Как образуется электричество в генераторе

IT News

Как образуется электричество в генераторе
Дата Категория: Физика

Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа).

Электроны {голубые шарики) перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток.

Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита {дальний рисунок справа), т. е. когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля.

Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное.

Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Принцип действия генератора переменного тока

Простейший генератор переменного тока состоит из проволочной рамки, вращающейся между полюсами неподвижного магнита. Каждый конец рамки соединен со своим контактным кольцом, скользящим по электропроводной угольной щетке (рисунок над текстом).

Индуцированный электрический ток течет к внутреннему контактному кольцу, когда соединенная с ним половина рамки проходит мимо северного полюса магнита, и, наоборот, к внешнему контактному кольцу, когда мимо северного полюса проходит другая половина рамки.

Трехфазный генератор переменного тока

Одним из наиболее экономически выгодных способов выработки сильного переменного тока является использование одного магнита, вращающегося относительно нескольких обмоток. В типичном трехфазном генераторе три катушки расположены равноудалено от оси магнита. Каждая катушка вырабатывает переменный ток, когда мимо нее проходит полюс магнита (правый рисунок).

Изменение направления электрического тока

Когда магнит вдвигается в проволочную катушку, он индуцирует в ней электрический ток. Этот ток заставляет стрелку гальванометра отклоняться в сторону от нулевого положения. Когда магнит вынимается из катушки, электрический ток изменяет свое направление на противоположное, и стрелка гальванометра отклоняется в другую сторону от нулевого положения.

Переменный ток

Магнит не будет индуцировать электрический ток до тех пор, пока его силовые линии не начнут пересекать проволочную петлю. Когда полюс магнита вдвигается в проволочную петлю, в ней индуцируется электрический ток. Если магнит прекращает движение, электрический ток (голубые стрелки) также прекращается (средняя диаграмма). Когда магнит вынимается из проволочной петли, в ней индуцируется электрический ток, текущий в противоположном направлении.

Источник: http://information-technology.ru/sci-pop-articles/23-physics/241-kak-rabotaet-generator-peremennogo-toka

Устройство, принцип действия и конструкция синхронного генератора, режимы работы

Как образуется электричество в генераторе

Синхронным генератором (СГ) называют устройство, выполняющее функцию трансформации механической энергии в электрическую. Принцип работы и устройство синхронного генератора достаточно просты и надежны. Такое энергетическое оборудование востребовано для использования в мобильных авторемонтных мастерских, для ремонта и обслуживания станков-качалок, спецмашин нефтегазовой отрасли, на ГЭС, ТЭС, АЭС, в транспортных системах.

Основные конструктивные элементы

Основные части синхронного генератора: неподвижная — статор, вращающаяся — ротор, представляющая собой электромагнит, и две основные обмотки.

  1. Одна обмотка статора («обмотка возбуждения») запитывается от источника постоянного тока, функцию которого выполняет электронный регулятор напряжения. Регулятор используется в генераторах с самовозбуждением.

    Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение осуществляется с использованием остаточного магнетизма магнитопровода СГ. При этом энергия переменного тока поступает от обмотки статора СГ. Комплекс из понижающего трансформатора и полупроводникового выпрямителя-преобразователя трансформирует ее в энергию постоянного тока.

  2. Ток, протекающий в обмотке возбуждения статора, наводит ЭДС на обмотке возбуждения якоря генератора. Статор возбудителя, как конструкционный элемент может отсутствовать, и тогда его функции выполняют постоянные магниты.
  3. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, называется обмоткой возбуждения якоря, или якорем возбудителя.
  4. Переменное напряжение, возникающее на обмотке якоря возбудителя, выпрямляется в блоке вращающихся диодов, которые так же называются словосочетанием «диодный мост», и превращает силовую обмотку ротора во вращающийся электромагнит, который наводит ЭДС в силовой обмотке статора СГ.
  5. Силовые обмотки и обмотки возбуждения монтируются в пазы якоря и ротора.
  6. Генераторы по типу выходного напряжения делятся на одно-, или трехфазные. Основное распространение в промышленности имеют трехфазные синхронные генераторы, а в быту — однофазные.

В конструкцию статора входит корпус, внутри которого расположен сердечник, или пакет, собираемый из листов электротехнической стали особой формы.

На качество электрического тока влияют такие факторы как: цельность листов в пакете (бывают цельными или составными), качество и материал обмотки. Для обмотки применяется медный эмаль-провод, а в дешевых устройствах возможна замена меди на алюминий.

Роторы изготавливаются явнополюсными или неявнополюсными.

  • Явнополюсные роторы предназначены для синхронных генераторов, работающих с двигателями внутреннего сгорания с низкой частотой вращения — 1500 и 3000 об/мин.
  • Неявнополюсные роторы востребованы в высокоскоростных (более 3000 об/мин) механизмах переменного электрического тока высокой мощности. Обычно их размещают на одном валу с паровыми турбинами. Такие СГ называют «турбогенераторы».

Определение скорости вращения

Понятие «синхронный» означает, что число оборотов находится в прямой математической зависимости от частоты тока. Эта зависимость определяется по формуле n = 60*f/p, где:

  • n — скорость вращения, об/мин;
  • f — частота, в бытовой электрической сети она равна 50 Гц;
  • p — количество пар полюсов.

Принцип работы СГ

Принцип действия машины в режиме синхронного генератора:

  1. При пропускании через обмотку возбуждения постоянного тока образуется стабильное во времени магнитное поле с чередующейся полярностью.
  2. При вращении магнитного поля относительно проводников обмотки якоря возбуждаются переменные ЭДС.
  3. Переменные ЭДС суммируются, образуя ЭДС фаз. Трехфазная система образуется тремя одинаковыми обмотками, размещаемыми на якоре под электрическим углом друг к другу, равным 120°.

В случаях, если централизованное электроснабжение имеет недостаточную мощность или отсутствует, как, например, на удаленных стройплощадках, нефтегазодобывающих объектах, морских и воздушных судах, СГ в составе с двигателем внутреннего сгорания функционируют в автономном режиме.

При необходимости создания мощных источников питания синхронные двигатели включают на параллельную работу.

Такой способ включения позволяет более полно использовать мощность каждой машины и при необходимости выводить отдельные СГ в ремонт без прекращения эффективного электроснабжения потребителей.

Второй режим работы синхронной машины — выполнение функций электродвигателя. Обычно СГ востребован в качестве двигателя в высокомощных установках более 50 кВт. Для работы в режиме электродвигателя обмотку статора подключают к электросети, а обмотку ротора — к источнику постоянного тока. Вращающий момент возникает при взаимодействии вращающегося магнитного поля СГ с постоянным током обмотки возбуждения.

Источник: https://www.litenergo.ru/pomoshch-pokupatelyu/ustrojstvo-sinhronnogo-generatora/

Генератор поликлиновой: электрическое сердце автомобиля

Как образуется электричество в генераторе
» Статьи » Генератор поликлиновой: электрическое сердце автомобиля

На современных двигателях все более широкое применение находят электрические генераторы, имеющие привод поликлиновым (ручейковым) ремнем. О том, что такое поликлиновый генератор, какую конструкцию он имеет и как работает, а также о правильном подборе автомобильного генератора читайте в данной статье.

