Принцип работы генератора переменного тока кратко: Генератор переменного тока. Устройство и принцип действия

Генератор переменного тока: устройство, виды, выбор

Один из вариантов обеспечения электропитания — генератор переменного тока. Эта установка может быть как основным вариантом, так и только на время пропадания основного источника питания. 

Содержание статьи

• 1 Что такое генератор тока
• 2 Устройство и принцип работы
• 3 Виды бытовых генераторов
  • 3.1 Синхронные и асинхронные
  • 3.2 Инверторный или нет
  • 3.3 Количество фаз и топливо для первичного двигателя
• 4 Генератор переменного тока: бензин или дизель?
  • 4.1 Когда лучше выбрать бензиновый
  • 4.2 Чем хороши дизельные
• 5 Опции и дополнительные возможности
• 6 Особенности установки генератора

Что такое генератор тока

Устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую, называют генератором тока. Они бывают переменного и постоянного тока. Устройства, вырабатывающие постоянный ток, более сложны в исполнении и менее надёжны.

Тоже как вариант))

С появлением полупроводниковых приборов, которые позволяют выпрямить переменный ток, по большей части всё равно использовался генератор переменного тока. Если необходим постоянный ток, на выходе источника переменного тока ставят выпрямитель, который формирует электропитание требуемого типа и уровня.

Устройство и принцип работы

Понять, как происходит такое преобразование, можно глядя на простейшую модель генератора. Его работа основана на принципе возникновения ЭДС — электродвижущей силы. Коротко сформулировать суть этого явления можно так, если замкнутая рамка пересекает магнитное поле, в ней возникает (наводится) электрический ток. Чтобы «снять» ток с рамки, используют специальное устройство ‒ щеточный узел. На концах рамки сделаны кольца, которые соприкасаются с токосъёмными контактами (щетками). Щетки, за счет силы упругости пружин, плотно прилегают к кольцам, обеспечивая контакт. К щеткам припаяны провода, по которым далее в устройство и передаётся ток.

Генератор переменного тока: устройство и принцип действия

Как получается переменное напряжение? Представьте себе, рамка вращается, то одной, то другой стороной приближаясь к полюсам (положительному S и отрицательному N). Чем ближе к полюсу, тем сильнее наводимое поле (больше сила тока), чем дальше ‒ тем меньше. Соответственно, на контактных кольцах имеем плавно изменяющуюся силу тока. Она то близка к нулю (когда рамка находится дальше всего), то подходит к максимуму. Таким образом, получаем на выходе ток синусоидальной формы.

Таким образом получаем на выходе генератора ток синусоидальной формы

Те же самые процессы происходят, если прямоугольную рамку закрепить неподвижно, а внутри нее вращать магнитное поле. Ток также имеет синусоидальную форму, просто имеем два типа установок ‒ с неподвижным статором и с неподвижным ротором.

Генератор постоянного тока устроен точно также и отличается только устройство снятия тока. К рамке прикреплены два полукольца, так что щетки снимают ток попеременно, то с одного конца рамки, то с другого. В результате на выходе имеем положительные полуволны, которые близки к постоянному току.

Виды бытовых генераторов

Это была теория, а теперь переходим к практике. Генераторы электрического тока нужны обычно для обеспечения питанием электрооборудования. Существуют две ситуации:

• Электрогенератор нужен на случай пропадания сети.
• Как основной источник питания.

Простейшие генераторы постоянного и переменного тока: устройство и принцип работы

Для обоих случаев логика выбора похожа, но имеет свои особенности. Если генератор нужен для постоянной работы, на первое место выходит расход топлива и надёжность. Также стоит обратить внимание на «громкость» работы, ёмкость бака для топлива.

Для кратковременного включения на случай пропадания питания, чаще всего стараются приобрести не слишком дорогую модель. Но в погоне за экономией, не стоит забывать о качественных характеристиках.

Синхронные и асинхронные

Сейчас не станем разбираться к конструктивных особенностях, а остановимся на достоинствах и недостатках. Синхронные генераторы отличаются тем, что на якоре имеют обмотки. Они выдают более стабильное напряжение и имеют меньшие отклонения по частоте. Это хорошо для требовательных к качеству питания. К плюсам синхронных генераторов тока относят также нормальную реакцию на пусковые токи, так что нормально работают они с индуктивной нагрузкой (с электродвигателями). Минусы ‒ более сложная конструкция и высокая цена. Ещё один момент, наличие щеток, которые, как известно снашиваются и искрят. Так что при более высокой цене синхронные генераторы имеют меньший рабочий ресурс.

Устройство асинхронных моделей проще

Асинхронные генераторы имеют более простую конструкцию и более низкие цены. При относительно невысокой цене отличаются значительно большим эксплуатационным сроком. Но стабильность тока желает быть лучше: погрешность до 10% по напряжению и 4% по частоте. Ещё один недостаток: плохо переносят пусковые токи. Потому, для обеспечения нормальной работы сложной техники желательно иметь стабилизатор, а для плавного пуска электромоторы подключать через преобразователь частоты.

Инверторный или нет

Есть ещё так называемые инверторные бытовые генераторы тока. Это те же генераторы, но на выходе которых стоит дополнительное устройство, стабилизирующее выходные показатели. С учётом того что техника у нас становится всё более дорогой и требовательной к качеству питания, использование инверторных генераторов почти необходимость.

Генератор переменного тока с инвертором: основные узлы и блоки

Единственное исключение, когда агрегат будет стоять на даче или в доме, а в период его работы, «капризная» техника работать не будет. К группе «капризных» однозначно относится вся компьютерная техника, а также та, которая управляется при помощи микропроцессоров. Также «капризными» являются автоматизированные котлы. Если котёл зависит от наличия напряжения и автоматика в нем не механическая, вам однозначно требуется инверторный генератор.

Инверторный генератор кроме двигателя и непосредственно генератора, имеет ещё выпрямитель и инвертор

Как работает инверторный генератор переменного тока? То напряжение, которое выработал генератор, попадает на блок инвертора. Он сначала выпрямляется, а потом из постоянного напряжения формируются полярные импульсы заданной частоты (50 Гц) и скважности. На выходе устройства импульсы превращаются в синусоиду. В результате на выходе имеем питание с идеальными (почти) характеристиками. Так что асинхронный инверторный генератор подходит для питания любой техники. Вот только пусковые нагрузки по-прежнему проблема.

Количество фаз и топливо для первичного двигателя

Чтобы выбрать генератор переменного тока, необходимо разобраться с классификацией, видами и типами, достоинствами и недостатками. В первую очередь стоит определиться с количеством фаз, которые должен выдавать агрегат, как понимаете, есть однофазные и трехфазные. Выбирать по этому признаку стоит учитывая имеющуюся проводку или нагрузку. Если генератор должен обеспечить работу трехфазного потребителя, на его выходе должно быть именно такое напряжение. Если подключаемые приборы только однофазные, покупать трехфазный генератор стоит только тогда, когда он будет работать на постоянной основе.

В качестве резервного обычно ставят однофазные агрегаты, обеспечивая питанием наиболее важные устройства.

Для начала необходимо определиться с количеством фаз вырабатываемого тока

Когда мы разбирались в принципе действия генераторов переменного тока, не рассматривался один момент: как и чем приводится в действие вращающаяся часть устройства. В бытовых моделях это двигатель внутреннего сгорания. Именно он приводит в движение ротор, а работать он может на следующих видах топлива:

• бензин;
• дизельное топливо;
• газ.

Для бытового использования, чаще всего, используют дизельные и бензиновые генераторы. Так как оба вида топлива практически равнозначны по доступности, то выбор между ними основан на технических особенностях. О них подробнее немного ниже.

Генератор переменного тока: бензин или дизель?

Для бытовых целей обычно используют бензиновый или дизельный генератор тока. Сказать какой лучше однозначно невозможно, так как они отличаются по характеристикам. Потому для одних условий лучше бензиновый, для других ‒ оптимальный дизельный.

Выбор генератора тока зависит от многих моментов

Когда лучше выбрать бензиновый

Перечень свойств и особенностей бензинового генератора переменного тока:

Основное, что стоит помнить, бензиновый электрогенератор не рассчитан на длительную работу (сутками). Рекомендованная нагрузка, особенно у двухтактных моделей 2–3 часа в день и до 500 часов в год. Зато отличаются такие установки невысокой ценой и компактностью. Это отличный выбор, если надо питать совсем небольшую нагрузку непродолжительное время. Чаще всего такие генераторы берут с собой на природу, охоту, рыбалку и т. д.

Двухтактные бензиновые генераторы — лучший выбор для выезда на природу

Бензиновые генераторы тока с четырехтактными бензиновыми двигателями ресурс имеют существенно больше: до 3000–5000 тысяч часов. Но и его надолго не хватит при постоянной работе. Так что бензиновые генераторы имеет смысл ставить, если электричество отключается у вас редко и ненадолго.

Чем хороши дизельные

Дизельный генератор переменного тока ‒ установка гораздо боле мощная, но и настолько же более дорогостоящая. Бывают они двух типов: с воздушным и жидкостным охлаждением. Установки с воздушным охлаждением имеют средние габариты, среднюю мощность и вполне приемлемую цену. Вот они идеальны, если электричество отключается часто, но не постоянно. В то же время, маломощные дизельные генераторы (есть и такие) по характеристикам ненамного лучше бензиновых, а по цене раза в два выше. Так что если вам нужен генератор до 6 кВт мощности выбор, всё равно, имеет смысл остановить на бензиновой установке.

Дизельные ‒ более габаритные и мощные

Дизельный генератор с водяным (жидкостным) охлаждением ‒ это уже техника другого класса. Он может работать сутками и используются на предприятиях. На них применяются двигателя двух типов:

• высокооборотистые – 3000 об/мин;
• с низкими оборотами – 1500 об/мин.

Дизельный генератор с низкооборотистым двигателем отличается более низким уровнем шумов, более экономичны в плане расхода топлива на один киловатт. Но они же более дорогостоящие. имеют большие размеры и вес. Если дизельный генератор тока построен на основе высокооборотного движка, обойдётся один киловатт электроэнергии дешевле. Но шуметь дизель будет сильно.

Подобные модели могут обеспечивать предприятия

Итак, если вам нужна установка для выработки постоянного тока на продолжительный период или станция, которая будет снабжать электроэнергией постоянно, вам нужен дизельный генератор жидкостного охлаждения.

Опции и дополнительные возможности

Значительное влияние на цену оказывают опции. Хоть генераторы «с наворотами» стоят дороже, некоторые из дополнительных возможностей могут быть очень полезны. Например:

• Защита от утечки. Встроенное УЗО, которое отслеживает наличие пробоя изоляции и отключает установку при появлении тока утечки.
• Защита от перегрузки. Функция не даёт работать деталям «на износ».
• Автоматический запуск. При пропадании электроэнергии генератор запускается сам.

Использование может быть разным

Есть ещё такие, без которых можно обойтись, но делающие эксплуатацию генератора тока более удобной. Например, контроль параметров с одновременным отображением на дисплее или передача данных о состоянии генератора на подключённый компьютер. Ещё, может быть, целый ряд конструктивных «добавок»: шумогасящий кожух, защитный кожух от низких температур, увеличенный топливный бак и т. д.

Особенности установки генератора

Речь пойдёт не о подключении, а об установке ‒ организации места, где генератор тока будет работать. Нужна просторная твёрдая и ровная площадка. При установке на неровной поверхности, повышается уровень вибрации, что угрожает целостности оборудования.  Если говорить о мощных дизельных установках, то для них желательно бетонное или асфальтовое покрытие, в общем, плотное и надёжное основание.

Площадка должна быть ровной

Подключение генератора проводят кабелем, в соответствии с рекомендациями производителей. Само подключение производится в шкафу, куда заводится кабель от генераторной установки. Он подключается после вводного автомата и счетчика.

Если генератор будет уставлен в помещении, в нем должна быть хорошая вентиляция. Планируя на время работы двигателя оставлять двери открытыми, нужна будет решётка, чтобы никто не попал внутрь во время работы станции.

