Ero sivun ”Generaattori” versioiden välillä

3 423 merkkiä lisätty ,  11 vuotta sitten
p (Botti lisäsi: af:Elektriese generator)
===Tahtigeneraattorin magnetointi===
 
Tahtigeneraattori magnetoidaan roottorin akselilla olevan apukoneen avulla. Tämä apukone on ulkonapainen [[vaihtovirta]]generaattori, jonka tuottama sähkövirta [[tasasuuntaus|tasasuunnataan]] ja johdetaan roottorin napoihin. Pienemmissä synkronigenerattoreissa samalla akselilla oleva tasavirtageneraattori on hyvin tavallinen magnetointivirran lähde. Vanhemmissa generaattoriessa magnetointivirran tasasuuntaus tehdään yleensä kommutaattorin avulla ja johdetaan liukurenkaiden kautta roottorille. Uudemissa synkronigeneraattoriessa käytetään puolijohteita tasasuuntaukseen, akselin mukana pyörivä tasasuntaaja mahdollistaa rakenteen, jossa ei ole kuluvia liukurenkaita laisinkaan.
 
Automaattinen jännitteen ja loistehon säätö toimii siten, kun kulutusloistehon tarve verkossa kasvaa, lisätään virtaa apukoneen staattorille, jolloin myös magnetointivirta kasvaa ja generaattori alkaa tuottaa enemmän sähköäloistehoa. SamallaLoistehon kasvaatuotanto voimantarveylläpitää pyörittämäänverkon generaattoriajännitettä. Ilman verkon kuormitusta pyörivässä synkronigeneraattorissa magnetoinnin lisäys näkyy jännitetason nousuna.
Loistehon tuotanto teoriassa ei vaadi energiaa generaattoria pyörittävältä voimakoneelta. Käytännössä suurentuneet virrat aiheuttavat häviötä ja siten tehontarpeen nousun.
 
Periaatteessa kuluttajan sytyttäessä hehkulampun, resistiivistä kuormaa, samanaikaisesti jossakin generaattorissa kasvaa generaattorin pyörittämisen voimantarve. Jos kuluttaja kytkee verkkoon jotakin, joka kuluttaa loistehoa, esim kuormittamaton kolmivaihemoottori, periaatteessa kasvaa jonkin generaattorin loistehon tuotantotarve, vaikka energiantarve lisääntyykin vain siirtohäviöiden verran. Samoin, jos kuluttaja kytkee kapasitiivista kuormaa verkkoon loistehon tarve pienentyy, tällöin jonkun generaattorin on supistettava loistehon tuotantoa ja voimantarve lisääntyy vain siirtohäviöiden verran. Yleensä sähköyhtiöt ja suuret kuluttajat tuottavat loistehoa kondensaattoriparistoilla, joka on synkronigeneraattorien loistehon tuotantoa taloudellisempi tapa. Voimalaitoksissa synkronigeneraattorit yleensä lievästi alimagnetoidaan. Tällöin häiriöiden johdosta verkosta tippuvan synkronigeneraattorin napajännite ei kasva ryntäyksen seurauksena tolkuttoman suureksi. Induktiivisen tehon irroittaminen verkosta rasittaa kytkinlaitteita myöskin vähemmän.
Periaatteessa siis kuluttajan sytyttäessä sähkölampun samanaikaisesti jossakin generaattorissa magnetointivirtaa kasvatetaan, jotta lisääntynyt sähköntarve saadaan tyydytettyä. Isossa valtakunnan verkossa pienet sähkönkulutuksen muutokset kumoavat toisiaan ja kulutus on varsin tasaista. Valtakunnan verkossakin tarvitaan jonkun verran niin sanottua [[säätövoima]]a eli energialähteitä, joissa pystytään nopeasti säätämään generaattorin pyörittämiseen tarvittavaa voimaa. Suomessa tällaisena säätövoimana käytetään vesivoimalaitoksia.
 