Что такое генератор поликлиновой?

Генератор поликлиновой — компонент электрической бортовой системы транспортного средства; генератор переменного тока с приводом от коленчатого вала двигателя, оснащенный шкивом под поликлиновый ремень. Генератор обеспечивает питание компонентов электрической системы автомобиля и зарядку аккумуляторной батареи.

Данные генераторы устанавливаются на бензиновые и дизельные силовые агрегаты с ременным приводом вспомогательных агрегатов, в котором передача крутящего момента от коленвала осуществляется посредством плоского поликлинового (ручейкового) ремня. Обычно это двигатели легковых и грузовых автомобилей стандарта «Евро-3» и выше (также возможно переоснащение и двигателей «Евро-2»).

Поликлиновая передача имеет ряд преимуществ перед обычной клиноременной. В передаче этого типа используется один плоский ремень, на рабочей поверхности которого выполнен несколько (от 4 до 8) продольных канавок (ручейков) треугольной (клиновой) формы. Такая форма в несколько раз увеличивает площадь контакта ремня со шкивами, чем обеспечивается надежное сцепление этих деталей и передачу крутящего момента без проскальзывания.

Но главное, что поликлиновые ремни за счет своей небольшой толщины могут нормально работать при значительных изгибах и допускают применение шкивов малого диаметра. Это имеет ряд положительных последствий:

  • Снижение массы и стоимости шкива;
  • Возможность получения большого передаточного числа без сокращения ресурса ремня (обычные клиновые ремни за счет большой толщины менее эластичны и не могут работать со шкивами меньше некоторого диметра — они проскальзывают, изнашиваются и изламываются);
  • Повышение надежности всего двигателя.

Конструктивно поликлиновые генераторы идентичны обычным, отличаясь лишь типом шкива и некоторыми характеристиками.

Типы и характеристики генераторов

На современных транспортных средствах используются генераторы только одного типа — синхронные трехфазные переменного тока, оборудованные трехфазными выпрямителями. Данные агрегаты компактны и эффективны, и давно вытеснили генераторы постоянного тока (хотя их еще можно встретить на старых отечественных автомобилях).

Существующие сегодня генераторы делятся на группы по применимости, основным характеристикам и способу установки.

По применимости генераторы бывают двух основных типов:

  • Для бензиновых силовых агрегатов;
  • Для дизельных силовых агрегатов.

Генераторы для бензиновых моторов предназначены для работы на более высоких оборотах, для дизелей — на пониженных оборотах. Генераторы для различных моторов имеют ряд конструктивных отличий, в том числе неодинаковое число витков в обмотках, различные диаметры приводных шкивов и другие.

Автомобильные генераторы имеют следующие основные характеристики:

  • Номинальное напряжение;
  • Номинальный ток;
  • Токоскоростные характеристики.

Номинальное напряжение может составлять 13,5 или 14 В для транспортных средств с напряжением бортовой сети 12 В, и 28 В для транспортных средств с напряжением бортовой сети 24 В. Повышенное напряжение генератора компенсирует падение напряжения на выпрямителе и регуляторе. Номинальный ток может лежать в пределах 60-120 А, чем более мощные потребители установлены на транспортном средстве, тем больший ток должен обеспечивать агрегат.

Токоскоростные характеристики — это зависимость силы вырабатываемого тока от угловой скорости вращения (частоты) ротора агрегата. Из них наиболее важны:

  • Номинальная рабочая частота — частота вращения ротора, при которой вырабатывается номинальный ток;
  • Минимальная рабочая частота — частота вращения ротора, при которой вырабатывается ток на 40-50% меньше номинального, обычно это соответствует холостым оборотам мотора;
  • Максимальная рабочая частота — частота вращения ротора, при которой вырабатывается ток, не более чем на 10% превышающий номинальное значение.

Как правило, номинальный ток указывается для частоты вращения его ротора 5000 или 6000 об/мин. Минимальная частота составляет 1500 об/мин для обычных и 1800 об/мин для высокоскоростных генераторов. Обратите внимание: здесь речь идет именно о частоте вращения ротора генераторной установки, этим значениям соответствует в 1,2-2 раза более низкая частота вращения коленвала мотора.

Общее устройство автомобильного генератора

Наконец, по способу монтажа генераторы поликлиновые делятся на две группы:

  • С обычным монтажом;
  • С монтажом на монокронштейне.

В первом случае генератор крепится к двигателю с помощью двух-четырех болтов и кронштейнов, агрегат жестко зафиксирован на своем месте. Во втором случае генератор установлен в подвижный кронштейн, с помощью которого осуществляется регулировка степени натяжения приводного ремня.

Конструкция и принцип работы поликлинового генератора

Конструктивно автогенератор состоит из нескольких основных компонентов — корпуса, статора, ротора, выпрямительного блока, регулятора напряжения, щеточного узла и приводного шкива. В некоторых агрегатах также присутствует один или два вентилятора охлаждения.

Корпус. Может быть цельным или составным. В первом случае это одна деталь, внутри которой расположены все остальные компоненты генератора. Во втором случае корпус состоит из двух половин, между которыми с помощью нескольких болтов зажимается статор — сегодня эта конструкция получила наибольшее распространение.

Конструкция статора автомобильного генератора

Статор. Основной компонент генератора, в котором вырабатывается ток. Статор состоит из металлического сердечника, внутри которого располагаются витки обмоток. Всего в статоре три обмотки, они изготавливается из изолированного медного провода большого сечения. Витки уложены в определенном порядке для обеспечения постоянных значений тока независимо от положения статора относительно ротора.

Конструкция ротора автомобильного генератора

Ротор. Один из основных компонентов генератора, в нем формируется магнитное поле, обеспечивающее генерацию тока в статоре.

Ротор состоит из вала, на котором располагаются полюса (металлические сердечники), обмотка возбуждения и контактные кольца для подачи тока на обмотку.

Ротор размещается внутри статора, вал ротора располагается в подшипниках в торцах корпуса (или в крышках корпуса). Также на валу ротора, снаружи или внутри корпуса, могут располагаться один или два вентилятора охлаждения.

Щеточный узел. Узел с двумя подпружиненными графитовыми щетками, которые упираются в контактные кольца на валу ротора, обеспечивая подачу тока на вращающуюся обмотку возбуждения. Обычно щеточный узел объединяется с регулятором напряжения.

Выпрямительный блок. Узел, на котором устанавливается трехфазный выпрямитель тока на шести полупроводниковых диодах (по два на каждую фазу).

Данный блок осуществляет выпрямление тока — преобразование переменного тока в постоянный, который далее используется для питания потребителей бортовой электросети.

Выпрямительный блок обычно собирается на массивной подковообразной пластине (она служит в качестве теплоотвода для охлаждения диодов), которая устанавливается на задней стенке генератора и закрыта защитной крышкой.

Регулятор напряжения. Узел, выполняющий стабилизацию поступающего в бортовую сеть напряжения независимо от частоты вращения двигателя и других условий. В настоящее время используются только электронные регуляторы, объединенные с щеточным узлом.