устройство и принцип работы. Технические характеристики и виды приборов

Содержание:

• Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел
  • Превращение механической энергии в электрическую
  • Базовые принципы
  • Переменный ток
• Устройство и конструкция генератора переменного тока
  • Основные рабочие части и их подключение
• Принцип работы электрогенератора
  • Технические характеристики генератора постоянного тока
    • Реакция якоря
    • ЭДС
    • Мощность
    • КПД
  • Описание схем
    • “Звезда”
    • “Треугольник”
  • Назначение генератора переменного тока
• Классификация и виды агрегатов
  • По принципу работы
    • Асинхронные генераторы
    • Синхронные электрогенераторы
    • Инверторные генераторы
  • Автономность
    • Стационарные
    • Мобильные
  • Режимы работы
    • Основные
    • Резервные
  • Схемы подключения
    • Однофазный генератор
    • Трехфазный генератор
  • По типу топлива двигателя
    • Газовый генератор
    • Дизельный генератор
    • Бензиновые
  • Способы возбуждения обмотки
    • С параллельным возбуждением
    • Генераторы с параллельным возбуждением: схема, устройство, принцип работы
    • Генераторы с последовательным возбуждением: схема, устройство, принцип работы
    • Со смешанным возбуждением
• Опции и возможности бытовых электрогенераторов
• Особенности установки
• Применение генераторов переменного тока на практике
  • Автомобильные генераторы
    • Функции генератора
    • Устройство генератора
    • Основные параметры и характеристики
    • Виды генераторов
    • Принцип работы генератора
    • Режимы работы
    • Правила эксплуатации генератора (по Остеру)
    • Основные неисправности автомобильного генератор
• Генератор на жидком топливе
• Вывод

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

К сведению! Практически все современные генераторы используют для получения электроэнергии вращающееся магнитное поле, а не катушку.

Как уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.

Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.

Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.

Обратите внимание! Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.

Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.

Превращение механической энергии в электрическую

Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

• Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.
• Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.
• Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
• Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю.
  Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
• Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
• Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

• Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
• Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
• Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
• Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

1. Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
2. Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

• С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
• С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т. к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

• Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
• Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
• В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

• Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
• Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

• Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

• При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
• Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
• Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Принцип работы электрогенератора

В основу работы агрегатов, преобразующих энергию, положен закон Фарадея об электродвижущей силе (ЭДС). Учёный открыл закон, который объяснил природу появления тока в металлическом контуре (рамке), вращающемуся в однородном магнитном поле (явление индукции). Ток возникает также при вращении постоянных магнитов вокруг металлического контура.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Подключение генератора к дачному дому : что нужно знать?

Простейшая схема генератора представляется в виде вращающейся металлической рамки между двумя разно полюсными магнитами. На оси рамки помещают токосъёмные кольца, которые получают заряд электрического тока и передают его дальше по проводникам.

В действительности статор (неподвижная часть прибора) состоит из электромагнитов, а ротором служит группа рамных проводников. Устройство представляет обратный электромотор. Электродвигатель поглощает электрический ток и заставляет вращаться ротор. Электрический генератор, преобразовывающий кинематическую энергию механического вращения в ЭДС, называют индукционным генератором.

Технические характеристики генератора постоянного тока

Работу генератора характеризуют зависимости между основными величинами, которые называются его характеристиками. К основным характеристикам можно отнести:

• зависимости между величинами при работе на холостом ходе;
• характеристики внешних параметров;
• регулировочные величины.

Некоторые регулировочные характеристики и зависимости холостого хода мы раскрыли частично в разделе «Классификация». Остановимся кратко на внешних характеристиках, которые соответствуют работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как она показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости оборотов якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимости напряжения от нагрузки (см. рис. 5).  Как видно на графике падение напряжения наблюдается, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при сохранении скорости оборотов двигателя, вращающего якорь).

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки сильнее выражена.  Это связано с падением тока возбуждения в обмотках. Чем выше нагрузочный ток, тем стремительнее будет падать напряжение на зажимах генератора. В частности, при постепенном падении сопротивления до уровня КЗ, напряжение падёт до нуля. Но резкое замыкание в цепи вызывает обратную реакцию генератора и может быть губительным для электрической машины этого типа.

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении ведёт к росту ЭДС. Однако напряжение (нижняя кривая) отстаёт от ЭДС, поскольку часть энергии расходуется на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Обратите внимание на то, что при достижении своего максимума напряжение, с увеличением нагрузки, начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает стремиться вверх. Такое поведение является недостатком, что ограничивает применение альтернатора этого типа.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные включения обеих катушек – последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при встречном – разнице этих сил.

В процессе плавного увеличении нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня, напряжение на зажимах будет практически постоянным. Увеличение напряжения наблюдается в том случае, если количество проводников последовательной обмотки будет превышать количество витков соответствующее номинальному возбуждению якоря.

Изменение напряжения для случая с меньшим числом витков в последовательной обмотке, изображает кривая 3. Встречное включение обмоток иллюстрирует кривая 4.

Генераторы со встречным включением используют тогда, когда необходимо ограничить токи КЗ, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждённых устройствах смешанного типа ток возбуждения постоянный и от нагрузки почти не зависит.

Реакция якоря

Когда к генератору подключена внешняя нагрузка, то токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора. Результирующее поле сильнее в тех точках, где якорь набегает на полюсы магнита, и слабее там, где он с них сбегает. Другими словами якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек. Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения в магнитопроводах. Результатом такой реакции является искрение щёток на коллекторных пластинах.

Снизить реакцию якоря можно путём применения компенсирующих дополнительных магнитных полюсов или сдвигом щёток с осевой линии геометрической нейтрали.

ЭДС

Электродвижущая сила (ее значение) пропорциональна магнитному потоку, числу проводников (активных) в обмотках, частоте вращения якоря. Если менять последние параметры, то можно легко управлять значением ЭДС. Последнее относится и к напряжению. Нужный результат достигается методом изменения частоты вращения якоря.

Мощность

Выделяют полезную и полную мощности устройства. При постоянной электродвижущей силе полная мощность находится в прямо пропорциональной зависимости от тока: P=EIa. Полезная, которая отдается в цепь, Р1=UI.

КПД

Важной характеристикой альтернатора является его КПД – отношение полезной мощности к полной. Обозначим данную величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходе ηe = 0. максимальное значение КПД – при номинальных нагрузках. Коэффициент полезного действия в мощных генераторах приближается к 90%.

Описание схем

Для получения связанной трехфазной системы, обмотки электрогенератора нужно соединить между собой одним из двух способов:

“Звезда”

Соединение “звездой” предусматривает электрическое соединение концов всех обмоток в одной точке. Точка соединения называется “нулем”. При таком соединении нагрузка к генератору может быть подключена 3 или 4 проводами.

Провода, идущие от начала обмоток называются линейными, а провод, идущий от нулевой точки – нулевым. Напряжение между линейными проводами называют линейным.

Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза.

Напряжение между нулевым и любым из линейных проводов называется фазным. Фазные напряжения равны между собой и сдвинуты друг относительно друга на угол, который равен 120 градусов.

Особенностью схемы является также равенство линейных и фазных токов.

Наиболее распространена 4 проводная схема – соединение “звездой” с нейтральным проводом. Она позволяет избежать перекоса фаз в случае подключения несимметричной нагрузки, например, на одной фазе – включена активная нагрузка, а на другой – емкостная или реактивная. При этом, обеспечивается сохранность включенных электроприборов.

“Треугольник”

Соединение “треугольником” – это последовательное соединение обмоток трехфазного генератора: конец первой обмотки соединяется с началом второй, ее конец – с началом третьей, а конец последней – с началом первой.

В этом случае, линейные провода отводятся от точек соединения обмоток. При этом, линейное напряжение равно фазному, а величина линейного тока в 1,73 раза больше фазного.

Все упомянутые зависимости справедливы только при равномерной нагрузке фаз. При неравномерной нагрузке фаз, их необходимо пересчитывать аналитическими или графическими методами.

Назначение генератора переменного тока

Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.

В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.

Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.

Синхронные электрогенераторы

Синхронный генератор переменного тока конструктивно состоит из двух частей — подвижного ротора и неподвижного статора.

При вращении ротора, представляющего собой электромагнит с сердечником и обмоткой возбуждения, подключенный к внешнему источнику питания при помощи щеточного механизма, в обмотке статора индуцируется ЭДС, которая подается на выходные клеммы генератора. Такая конструкция исключает необходимость применения скользящих контактов, что существенно упрощает конструкцию агрегата. Изначально магнитный поток возбуждается от стороннего возбудителя, закрепленного на общем валу и подключаемого к системе при помощи муфты.

В синхронных электрогенераторах малой мощности обмотка возбуждения запитывается за счет выпрямленного тока. При этом электрическая цепь образуется за счет активации трансформаторов, входящих в цепь нагрузки. Туда же включен и полупроводниковый выпрямитель. В состав основной электрической цепи входят:

• обмотка возбуждения;
• регулировочный реостат.

Основная особенность синхронного генератора — частота генерируемого электрического тока пропорциональна скорости вращения ротора.

Инверторные генераторы

Инверторный электрогенератор — это обычный асинхронный генератор, на выходе которого установлен дополнительный стабилизатор выходных параметров.

Работает он следующим образом: вырабатываемое асинхронным генератором напряжение поступает в инвертор, где сначала выпрямляется, а затем из полученного постоянного напряжения формируются импульсы заданной частоты и скважности. На выходе устройства эти импульсы преобразуются в синусоидальное напряжение с почти идеальными техническими характеристиками.

Автономность

Главное преимущество, которым обладает электрический генератор, – это его полная независимость от централизованных поставщиков энергии. Автономность электротехнического оборудования бывает стационарной и мобильной.

Стационарные

Обычно это генераторные станции, работающие от дизельных двигателей. Станции используют для электроснабжения потребителей в местах, удалённых от централизованных электрических сетей.

Стационарные генераторные станции необходимы для обеспечения током производственных процессов там, где даже кратковременные перебои поставки электроэнергии недопустимы.

Мобильные

Электрогенераторы мобильного типа выполнены в виде компактных аппаратов, которые можно перемещать в пространстве. Передвижные станции используют для электросварки, местного освещения, снабжения током бытовых электроприборов и многое другое.

Оборудование включает в себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или дизельном топливе. Агрегаты имеют различные габариты. Компактный аппарат может транспортировать один человек. Существуют мобильные агрегаты, которые устанавливаются на специальном автомобильном прицепе.

Режимы работы

В зависимости от того, в каком режиме эксплуатируются агрегаты, их подразделяют на основные и резервные.

Основные

Аппараты предназначены для работы в постоянном режиме. Мощные электрогенераторы с дизельными двигателями относят к промышленным установкам. Устанавливаются там, где требуется получение электроэнергии круглосуточно.

Резервные

Само название агрегатов говорит о применении их в исключительных случаях – при внезапном отключении централизованного электроснабжения. Генераторы могут включаться в работу при срабатывании реле, реагирующего на исчезновение напряжения в электросети централизованного источника. Резервные аппараты рассчитаны на беспрерывную работу в течение нескольких часов.

Схемы подключения

Собственно, даже не схемы включения, а варианты. Их, как правило, три:

• • • Автоматическое включение. В этом случае устанавливается специальный блок аварийного включения. Как только отключают напряжение в сети, блок подаёт команду на запуск генератора и переключает сеть с внешнего источника питания, на генераторную установку.
    • Ручное включение. В этом случае, пользователь сам проводит операцию переключения с внешнего источника питания на генераторную установку и вручную запускает генератор.
    • Синхронная работа. Такой режим, в основном используется на крупных станциях, генераторы которых объединены в одну сеть. Все генераторы этой сети работают синхронно, с одной частотой, с одной очерёдностью фаз и с одинаковым напряжением на обмотках статора.

Однофазный генератор

Здесь я подробно останавливаться не буду. Такие устройства сейчас можно встретить в любом магазине инструментов. Если однофазный генератор используется как запасной источник электроэнергии, то подключается к домовой сети, как правило, посредством рубильника. То есть, одновременно внешний источник питания и генератор на одну сеть не могут – либо то, либо другое. Во-первых, незачем, во-вторых, это сильно усложнило бы и увеличило стоимость бытовых генераторов. Единственное, на чём могу здесь остановиться, это включение однофазного генератора в трёхфазную сеть.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Генератор постоянного тока: устройство и изготовление

Включение однофазного генератора в трёхфазную сеть

Однако у такого метода есть свой недостаток. Трёхфазные двигатели в такой сети работать не будут, если же их включить, то очень быстро нагреются и выйдут из строя.

Трехфазный генератор

Трёхфазные генераторы могут быть бытовыми и промышленными. Устройство генератора трёхфазного тока в бытовом варианте практически ничем не отличается от однофазного, как и схема включения. Единственное условие при включении бытового генератора в сеть, если в такой сети имеются трёхфазные двигатели – соблюдать очередность фаз. В случае же, если нагрузка в доме однофазная, то такой предосторожностью можно пренебречь.

Устройство генератора трёхфазного тока в промышленном варианте – это устройство, оснащенное автоматическим пуском и иногда может быть оснащено устройством синхронизации. Подключение таких генераторов лучше доверить специалистам.