Periaatteessa siis kuluttajan sytyttäessä sähkölampun samanaikaisesti jossakin generaattorissa magnetointivirtaa kasvatetaan, jotta lisääntynyt sähköntarve saadaan tyydytettyä. Isossa valtakunnanValtakunnan verkossa pienet sähkönkulutuksen muutokset kumoavat toisiaan ja kulutus on varsin tasaista. Valtakunnan verkossakin tarvitaan jonkun verran niin sanottua [[säätövoima]]a eli energialähteitä, joissa pystytään nopeasti säätämään generaattorin pyörittämiseen tarvittavaa voimaa. Suomessa tällaisena säätövoimana käytetään vesivoimalaitoksia.
Magnetointivirralla pystytään säätämään myös tahtigeneraattorin tuottamaa magnetointivirtaa. Ylimagnetoimalla roottori eli käyttämällä suurempaa magnetointivirtaa kuin jännitteen ylläpitäminen vaatisi, saadaan tahtigeneraattori tuottamaan induktiivista [[loisteho]]a.
 
Magnetointivirralla pystytään säätämään myös tahtigeneraattorin loistehoa. Ylimagnetoimalla roottori eli käyttämällä suurempaa magnetointivirtaa kuin jännitteen ylläpitäminen vaatisi, saadaan tahtigeneraattori tuottamaan kasitiivista [[loisteho]]a. On rakennettu myöskin synkronigeneraattoreja, jotka pyörivät verkossa reilusti ylimagnetoituna loistehoa tuottaen. Niissä on vain pieni sähkömoottori, joka antaa alkuvauhdin, jotta synkronikone saadaan tahdistettua verkkoon. Tämän jälkeen generaattori pyörii synkronimoottorina ja ylimagnetoituna tuottaa loistehoa. Tämän loistehon tuotantotavan on syrjäyttänyt kondensaattoriparisto.
Alimagnetoimalla roottori saadaan tuotettua kapasitiivista loistehoa. Jotkin sähkölaitteet, kuten [[induktiomoottori]]t ja [[loistelamppu|loistelamput]] vaativat loistehoa verkosta toimiakseen.
 
Alimagnetoimalla synkronikoneen roottori saadaan kulutettua loistehoa. Tällöin synkronikone näkyy verkkoon päin induktiivisena, ts. loistehoa kuluttavana laitteena. Jos alimagnetointi on kovin rajua suhteessa koneen akselitehoon voi tapahtua tahdista tippuminen. Jos koneessa ei ole lainkaan magnetointivirtaa ylläpitäviä laitteita, mutta roottorin magnetointipiiri on oikosuljettu, tai säätövastuksen avulla yhdistetty, alkaa koneen jättämä generoida piiriin magnetointivirtaa. Sähköistyksen alkuaikoina heikkojen verkkojen aikaan liukurengasmoottori oli hyvin tavallinen voimakone, koska se voitiin käynistää pienten sulakkeiden läpi. Liukurenkailta magnetointivirta johdettiin säätövastukseen, joka kierrettiin kiinni koneen kiihdyttyä käyttönopeuteensa. Joissain koneissa oli vielä erityinen oikosulkupala, jolloin hiiliharjat nostettiin ylös ja liukurenkaat oikosuljettiin käynistysjakson päätteeksi. Tästä johtuen liukurengaskone on hyvin helppo muuttaa generaattoriksi vaihtamalla säätövastus magnetointivirtalähteeksi.
Joissakin tilanteissa ei käytössä ole sähköä, jotta tahtigeneraattorin roottori saataisiin magnetoitua. Tällöin apukoneeseen sijoitetaan [[magneetti|kestomagneetti]], jolla saadaan tuotettua roottorille generaattorin herättämiseen tarvittava magnetointivirta.
Jotkin sähkölaitteet, kuten [[induktiomoottori]]t ja [[loistelamppu|loistelamput]] kuluttavat loistehoa verkosta toimiessaan. Tällöin loistehon kulutus näkyy energiankulusta suurempana virrankulutuksena, ts. laite vaatii suuremmat sulakkeet, kuin pätötehon perusteella tulee. Energiaa ei kumminkaan kulu enempää, koska tehoa kulutetaan ja tuotetaan puolijakson aikana, summa on vasta pätöteho, tehojen itseisarvojen erotus loisteho. Energia virtaa siis edestakasin, joka puolijaksolla. Loistehon kulutus ilmoitetaan cos arvona. Induktiomoottorille tyypillinen cos arvo on 0.8, tällöin tehon puolesta laskettu esim 10A muuttuukin 10A/0.8=12.5A virraksi. Induktiomoottorin tapauksessa käynistysvirrat saattavat olla huomattavasti suurempia, valmistajalta saa ohjeet.
 
== Generaattorityypit ==
Rekisteröitymätön käyttäjä