Приводной шкив. Поликлиновый пластиковый или металлический шкив, жестко установленный на выступающей за пределы корпуса части вала ротора. С его помощью осуществляется передача крутящего момента от коленчатого вала двигателя на ротор генератора. От размера шкива зависит передаточное число ременного привода.

Работает генератор следующим образом. При переводе замка зажигания в положение пуска двигателя на обмотку возбуждения генератора подается ток от аккумулятора, поэтому вокруг ротора образуется магнитное поле. При запуске двигателя ротор и вместе с ним силовые линии магнитного поля приходят во вращение, в обмотке статора за счет явления электромагнитной индукции образуется переменный ток — он снимается с выводов обмоток, поступает на выпрямитель и к потребителям.

При успешном запуске двигателя обмотка возбуждения отключается от аккумулятора, необходимый для работы ток теперь поступает от статора — генератор переходит в режим самовозбуждения.

При изменении режима работы двигателя изменяется и выходное напряжение генератора, однако в работу вступает стабилизатор напряжения, он в зависимости от изменения частоты вращения ротора генератора изменяет поступающий в обмотку возбуждения ток, чем достигается стабильность выходного напряжения.

Генератор в сборе монтируется на двигатель с помощью подвижного или неподвижного кронштейна. Привод этого агрегата может быть двух типов:

  • Отдельный привод генератора;
  • Совмещенный привод генератора, водяного насоса и/или других навесных агрегатов.

Привод генератора отдельным ремнем
Совмещенный привод генератора и водяного насоса

В первом случае крутящий момент от шкива коленвала с помощью ремня подается на шкив генератора, в приводе нет дополнительных деталей. Во втором случае ремень охватывает три шкива, также в этом приводе может присутствовать натяжитель ремня.

Вопросы правильного выбора, ремонта и замены генератора

Генератор с течением времени может терять свои характеристики или полностью выходить из строя. При подозрениях на поломку следует проверить работоспособность агрегата — это необходимо выполнять в соответствии с инструкцией по ТО и ремонту транспортного средства. Многие неисправности агрегата можно устранить — поменять выпрямитель, регулятор и другие детали. Но если генератор не подлежит ремонту, то его необходимо заменить в сборе.

Выбирать генератор необходимо того же типа и каталожного номера, что был установлен на авто ранее. В крайнем случае следует подбирать генератор по его основным характеристикам и по диаметру приводного шкива.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что нужно заливать в аккумулятор

В первую очередь, нужно обращать внимание на номинальное напряжение и ток, а также на назначение генератора — нельзя использовать агрегат для дизелей на бензиновых моторах, и наоборот.

А изменение диаметра шкива изменяет передаточное число привода и, соответственно, режимы работы генератора.

Устанавливать и регулировать новый генератор также необходимо в полном соответствии с указаниями инструкции. У многих автомобилей замена этого агрегата имеет свои особенности, которые обязательно нужно учитывать. Особое внимание нужно уделять регулировке силы натяжения ремня, ее нельзя увеличивать и уменьшать. При правильной замене генератора и регулировке его привода электросистема автомобиля вновь будет работать нормально на всех режимах.

Источник: http://www.autoars.ru/articles/?id=128

Синхронный генератор переменного тока — что это? — ООО ПКФ «Энергодизельцентр»

Синхронный генератор (альтернатор) — устройство, с помощью которого осуществляется преобразование механической или других видов энергии в переменный ток.

Первые существенные попытки создания альтернаторов были предприняты еще М. Фарадеем и И. Пикси в 1831 году, но их изобретения не использовались на практике из-за слишком малой мощности. Впервые похожее устройство публично продемонстрировали в 1886 г. Немного ранее, в 1882 г., Д. Гордон разработал довольно мощный двухфазный генератор.

В 1891 г. известный сербский физик и ученый Н. Тесла запатентовал высокочастотный альтернатор. Трехфазное устройство с аналогичным принципом действия создал русский инженер М. Доливо-Добровольский, который в 1903 г. первым в мире запустил полноценную трехфазную электростанцию. Она обеспечивала электроэнергией зерновой элеватор в Новороссийске.

Из чего состоит генератор переменного тока

В стандартном альтернаторе обязательно присутствуют:

  • проводник тока;
  • «якорь» (магнитопровод);
  • магнитная система (обыкновенная, электрическая).

Электричество отправляется из якоря, благодаря угольным щеткам, которые прилегают к кольцу. Дополнительно к нему подсоединены концы проводника, что обеспечивает полноценную работу устройства.

Якорь является подвижной (вращающейся) частью генератора, а статор — статичный (неподвижный) элемент, в котором образуется магнитное поле. Если оно формируется с помощью электричества, то параллельно должен работать еще один генератор, который будет возбуждать действие. Возбудитель оснащен стандартными магнитами.

В зависимости от способа применения устройства и его разновидности якорь приводится в движение различными механизмами. На электростанциях эту функцию выполняют паровые или гидравлические (водяные) турбины. В бытовых условиях гораздо чаще используются устройства, в которых якорь приводится в движение с помощью двигателя внутреннего сгорания, вырабатывающего механическую энергию.

Разновидности синхронных генераторов переменного тока

Базовая классификация альтернаторов включает следующие типы устройств:

  1. Высокочастотные генераторы рассчитаны на преобразование механической энергии в электричество высокой частоты. Приспособление работает за счет изменения магнитного потока с помощью воздействия вращающегося ротора на статичный статор. Высокая частотность достигается увеличением количества полюсов и разгоном вращения статора.

    Применяется в качестве источника питания электричеством для радиотелеграфных станций на расстояние до 3 километров. Для меньших промежутков они не подходят, поскольку требуется увеличение частотности. Устройства подразделяются на генераторы, производящие энергию непосредственно в машине, и агрегаты, в которых ток увеличивается за счет статических умножителей.

  2. Гидротурбинный генератор, как становится понятно из названия, функционирует за счет движения гидравлической турбины. Ротор в таких устройствах располагается на одном валу с турбинным колесом. Максимальная мощность подобных агрегатов достигает 100 000 кВт, что является внушительным показателем для электростанций, в особенности автономных. По размеру они ощутимо больше аналогичных аппаратов.

    Диаметр одного ротора может достигать пятнадцати метров. На мощность турбины значительное влияние оказывает скорость, с которой она вращается, маховый момент, характерный для ротора, и протяженность ЛЭП (линии электропередачи). Обмотка размещается непосредственно на статоре, охватывающем явный полюсный ротор, который закреплен на валу.

  3. Паротурбинный генератор, работающий с помощью паровой турбины.

    Наибольшим распространением пользуются двухполюсные и четырехполюсные устройства. Ротор имеет форму внушительного по размеру цилиндра с пазами прямоугольного типа. В специальных пазах на внутренней стороне статора размещается обмотка переменного тока. В машинах, работающих медленно, устанавливается ротор в форме колеса или звезды.

    Если система замкнутая, то охладительные элементы располагаются непосредственно под генератором. В сравнении с предыдущим типом генераторов паротурбинные обладают значительно меньшими размерами.

Самое широкое распространение получили синхронные трёхфазные генераторы, мощности которых варьировались от минимальных значений до нескольких мегаватт.

Работа классических альтернаторов была основана на том, что на роторе располагались кольца и щетки, которые находились в непосредственном контакте со статором.

В большинстве случаев данный механизм был небезопасен, щётки при этом быстро изнашивались, а коллектор якоря требовал непрерывного поддержания в рабочем состоянии. Поэтому были разработаны бесщёточные синхронные генераторы, которые исключили все эти недостатки.

Работа синхронного бесщёточного трёхфазного генератора основана на применении системы независимого возбуждения и автоматических регуляторов напряжения (AVR). AVR помогает не допускать отклонений и скачков, поддерживая выходное напряжение генератора на постоянном уровне.

Если вдруг происходит значительный скачок напряжения, AVR примет всю нагрузку на себя и в первую очередь выйдет из строя, защитив тем самым остальные системы альтернатора.

AVR поставляются отдельно в качестве запасной части и заменить его не сложнее, чем поменять батарейки в любом устройстве.

Генераторы могут быть одноопорные с одним подшипником и двухопорные.

Если генератор вышел из строя, а двигатель находится в хорошем состоянии, то можно заказать генератор отдельно. Для заказа нужно обязательно знать наименование двигателя и присоединительные размеры генератора.

Основная градация здесь по стране производства двигателя — отечественный он или импортный, — поскольку для отечественных двигателей (ЯМЗ, ТМЗ или ММЗ) в большинстве разработаны свои типы для присоединения и стыковки генератора с двигателем (напрямую, через муфту или при помощи стыковочных колец). Импортные же двигатели стыкуются с альтернаторами по единой системе SAE.

Области применения генераторов переменного тока

Переменный ток используется повсеместно в различных отраслях человеческой деятельности. В отличие от постоянного, переменный ток можно передавать на большие расстояния с минимальными потерями.

Используя диодные выпрямители, при необходимости переменный ток можно без особых усилий преобразовать в постоянный, а наоборот сделать не получится. Многочисленные преимущества способствовали его широкому распространению.

Сейчас на переменном токе работает большинство современных бытовых устройств и гаджетов.

Востребованность синхронных генераторов растет с каждым годом. Это касается как больших стационарных агрегатов, так и мобильных (переносных), которые используются преимущественно в быту или на небольших объектах.

Альтернаторы применяются на всех видах электростанций. В промышленности и строительной отрасли они тоже незаменимы. С их помощью обеспечиваются электричеством:

  • административные и жилые сооружения;
  • школы, больницы, детские сады;
  • производственные и коммерческие предприятия;
  • торгово-развлекательные центры.

В удаленных, труднодоступных или не обеспеченных иными источниками энергии местах также используются генераторы переменного тока. Автономные дизельные и бензиновые электростанции тоже оснащаются синхронными генераторами. Отрасли применения альтернаторов не ограничены и продолжают расти.

Обслуживание альтернаторов необходимо производить регулярно, согласно рекомендациям производителя. Иначе велика вероятность возникновения неисправностей или выхода агрегата из строя.

ООО ПКФ «Энергодизельцентр» работает на рынке России и стран ближнего зарубежья более 17 лет. За это время нам удалось создать безупречную репутацию и выработать оптимальный подход сотрудничества. Мы специализируемся на производстве газопоршневых и дизельных электростанций на базе двигателей ЯМЗ.

У нас вы найдете:

  • дизельные и газопоршневые электростанции;
  • силовые установки;
  • комплектующие и аксессуары.

При производстве дизельных и газовых электростанций применяются только надёжные и зарекомендовавшие себя долгими годами стабильной работы генераторы отечественного и импортного производства:

  • БГ, БЭМЗ (Россия);
  • ГС, ОАО Электроагрегат (Россия);
  • Stamford, Cummins (Англия);
  • Marelli Motori (Италия);
  • Leroy Somer (Франция);
  • Linz (Италия) и др.

Доставка заказа осуществляется в пределах Российской Федерации. В странах СНГ также можно приобрести нашу продукцию. Специалисты компании «Энергодизельцентр» готовы помочь в выборе подходящего по характеристикам устройства. Эксперты ответят на любые интересующие вопросы, помогут оформить предварительный заказ. Чтобы получить бесплатную консультацию, необходимо набрать номер 8 800 550-76-40.

Источник: https://e-d-c.ru/info/articles/gazoporshnevye-elektrostantsii/sinkhronnyy-generator-peremennogo-toka-chto-eto-2019/

Добавление постоянной составляющей сигнала на выход генератора функций

24 Марта 2018

Максим Писковацков, руководитель направления измерительного оборудования общего назначения

mvp@dipaul.ru

Подача постоянной составляющей на выход генератора функций необходима при различных испытаниях радиоэлектронной аппаратуры. Результирующий сигнал, подаваемый на испытуемое устройство, представляет собой известную форму волны, наложенную на напряжение постоянного тока.

Например, для проверки устойчивости схем к шуму, который может возникнуть на реальных рабочих напряжениях, можно использовать синусоидальную волну, добавленную поверх напряжения смещения.

При испытании усилителя смещение транзистора можно производить с помощью постоянного напряжения, переменная составляющая которого располагалась бы поверх этого напряжения.

Даже повторяющуюся серию униполярных импульсов, используемую для управления затвором полярного транзистора в DC/DC-преобразователях, принято рассматривать как импульсную последовательность с постоянным смещением. Так или иначе, в каждом из приведенных примеров испытаний необходимо наличие DC+AC-сигнала с различными требованиями к значению тока, напряжения и полосы пропускания.

Существуют разные методы генерации форм сигнала, наложенных поверх напряжения постоянного тока. Генератор функций может создавать форму волны со смещением постоянного тока. В случае необходимости подачи более высокого смещения можно использовать источник питания (ИП) постоянного напряжения, последовательно подключенный к генератору функций.

Если требуется более высокая сила тока, можно использовать управляемый генератором функций ИП постоянного тока с клеммами внешнего аналогового программирования. Также возможно применение трансформатора тока, управляемого генератором функций, для формирования сигнала переменного тока на выходе ИП постоянного тока.

Наконец, некоторые ИП могут создавать формы переменного тока на собственных выходах постоянного тока.

Разработка преобразователя DC/DC

Инженерам, работающим над созданием преобразователя DC/DC, в ходе эксперимента требуется частота переключения и управление уровнем затвора полевого транзистора.

Для экспериментирования с управляющими сигналами схемы управления затвором полевого транзистора необходимо создание различных сигналов возбуждения, состоящих из импульсов и смещения постоянного напряжения.

Используя встроенные органы управления генератора функций/сигналов произвольной формы Keysight 33522B, инженерам удалось создать требуемые формы сигнала с постоянной составляющей и возможностью изменения частоты, ширины и времени нарастания импульса.

Метод использования только одного генератора функций

Большинство генераторов функций способны вносить поверх заданной формы сигнала постоянную составляющую (рис. 1). Однако из-за размещенных внутри аттенюаторов некоторые генераторы функций при установке малых значений амплитуды формы сигнала не способны выдать полный диапазон выходного напряжения постоянного тока.