Ну а бытовой генератор точно так же, как и однофазный включается в сеть через рубильник. Следовательно, в зависимости от положения рубильника работает либо внешний источник питания, либо генератор.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

• Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
• Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
• Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
• Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

• Относительная дешевизна топлива;
• Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
• Высокий уровень противопожарной безопасности;
• В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
• Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензиновые

Бензиновые генераторы в основной своей массе изготавливают мощностью, не превышающей 20 кВт. Устройства используют для аварийного обеспечения электричеством загородных домов, дач, а также для питания ручных электроинструментов, небольших станков и прочее. Генераторы могут поддерживать освещение придомовой территории, автомобильной стоянки и торговых площадей.

Дополнительная информация. Стандартное топливо для агрегатов – это бензин марки АИ-92. Кратковременно можно заливать в бак оборудования бензин АИ-76 и АИ-95.

Бензиновые генераторы переменного тока могут быть мобильными и стационарными. Особо мощные тяжёлые установки оснащают колёсной парой. В зависимости от модели, устройства оснащают ручным запуском или стартером. Для понижения шумности работы двигателя внутреннего сгорания аппарат помещают в звукопоглощающий кожух.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

С параллельным возбуждением

Для обеспечения нормальной работы электроприборов, требуется наличие стабильного напряжения на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки. Задача решается путём регулировки параметров возбуждения. В альтернаторах с параллельным возбуждением выводы катушки подключены через регулировочный реостат параллельно якорной обмотке.

Реостаты возбуждения могут замыкать обмотку «на себя». Если этого не сделать, то при разрыве цепи возбуждения, в обмотке резко увеличится ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию. В состоянии, соответствующем короткому замыканию, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

Электрические машины с параллельным возбуждением не нуждаются во внешнем источнике питания. Благодаря наличию остаточного магнетизма всегда присутствующего в сердечнике электромагнита происходит самовозбуждение параллельных обмоток. Для увеличения остаточного магнетизма в катушках возбуждения сердечники электромагнитов делают из литой стали.

Процесс самовозбуждения продолжается до момента, пока сила тока не достигнет своей предельной величины, а ЭДС не выйдет на номинальные  показатели при оптимальных оборотах вращения якоря.

Генераторы с параллельным возбуждением: схема, устройство, принцип работы

У генератора с параллельным включением обмотки возбуждения, в принципе, тоже неплохие нагрузочные характеристики, хотя и несколько хуже, чем у схем с независимым возбуждением – 10-30%. У схем с зависимым возбуждением есть одна особенность, для того, чтобы произошло возбуждение, металл генератора должен иметь остаточную намагниченность. Достаточно 2-3% остаточной намагниченности чтобы запустился процесс самовозбуждения. Конечно же, при этом направление обмотки возбуждения должно совпадать с направлением поля остаточной намагниченности.

Якорь генератора раскручивают до номинальных оборотов, за счет остаточного намагничивания происходит самовозбуждение, то есть, в контуре генератор-обмотка возбуждения появляется ЭДС, появляется небольшой ток. Он увеличивает ЭДС, следовательно, ток снова увеличивается и так происходит до тех пор, пока не будет достигнут баланс между падением напряжения в обмотке генератора и падением напряжения в обмотке возбуждения.

В работе генератора есть одна особенность. Если плавно увеличивать нагрузку вплоть до короткого замыкания, то в какой-то момент мощность генератора достигнет пиковых значений, затем пойдет на спад. По сути, если в момент номинальной загрузки генератора устроить короткое замыкание, то ничего страшного не произойдет. Но если это сделать при небольшой нагрузке, то ток короткого замыкания достигает критических значений 8-10 Iн, а значит, такие генераторы крайне настоятельно рекомендуется защищать от короткого замыкания любым доступным способом.

Такие генераторы получили наибольшее распространение, поскольку не требуют внешних источников питания, имеют неплохую нагрузочную способность и позволяют контролировать ток возбуждения.

Генераторы с последовательным возбуждением: схема, устройство, принцип работы

Поскольку ток обмотки возбуждения в данном случае равен току в цепи, а значит, достигает больших значений, обмотка возбуждения выполняется толстым проводом и имеет меньшее количество витков, чем в предыдущих двух схемах. Принцип работы такой же, как и у предыдущей схемы. Обмотка и поле остаточной намагниченности должны совпадать по направлению. При раскручивании якоря до номинальной частоты возникает ЭДС, поднимается ток и дальше по нарастающей, пока не будет достигнут баланс.

Но здесь есть один небольшой нюанс. Ток обмотки возбуждения изменяется от тока нагрузки, и регулировать ток возбуждения возможности нет. А это приводит к тому, что очень сильно изменяется и напряжение. Здесь мы получаем самый настоящий генератор тока, а не напряжения. Именно поэтому область применения генератора с последовательным возбуждением сильно ограничена.

Со смешанным возбуждением

Полезные характеристики сочетают в себе конструкции генераторов со смешанным возбуждением. Их особенности: устройства имеют две катушки – основную, подключённую параллельно обмоткам якоря и вспомогательную, которая подключена последовательно. В цепь параллельной обмотки включён реостат, используемый для регулировки тока возбуждения.

Процесс самовозбуждения альтернатора со смешанным возбуждением аналогичен тому, который имеет генератор с параллельными обмотками (из-за отсутствия начального тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует). Характеристика холостого хода такая же, как у альтернатора с параллельной обмоткой. Это позволяет регулировать напряжения на зажимах генератора.

Смешанное возбуждение сглаживает пульсацию напряжения при номинальной нагрузке. В этом состоит главное преимущество таких альтернаторов перед прочими типами генераторов. Недостатком является сложность конструкции, что ведёт к удорожанию этих устройств. Не терпят такие генераторы и коротких замыканий.

Опции и возможности бытовых электрогенераторов

Для удобства эксплуатации производители оснащают свою продукцию рядом полезных опций, среди которых можно выделить:

• устройство автоматического запуска агрегата при отключении электроэнергии;
• наличие встроенного УЗО, отключающего устройство от электросети при пробое изоляции и появлении тока утечки;
• контроль параметров и отображение их на дисплее;
• защита от перегрузки.

При подключении к электрогенератору нагрузки, величина которой буде ниже паспортной, агрегат начнет «съедать» часть жидкого топлива впустую, не используя полностью свои возможности.

Не будет лишним наличие в комплекте поставки специального шумогасящего кожуха, топливного бака увеличенного объема, кожуха, защищающего агрегат от воздействия низкой температуры и пр.

Особенности установки

Потенциальный владелец генератора переменного тока перед приобретением должен озаботиться подготовкой места для его установки. Независимо от того, где будет установлен такой агрегат, в помещении или на свежем воздухе, для него понадобится ровная и твердая площадка. Установка электрогенератора на неровной площадке приведет к увеличению вибрации, что ускорит износ деталей и может спровоцировать выход дорогостоящего устройства из строя.

Устанавливая генератор в помещении, важно предусмотреть наличие вытяжной вентиляции. Кроме того, во время работы агрегата рекомендуется оставлять дверь помещения открытой, что в свою очередь потребует установить в дверном проеме решетку, перекрывающую посторонним, а главное детям, доступ в опасную зону.

Соединяют электрогенератор с электросетью в строгом соответствии с требованиями, изложенными в инструкции по эксплуатации. При этом электрический кабель необходимо подключить после вводного автомата и электросчетчика.

Применение генераторов переменного тока на практике

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:   Как выбрать дизельный генератор по мощности

Функции генератора

При запуске двигателя пусковой ток на стартер подается от аккумулятора. Но сам аккумулятор не вырабатывает энергию, а только ее накапливает и потом отдает. Если использовать для питания всех потребителей только АКБ, то она быстро разрядится. Автомобильный генератор производит электроэнергию, заряжает АКБ и питает бортовую сеть автомобиля во время работы двигателя (при достижении им определенных оборотов вращения коленчатого вала).

Генератор начинает вырабатывать электрический ток начиная с частоты вращения холостого хода, однако, на оптимальный режим работы он выходит при достижении двигателем 1600-1800 об/мин и более.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Основные параметры и характеристики

Для любого электрогенератора важны такие характеристики как:

1. КПД, %;
2. напряжение, В;
3. выдаваемый ток, А;
4. частота и направление вращения ротора, об/мин;
5. мощность, Вт (Ватты).

Виды генераторов

Выделяют два вида автомобильных генераторов:

• постоянного тока;
• переменного тока.

Первый вид генераторов в настоящее время уже не используется. Такие устройства устанавливались на старых моделях автомобилей (ГАЗ-51, Победа и др.). Они имеют много недостатков, такие как:

• малая мощность и эффективность;
• необходимость в постоянном контроле и обслуживании;
• небольшой срок службы.

Сейчас применяются генераторы переменного тока. Главное их отличие в том, что вне зависимости от режима работы двигателя автомобильную сеть питает постоянный ток. Это достигается благодаря полупроводниковому выпрямителю.

Принцип работы генератора

Главный потребитель электроэнергии еще на запуске машины — стартер. При этом стоит заметить, что при впрыске топлива в мотор сила тока способна вырасти сразу до сотни ампер, если не больше. В таком режиме оборудование транспортного средства получает электроэнергию только от аккумулятора, который, как уже было отмечено ранее, быстро разряжается.

Как только двигатель начинает работать, на смену батарее приходит генератор, который тут же направляет электроэнергию для работы электрических систем, датчиков и других устройств.

При работе двигателя внутри машины происходит непрерывная зарядка аккумулятора, а также обеспечивается работоспособность электрооборудования, и со всем этим справляется автогенератор. Если он неожиданно выйдет из строя, то батарея машины, проработав небольшое количество времени, быстро сядет, и железному коню потребуется ремонт.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

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!

Основные неисправности автомобильного генератор

Электрогенераторы для автомобилей надежные, но неисправности все же случаются. Они бывают:

• механические;
• электрические.

К механическим относится:

• износ ремня привода, щеток, контактных колец, шкива, подшипников;
• разрушение корпуса, болтов крепления, пружин.

Обнаружить их просто по стукам и другим посторонним шумам. Ремонт сводится к замене неисправных деталей.

Чаще случаются электрические неисправности:

• нарушение функциональности или выход из строя регулятора напряжения;
• обрывы, замыкания обмоток на роторе/статоре;
• пробой выпрямителя;
• сбои функциональности реле.

Для определения неисправностей необходимо знать характерные признаки:

• на панели мигает и горит непрерывно лампа разряда аккумуляторной батареи;
• фары горят тускло, во время работы двигателя слышен дребезжащий звук;
• из генератора слышен звук, напоминающий писк, вой.

Неисправную деталь желательно выявить сразу. Если пробит регулятор напряжения, аккумуляторная батарея постоянно перезаряжается. При неисправных кольцах или щетках аккумулятор перезаряжается или недозаряжается, быстро требуется замена.

Чтобы самостоятельно провести диагностику и ремонт, необходимо хорошо знать, из чего состоит генератор, как расположены детали, для чего каждая предназначена, как работает. Сначала проверяется предохранитель, потом расположение агрегата, целостность корпуса, ремня, проводки, вращение ротора, контактные кольца, щетки.

Из механических повреждений самым частым считается износ подшипников. Необходимо их снять, оценить состояние посадочных мест, при необходимости заменить на новые. Свист во время разгона свидетельствует о проблемах с ремнем. Заменить его тоже не совсем просто.

Проверка обмоток ротора проводится мультиметром, сопротивление должно быть 1,8-5 Ом. Если цифра меньше, на витках короткое замыкание, если больше, обмотка оборвана. Чтобы проверить обмотки статора, необходимо отсоединить их от выпрямителя. Об отсутствии у обмоток контакта с корпусом свидетельствует бесконечное значение на приборе.

Диоды выпрямителя тоже проверяются мультиметром, меняя щупы местами. Полупроводниковая деталь неисправна, если показания при проверке не зависят от расположения щупов. Диодный мост нужно менять полностью, если окислились контакты.

Современный автомобильный генератор достаточно сложный, для проверки, диагностики, ремонта лучше обратиться к опытным специалистам, обладающим необходимыми знаниями, использующим при работе специальный стенд, заменяющим неисправные детали на соответствующие оригинальные.

Генератор на жидком топливе

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую. На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

Вывод

Таким образом, существует огромное количество видов генераторов переменного тока, которые используются в той или иной жизненной ситуации. Они обладают всевозможными видами защиты от перегрузок, перегрева, токов КЗ. Основной принцип работы заключается в преобразовании энергии различного типа в электрическую.

Источники

• https://rusenergetics.ru/oborudovanie/generator-peremennogo-toka
• https://odinelectric. ru/equipment/kak-ustroen-generator-peremennogo-toka
• https://Elektrik-a.su/elektrooborudovanie/generatory/ustrojstvo-generatora-peremennogo-toka-1009
• https://amperof.ru/elektropribory/chto-takoe-generator.html
• https://www.asutpp.ru/generator-postoyannogo-toka.html
• https://rusenergetics.ru/oborudovanie/generator-postoyannogo-toka
• https://househill.ru/kommunikacii/electrika/stabilizatory/generator-peremennogo-toka.html
• https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/ustrojstvo-i-princip-dejstviya-generatorov-peremennogo-toka/
• https://uelektrika.ru/osnovy-yelektrotekhniki/ustroystvo-generatora-toka/
• https://TechAutoPort.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/generator.html
• https://AutoTopik.ru/obuchenie/1309-princip-raboty-generatora.html
• https://VazNeTaz.ru/avtomobilnyj-generator
• https://promercedes.ru/informatsiya/iz-chego-sostoit-avto-generator
• https://avtonov.info/avtomobilnyj-generator-ustrojstvo-naznachenie-i-neispravnosti
• https://motorsguide. ru/gadgets/generator-peremennogo-toka

[свернуть]

Какой ток выдает генератор автомобиля

Почему автомобильные генераторы вырабатывают переменный ток?

Вот почему автомобили используют генераторы переменного тока, хотя все устройства на борту работают от постоянного электричества

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что питает все системы вашего автомобиля? За счет чего заводится мотор, горят лампочки на приборной панели, движутся стрелки и работают бортовые компьютеры? Откуда берется электричество на борту? Конечно, их вырабатывает генератор и аккумулирует химический накопитель энергии многоразового действия – электрический аккумулятор. Это знают все. Скорее всего, вы также в курсе, что аккумуляторная батарея вырабатывает постоянный ток, который используется в любом автомобиле для запитывания приборов. Однако во всей этой стройной теории, проверенной практикой, присутствует одно странное звено, не желающее поддаваться логике, – генератор вырабатывает ток переменный, тогда как все механизмы на борту машины потребляют ток постоянный. Это не кажется вам странным? Почему так происходит?

 

На самом деле это интересный вопрос, потому что в этой истории на первый взгляд нет никакого смысла. Если все потребители электричества в вашем автомобиле работают на 12 вольтах постоянного тока, почему автопроизводители больше не используют генераторы, которые производят постоянный ток? Ведь раньше так и делали. Почему необходимо сперва сгенерировать переменный ток, а затем преобразовывать его в постоянное электричество?

 

Задавшись такого рода вопросами, мы начали докапываться до истины. Ведь есть же в этом какая-то тайная причина. И вот что мы выяснили.

 

Во-первых, давайте проясним, что мы подразумеваем под переменным и постоянным током. Автомобили используют постоянный ток, или прямой ток, как его еще называют. В названии скрыта суть феномена. Это тип электричества, который производится батареями, он течет в одном постоянном направлении. Этот же тип электричества производился генераторами, которые ставились на первые автомобили с начала 1900-х годов до 60-х годов прошлого века. На старушках ГАЗ М-20 «Победа» и ГАЗ-69 ставились именно генераторы постоянного тока.

 

Другой вид электричества – переменный ток – назван так из-за того, что он периодически обращает течение по направлению, а также изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным. Доступ к этому типу электричества можно получить в любой розетке обычной квартиры по всему миру. Мы используем его для питания электроприборов в частных домах, зданиях, огни больших городов также дают свет благодаря переменному току, потому что его легче передавать на большие расстояния.

 

Большая часть электроники, в том числе почти вся в вашем автомобиле, использует постоянный ток, преобразуя переменный ток в постоянный для выполнения полезной работы. В бытовых приборах установлены так называемые блоки питания, в которых происходит конвертация одного вида энергии в другой. Побочным результатом работы преобразования является немного тепла на выходе. Чем сложнее бытовая утварь, к примеру компьютер или Smart TV, тем сложнее цепочка преобразований. В некоторых случаях переменный ток частично не изменяется, а лишь корректируется его частота. Поэтому очень важно при замене вышедшего из строя блока питания заменять его на оригинальный, требуемого типа. Иначе технике наступит очень быстрый конец.

 

Но что-то мы отошли от главных вопросов, поставленных на повестку дня сегодня.

 

Итак, зачем в автомобилях вырабатывать «неправильный» вид электричества?

В общем, ответ очень прост: таков принцип работы генератора переменного тока. Наиболее высокий КПД при переводе механической энергии вращения двигателя в электрическую энергию происходит именно по такому принципу. Но есть нюансы.

 

Кратко принцип работы автомобильного генератора таков:

При включении зажигания на обмотку возбуждения подается напряжение через блок щеток и контактные кольца.

Инициируется появление магнитного поля.

Магнитное поле воздействует на обмотки статора, что приводит к появлению электрического переменного тока.

Далее переменный ток отправляется на выпрямительный блок, где происходит его преобразование в постоянный ток.

Завершающая стадия «готовки» правильного тока – регулятор напряжения.

 

После всего процесса часть электричества запитывает электропотребители, часть идет на подзарядку аккумулятора, некоторая часть уходит обратно на щетки альтернатора (так когда-то называли генератор переменного тока) для самовозбуждения генератора.

 

Выше был описан принцип работы современного генератора переменного тока, но так было не всегда. Ранние автомобили с двигателями внутреннего сгорания использовали магнето – простейшее приспособление для преобразования механической энергии в электрическую (переменного тока). Внешне, да и внутренне, эти машинки были даже схожи с более поздними генераторами, но использовались на очень простых автомобильных электрических системах без батарей. Все было просто и безотказно. Не зря некоторые сохранившиеся до наших времен 90-летние автомобили заводятся до сих пор.

 

Индукторы (второе название магнето) впервые были разработаны человеком с неподражаемым именем – Ипполит Пикси.

 

Смотрите также: Сколько стоит зарядить электромобиль?

 

На данный момент мы с вами выяснили, что тип вырабатываемого генераторами тока зависит от продуктивности перевода механической энергии в электрическую, но также немаловажную роль во всей этой истории сыграло снижение массы и габаритов устройства по сравнению с аналогичными по мощности устройствами-производителями постоянного тока. Разница в весе и габаритах оказалась почти в три раза! Но есть еще один секрет, почему автомобильные генераторы сегодня вырабатывают переменный ток. Вкратце это более передовой эволюционный путь развития генераторов постоянного тока, которых, признаться честно, по сути, и не существовало в чистом виде.

 

Историческая справка:

Более того, генераторы постоянного тока на самом деле также производили переменный ток, когда якорь (подвижная часть) вращался внутри статора (внешний «корпус», который имеет постоянное магнитное поле). Разве что частота тока была иной и «сгладить» ее в постоянный ток можно было проще – при помощи коммутатора.

Коммутатором тогда называлось механическое приспособление с вращающимся цилиндром, поделенным на сегменты с щетками для создания электрического контакта.

 

Система работала, но была неидеальна. В ней было множество механических частей, контактные щетки быстро изнашивались, и общая надежность системы была так себе. Тем не менее это был лучший способ получить постоянный ток, который был нужен вам для зарядки аккумулятора и системы запуска автомобиля.

 

Так было до конца 1950-х годов, когда начала появляться твердотельная электроника, ставшая решением проблемы преобразования переменного тока в постоянный посредством кремниевых диодных выпрямителей.

Эти выпрямители тока (иногда называемые диодным мостом) показали себя с гораздо лучшей стороны в качестве преобразователей переменного тока в постоянный, что, в свою очередь, позволило использовать более простые, а значит, более надежные генераторы переменного тока в автомобилях.

 

Первым зарубежным автопроизводителем, который развил эту идею и вывел ее на рынок легковых автомобилей, был Chrysler, имевший опыт работы с выпрямителями и электронными регуляторами напряжения благодаря исследовательской работе, спонсируемой Министерством обороны США. В Википедии отмечается, что американская разработка «…повторяла разработку авторов из СССР», первая конструкция генератора переменного тока была представлена в Советском Союзе за шесть лет до этого. Единственным, но важным улучшением американцев стало применение кремниевых выпрямительных диодов вместо селеновых.

 

Смотрите также: Разряд автомобильного аккумулятора: причины и как его избежать

 

В СССР же, хоть и опоздали на 7 лет с введением в серию генераторов переменного тока на легковые автомобили, опередили весь мир в самой разработке новых типов генераторов. Еще в 1955 году на Горьковском автозаводе было выпущено 2.000 машин с альтернаторами вместо магнето.

 

«Одними из ведущих разработчиков, благодаря которым в СССР и на европейском континенте появилась первая серийная конструкция генераторов переменного тока, были Ю. А. Купеев (НИИ автоприборов) и В. И. Василевский (КЗАТЭ г. Самара)», – говорится на страницах Википедии.

 

Итог. Почему генераторы на авто вырабатывают переменный ток?

Ну, а мы завершаем наш рассказ. Первым легковым автомобилем, в базовой комплектации которого устанавливался генератор новой конструкции, стал Plymouth 1960 года выпуска. Некоторыми из наиболее очевидных преимуществ генератора было то, что на низкой скорости или на холостом ходу он по-прежнему производил достаточно тока, чтобы заряжать аккумулятор, что большинство генераторов того времени были не в состоянии сделать.

 

Оказалось, что альтернаторы, после того как был налажен массовый выпуск, производить дешевле, чем генераторы старой конструкции, они надежнее, выносливее и производят больше электричества на разных скоростях вращения коленчатого вала. Они сделали настолько большой шаг вперед, что все их плюсы запросто перекрывали единственный минус – они не могли производить постоянный ток.  Позиция закрепилась после того, как инженерами был разработан дешевый и надежный твердотельный выпрямитель.

 

Видите? В конце концов, в этом есть смысл!

Как работают автомобильные генераторы?

от Paul Favors

Dynamo

Автомобильный генератор — это динамо. Он способен вырабатывать электричество благодаря вращению плотно намотанных тонких проводов в магнитном поле. Это магнитное поле поддерживается за счет фиксированного расположения магнитов или электромагнитов, окружающих вращающиеся обмотки провода. Ток и напряжение зависят от скорости вращения проводов и напряженности магнитного поля.

Арматура

Прядение и намотка проводов в автомобильном генераторе называется арматурой. Этот компонент вращается через расположение ремней и шкивов, которые связаны с двигателем автомобиля. Скорость вращения, таким образом, регулируется скоростью двигателя. Автомобильный генератор может выдавать максимальную мощность только при минимальной частоте вращения двигателя или выше.

Коммутатор

К якорю прикреплен коммутатор, и основное назначение этого устройства — преобразование переменного тока, генерируемого вращающейся якорью, в постоянный ток (DC).Этот шаг необходим, потому что другие электрические устройства автомобиля, такие как фары и гудок, работают только в постоянном токе. В собранной конструкции коммутатора и якоря имеются две подпружиненные щетки, которые скользят по поверхности коммутатора. Когда сборка вращается, эти щетки касаются различных точек контакта на коммутаторе, и именно благодаря этому механическому действию ток преобразуется.

Соединения

Автомобильный генератор имеет три соединения: поле, якорь и заземление.Как и все электрические системы, заземление защищает всю систему от чрезмерного напряжения. В электрической системе автомобиля, и особенно в автомобильном генераторе, это данность, так как большинство компонентов сделаны из металла. Соединение якоря с маркировкой «А» является основным звеном и несет электрический выход генератора. Полевое соединение, обозначенное «F», является меньшим звеном, и оно подает питание на электромагниты, окружающие якорь, и контролирует напряженность магнитного поля.Все три соединения соединены с регулятором автомобиля.

Регулятор

Регулятор обычно расположен во внутреннем крыле автомобиля, и его функция состоит в том, чтобы регулировать электрическую мощность генератора так, чтобы постоянно поддерживалось надлежащее напряжение. Это осуществляется путем контроля напряженности магнитного поля в генераторе. Старые блоки работают механически, быстро замыкая и открывая ряд реле, пока не будет достигнуто правильное напряжение.

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока является улучшением по сравнению с автомобильным генератором.Современные модели автомобилей больше не используют генераторы. Структура полностью изменена в генераторе. Вместо того, чтобы вращать намотанные провода в фиксированном магнитном поле, магниты вращаются внутри обмотки. Эта конструкция больше не нуждается в коммутаторе, а использует диоды. Это полупроводниковые устройства, которые позволяют электричеству перемещаться только в одном направлении, успешно обеспечивая преобразование переменного тока в постоянный ток. Генераторы переменного тока более эффективны, потому что они могут вырабатывать большую мощность даже при низких оборотах двигателя, а это означает, что они могут заряжать автомобильный аккумулятор даже в режиме холостого хода, функция, которую автомобильный генератор не способен выполнить.

Еще статьи

.

