Արտաքին էլեկտրական էнерգիայի բացակայությամբ հողային վառչը կարող է ստեղծել էլեկտրական էներգիա հետևյալ ձևերով.
I. Հողային շարժման սկզբունքը
Հողային էներգիայի փոխակերպում մեխանիկական էներգիայի մեջ
Հողային վառչի լինիները նախատեսված են հատուկ ձևով: Երբ հողը հորում է լինիների վրա, լինիների հատուկ ձևի և աերոդինամիկայի սկզբունքների պատճառով հողի կինետիկ էներգիան փոխակերպվում է լինիների պտտման մեխանիկական էներգիայի մեջ:
Օրինակ, մեծ հողային վառչի լինիները սովորաբար մի քանի տասնյակ մետր են երկարությամբ և նման են օդային արձանագրող թիվը: Երբ հողը հորում է որոշակի արագությամբ լինիների վրա, լինիների վերևի և ներքևի մակերևույթների վրա օդային հոսքի արագությունները տարբեր են, այնպես որ ստեղծվում է սեղմող դիֆերենցիալ և լինիները շարժում են պտտվելու համար:
Մեխանիկական էներգիայի փոխանցումը փոխանցման համակարգով
Լինիների պտտումը փոխանցվում է գեներատորի ռոտորին փոխանցման համակարգի միջոցով: Փոխանցման համակարգը սովորաբար ներառում է կոմպոնենտներ, ինչպիսիք են տեղափոխիչ և փոխանցման առանցքը: Այն պատվերն է փոխակերպել լինիների ցածր արագության, բարձր մոմենտի պտտումը գեներատորի պահանջվող բարձր արագության, ցածր մոմենտի պտտումի մեջ:
Օրինակ, որոշ հողային վառչներում տեղափոխիչը կարող է մի քանի տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրյակ անգամ մեծացնել լինիների պտտման արագությունը, որպեսզի բավարարի գեներատորի արագության պահանջումներին:
II. Գեներատորի աշխատանքի սկզբունքը
Էլեկտրական էներգիայի ստեղծումը էլեկտրոմագնիսական ինդուկցիայի միջոցով
Հողային վառչները սովորաբար օգտագործում են ասինխրոն կամ սինխրոն գեներատորներ: Արտաքին էլեկտրական էներգիայի բացակայությամբ գեներատորի ռոտորը պտտվում է լինիների շարժման արդյունքում, կտրում է ստատորի կողմում գեներացված մագնիսական դաշտը և ստեղծում է ինդուկցված էլեկտրոմոտիվ ուժ:
Էլեկտրոմագնիսական ինդուկցիայի օրենքի համաձայն, երբ հողային վառչի գեներատորի ռոտորը պտտվում է մագնիսական դաշտում, ռոտորի հետևում գեներացվում է ինդուկցված հոսանք: Այս ինդուկցված հոսանքը իր հերթին ստեղծում է ռոտորում մագնիսական դաշտ, որը փոխազդում է ստատորի մագնիսական դաշտի հետ, որպեսզի ռոտորը շարունակի պտտվել:
Օրինակ, ասինխրոն գեներատորի ռոտորը սովորաբար կառուցված է կանաչագույն կառուցվածքով: Երբ ռոտորը պտտվում է մագնիսական դաշտում, ռոտորի հետևում գեներացվում է ինդուկցված հոսանք, որը ստեղծում է ռոտորում մագնիսական դաշտ, որը փոխազդում է ստատորի մագնիսական դաշտի հետ, որպեսզի ռոտորը շարունակի պտտվել:
Սեփական էքսցիտացիան և լարումը
Որոշ սինխրոն գեներատորների համար պահանջվում է սեփական էքսցիտացիա և լարում, որպեսզի ստեղծվի սկզբնական մագնիսական դաշտ: Սեփական էքսցիտացիան և լարումը նշանակում է գեներատորի մնացած մագնիսականության և արմատական ռեակցիայի օգտագործումը գեներատորի արտալից լարման ստեղծման համար արտաքին էլեկտրական էներգիայի բացակայությամբ:
Երբ գեներատորի ռոտորը պտտվում է, մնացած մագնիսականության պատճառով ստատորի կողմում ստեղծվում է թույլ ինդուկցված էլեկտրոմոտիվ ուժ: Այս ինդուկցված էլեկտրոմոտիվ ուժը անցնում է էքսցիտացիայի շղթայի ուղղուցուցիչով և ռեգուլատորով, որպեսզի էքսցիտացիայի շղթան ստեղծի մագնիսական դաշտը ստատորում: Քանի որ մագնիսական դաշտը մեծանում է, ինդուկցված էլեկտրոմոտիվ ուժը աստիճանաբար կամայացվում է, մինչև հասնում է գեներատորի նշված արտալից լարմանը:
III. Էներգիայի արտալից և կառավարումը
Էներգիայի արտալիցը
Գեներատորով ստեղծված էլեկտրական էներգիան փոխանցվում է էլեկտրական ցանցին կամ տեղային բեռնին կաբելների միջոցով: Փոխանցման ընթացքում այն պետք է բարձրացվի կամ իջարձվի տրանսֆորմատորի միջոցով, որպեսզի բավարարի տարբեր լարման պահանջումներին:
Օրինակ, մեծ հողային վառչներով ստեղծված էլեկտրական էներգիան սովորաբար պետք է բարձրացվի բարձրալար տրանսֆորմատորի միջոցով, որպեսզի կարողանա միացվել բարձրալար էլեկտրական ցանցին հեռավոր փոխանցման համար:
Կառավարումը և պաշտպանությունը
Հողային վառչի անվտանգ և կայուն աշխատանքի պահանջանքներին բավարարելու համար այն պետք է կառավարվի և պաշտպանվի: Կառավարման համակարգը կարող է կարգավորել լինիների անկյունը, գեներատորի պտտման արագությունը և այլն հողի արագության, ուղղության և գեներատորի արտալից էներգիայի պարամետրերի համաձայն, որպեսզի հասնի լավագույն էլեկտրական էներգիայի ստեղծման էֆեկտիվության և պաշտպանի սարքավորումը:
Օրինակ, երբ հողի արագությունը չափազանց բարձր է, կառավարման համակարգը կարող է կարգավորել լինիների անկյունը, որպեսզի նվազեցնի լինիների ուժային կամ կայանա հողային վառչի կայանալի ներկայացման արդյունքում նախատեսված սահմանային բեռնը: Նույն ժամանակ կառավարման համակարգը կարող է նաև դիտարկել գեներատորի արտալից լարման, հոսանքի և հաճախարանի պարամետրերը: Երբ կա անստանդարտ պայմաններ, համակարգը կարող է շարունակաբար կտրել էլեկտրական հոսանքը, որպեսզի պաշտպանի սարքավորումը և անձնակազմի անվտանգությունը:
