Penjana AC adalah alat yang menukar tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik bergantian untuk penggunaan yang sesuai. Berdasarkan jenis input kuasa, terdapat dua jenis penjana - penjana AC dan Penjana DC . Slip ring digunakan dalam generator AC untuk menghasilkan arus ulang-alik, sementara arus terus digunakan pada generator DC. Penjana AC digunakan di loji janakuasa, skuter elektrik, perahu layar, basikal, dan sebagainya.Input ke generator AC biasanya adalah tenaga mekanikal yang dibekalkan oleh turbin wap dan gas & enjin pembakaran dalaman. Penjana AC berguna dalam turbin angin, loji tenaga hidro kecil, atau dalam mengurangkan aliran gas dengan tekanan yang lebih tinggi menjadi tekanan yang lebih rendah.
Apa itu Penjana AC?
Definisi: Penjana AC adalah mesin yang menukar tenaga mekanikal menjadi tenaga elektrik dalam bentuk alternatif emf. Penjana AC ringkas berfungsi berdasarkan prinsip Undang-undang Induksi Elektromagnetik Faraday. Ia mempunyai gegelung dawai yang berputar di medan magnet.
Prinsip Kerja
Prinsip kerja penjana AC ini, ini biasanya disebut sebagai pengganti yang bekerja berdasarkan prinsip Undang-undang Faraday Aruhan Elektromagnetik . Pergerakan konduktor dalam medan magnet yang seragam mengubah fluks magnet yang dihubungkan dengan gegelung, sehingga menyebabkan emf.
Penjana AC ringkas
The bahagian penjana AC terdiri daripada gegelung, gelang slip, berus, dan medan magnet yang kuat sebagai komponen utamanya.
Bekerja AC Generator
Gegelung diputar di medan magnet untuk menghasilkan medan magnet yang kuat. Semasa gegelung di satu sisi bergerak ke atas medan magnet, emf disebabkan oleh satu arah. Semasa putaran gegelung berlanjutan dan sisi gegelung ini bergerak ke bawah dan sisi gegelung yang lain bergerak ke atas, emf disebabkan oleh arah terbalik. Peraturan tangan kanan Fleming digunakan untuk menentukan arah emf yang diinduksi. Proses ini berulang untuk setiap kitaran dan emf yang dihasilkan adalah jenis gantian.
Posisi gegelung yang berbeza
Keluaran penjana AC ditunjukkan di atas dengan graf.
- A - Apabila gegelung berada pada 0 darjah, gegelung bergerak selari dengan arah medan magnet dan dengan itu tidak menimbulkan emf.
- B - Apabila gegelung berada pada 90 darjah, gegelung bergerak pada 90˚ ke medan magnet dan dengan itu mendorong emf maksimum.
- C - Apabila gegelung berada pada 180 darjah, gegelung sekali lagi bergerak selari dengan medan magnet dan dengan itu tidak menimbulkan emf.
- D - Apabila gegelung berada pada 270 darjah, gegelung kembali bergerak pada 90˚ ke medan magnet dan dengan itu mendorong emf maksimum. Di sini, emf yang diinduksi bertentangan dengan B.
- A - Apabila gegelung berada pada 360 darjah, gegelung telah menyelesaikan satu putaran dan bergerak selari dengan medan magnet dan mendorong sifar emf.
Pertimbangkan gegelung berbentuk segi empat dengan putaran ‘N’ yang berputar dalam medan magnet seragam ‘B’ dengan kelajuan sudut ‘ω’. Sudut antara medan magnet 'B' dan normal ke gegelung pada bila-bila masa 't' diberikan oleh, θ = ωt.
Dalam kedudukan ini, fluks magnet berserenjang dengan satah gegelung dan diberikan oleh B Cos ωt.
Fluks magnetik yang dihubungkan dengan gegelung N adalah ɸ = B Cos ωt A, di mana A adalah luas gegelung.
Emf yang diinduksi dalam gegelung diberikan oleh Faraday's Laws of Electromagnetic Induction, iaitu
ε = - dØ / dt
= - d (NBA Cos ωt) / dt
ε = NBA ω | sin ωt—— (i)
Apabila gegelung berputar hingga 90˚, nilai sinus menjadi 1 dan emf yang diinduksi akan menjadi maksimum, persamaan di atas (i) berkurang menjadi,
ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)
Di mana Bm merujuk kepada ketumpatan fluks maksimum di Wb / m2
‘A’ merujuk kepada luas gegelung di m2
'F' = kekerapan putaran gegelung dalam putaran / saat.
Pengganti (ii) di (i),
ε = ε0 sin ωt
Arus bergantian yang diinduksi diberikan oleh, I = ε / R = ε0 sin ωt / R
Pembinaan AC Generator
Penjana AC ringkas mempunyai dua bahagian utama - Rotor dan Stator. Rotor adalah komponen berputar dan bahagian pegun mesin adalah stator.
Pemegun
Stator adalah komponen pegun yang mampu menahan belitan angker. Tujuan penggulungan angker adalah membawa arus ke beban dan beban boleh berupa peralatan luaran yang menggunakan tenaga elektrik. Ia terdiri daripada tiga bahagian utama:
- Kerangka Stator - Ia adalah bingkai luar yang digunakan untuk menahan inti stator dan juga belitan angker.
- Teras Stator - Ia dilaminasi dengan keluli atau besi untuk mengurangkan kerugian arus eddy. Slot dibuat di bahagian dalaman teras untuk menahan belitan angker.
- Belitan angker - Gulungan angker dililit pada slot inti angker.
Pemutar
Rotor adalah bahagian berputar dari penjana AC. Ia terdiri daripada belitan medan magnet. Bekalan DC digunakan untuk memagnetkan kutub magnet. Setiap hujung belitan medan magnet dilekatkan pada gelang gelincir. Gabungan ini disambungkan ke poros biasa di mana pemutar berputar. Dua jenis rotor adalah rotor tiang menonjol dan rotor tiang silinder.
Pemutar Tiang Salient
Jenis rotor tiang menonjol ditunjukkan dalam gambar di bawah. Dalam jenis rotor ini, bilangan kutub diproyeksikan, yang dikenali sebagai tiang menonjol dengan dasar mereka disematkan pada rotor dapat diperhatikan. Mereka digunakan dalam aplikasi berkelajuan rendah dan sederhana.
Pemutar Tiang Salient
Rotor Tiang Silinder
Rotor jenis silinder terdiri daripada silinder yang tidak terputus dan kuat dengan slot yang disusun di permukaan luar silinder. Ia digunakan dalam aplikasi berkelajuan tinggi. Gambarajah pemutar tiang silinder ditunjukkan di bawah.
Pemutar Silinder
Jenis Penjana AC
Penjana AC terdiri daripada dua jenis. Mereka
Penjana tak segerak
Penjana tak segerak juga dikenali sebagai penjana aruhan. Dalam penjana jenis ini, slip membantu pemutar berputar. Rotor selalu berusaha untuk menandingi kelajuan segerak stator tetapi gagal. Sekiranya pemutar sepadan dengan kelajuan segerak stator, halaju relatif menjadi sifar, dan oleh itu pemutar tidak mengalami daya kilas. Mereka sesuai untuk menjalankan turbin angin.
Penjana segerak
Penjana segerak adalah sejenis penjana AC yang berputar pada kelajuan segerak. Ia berfungsi berdasarkan prinsip undang-undang aruhan elektromagnetik Faraday - emf disebabkan apabila gegelung berputar pada medan magnet yang seragam. Mereka digunakan terutamanya di loji janakuasa untuk menghasilkan voltan tinggi.
Permohonan
The aplikasi penjana ac terutamanya merangkumi penjanaan tenaga dari kincir angin, empangan hidro-elektrik, dan banyak lagi.
Soalan Lazim
1). Apakah perbezaan antara penjana AC dan penjana DC?
Dalam penjana AC, arus elektrik membalikkan arahnya secara berkala untuk menjadi arus bolak. Dalam penjana DC, arus elektrik mengalir dalam satu arah.
2). Adakah alternator kereta mempunyai AC atau DC?
Terutamanya, arus AC dihasilkan dalam angker berputar dan menggunakan komutator dan berus untuk menukar ke DC.
3). Penjana AC berfungsi berdasarkan prinsip mana?
Ia berfungsi berdasarkan prinsip Faraday’s Laws of Electromagnetic Induction.
4). Namakan jenis Penjana AC.
Penjana AC segerak dan tidak segerak
5). Adakah bateri AC atau DC?
Bateri adalah DC kerana ia mengalirkan arus hanya dalam satu arah.
Dalam artikel ini, kami membincangkan AC penjana dan prinsip kerjanya . Pembaca boleh mendapatkan pandangan mengenai AC Generator, jenis, pembinaan, dan aplikasi. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah fungsi penjana AC?