Понимание выходной мощности генератора | HowStuffWorks

В первые дни автомобили использовали генераторы , а не генераторы для питания электрической системы автомобиля и зарядки аккумулятора. Это больше не так. По мере развития автомобильных технологий росла и потребность в большей мощности. Генераторы вырабатывают постоянного тока , который движется в одном направлении, в отличие от переменного тока для электричества в наших домах, которое периодически меняет направление. Как доказал Тесла в 1887 году, переменный ток стал более привлекательным, поскольку он генерирует более высокое напряжение более эффективно, что необходимо в современных автомобилях. Но автомобильные аккумуляторы не могут использовать переменный ток, поскольку они производят постоянный ток. В результате выходная мощность генератора переменного тока подается через диода , которые преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Ротор и статор являются двумя компонентами, вырабатывающими энергию. Когда двигатель вращает шкив генератора, ротор вращается мимо трех неподвижных обмоток статора или проволочных витков, окружающих неподвижный железный сердечник, который составляет статор.Это называется трехфазным током . Обмотки катушки равномерно расположены с интервалом 120 градусов вокруг железного вала. Переменное магнитное поле от ротора создает последующий переменный ток в статоре. Этот переменный ток подается через выводов статора в соединительный набор диодов. Два диода подключаются к каждому проводу статора для регулирования тока. Диоды используются, чтобы по существу блокировать и направлять ток. Поскольку батареи требуют постоянного тока, диоды становятся односторонним клапаном, который пропускает ток только в одном направлении.

Трехфазные генераторы имеют три комплекта обмоток; они более эффективны, чем однофазный генератор переменного тока, который производит однофазный переменный ток. При правильной работе три обмотки создают три тока, которые составляют три фазы. Сложение всех трех вместе дает общую выходную мощность статора.

Две основные конструкции обмоток статора — с перемычкой и с кольцом типа .Дельта-рана легко определяется по форме, так как она треугольная. Эти обмотки обеспечивают высокий ток при более низких оборотах. Витые обмотки напоминают конденсатор потока, который можно увидеть в «Назад в будущее». Эти обмотки идеально подходят для дизельных двигателей, так как они вырабатывают более высокое напряжение, чем дельта-статоры, даже при более низких оборотах.

После преобразования AC / DC полученное напряжение готово к использованию в батарее. Слишком большое или слишком низкое напряжение может повредить батарею, а также другие электрические компоненты.Для обеспечения правильного значения регулятор напряжения определяет, когда и какое напряжение требуется в батарее. В большинстве генераторов встречается один из двух типов регуляторов: заземленный регулятор работает, контролируя количество отрицательного или заземления батареи, идущего в обмотку ротора, а заземленный тип работает наоборот — путем управления количество батареи положительное. Ни один из них не обладает преимуществом перед другим.

С таким количеством компонентов, которые работают для создания электричества, необходимого для наших автомобилей, можно с уверенностью сказать, что генератор является важным компонентом под капотом.Но, как и многие детали на наших автомобилях, они выходят из строя. В следующем разделе вы узнаете, как определить, собираетесь ли вы оказаться в затруднительном положении, и что вы можете сделать, если вам нужно заменить генератор.

,

Как работает система зарядки

Внутри генератора ротор с ременным приводом становится электромагнитом, когда на него подается ток. Когда ротор вращается, он генерирует более высокий ток в обмотках статора.

Автомобиль использует довольно много электричества для работы зажигание и другое электрооборудование.

Если власть пришла от обычного аккумулятор Скоро сбежит. Таким образом, автомобиль имеет аккумулятор аккумулятор и система зарядки, чтобы держать его доливым.

Аккумулятор имеет пары свинца тарелки погружают в смесь серной кислоты и дистиллированной воды.

Половина плит подключены к каждому Терминал , Электричество, подаваемое на батарею, вызывает химическую реакцию, которая откладывает дополнительный свинец на один набор пластин.

Когда батарея подает электричество, происходит прямо противоположное: лишний свинец растворяется с пластин в результате реакции, которая производит электричество ток ,

Аккумулятор заряжается от генератор на современных автомобилях или динамо на более ранних. Оба типа генератор и приводятся в движение ремнем из двигатель ,

генератор состоит из статор — стационарный комплект проводов катушка обмотки, внутри которых вращается ротор.

ротор электромагнит поставляется с небольшим количеством электроэнергии через углерод или медь-углерод щетки (контакты) касаясь двух вращающихся металлов кольца скольжения на его валу.

Вращение электромагнита внутри катушек статора генерирует гораздо больше электричества внутри этих катушек.

Электричество есть переменный ток — направление его потока меняется назад и вперед при каждом повороте ротора. Должно быть выпрямленный — превратился в односторонний поток, или постоянный ток ,

Динамо дает постоянный ток, но менее эффективно, особенно при низких двигатель Скорость и весит больше, чем генератор.

Сигнальная лампа на панель приборов светится, когда батарея не заряжается должным образом, например, когда двигатель останавливается.

Также может быть амперметр чтобы показать, сколько электроэнергии вырабатывается, или индикатор состояния батареи, показывающий состояние батареи обвинение ,

Как работает генератор

Как течет ток в генераторе

Перемещение магнита по замкнутому контуру провода приводит к протеканию электрического тока в проводе. Представьте себе петлю из проволоки с магнитом внутри.

Северный полюс магнита проходит верхушку петли как Южный полюс проходит дно. Оба прохода создают поток тока в одном направлении вокруг контура.

Полюса удаляются, и ток перестает течь, пока южный полюс не достигнет вершины, а северный полюс — дна.

Это снова делает поток тока, но в противоположном направлении.

Автомобильный генератор использует электромагнит для повышения мощности электрического тока.

Как работает динамо

Обмотки поля внутри тела являются электромагнитом динамо. Ток генерируется во вращающейся арматуре.

В динамо электромагниты являются стационарными, и называются поле катушки. Ток производится в арматура — другой набор катушек, намотанных на вал и вращающихся внутри полевых катушек.

Принцип тот же, что и у генератора, но ток идет на коммутатор — металлическое кольцо, разделенное на сегменты, которые соприкасаются угольными щетками, установленными в Подпружиненный гиды. Два сегмента касаются пары кистей и подают ток к ним.

Когда якорь поворачивается, ток меняет направление.Но к тому времени другая пара коммутационных сегментов попала под щетки, и эта пара была подключена наоборот — так что выходящий ток всегда течет в одном направлении.

Регулирование тока на аккумулятор

Ток от генератора выпрямляется в постоянный ток с помощью набора диоды которые позволяют току течь через них только в одном направлении.

Для зарядки аккумулятора напряжение, подаваемое на него, не должно быть слишком низким или слишком высоким.

Генератор переменного тока имеет транзисторное управляющее устройство, которое регулирует напряжение путем подачи более или менее тока — по мере необходимости — на электромагнит.

Выпрямитель и регулятор обычно находятся внутри корпуса генератора, но на некоторых генераторах они снаружи, смонтированы на корпусе генератора.

Динамо не нуждается в выпрямителе — есть регулятор напряжения в отдельной коробке, которая имеет реле ,

Одно реле контролирует уровень напряжения путем кратковременного отключения тока в полевых катушках.

Второе реле предотвращает перезарядку динамо и повреждение аккумулятора.

,

---

Смотрите также

• Ваз 21099 инжектор топливная система схема
• Ремонт прожженных сидений
• Вес ваз 2112 16 клапанов
• Почему на холодную приора троит
• Парктроник как установить
• Почему руль трясется при движении
• Устройство современного автомобиля
• Степень зарядки автомобильного аккумулятора
• Принцип работы электронного зажигания
• Овощная яма в гараже
• Каким напряжением заряжать аккумулятор автомобиля



Устройство генератора переменного тока и принцип действия

Виды и варианты исполнения

Дизельные электростанции различаются по выходной электрической мощности, виду тока (переменный трёхфазный/однофазный, постоянный), выходному напряжению, а также частоте тока (например, 50, 60, 400 Гц).

Также дизельные электростанции разделяют по типу охлаждения дизельного двигателя, воздушному или жидкостному. Электростанции с дизельным двигателем жидкостного охлаждения — это агрегаты больших мощностей и размеров.

По назначению

• Портативные (бытовые, переносные) — электростанции с дизельным двигателем воздушного охлаждения мощностью от 0,3 кВт до 20 кВт.
• Стационарные (промышленные) — электростанции с дизельным двигателем жидкостного охлаждения. Как правило, выходной ток — трехфазный, напряжением от 400/230В до 10 кВ. Единичная мощность установок составляет от 8 кВт (10 кВА) до 2000 кВт (2400 кВА).

По конструктивному исполнению

• Открытого исполнения — базовое исполнение электростанции, предназначено для размещения электроустановки в специально оборудованном помещении.
• В шумозащитном кожухе — для установки в помещение при наличии требований к снижению шума.
• Во всепогодном шумозащитном кожухе — для установки на улице при наличии требований к снижению шума.
• Контейнерные — монтаж электростанции в блок-контейнер осуществляется для эксплуатации установки в тяжелых климатических условиях и повышенной вандалозащищённости.
• Электростанция может быть установлена в фургон, машину или на шасси. Таким образом, она приобретает статус мобильной электростанции.

По роду тока

Маломощные дизельные электростанции вырабатывают, как правило, однофазный переменный ток напряжением 220 В и/или трёхфазный напряжением 380 В.

Трёхфазные электростанции имеют более высокий КПД за счёт более высокого КПД генератора переменного тока.

Переносные дизельные электростанции с встроенным выпрямителем (инвертором) могут иметь дополнительный выход постоянного тока напряжением 12-14 вольт, например, для зарядки аккумуляторов.

Мощные дизельные электростанции вырабатывают трёхфазный ток:

• низковольтные — с напряжением до 1 кВ;
• высоковольтные — с напряжением более 1 кВ (6,3 кВ, 10 кВ).

Если необходимо передавать электроэнергию, выработанную низковольтными электростанциями, на значительные расстояние по линиям электропередачи, напряжение повышается на электрических подстанциях до 6,3 кВ или 10,5 кВ.

По типу генератора переменного тока

Синхронный генератор переменного тока Так как частота переменного тока синхронного генератора определяется числом оборотов ротора (двигателя), то дизельная электростанция должна иметь механизм, обеспечивающий постоянное число оборотов дизельного двигателя независимо от нагрузки (генерируемой электрической мощности). Частота переменного тока синхронного генератора будет: f = n 60 {\displaystyle f={\frac {n}{60}}} , где f {\displaystyle f} — частота в герцах; n {\displaystyle n} — число оборотов ротора в минуту.

Если генератор имеет число пар полюсов p {\displaystyle p} , то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет в p {\displaystyle p} раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора: f = p n 60 {\displaystyle f=p{\frac {n}{60}}} .

ЭДС синхронного генератора регулируется изменением тока возбуждения.

Асинхронный генератор переменного тока

Асинхронный генератор может генерировать переменный ток произвольной, нестандартной частоты (значительно отличающейся, например, от используемой в промышленности и быту частоты 50 Гц). Переменный ток после выхода из генератора подвергается выпрямлению, затем получившийся постоянный ток инвертор преобразует в переменный ток с параметрами, определяемыми стандартом. Следует отметить, что недорогие модели инверторов имеют на выходе переменный ток несинусоидальной формы, обычно прямоугольные импульсы или модифицированная синусоида.

ЭДС асинхронного генератора регулируется изменением числа оборотов двигателя и изменением тока возбуждения (если предусмотрено конструкцией генератора).

Асинхронные генераторы без встроенной системы «стартового усиления» плохо переносят длительные перегрузки, в отличие от синхронных.

Сварочные агрегаты

Особой разновидностью дизельных и бензиновых электростанций следует считать сварочные агрегаты, генерирующие постоянный или переменный ток для электродуговой сварки. Выходное электрическое напряжение относительно низкое (около 90 вольт), однако сила тока велика, электрические генераторы не боятся коротких замыканий.

Технические характеристики

Под основными техническими характеристиками генераторов можно понимать следующие величины. Это ЭДС генератора. Непосредственно с ЭДС любого генератора напрямую связана его полная электрическая мощность, которая ей прямопропорциональна.

• Промежуточное реле — классификация, назначение, подключение и особенности срабатывания (Инструкция)

• Подключение дифавтомата — схемы, правила монтажа и особенности установки своими руками. Пошаговая инструкция начинающего электрика!

• Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства

Полная мощность возрастает при увеличении количества полюсов и частоты оборотов якоря. Полезная же мощность, передаваемая на подключённое внешнее устройство, равна произведению выходного тока на выходное напряжение.

Основная характеристика любого производящего что-либо устройства, в том числе и нашего генератора это КПД. Если генератор выключить, а потом включить, то его КПД будет уменьшаться, в связи с увеличением затрат энергии на нагрев обмотки. Различают электрический КПД и промышленный.

При таком подключении, причём желательно через автомат и вольтметр, добиваются равномерного распределения нагрузки между работающими генераторами. При увеличении потребления внешней нагрузки, в работу включается второй генератор, тем самым регулируя обороты первого и выравнивая напряжение.