У последних моделей генераторов функций Keysight Technologies, Inc. данное ограничение отсутствует. Например, генератор функций/сигналов произвольной формы Keysight 33522B может генерировать форму сигнала с постоянной составляющей в диапазоне от –5 до +5 В на нагрузке 50 Ом (от –10 до +10 В при разомкнутой цепи).

То есть, пользователь может выставить на приборе 33522B при выбранном значении нагрузки 50 Ом низкое значение амплитуды формы сигнала, равное 10 мВ пик–пик, и добавить максимально возможную постоянную составляющую 4,995 В. Несмотря на то, что это самый удобный способ получения сигнала с постоянной составляющей, некоторые испытания могут потребовать большее смещение.

Поэтому, если необходим сигнал со смещением больше того, которое можно получить на генераторе функции, придется прибегнуть к другим методам.

Рис. 1. Сгенерированный DC+AC-сигнал с использованием только одного генератора функций

Большинство генераторов функций оснащены выходными каналами с 50-Ом нагрузкой, что, по сути, является резистором с номиналом 50 Ом, который последовательно соединен с выходом внутри генератора функций.

Такая схема позволяет минимизировать отражение сигнала при подключении коаксиального кабеля с характерным значением импеданса и конечной нагрузкой в 50 Ом. Выходной импеданс 50 Ом и 50-Ом нагрузка образуют делитель напряжения «два к одному».

Следовательно, для получения выходного напряжения на 50-Ом нагрузке с величиной, равной заданному значению напряжения, фактическое внутреннее напряжение, воспроизводимое генератором функции, должно вдвое превышать установленное значение напряжения (VSET).

Следует учитывать, что если сопротивление нагрузки бесконечно (разомкнутая цепь), результирующее выходное напряжение будет в два раза больше пользовательского значения. И если значение сопротивления нагрузки (RL) отлично от 50 Ом, то фактическое выходное напряжение (VOUT) будет высчитываться по формуле:

VOUT = 2VSET [RL / (50+RL)] (рис. 2)

Рис. 2. Влияние на выходное напряжение выходного 50-Ом импеданса функционального генератора

Метод использования источника питания, управляемого генератором функций

В этом способе для получения сигнала с большим смещением по постоянному току требуется ИП с внешним входом аналогового программирования. Напряжение, подаваемое на этот вход, усиливается ИП и производит пропорциональное напряжение на его выходных клеммах.

Таким образом, можно подключить выход функционального генератора ко входу аналогового программирования и модулировать выходное напряжение ИП сигналом функционального генератора (рис. 3).

Этот метод обеспечивает наибольшую гибкость установки напряжения смещения и величины тока для необходимой пользователю нагрузки (определяются техническими характеристиками источника питания). Тем не менее, характеристики большинства ИП постоянного тока накладывают существенные ограничения по полосе пропускания.

В то время как генераторы функций могут производить формы волн в диапазоне МГц, выход большинства ИП постоянного тока имеет пропускную способность всего в несколько кГц. Таким образом, при использовании данного метода полученный сигнал с добавленной постоянной составляющей на выходе ИП будет иметь полосу пропускания всего в несколько килогерц.

Рис. 3. Сигнал DC+AC, полученный с помощью генератора функций, приводит в действие вход аналогового программирования источника питания постоянного тока

Метод использования трансформатора тока, управляемого генератором функций

Для извлечения всех преимуществ полного выходного напряжения и тока ИП в сочетании с более широкой полосой пропускания сигнала генератора функций, можно подключить трансформатор тока, управляемый генератором функций, последовательно с выходом ИП.

При этом необходимо выбрать трансформатор тока, способный поддерживать необходимую пропускную способность. Также следует убедиться, что трансформатор способен поддерживать максимальный постоянный ток, который будет протекать по нему к необходимой пользователю нагрузке.

Схема подключения показана на рис. 4.

Рис. 4. DC+AC-сигнал, полученный с помощью источника питания постоянного тока, подключенного последовательно через трансформатор тока и управляемого функциональным генератором

Метод использования генератора функции, подключенного последовательно с источником питания

При необходимости создания сигнала с постоянной составляющей, напряжение смещения которого превышает значение, задаваемое на генераторе функций, можно использовать последовательное соединение ИП постоянного тока с генератором функций (рис. 5).

При использовании данного метода, наряду с гибкостью установки уровня постоянного тока, обеспечиваемого источником питания, сохраняются возможности полной пропускной способности генератора функций. Однако этот метод имеет несколько существенных ограничений. Выход генератора функций может иметь изоляцию от корпуса или быть заземленным.

При наличии изоляции существует параметр, указывающий на максимальный уровень напряжения, которое разрешено подавать на выход. Например, изолированный от корпуса выход Keysight 33522B выдерживает напряжение до ±42 В.

Это означает, что если последовательно подключить источник постоянного тока к выходу функционального генератора, смещение постоянного тока должно быть меньше ±42В. Если выход генератора функций внутренне подключен к заземлению, то выходное напряжение ИП должно быть изолировано от заземления (если не планируется подключение узлов заземления вместе).

Подавляющее большинство ИП Keysight имеет изолированные от земли выходы со значением плавающего напряжения ±240 В. Другим ограничением использования этого метода является то, что ток, доступный для пользовательской нагрузки, ограничен выходным током выбранного генератора функций, так как ток нагрузки должен протекать через ИП и генератор функций.

Кроме того, большинство генераторов функций имеют выходной импеданс номиналом 50 Ом, т.е. любой ток нагрузки будет протекать через это сопротивление, которое, в свою очередь, будет формировать делитель напряжения с импедансом нагрузки. Поэтому следует обязательно отрегулировать соответствующее выходное напряжение источника постоянного тока.

Рис. 5. DC+AC-сигнал, полученный с помощью последовательного соединения функционального генератора с источником питания постоянного тока

Генераторы функций произвольной формы Keysight 33210A (серии 33500B и 33600A) позволяют вводить значение для ожидаемого сопротивления нагрузки (Rl) в диапазоне от 1 Ом до 10 кОм или бесконечно.

При изменении данного параметра генератор функций автоматически отрегулирует внутреннее производимое напряжение для учета делителя напряжения, образованного 50-Ом резистором и таким сопротивлением нагрузки, при котором значение Vout равно установленной величине напряжения.

Такая настройка применяется к части переменного тока выходного сигнала функционального генератора и обеспечивает смещение постоянного тока.

Метод использования источника питания со встроенным генератором сигналов

Если необходимо обеспечить напряжение или ток со значениями, превышающими максимальные значения на генераторе функций, а требования к частоте невелики (до нескольких килогерц), стоит задуматься об использовании ИП со встроенным генератором сигналов.

Анализатор мощности Keysight N6705A DC способен производить произвольные формы сигналов поверх своих выходных напряжений постоянного тока без необходимости использования какого-либо внешнего оборудования (например, генератора функций или трансформатора тока). Поскольку такая возможность полностью интегрирована в продукт, это самый удобный способ для получения сигналов данного типа.

Однако, поскольку в действительности выходы являются ИП постоянного тока, пропускная способность также будет ограничена величиной в несколько килогерц.

Вывод

Потребность в добавлении постоянной составляющей на выход функционального генератора возникает при различных испытаниях.

