasi tanpa beban dan beban. Ciri-ciri ini adalah asas penting untuk pengguna memilih penjana.

Pencirian tanpa beban:Apabila penjana beroperasi tanpa beban, arus angker adalah sifar, keadaan yang dikenali sebagai operasi litar terbuka. Pada masa ini, belitan tiga fasa pemegun motor hanya mempunyai daya gerak elektrik tanpa beban E0 (simetri tiga fasa) yang disebabkan oleh arus pengujaan If, dan magnitudnya meningkat dengan peningkatan If. Walau bagaimanapun, kedua-duanya tidak berkadar kerana teras litar magnet motor adalah tepu. Lengkung yang mencerminkan hubungan antara daya gerak elektrik tanpa beban E0 dan arus pengujaan If dipanggil ciri tanpa beban penjana segerak.

Tindak balas angker:Apabila penjana disambungkan kepada beban simetri, arus tiga fasa dalam belitan angker menjana satu lagi medan magnet berputar, yang dipanggil medan tindak balas angker. Kelajuannya adalah sama dengan pemutar, dan kedua-duanya berputar serentak.

Medan reaktif angker penjana segerak dan medan pengujaan rotor boleh dianggarkan kerana kedua-duanya diedarkan mengikut undang-undang sinusoidal. Perbezaan fasa spatial mereka bergantung kepada perbezaan fasa masa antara daya gerak elektrik tanpa beban E0 dan arus angker I. Selain itu, medan tindak balas angker juga berkaitan dengan keadaan beban. Apabila beban penjana adalah induktif, medan tindak balas angker mempunyai kesan penyahmagnetan, yang membawa kepada penurunan voltan penjana. Sebaliknya, apabila beban adalah kapasitif, medan tindak balas angker mempunyai kesan magnetisasi, yang meningkatkan voltan keluaran penjana.

Ciri-ciri operasi beban:Ia terutamanya merujuk kepada ciri luaran dan ciri pelarasan. Ciri luaran menerangkan hubungan antara voltan terminal penjana U dan arus beban I, diberikan kelajuan undian tetap, arus pengujaan, dan faktor kuasa beban. Ciri pelarasan menerangkan hubungan antara arus pengujaan If dan arus beban I, diberi kelajuan terkadar malar, voltan terminal, dan faktor kuasa beban.

Kadar variasi voltan penjana segerak adalah kira-kira 20-40%. Beban industri dan isi rumah biasa memerlukan voltan yang agak malar. Oleh itu, arus pengujaan mesti dilaraskan dengan sewajarnya apabila arus beban meningkat. Walaupun trend perubahan ciri peraturan adalah bertentangan dengan ciri luaran, ia meningkat untuk beban induktif dan rintangan semata-mata, manakala ia secara amnya berkurangan untuk beban kapasitif.

Prinsip Kerja

Penjana Diesel

Enjin diesel memacu penjana, menukar tenaga daripada bahan api diesel kepada tenaga elektrik. Di dalam silinder enjin diesel, udara bersih, ditapis oleh penapis udara, bercampur secara menyeluruh dengan bahan api diesel beratom tekanan tinggi yang disuntik oleh penyuntik bahan api. Apabila omboh bergerak ke atas, memampatkan campuran, isipadunya berkurangan dan suhu meningkat dengan cepat sehingga ia mencapai titik nyalaan bahan api diesel. Ini menyalakan bahan api diesel, menyebabkan campuran terbakar dengan ganas. Pengembangan gas yang cepat kemudian memaksa omboh ke bawah, satu proses yang dikenali sebagai 'kerja'.

Penjana Petrol

Enjin petrol memacu penjana, menukar tenaga kimia petrol kepada tenaga elektrik. Di dalam silinder enjin petrol, campuran bahan api dan udara mengalami pembakaran yang cepat, menghasilkan pengembangan pantas dalam jumlah yang memaksa omboh ke bawah, melakukan kerja.

Dalam kedua-dua penjana diesel dan petrol, setiap silinder beroperasi secara berurutan dalam susunan tertentu. Daya yang dikenakan pada omboh diubah oleh rod penyambung kepada daya putaran, yang memacu aci engkol. Penjana AC segerak tanpa berus, dipasang secara sepaksi dengan aci engkol enjin kuasa, membolehkan putaran enjin memacu pemutar penjana. Berdasarkan prinsip aruhan elektromagnet, penjana kemudiannya menghasilkan daya gerak elektrik teraruh, menghasilkan arus melalui litar beban tertutup.