При использовании генераторов со смешанным возбуждением происходит автоматическая регулировка характеристик работающих вместе генераторов, повышается стабильность работы. Это возможно из-за того, что в таких генераторах есть уравнительный провод, проходящий между отрицательными или положительными щётками. Именно эта шина и делает работу таких генераторов устойчивой.

• Реле контроля напряжения: советы по установке и подключению своими руками. Выбор и принцип работы для однофазной и трехфазной сети

• Понижающий трансформатор: принцип работы, особенности выбора, подключение и установка своими руками. ТОП-10 идей + инструкция!

• Кулачковый переключатель: конструкция устройства, характеристики и руководство по выбору. Схему подключения своими руками смотрите здесь!

Виды генераторов переменного тока

Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.

В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.

Вам это будет интересно Особенности магнитной ленты на электросчетчик

Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов. Асинхронный генератор

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.

К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.

Синхронный генератор

Параметры домашней электрической сети

Основными параметрами электричества являются его напряжение и частота. Стандартное напряжение для домашних электросетей — 220 вольт. Общепринятая частота — 50 герц. Однако в США используется другое значение частоты — 60 герц. Параметр частоты задается генерирующим оборудованием и является неизменным.

Напряжение в сети конкретного дома или квартиры может быть отличным от номинала (220 вольт). На данный показатель влияет техническое состояние оборудования, сетевые нагрузки, загруженность подстанции. В результате напряжение может отклоняться от заданного параметра в ту или другую сторону на 20–25 вольт.

Скачки напряжения отрицательно сказываются на работоспособности электробытовой техники, поэтому подключения в домашней сети рекомендуется осуществлять через стабилизаторы напряжения.

Как устроен генератор переменного тока

Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.

Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие. Ротор устанавливают внутри статора

Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы

Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.

Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В. Устройство установки

Устройство установки

Применения

Такие электростанции и установки применяются в качестве основных, резервных или аварийных источников электроэнергии для потребителей одно- или трёхфазного переменного тока, для электропитания тепловозов, карьерных самосвалов, подводных лодок и другой техники, используют в малой энергетике, для энергообеспечения вахтовых посёлков, производств, установок связи и т. д., в качестве железнодорожных электростанций и энергорезервирования, в системе аварийного снабжения компьютерных сетей, потребителей собственных нужд на атомных и тепловых электростанциях, и других стратегических объектов, включенных совместно с ИБП

Первые передвижные дизельные электростанции в СССР были спроектированы в ПКБ Мосэнерго (Мосэнергопроект) для восстановления нарушенного электроснабжения и для энергоснабжения перебазированных промышленных предприятий в новых районах во время Великой Отечественной войны Народный Комиссариат Электростанций СССР предложил Мосэнерго изготовить передвижные тепловые электростанции, используя демонтируемое, бывшее в работе оборудование. Передвижные электростанции-энергопоезда собирались на Фрунзенской ТЭЦ. Готовые энергопоезда мощностью 500—1500 кВт отправлялись в освобождённые города, где они обеспечили электроснабжение аварийно-восстановительных работ.

Как сделать генератор переменного тока своими руками

Для самостоятельного изготовления асинхронного агрегата понадобится следующее:

1. Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.
2. Статорный механизм. Рекомендуется приобрести готовое устройство, оборудованное обмоткой.
3. Комплект электрических проводов.
4. Изолента, допускается применение термоусадочных трубок.
5. Трансформаторный узел или выпрямительный блок. Этот элемент потребуется в случае, если на выходе генератора переменного тока энергия будет иметь разную мощность.

Перед началом работ необходимо сделать несколько манипуляций, которые позволят правильно выполнить расчет параметра мощности агрегата:

1. Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
2. Выполняется подбор конденсаторных элементов с учетом требуемой величины мощности. Если на этом этапе возникли сложности, можно воспользоваться таблицей.
3. Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
4. После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.

Схема сборки простого генератора переменного тока

Таблица выбора емкости конденсатора для агрегата

Полученный узел сможет обеспечить энергией электрическую пилу, циркулярку или болгарку, т. е. любой маломощный инструмент.

При использовании самодельного генератора переменного тока нельзя допустить перегрева двигателя, иначе это приведет к его поломке и даже взрыву.

В процессе сборки и эксплуатации надо учитывать следующие нюансы:

Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать

Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.
Перед выполнением сборки нужно правильно подобрать электроприборы в соответствии с расчетом его технических параметров и свойств

Приведенная схема наиболее простая в плане реализации.

Как выбрать?

При выборе генератора важно найти подходящее и надежное устройство, которое сможет обеспечить электроэнергией отведенную площадь. Для начала необходимо определиться с техническими параметрами будущего устройства

Специалисты советуют обратить внимание на:

• массу электрогенератора;
• габариты устройства;
• мощность;
• расход топлива;
• показатель шума;
• продолжительность работы.

А также важным параметром является возможность организации автоматической работы. Чтобы понять, сколько фаз требуется будущему генератору, необходимо определиться с типом и количеством электроприборов, которые будут к нему подключаться.

Однако не всегда покупка подобной мобильной электростанции становится лучшим решением.

Перед покупкой дополнительно рекомендуется учесть нагрузку, которая будет оказана на устройство во время его работы. На каждую фазу должна приходиться нагрузка максимум в 30% от общего количества. Таким образом, если мощность генератора составляет 6 кВт, то в случае использования розеток с напряжением в 220 В удастся задействовать только 2 кВт.

Покупка трехфазного генератора востребована только тогда, когда в доме много трехфазных потребителей. Если большинство приборов однофазные, лучше приобрести соответствующий агрегат.

Принцип действия синхронного генератора. Системы возбуждения синхронного генератора

Принцип действия синхронного генератора

При подключении обмотки возбуждения к источнику постоянного напряжения, по ней пойдет ток возбуждения и создастся постоянный магнитный поток. При вращении ротора, от источника механической энергии, этот поток поочередно пересекает каждую из фаз обмоток статора и в каждой из обмоток индуктируется однофазная переменная ЭДС. При соединении обмотки статора в звезду, получим систему 3-х фазной переменной ЭДС.

Различают синхронные генераторы с:

А) возбудителями;

Б) самовозбуждением.

Возбудитель – генератор постоянного тока со смешенным возбуждением, якорь которого устанавливается на вал самого генератора (или изготавливается на одном волу с генератором), а корпус возбудителя крепится к корпусу синхронного генератора.

По схемам возбуждения синхронные генераторы делятся на генераторы с независимым возбуждением и генераторы с самовозбуждением.

При независимом возбуждении обмотка электромагнитов питается постоянным током от отдельной машины постоянного тока, соединенной с ротором генератора непосредственно либо посредством гибкой передачи, чаще всего клиноременной.

При самовозбуждении обмотка, питающая магнитные полюса, находится в одном магнитном поле с рабочей обмоткой генератора.

Наиболее распространенная схема возбуждения синхронных генераторов с независимым возбуждением.

Постоянный ток со щеток возбудителя поступает непосредственно в обмотку возбуждения генератора. Регулирование напряжения генератора осуществляется шунтовым реостатом в цепи возбуждения возбудителя (ШР), при увеличении сопротивления ШР уменьшается ток возбуждения возбудителя, что приводит к снижению напряжения на щетках возбудителя и, следовательно, к уменьшению тока возбуждения генератора и снижению напряжения на зажимах генератора.

Генераторы с самовозбуждением могут работать по двум схемам:

а) в синхронных машинах с вращающимся якорем — в пазах якоря укладывается дополнительная обмотка, присоединенная к специальному коллектору; постоянным током с коллектора по обычной схеме питается обмотка электромагнитов; в отдельных случаях дополнительная обмотка выполняется однофазной, и в последующем ток выпрямляется.

б) в синхронных машинах с неподвижным якорем и вращающимися полюсами постоянный ток для возбуждения генератора получают трансформированием рабочего напряжения и последующим выпрямлением тока.

1.10 Способы пуска синхронного электродвигателя.

Пуск синхронных двигателей может быть осуществлен при помощи вспомогательного асинхронного двигателя. Однако этот способ ввиду его сложности и высокой стоимости используется очень редко. Обычно применяют так называемый асинхронный пуск синхронного двигателя. Для этой цели в полюсных наконечниках полюсов ротора укладывается дополнительная короткозамкнутая обмотка типа «беличьей клетки». Так как во время пуска в обмотке возбуждения двигателя наводится большая э. д. с. и напряжение на зажимах оказывается весьма значительным, то по соображениям безопасности она замыкается рубильником на сопротивление.

При подаче напряжения трехфазной сети к обмотке статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшей скорости (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения.

Недостатком асинхронного пуска является большой пусковой ток (в 5—7 раз больше номинального тока). Пусковой ток мощных синхронных двигателей вызывает значительное падение напряжения в сети, а это отражается на работе других потребителей. Для уменьшения пускового тока применяют пуск при пониженном напряжении с помощью автотрансформатора.

В настоящее время применяют почти исключительно асинхрон­ный пуск синхронных двигателей ввиду его простоты и надежности. Существуют также схемы автоматического асинхронного пуска синхронных двигателей

Параллельная работа синхронных генераторов

На электростанциях синхронные генераторы соединяются друг с другом параллельно для совместной работы на общую электрическую сеть. Когда нагрузка на электрическую сеть мала, работает только часть генераторов, при повышенном энергопотреблении («час пик») включаются резервные генераторы. Этот способ выгоден, так как каждый генератор работает на полную мощность, следовательно, с наиболее высоким коэффициентом полезного действия.

Синхронизация генератора с электрической сетью

В момент подключения резервного генератора к электрическим шинам его электродвижущая сила должна быть численно равна напряжению на этих шинах, иметь одинаковую с ним частоту, и фазовый сдвиг равный нулю. Процесс выведения резервного генератора на режим, при котором обеспечивается указанное условие, называется синхронизацией генератора.

Если это условие не будет выполнено (подключаемый генератор не выведен на синхронный режим), то из сети в генератор может пойти большой ток, генератор заработает в режиме электродвигателя, что может привести к аварии.

Для выполнения синхронизации подключаемого генератора с электрической сетью применяются специальные устройства, в простейшем виде — синхроноско́п.

Синхроноскоп представляет собой лампу накаливания и «нулевой» вольтметр, включенные параллельно контактам рубильника, отключающего генератор от шин сети (соответственно сколько фаз, столько ламп накаливания и вольтметров).

При разомкнутом состоянии рубильника параллельная сборка «лампа накаливания — „нулевой“ вольтметр» оказывается включенной последовательно цепи «фаза генератора — фаза электросети».

После запуска генератора (при разомкнутом рубильнике) его выводят на номинальные обороты, и регулируя ток возбуждения, добиваются того, чтобы электрическое напряжение на клеммах генератора и на шинах сети было приблизительно одинаковым.

Когда генератор приближается к режиму синхронизации, лампы накаливания начинают мигать, и в момент почти полной синхронизации они гаснут. Однако лампы гаснут при напряжении, не равном нулю, для индикации полного нуля служат вольтметры («нулевые» вольтметры). Как только и «нулевые» вольтметры покажут 0 вольт — генератор и электрическая сеть синхронизированы, можно замыкать рубильник. Если две лампы накаливания (на двух фазах) погасли, а третья — нет, это означает, что одна из фаз генератора подключена неправильно к шине электрической сети.

Двухфазный режим асинхронного генератора.

Рис.2 Двухфазный режим асинхронного генератора.

Такую схему следует использовать тогда, когда нет необходимости в получении трёхфазного напряжения. Этот вариант включения уменьшает рабочую ёмкость конденсаторов, снижает нагрузку на первичный механический двигатель в режиме холостого хода и т.о. экономит “драгоценное” топливо.

В качестве маломощных генераторов, вырабатывающих переменное однофазное напряжение 220 В, можно использовать однофазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели бытового назначения: от стиральных машин типа “Ока”, “Волга”, поливальных насосов “Агидель”, “БЦН” и пр. У них конденсаторная батарея может подключаться параллельно рабочей обмотке, либо использовать уже имеющийся фазосдвигающий конденсатор, подключенный к пусковой обмотке. Емкость этого конденсатора, возможно, следует несколько увеличить. Его величина будет определяться характером нагрузки, подключаемой к генератору: для активной нагрузки (электропечи, лампочки освещения, электропаяльники) требуется небольшая емкость, индуктивной (электродвигатели, телевизоры, холодильники) – больше.

Рис.3 Маломощный генератор из однофазного асинхронного двигателя.

Теперь несколько слов о первичном механическом двигателе, который будет приводить во вращение генератор. Как известно, любое преобразование энергии связано с её неизбежными потерями. Их величина определяется КПД устройства. Поэтому мощность механического двигателя должна превышать мощность асинхронного генератора на 50…100%. Например, при мощности асинхронного генератора 5 кВт, мощность механического двигателя должна быть 7,5…10 кВт. С помощью передаточного механизма добиваются согласования оборотов механического двигателя и генератора так, чтобы рабочий режим генератора устанавливался на средних оборотах механического двигателя. При необходимости, можно кратковременно увеличить мощность генератора, повышая обороты механического двигателя.

Каждая автономная электростанция должна содержать необходимый минимум навесного оборудования: вольтметр переменного тока (со шкалой до 500 В), частотомер (желательно) и три выключателя. Один выключатель подключает нагрузку к генератору, два других – коммутируют цепь возбуждения. Наличие выключателей в цепи возбуждения облегчает запуск механического двигателя, а также позволяет быстро снизить температуру обмоток генератора, после окончания работы – ротор невозбужденного генератора еще некоторое время вращают от механического двигателя. Эта процедура продлевает активный срок службы обмоток генератора.

Если с помощью генератора предполагается запитывать оборудование, которое в обычном режиме подключается к сети переменного тока (например, освещение жилого дома, бытовые электроприборы), то необходимо предусмотреть двухфазный рубильник, который в период работы генератора будет отключать данное оборудование от промышленной сети. Отключать надо оба провода: “фазу” и “ноль”.

В заключение несколько общих советов.

1. Генератор переменного тока является устройством повышенной опасности. Применяйте напряжение 380 В только в случае крайней необходимости, во всех остальных случаях пользуйтесь напряжением 220 В.

2. По требованиям техники безопасности электрогенератор необходимо оборудовать заземлением.

3

Обратите внимание на тепловой режим генератора. Он “не любит” холостого хода. Снизить тепловую нагрузку можно более тщательным подбором емкости возбуждающих конденсаторов

Снизить тепловую нагрузку можно более тщательным подбором емкости возбуждающих конденсаторов.

4. Не ошибитесь с мощностью электрического тока, вырабатываемого генератором. Если при работе трёхфазного генератора используется одна фаза, то её мощность будет составлять 1/3 общей мощности генератора, если две фазы – 2/3 общей мощности генератора.

5. Частоту переменного тока, вырабатываемого генератором, можно косвенно контролировать по выходному напряжению, которое в режиме “холостого хода” должно на 4…6 % превышать промышленное значение 220/380 В.

Виды

Существует несколько классификаций асинхронных генераторов. Они могут отличаться следующими факторами.

• Типом ротора – вращающейся части конструкции. Сегодня выпускаемые агрегаты данного типа предусматривают в своей конструкции фазный или короткозамкнутый ротор. Первый оборудован индуктивной обмоткой, в качестве которой выступает изолированный провод. С его помощью и удается создать динамическое магнитное поле. Второй вариант – единая конструкция, имеющая цилиндрическую форму. Внутри нее расположены штыри, оборудованные двумя замыкающими кольцами.
• Количеством рабочих фаз. Под ними подразумевают выходные или статорные обмотки, расположенные внутри устройства. Выходные при этом могут иметь одну фазу или три. Этот показатель определяет назначение генератора. Первый вариант доступен для эксплуатации при напряжении в 220 В, второй – 380 В.
• Схемой включения. Выделяют несколько способов организации работы трехфазного генератора. Можно подключить катушки к устройству, применяя схему «звезда» или «треугольник». Также их можно разместить на полюсах неподвижного элемента – статора.

Генератор переменного тока — презентация, доклад, проект

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Генератор переменного тока. Презентация на заданную тему содержит 12 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Презентации» Физика» Генератор переменного тока

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

       «Генератор переменного тока» Генератор переменного тока (альтернатор) является электромеханическим устройством, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.     

---

Слайд 2

Описание слайда:

                        История:   -Системы производящие переменный ток были известны в простых видах со времён открытия магнитной индукции электрического тока. Ранние машины были разработаны Майклом Фарадеем и Ипполитом Пикси.  -Фарадей разработал «вращающийся треугольник», действие которого было многополярным — каждый активный проводник пропускался последовательно через область, где магнитное поле было в противоположных направлениях. Первая публичная демонстрация наиболее сильной «альтернаторной системы» имела место в 1886 году. Большой двухфазный генератор переменного тока был построен британским электриком Джеймсом Эдвардом Генри Гордоном в 1882 году. Лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали ранний альтернатор, производивший частоты между 100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла запатентовал практический «высокочастотный» альтернатор (который действовал на частоте около 15000 герц). После 1891 года, были введены многофазные альтернаторы.  -Принцип действия генератора основан на действии электромагнитной индукции — возникновении электрического напряжения в обмотке статора, находящейся в переменном магнитном поле. Оно создается с помощью вращающегося электромагнита — ротора при прохождении по его обмотке постоянного тока. Переменное напряжение преобразуется в постоянное полупроводниковым выпрямителем.

---

---

Слайд 3

Описание слайда:

Общий вид генератора переменного тока с внутренними полюсами. Ротор – сердечник, вращающийся вокруг горизонтальной или вертикальной оси вместе со своей обмоткой.  Статор – неподвижный сердечник с его обмоткой.  Ротор является индуктором, а статор — якорем .

---

Слайд 4

Описание слайда:

---

Слайд 5

Описание слайда:

    

---

Слайд 6

Описание слайда:

Ротор (индуктор) генератора переменного тока с внутренними полюсами. На валу ротора справа показан ротор вспомогательной машины, дающей постоянный ток для питания индуктора.

---

Слайд 7

Описание слайда:

                  Виды генераторов 1)Турбогенератор  Турбогенератор – это генератор, который приводится в действие паровой или газовой турбиной.

---

Слайд 8

Описание слайда:

    2)Дизель-агрегат  Дизель-агрегат- генератор, ротор которого вращается от двигателя внутреннего сгорания.

---

Слайд 9

Описание слайда:

   3)ГИДРОГЕНЕРАТОР  ГИДРОГЕНЕРАТОР — ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.  ГИДРОГЕНЕРАТОР ВРАЩАЕТ ГИДРОТУРБИНА 

---

Слайд 10

Описание слайда:

Широкое применение генераторов переменного тока:  -Ни для кого не станет удивительным тот факт, что в наши дни популярность, востребованность и спрос таких устройств, как электростанции и генераторы переменного тока, достаточно высоки. Это объясняется, прежде всего, тем, что современное генераторное оборудование имеет для нашего населения огромное значение. Помимо этого необходимо добавить и то, что генераторы переменного тока нашли свое широкое применение в самых различных сферах и областях.  -Промышленные генераторы могут быть установлены в таких местах, как поликлиники и детские сады, больницы и заведения общественного питания, морозильные склады и многие другие места, требующие непрерывной подачи электрического тока. Обратите свое внимание на то, что отсутствие электричества в больнице может привести непосредственно к гибели человека. Именно поэтому в подобных местах генераторы должны быть установлены обязательно. 

---

Слайд 11

Описание слайда:

      -ТАКЖЕ ДОВОЛЬНО РАСПРОСТРАНЕННЫМ ЯВЛЯЕТСЯ ЯВЛЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В МЕСТАХ ПРОВЕДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ. ЭТО ПОЗВОЛЯЕТ СТРОИТЕЛЯМ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НЕОБХОДИМОЕ ИМ ОБОРУДОВАНИЕ ДАЖЕ НА ТЕХ УЧАСТКАХ, ГДЕ ПОЛНОСТЬЮ ОТСУТСТВУЕТ ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ. ОДНАКО И ЭТИМ ДЕЛО НЕ ОГРАНИЧИЛОСЬ. ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ И ГЕНЕРАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ БЫЛИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНЫ И ДАЛЬШЕ. В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭТОГО НАМ БЫЛИ ПРЕДЛОЖЕНЫ БЫТОВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, КОТОРЫЕ ВПОЛНЕ УДАЧНО МОЖНО БЫЛО УСТАНАВЛИВАТЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ КОТТЕДЖЕЙ И ЗАГОРОДНЫХ ДОМОВ.     -ТАКИМ ОБРАЗОМ, МЫ МОЖЕМ СДЕЛАТЬ ВЫВОД О ТОМ, ЧТО СОВРЕМЕННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ИМЕЮТ ДОВОЛЬНО ШИРОКУЮ ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ. КРОМЕ ТОГО ОНИ СПОСОБНЫ РЕШИТЬ БОЛЬШОЕ КОЛИЧЕСТВО ВАЖНЫХ ПРОБЛЕМ, СВЯЗАННЫХ С НЕКОРРЕКТНОЙ РАБОТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ, ЛИБО ЕЕ ОТСУТСТВИЕМ.

---

Слайд 12

Описание слайда:

         СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ         

---

Tags Генератор переменного тока

Похожие презентации

Презентация успешно отправлена!

Ошибка! Введите корректный Email!

Email

Принцип работы генератора переменного тока автомобиля, устройство

Генератор – это устройство, которое производит продукт, вырабатывает электроэнергию либо создает электромагнитные, электрические, звуковые, световые колебания и импульсы. В зависимости от функций их можно разделить на виды, которые мы рассмотрим далее.

Генератор постоянного тока

• Для того чтобы понять принцип работы генератора постоянного тока, нужно выяснить его основные характеристики, а именно зависимости главных величин, которые и определяют работу устройства в применяемой схеме возбуждения.
• Основной величиной является напряжение, на которое влияет скорость вращения генератора, токовозбуждения и нагрузки.

Основной принцип работы генератора постоянного тока зависит от воздействия раздела энергии на магнитный поток основного полюса и, соответственно, от получаемого с коллектора напряжения при неизменном положении щеток на нем. У аппаратов, которые оснащены добавочными полюсами, элементы располагаются таким образом, чтобы токораздел полностью совпадал с геометрической нейтральностью. Благодаря этому, он будет смещаться по линии вращения якоря в положение оптимальной коммутации с последующим закреплением щеткодержателей в таком положении.

Генератор переменного тока

Принцип работы генератора переменного тока основан на превращении механической в электроэнергию благодаря вращению проволочной катушки в созданном магнитном поле. Это приспособление состоит из неподвижного магнита и проволочной рамки. Каждый из ее концов соединяется между собой при помощи контактного кольца, которое скользит по электропроводной угольной щетке. За счет такой схемы электрический индуцированный ток начинает переходить к внутреннему контактному кольцу в тот момент, когда половина рамки, соединяющаяся с ним, проходит мимо северного полюса магнита и, наоборот, к внешнему кольцу в тот момент, когда другая часть проходит мимо северного полюса.

Самый экономичный способ, на котором основывается принцип работы генератора переменного тока, является сильная выработка. Это явление получается за счет использования одного магнита, который вращается относительно нескольких обмоток.

Если его вставить в проволочную катушку, он начнет индуцировать электрический ток, таким образом будет заставлять стрелку гальванометра отклонятся в сторону от положения «0».

После того как магнит будет вынут из кольца, ток поменяет свое направление, а стрелка прибора начнет отклоняться в другую сторону.

Автомобильный генератор

Чаще всего его можно отыскать на передней части двигателя, основная часть работы заключается во вращении коленчатого вала. Новые машины могут похвастаться гибридным типом, который также выполняет и роль стартера.

Принцип работы автомобильного генератора заключается во включении зажигания, при котором ток движется по контактным кольцам и направляется к щелочному узлу, а после переходит на перемотку возбуждения. В результате такого действия будет образовано магнитное поле.

Совместно с коленчатым валом начинает свою работу ротор, который и создает волны, пронизывающие обмотку статора. Переменный ток начинает появляться на выходе перемотки.

При работе генератора в режиме самовозбуждения частота вращения увеличивается до определенного значения, затем в выпрямительном блоке начинает меняться переменное напряжение на постоянное.

В конечном итоге устройство будет обеспечивать потребителей необходимым электричеством, а аккумулятор – током.

Принцип работы автомобильного генератора состоит в изменении скорости коленчатого вала либо смены нагрузки, при которой включается регулятор напряжения, он управляет временем при включении перемотки возбуждения.

В момент уменьшения внешних нагрузок либо увеличения вращения ротора период включения обмотки возбуждения значительно сокращается.

В тот момент, когда ток увеличивается настолько, что генератор прекращает справляться, приступает к работе АКБ.

У современных автомобилей на панели приборов находится контрольная лампочка, которая и оповещает водителя про возможные отклонения в генераторе.

Электрический генератор

Принцип работы электрического генератора заключается в переработке энергии механической на электрическое поле. Основными источниками такой силы могут быть вода, пар, ветер, двигатель внутреннего сгорания.

Принцип работы генератора основывается на совместном взаимодействии магнитного поля и проводника, а именно в момент вращения рамки ее начинают пересекать линии магнитной индукции, и в это время появляется электродвижущая сила.

Она заставляет ток протекать по рамке при помощи контактных колец и вливаться во внешнюю цепь.