Существует несколько способов решения этой задачи, и каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, влияющие на выходное напряжение, ток, пропускную способность и простоту реализации.

Генераторы функций Keysight предоставляют возможность задавать смещение постоянного тока по всему диапазону выходного напряжения даже с малым значением амплитуды сигнала. Окончательный выбор метода будет зависеть от конкретных потребностей пользователя, имеющегося оборудование и время.

Источник: https://www.dipaul.ru/pressroom/dobavlenie_signala_na_vyhod_generatora_funktsiy/

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия.

Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация.

Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков.

Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.

В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин — генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Вспоминаем уроки физики. Электроток — заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени).

Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке — переменный, в батарейке — постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт — всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт — переменный.

Автор статьи и специалисты Mototech прекрасно осведомлены о том, что и постоянный ток может иметь практически любое напряжение (например, 380 Вольт на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток для узких задач. 

В чем конструктивная разница между генераторами

Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один — потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются. Элементы (комплектующие) также отличны.

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

  • Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока.
  • Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
  • Статора. Остов с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
  • Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода — снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
  • Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично).

Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла.

Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности.

По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

Асинхронным машинам характерны:

  • отсутствие электрической связи с ротором;
  • вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
  • измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

  • Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов.
  • Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное.
  • Выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток.
  • С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю.

Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом, если положительных/отрицательных точек больше, ЭДС и ориентировочное количество электроэнергии рассчитываются по формуле.

К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

  • небольшой вес и компактность агрегата;
  • возможность использовать в экстремальных условиях;
  • отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.

Принцип работы генератора переменного тока

Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле. Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток.
Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.

Основные достоинства генераторов переменного тока

В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

  • большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
  • выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
  • проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
  • конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
  • больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.

Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии.

Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях.

Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники. 

Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального. 99% того, что питается от централизованной сети — это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования. 

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока.

Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств.

С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.

Источник: https://mototech.ru/info/generatory-toka-peremennogo-i-postoyannogo/

Синхронный и асинхронный генератор

Электричество есть  везде. Уже настал тот день, когда с этим сложно спорить. Даже там, куда не дотянулась централизованная электросеть, вовсю используются дизельные и бензиновые генераторы, которые получили широкое распространение не так давно, несмотря на почти двухсотлетнюю историю. Сегодня ассортимент генераторов очень велик, и существует множество способов их классификации, один из которых – классификация по степени синхронизации.

Применительно к электрогенераторам, синхронизация – это совмещение частоты вращения ротора и магнитного поля статора. Соответственно, если частота их вращения совпадает, такой генератор будет называться синхронным, а если нет, то асинхронным.

Синхронный генератор

Как известно, в дизельном или бензиновом генераторе электрический ток образуется после прохождения вращающегося магнитного поля через обмотку. При этом в синхронном электрогенераторе ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит.

После запуска генератора он создаёт вокруг себя слабое магнитное поле, которое с увеличением оборотов становится сильнее. В конце концов, число оборотов ротора и магнитного поля синхронизируются, что позволяет получить на выходе наиболее стабильный ток.

В отличие от асинхронного генератора, синхронный агрегат уязвим при перегрузках, поскольку превышение допустимой нагрузки может вызвать сильный скачок напряжения в обмотке ротора.

С другой стороны, важным преимуществом синхронного генератора является его способность кратковременно выдавать ток мощностью в 3-4 раза выше номинального, что позволяет подключать к нему такие устройства, как насосы, компрессоры, холодильники и т.д.

Иными словами, он предназначен для электроприборов с высокими стартовыми токами. Несмотря на свою уязвимость, стоимость синхронных генераторов выше, чем асинхронных устройств.

Асинхронный генератор

Асинхронный генератор работает в режиме торможения: ротор вращается в одном направлении со статором, но скорость его вращения изначально выше. При этом частота вращения магнитного поля всегда остаётся неизменной, а регулированию поддаётся лишь скорость вращения ротора. Такие генераторы малоуязвимы при коротком замыкании и хорошо защищены от внешних воздействий (пыли, низкой температуры, влаги и т.д.).

Недостатками асинхронного генератора можно назвать обязательное наличие конденсаторов и зависимость частоты выходного тока от стабильности работы дизельного или бензинового двигателя. При этом стоимость такого устройства ниже, чем синхронного, но применяется оно реже. Асинхронные генераторы рекомендуется использовать для подключения устройств, не требующих высокого стартового напряжения и устойчивых к его перепадам.

Источник: https://genmaster.ru/about/articles/sinkhronnyy-i-asinkhronnyy-generator/

Принцип работы генератора переменного и постоянного тока

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила. Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым. Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

генератор тока

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.

Электрический мотор

Генератор переменного тока

генератор переменного тока

При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.

генератор переменного тока

Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.

Генератор постоянного тока

Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т.д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

автомобильный генератор тока

Таким образом, генератор тока является современным устройством, способный преобразовывать энергию механического движения в электрическую.

Источник: http://electric-tolk.ru/princip-raboty-generatora-peremennogo-i-postoyannogo-toka/

ВПК

Газовый генератор – это экологически чистый источник электроэнергии, которая вырабатывается при сгорании природного газа. Купить газовый генератор можно для дома, дачи, строительной площадки или строительной мастерской.

Несмотря на то что стоит газовый генератор электроэнергии несколько выше чем оборудование, работающее на бензине или солярке, он значительно экономичнее и имеет более длительный срок службы. Сгорание газа происходит без копоти и гари, благодаря чему на внутренних деталях не образуется отложений, которые способствуют их износу. В среднем электрогенератор на газе работает на 25% дольше других типов электростанций.

Газовый источник тока потребляет в 2-3 раза меньше топлива, чем его бензиновые и дизельные аналоги. Электрогенератор на газе удобен в эксплуатации, поскольку нет необходимости постоянно заправлять установку топливом.

При подключении к газовой магистрали он обеспечит бесперебойную подачу электричества. Также можно приобрести газовый генератор от баллона. Существуют модели, которые работают исключительно на сжиженном газе.

Независимо от типа подключения (магистраль или баллон) интервал замены свечей и масла увеличивается почти в 2 раза.

Основные типы генераторов на газе

Газовый генератор электрического тока, предназначенный для домашнего использования может быть:

  • Резервным – с воздушным охлаждением;
  • Постоянным – с жидкостным охлаждением.

Резервные установки имеют воздушное охлаждение и могут работать от 6 до 20 часов без перерыва, после чего им необходимо дать остыть на протяжении часа. Если этого не делать, непрерывная работа сократит срок службы установки. Резервные генераторы электричества на газе есть смысл приобретать только в качестве аварийных источников тока.

Для постоянного использования оптимальным выбором будет газовый генератор электричества с жидкостным охлаждением. Такие установки имеют встроенные системы автозапуска, которые автоматически запускают генератор и останавливают его при перегреве.

Пока газовый генератор тока остывает, питание приборов происходит от инверторов, которые выполняют роль источника бесперебойного питания.

Газовый генератор постоянного типа имеет конструкцию, предполагающую легкий доступ к двигателю на случай поломки механизма.

Как выбрать газовый генератор? Основные критерии выбора

При выборе газовой электростанции следует исходить из технических характеристик оборудования.

Основные параметры:

Электростанции мощностью до 3 кВт − это мини электростанции, предназначенные для временного использования на даче или передвижной торговой точки. В большинстве случаев они имеют один выход на 220В. К ним можно подключать различную бытовую технику, осветительные приборы и электрические инструменты средней мощности.

Оборудование мощностью до 10 кВт подойдет для домашнего использования в качестве основного источника электроснабжения. К таким источникам электропитания можно подключать технику, которая запитывается от сети 220 или 380 В. Если не предполагается подключения к газовой магистрали, то лучше купить газовый генератор на сжиженном газе. Для постоянного использования хорошим выбором будет газовый генератор уличный.

Источник: https://www.v-p-k.ru/gazovye-generatory/

Автомобильный генератор: устройство, назначение и неисправности

Генератор предназначен для питания электрическим током всех потребителей и для подзарядки аккумуляторной батареи при работе двигателя на средних и больших оборотах. На современные автомобили устанавливается генератор переменного тока. Он включен в электрическую цепь автомобиля параллельно аккумуляторной батарее. Однако питать потребителей и заряжать батарею генератор будет только в том случае, если вырабатываемое им напряжение превысит напряжение аккумуляторной батареи.

А произойдет это тогда, когда двигатель автомобиля начнет работать на оборотах выше холостых, так как напряжение, вырабатываемое генератором, зависит от скорости вращения его ротора.

При этом, по мере увеличения частоты вращения ротора генератора, вырабатываемое им напряжение может превысить требуемое. Поэтому генератор работает в паре с регулятором напряжения.

Регулятор напряжения является электронным прибором, который ограничивает вырабатываемое генератором напряжение и поддерживает его в пределах 13,6 – 14,2 вольта.

Устройство автомобильного генератора

Основные части генератораГенератор в разрезеСтатор и ротор

Статор (неподвижная часть генератора) представляет собой обмотки с магнитопроводом, в которых образуется электрический ток. Ротор – вращающаяся часть генератора. Ротор состоит из обмоток возбуждения с полюсной системой, вала и контактных колец.

Кольца выполняются чаще всего из меди, с опрессовкой их пластмассой. Для снижения износа и предотвращения окисления они могут изготавливатья из латуни или нержавеющей стали. К кольцам присоединяются выводы обмотки возбуждения. Питание к обмоткам подается через щетки (скользящие контакты), которые прижимаются к кольцам с помощью пружин.

Щетки бывают двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют более высокое электрическое сопротивление, что снижает выходные характеристики генератора, зато они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Существуют и бесщеточные генераторы, у которых на роторе расположены постоянные магниты, а обмотки возбуждения – на статоре.

Отсутствие щеток и контактных колец повышает надежность генератора, но увеличивает массу и шумность при работе.

При вращении ротора напротив катушек обмотки статора появляются попеременно разнополярные полюсы, т. е. направление и величина магнитного потока, пронизывающего катушку, меняется, что и приводит к появлению в ней переменного напряжения. Так как потребители электрической сети автомобиля работают на постоянном напряжении, в схему генератора вводится диодный выпрямитель.

Диодный мост и регулятор напряженияКонструкция и привод генераторов

Электронные регуляторы напряжения, как правило, встроены в генератор (“таблетка”) и объединены со щеточным узлом. Иногда они располагаются отдельно в подкапотном пространстве. Регуляторы изменяют ток возбуждения путем изменения времени включения обмотки ротора в питающую сеть.

Устройства необслуживаемые, необходимо лишь контролировать надежность контактов. Существуют регуляторы напряжения, наделенные функцией термокомпенсации, – они измененяют напряжение зарядки в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для обеспечения оптимального заряда АКБ.

Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение подводится к батарее, и наоборот.

Генераторы выпускаются в двух конструктивных исполнениях – “классическом”, с вентилятором у приводного шкива, и компактном, с двумя вентиляторами внутри генератора. Так как “компактные” генераторы имеют привод с более высоким передаточным отношением, их называют еще высокоскоростными генераторами.

Генератор устанавливается на специальном кронштейне двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала через ременную передачу. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива генератора, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток.

На современных моделях, как правило, привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра. Привод генератора может осуществляться как отдельно, так и одним ремнем вместе с насосом охлаждающей жидкости (“помпой”).

Натяжение ремня регулируется либо отклонением корпуса генератора, либо (в случае применения поликлинового ремня) натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Возможна ли замена генератора одной марки на другой? Вполне, если выполняются следующие условия:

  • энергетические характеристики заменяющего генератора не ниже, чем у заменяемого;
  • передаточное число от двигателя к генератору одинаково;
  • габаритные и крепежные размеры заменяющего генератора позволяют установить его на двигатель. Большинство генераторов зарубежного производства имеют однолапное крепление, а отечественные крепятся за две лапы, поэтому замена “иномарочного” генератора отечественным потребует замены кронштейна;
  • электрические схемы генераторных установок аналогичны.

Неисправности автомобильного генератора

ВИДИМАЯ НЕПОЛАДКА ПРИЧИНА СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ
Контрольная лампа заряда не горит при включении зажигания Разряжен либо неисправен аккумулятор Зарядить или заменить аккумулятор
Перегорела лампа на приборной панели Заменить
Нет контакта провода массы с задней частью генератора Проверить надежность контакта массы, очистить и подтянуть болты крепления провода массы
Нарушение целостности провода между выводом подключения лампы на генераторе и приборной панелью Проверить вольтметром или омметром по электрической схеме
Не подсоединены разъемы между генератором и приборной панелью Проверить и, если требуется, заменить разъемы
Щетки неплотно прилегают к контактным кольцам (“зависли” либо износились) Проверить длину (min=5 мм) и свободу перемещения щеток в щеткодержателе
Дефект регулятора напряжения Заменить регулятор напряжения
Сильный износ роторных колец Проверить и, если требуется, заменить роторные кольца
Обрыв обмоток ротора генератора Проверить ротор, при необходимости заменить.
Контрольная лампа заряда гаснет при увеличении оборотов двигателя, но на аккумуляторе зарядки нет Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Обрыв диодов диодного моста Проверить и заменить диодный мост
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и аккумулятором имеет плохой контакт Проверить и заменить провод, после чего проверить диодный мост в генераторе.
Контрольная лампа заряда не гаснет при увеличении оборотов двигателя Ослабло натяжение клинового ремня Натянуть клиновой ремень
Неисправность диодного моста или обмотки статора Проверить и заменить диодный мост или обмотку
Дефект регулятора напряжения Проверить и, если требуется, заменить реле регулятор напряжения
Провод между генератором и контрольной лампой имеет контакт с массой Найти и устранить замыкание или заменить жгут проводов, после чего проверить диодный мост в генераторе
Контрольная лампа заряда горит при выключенном зажигании Короткое замыкание диода Проверить диоды, и заменить диодный мост
Аккумулятор выкипает Неисправность реле регулятора напряжения Заменить реле регулятор и проверить диоды, при необходимости заменить диодный мост

Правила эксплуатации генератора (по Остеру)

И напоследок несколько “вредных” советов, как быстро и без проблем “сжечь” генератор:

  1. Самый лучший и быстрый способ – “Переплюсовка”. Поменяйте местами провода от клемм аккумуляторной батареи, при этом возможен не только оптический эффект (яркая вспышка внутри генератора, легкое дымовое облако), но также звуковой (от щелчка до хлопка и шипения), обонятельный (почувствуете непередаваемый аромат горящих проводов!), и, наконец, тактильный (ожог 1-3 степени – подбирается экспериментально!) После применения этого способа диодный мост выгорает с вероятностью 99%, статор – 60%, реле-регулятор – 20%, провода – 10%, автомобиль целиком – 0,01%! Способ очень эффективен при “прикуривании”. Возможны побочные эффекты – выгорание бортовых компьютеров, сигнализации, музыки и т.д. Большой плюс – не требует специальных навыков и знаний, легко осваивается начинающими.
  2. Способ “Мойка”. Помойте двигатель своей машины. Особенно тщательно помойте генератор, проследите, чтобы потоки воды прополоскали все внутренности агрегата. Ни в коем случае не продувайте генератор после мойки! Сразу же заводите машину и включите побольше нагрузок – весь свет, обогрев, музыку. Если эффект не произошел – повторите попытку. Эффект появится, поверьте!!! Плюс – сгоревший генератор будет чистым.
  3. “Дедовский” метод – сдёргивание плюсовой клеммы аккумулятора на работающем двигателе вроде бы для проверки зарядной системы. Процент сгоревших релюшек увеличивается до 50-70%. Способ требует определенной сноровки – главное, чтобы было побольше искр! Возникающие в цепях высоковольтные коммутационные процессы рано или поздно должны будут сжечь хоть что-нибудь в Вашем генераторе, или, в крайнем случае, в машине! Как всегда, рекомендуется включить побольше всяких там нагрузок – свет, печки, подогрев. Способ не очень эффективен на старых машинах, но главное – верить, что так и будет!
  4. “Лужа” – способ, которым пользуется множество автолюбителей, даже не подозревая об этом. При этом многие искренне уверены, что автомобиль и его агрегаты, включая генератор, по водонепроницаемости должен быть сродни подводной лодке. Дерзайте! Как много неисследованных глубин ждут своих первооткрывателей! И еще простой совет – лужу надо проезжать на возможно максимальной скорости, тщательно следя, чтобы брызги равномерно захлестывали подкапотное пространство. Отсутствие защитных кожухов и поддонов во многом облегчит Вашу непростую задачу. Очень большой плюс – способом можно пользоваться практически ежедневно, не выходя из машины!
  5. Способ “Меломан”. Для очень крутых! Поставьте в Вашу машинку супер магнитолку, парочку CD чейнджеров, пару-тройку ламповых усилителей ватт по 200-300, сабвуфер ватт на 500, ну колонок с десяток, лучше полтора. Вообще, чем больше – тем лучше! Баксов на 12-25 тысяч! (Это не враки – случай зафиксирован!) Включайте! Если через пару минут генератор все ещё работает, а характерного дыма и запаха все еще нет – значит Вы поставили слишком дешёвую аппаратуру!
  6. “Аккумуляторный” способ – наиболее коварный и таинственный из всех, поскольку его осознание требует понимания химических и физических процессов (ну хотя бы закон Ома, что уже не всем дано!) А если по-простому – используйте давно просроченный аккумулятор, не моложе трех-пяти лет. Чем старше – тем больше вероятность, что в аккумуляторе окажется короткозамкнутая банка. При этом аккумулятор может подавать признаки жизни – заводить машину, подзаряжаться от зарядного устройства и т.д., но при этом он становится мощной паразитной нагрузкой в цепи генератора. Возможно, что силы тока будет хватать на работу инжектора, но при включении дальнего света и обогрева генератор будет греться так, что его можно использовать для приготовления яичницы в походных условиях! Главное – не обращать на это внимания, и способ когда-нибудь сработает!

Источник: https://avtonov.info/avtomobilnyj-generator-ustrojstvo-naznachenie-i-neispravnosti

Изучаем принцип работы генератора переменного тока и устройство агрегата

Переменный ток – движущая сила многих производств и транспорта, в частности, автомобилей. Существуют как небольшие модели величиной с кулак, так и гигантские устройства несколько метров в высоту.

Генератор – та самая техническая система, которая преобразует механическую (кинетическую) энергию в электрическую. Как же действует генератор?

Какое явление используется при устройстве генератора переменного тока?

Как бы не был устроен генератор, в основе его действия лежит процесс электромагнитной индукции – появление в замкнутом контуре электрического тока под воздействием измененного магнитного потока.

Генератор условно делят на 2 части: индуктор и якорь.

Индуктором называют ту часть устройства, где создается магнитное поле, а якорем – ту половину, где образуется электродвижущая сила или ток.

Постоянным остается его техническое строение: проволочная обмотка и магнит.

В обмотке возникает электродвижущая сила под воздействием магнитного поля. Это основа для генератора. Но мощный переменный ток нельзя получить из такой примитивной конструкции. Для преобразования нужен сильный магнитный поток.

Для этого в проволочную намотку добавляют 2 стальных сердечника, которые и определяют назначение и устройство генератора переменного тока. Это статор и ротор. Обмотка, которая создает магнитное поле, помещается в паз одного сердечника – это статор, или индуктор. Он остается неподвижен в отличие от ротора. Статор питается постоянным током. Бывают двухполюсным или многополюсным.

Ротор, или также — якорь, активно вращается с помощью подшипников и продуцирует электродвижущую силу или переменный ток. Представляет собой внутренний сердечник с медной проволочной намоткой.

Генератор имеет прочный металлический корпус с несколькими выходами, что зависит от целевого назначения устройства. Переменчиво количество катушек с проволочной намоткой.

Разбираемся в особенностях функционирования агрегата

Теперь выясним, на каком принципе основана работа генераторов переменного тока. Схема функционирования достаточно проста и понятна. При условии постоянной скорости ротора электрический ток будет производиться единым потоком.

Вращение ротора провоцирует изменение магнитного потока. В свою очередь электрическое поле порождает появление электрического тока. Через контакты с кольцами на конце ток от ротора проходит в электрическую цепь устройства. Кольца имеют хорошее скользящее свойство. Они прочно контактируют со щеточками, которые являются постоянными неподвижными проводниками между электрической цепью и медной проволочной обмоткой ротора.

В медной обмотке вокруг магнита присутствует ток, но он очень слаб в сравнении с силой электрического тока, который выходит из ротора по цепи в устройство.
По этой причине для вращения ротора используют только слабый ток, подведенный по контактам со скольжением.

При сборке генератора переменного тока очень важно выдерживать пропорции деталей, размер, величины зазоров, толщину проволочных жил.
Собрать генератор переменного тока можно, если в вашем доме найдутся все необходимые детали и достаточное количество медной проволоки. Смастерить небольшой агрегат вполне реально. Или же для использования асинхронного двигателя как генератора существует подробная инструкция.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока на видео

Источник: https://elektrik24.net/elektrooborudovanie/generator/peremennogo-toka.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электро Дело
Как работает стрелочный амперметр

Закрыть