Номер 3, страница 29, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

3. Из каких частей состоят индукционные генераторы? В чем заключается их роль?

Из каких частей состоят индукционные генераторы?

Индукционный (или асинхронный) генератор по своей конструкции практически идентичен асинхронному двигателю и состоит из следующих ключевых частей:

1. Статор — это неподвижная часть машины, закрепленная в корпусе. В пазах его сердечника, который собран из тонких листов электротехнической стали для уменьшения потерь, уложена многофазная (чаще всего трехфазная) обмотка. При подключении к сети переменного тока эта обмотка создает вращающееся магнитное поле.

2. Ротор — это вращающаяся часть, расположенная внутри статора и отделенная от него воздушным зазором. Существует два основных типа роторов:

• Короткозамкнутый ротор (тип «беличья клетка»). Это наиболее распространенный, простой и надежный тип. Его обмотка состоит из проводящих стержней (обычно из алюминия или меди), залитых в пазы сердечника ротора и замкнутых по торцам кольцами.

• Фазный ротор. Имеет полноценную многофазную обмотку, аналогичную обмотке статора. Выводы этой обмотки через контактные кольца и щетки могут подключаться к внешним резисторам или устройствам, что позволяет управлять характеристиками машины. В генераторах используется реже.

3. Вспомогательные элементы: корпус (станина), подшипниковые щиты с подшипниками, на которых вращается вал ротора, и система охлаждения (например, вентилятор на валу).

В чем заключается их роль?

Основная роль индукционного генератора — преобразование механической энергии в электрическую энергию переменного тока.

Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции. Чтобы асинхронная машина работала как генератор, необходимо выполнить два условия:

1. Статор должен быть подключен к существующей сети переменного тока (или к батарее конденсаторов). Это необходимо для создания вращающегося магнитного поля, так как генератор потребляет из сети реактивную мощность для своего возбуждения.

2. Ротор должен вращаться под действием внешнего механического источника (например, ветряной турбины, двигателя внутреннего сгорания, водяного колеса) в ту же сторону, что и магнитное поле статора, но со скоростью, превышающей синхронную скорость этого поля.

Когда скорость ротора превышает синхронную, скольжение становится отрицательным. В результате направление ЭДС и тока в обмотке ротора меняется таким образом, что машина начинает отдавать активную электрическую мощность в сеть, то есть функционирует как генератор.

Благодаря своей простоте, надежности, отсутствию щеточного узла (в короткозамкнутом исполнении) и относительно низкой стоимости, индукционные генераторы широко используются в установках малой и средней мощности, особенно в ветроэнергетике и на малых гидроэлектростанциях.

Ответ: Индукционный генератор состоит из неподвижного статора с обмоткой и вращающегося ротора (чаще всего короткозамкнутого типа «беличья клетка»). Его роль заключается в преобразовании механической энергии вращения в электрическую энергию переменного тока, что происходит, когда ротор вращается с частотой, превышающей частоту вращения магнитного поля, создаваемого статором.