Инвентарные генераторы

На сегодняшний день становится очень популярным инверторный генератор, принцип работы которого заключается в создании автономного источника питания, производящего высококачественную электроэнергию.

Такие приборы применяют как временные, а также постоянные источники питания. Чаще всего они используются в больницах, школах и иных учреждениях, где не должны присутствовать даже малейшие скачки напряжения.

Всего этого можно добиться, используя инверторный генератор, принцип работы которого основан на постоянстве и проходит по такой схеме:

1. Выработка высокочастотного переменного тока.
2. Благодаря выпрямителю преобразуется полученный ток в постоянный.
3. Затем образуется накопление тока в аккумуляторах и стабилизируется колебания электроволн.
4. При помощи инвертора постоянная энергия меняется на переменный ток нужного напряжения и частоты, а затем поступает к пользователю.

Дизельный генератор

Принцип работы дизель-генератора заключается в преобразовании энергии топлива в электроэнергию, основные действия которого заключаются в следующем:

• при попадании в дизель топлива оно начинает сгорать, после чего трансформируется из химической в тепловую энергию;
• благодаря наличию кривошипно-шатунного механизма тепловая сила преобразуется в механическую, это все происходит в коленчатом вале;
• полученная энергия при помощи ротора превращается в электрическую, которая и необходима на выходе.

Синхронный генератор

Принцип работы синхронного генератора основан на одинаковой чистоте вращения магнитного поля статора и ротора, который и создает вместе с полюсами магнитное поле, и оно пересекает обмотку статора. В этом агрегате ротор — постоянный электромагнит, число полюсов которого может начинаться от 2-х и выше, но кратным они должны быть 2-м.

При запуске генератора ротор создает слабое поле, но после увеличения оборотов начинает появляться большая сила в обмотке возбуждения. Получаемое напряжение через автоматический блок регулировки поступает на устройство и контролирует выходное напряжение за счет изменений в магнитном поле.

Основной принцип работы генератора заключается в высокой стабильности исходящего напряжения, а недостатком является существенная возможность перегрузок по току.

Еще к негативным качествам можно добавить присутствие щеточного узла, который все равно в определенное время придется обслуживать, а это само собой влечет дополнительные финансовые затраты.

Асинхронный генератор

Принцип работы генератора заключается в постоянном нахождении в режиме торможения с ротором, который вращается с опережением, но все-таки в той же ориентации, что и магнитное поле у статора.

В зависимости от используемого типа обмотки ротор может быть фазным или короткозамкнутым. Созданное при помощи вспомогательной обмотки вращающееся магнитное поле начинает индуцировать его на роторе, которое и вращается вместе с ним. Частота и напряжение на выходе напрямую зависит от количества оборотов, так как магнитное поле не регулируется и остается неизменным.

Электрохимический генератор

Также существует электрохимический генератор, устройство и принцип работы которого заключаются в выработке из водорода электрической энергии в автомобиле для его движения и питания всех электроприборов. Этот аппарат является химическим источником тока, так как он производит энергию за счет прохождения реакции кислорода и водорода, который для выработки топлива используется в газообразном состоянии.

Генератор акустических помех

Принцип работы генератора акустических помех заключается в защите организаций и физических лиц от прослушивания переговоров и различного рода мероприятий. За ними можно проследить через оконные стекла, стены, системы вентиляции, отопительные трубы, радиомикрофоны, проводные микрофоны и устройства лазерного съема полученной акустической информации с окон.

Поэтому фирмы очень часто для защиты своей конфиденциальной информации используют генератор, устройство и принцип работы которого заключается в настройке аппарата на заданную частоту, если она известна, либо на определенный диапазон. Затем создается универсальная помеха в виде шумового сигнала. Для этого в самом аппарате находится генератор шума нужной мощности.

Также существуют и генераторы, которые находятся в шумовом диапазоне, благодаря которым можно замаскировать полезный звуковой сигнал. В этот комплект входит блок, который и формирует шум, а также его усиления и акустические излучатели.

Основным недостатком использования таких устройств являются помехи, которые появляются при проведении переговоров. Для того чтобы аппарат справлялся полностью со своей работой, переговоры стоит проводить всего лишь в течение 15 минут.

Регулятор напряжения

Основной принцип работы регулятора напряжения основывается на поддерживании энергии бортовой сети во всех режимах работы при разнообразном изменении частоты поворотов ротора генератора, температуры внешней среды и электрической нагрузки. Этот прибор также может выполнять и второстепенные функции, а именно защищать части генераторной установки от возможного аварийного режима установки и перегрузки, автоматически подключать в бортовую систему цепь обмотки возбуждения либо сигнализацию аварийной работы устройства.

Все такие приборы работают по одному принципу. Напряжение в генераторе определяется несколькими факторами – силой тока, частотой вращения ротора и величиной магнитного потока.

Чем меньше нагрузка на генератор и выше частота вращения, тем будет больше напряжение устройства.

Благодаря большему току в обмотке возбуждения начинает увеличиваться магнитный поток, а с ним и напряжение в генераторе, а после того, как уменьшается ток, становится меньшим и напряжение.

Независимо от производителя таких генераторов, все они нормализуют напряжение изменением тока возбуждения одинаково. При возрастании либо уменьшении напряжения начинает увеличиваться либо уменьшаться ток возбуждения и проводить напряжение в необходимые пределы.

В повседневной жизни использование генераторов очень помогает человеку в решении множества возникающих вопросов.

Источник: https://www.syl.ru/article/174257/new_printsip-rabotyi-generatora-printsip-rabotyi-generatora-postoyannogo-toka

Автомобильный генератор: принцип действия, неисправности

Любая автомашина оборудуется бортовой электросетью, на которую возлагается множество задач – от пуска двигателя посредством электрического стартера и выработки искры, которая воспламеняет топливовоздушную смесь до обеспечения работы фар, магнитолы, сигнализации и других устройств.

Все перечисленное оборудование потребляет электроэнергию, которая вырабатывается двумя элементами – генератором и аккумулятором.

В этой статье мы расскажем о том, как устроен и работает автомобильный генератор, каковы его основные неисправности и на что нужно обратить внимание при эксплуатации.

Для чего нужен генератор?

Подача электроэнергии для питания бортовой сети до момента запуска ДВС осуществляется аккумуляторной батареей. Однако АКБ не может вырабатывать ток, она лишь хранит его в себе, отдавая по необходимости.

По этой причине использовать аккумулятор для постоянного обеспечения работы автомобильного электрооборудования нельзя – он довольно быстро отдаст всю электроэнергию и полностью разрядится.

Даже при пуске силового агрегата батарея отдает значительную часть заряда, так как стартер потребляет очень много электричества.

Генератор авто обеспечивает восстановление заряда АКБ и подачу питания ко всем потребителям, подключенным к бортовой сети. Он не хранит в себе электричество, как аккумулятор, а непрерывно производит его в ходе работы двигателя. Но пока ДВС не запущен, этот узел не работает, и функция питания бортовой сети выполняется аккумуляторной батареей.

Работа автомобильного генератора напоминает действие электродвигателя, только в обратном порядке. Электромотор получает энергию и преобразует ее в механическое действие, в то время как автогенератор преобразует механическое вращение ротора в электроэнергию.

Кратко принцип, по которому работает автомобильный генератор, можно объяснить так: вращение ротора приводит к образованию магнитного поля, а оно воздействует на обмотку статора. Это приводит к возникновению в последней электротока, который затем подается для питания включенных в бортовую сеть ТС потребителей.

Однако работа автогенератора имеет некоторые особенности, которые необходимо учитывать.

  Современный электрогенератор, устанавливаемый в машинах, имеет три фазы и вырабатывает переменный ток, в то время как для питания бортовой сети необходим постоянный.

Кроме того, вырабатываемый электроток должен иметь строго определенные параметры, иначе велика вероятность того, что он выведет из строя оборудование. Чтобы не допустить этого, узел комплектуется дополнительными элементами.

Устройство автомобильного генератора

Автогенератор включает в себя несколько составляющих:

• Ротор.
• Статор.
• Блок щеток.
• Регулятор напряжения.
• Выпрямительный блок (диодный мост).

1 — задний подшипник; 2 — выпрямительный блок; 3 — контактные кольца; 4 — щетка; 5 — щеткодержатель; 6 — кожух; 7 — диод; 8 — втулка подшипника; 9 — винт; 10 — задняя крышка; 11 — крыльчатка; 12 — винт; 13 — ротор; 14 — обмотка ротора; 15 — передняя крышка; 16 — вал ротора; 17 — шайба; 18 — гайка; 19 — шкив; 20 — передний подшипник; 21 — обмотка ротора; 22 — статор.

Ротор

Ротором (от англ. rotation — вращение) называется подвижная часть автогенератора. Она представляет собой вал с расположенной на ней обмоткой возбуждения, находящейся между двумя полюсными половинками.

Последние изготавливаются штамповкой, на каждой из них имеется шесть выступов в форме клюва, расположенных сверху обмотки. Эти половинки образуют систему полюсов и контактные кольца.

Задача колец заключается в подаче электротока на обмотку через ее выводы.

Обмотка возбуждения предназначена для создания магнитного поля. Для решения этой задачи на нее должен быть подан слабый электроток. До запуска силового агрегата подачу тока для образования магнитного поля осуществляет АКБ. Когда ДВС заработает, и число оборотов достигнет нужной величины, подача тока на обмотку возбуждения будет производиться генератором

На роторе, кроме того, размещены:

• Приводной шкив.
• Подшипники качения.
• Охлаждающее устройство (вентилятор).

Ротор располагается внутри статора, зажатого между крышками корпусной части. Крышки снабжены посадочными местами, в которых помещаются роторные подшипники. Кроме того, в крышке, расположенной со стороны приводного шкива, имеются отверстия для вентиляции.

Схема вентиляции генераторов

Статор

Этот элемент, в отличие от вышеописанного, неподвижен (статичен), из-за чего и получил свое название. Его задача заключается в получении электротока переменной величины, возникающего под влиянием магнитного поля ротора.

Статор состоит из обмоток и сердечника. Последний изготавливается из листовой стали и имеет пазы для укладки трех обмоток (по количеству фаз). Обмотки могут укладываться одним из двух способов: петлевым или волновым.

Схема их соединения также может быть разной – в форме звезды или треугольника.

1 — сердечник; 2 — обмотка; 3 — пазовый клин; 4 — паз; 5 — вывод для соединения с выпрямителем.

При подключении по схеме «звезда» все обмотки соединяются вместе одним из концов в общей точке. Их вторые концы выполняют роль выводов. Схема «треугольник» предусматривает соединение обмоток по другому принципу: 1-я со 2-й, 2-я – с 3-ей, а 3-я, в свою очередь – с 1-й. В этом случае функцию выводов выполняют точки соединения. Наглядно обе схемы показаны на рисунке.

Схема «звезда» и «треугольник»

Блок щеток

Задача этой составляющей генератора заключается в передаче электричества на обмотку возбуждения. Конструктивно блок представляет собой корпус с расположенной в нем парой подпружиненных графитных щеток. Последние прижимаются с помощью пружин к контактным кольцам, но жестко с ними не скреплены.

Регулятор напряжения

Регулятор нужен для того, чтобы поддерживать величину напряжения на выходе в установленных пределах.

Это необходимо, поскольку количество тока, как и его параметры, зависит от числа оборотов двигателя, а долговечность аккумулятора напрямую связана с подаваемой разностью потенциалов.

Недостаточное напряжение приведет к «хроническому» недозаряду АКБ, а избыточное – к перезаряду. Как в первом, так и во втором случае срок службы батареи заметно снизится. Современные автомобили комплектуются электронными полупроводниковыми регуляторами.

Регулятор напряжения

Диодный мост (выпрямительный блок)

Задача этого элемента заключается в том, чтобы преобразовывать переменный ток, поступающий на него, в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Конструктивно он состоит из теплоотводящих пластин, в которые вмонтированы диоды в количестве 6 штук – по 2 на каждую статорную обмотку (на «+» и на «-») .

Принцип работы автомобильного генератора

Разберемся теперь, как работает автогенератор. При повороте ключа в замке зажигания напряжение поступает на обмотку, проходя при этом через контактные кольца, а также через блок щеток. Результатом становится возникновение вокруг обмотки возбуждения магнитного поля.

Оно постоянно вращается вместе с ротором, воздействуя на статорные обмотки. На выводах последних возникает переменный электроток, подающийся затем на диодный мост. На выходе выпрямительного блока ток уже имеет постоянную величину.

Далее он подается на регулятор напряжения, от которого идет на графитные щетки, обеспечивает питание потребителей, включенных в бортовую сеть, и подзарядку аккумуляторной батареи.

Напряжение на выходе устройства регулируется следующим образом. Регулятор, функционирующий совместно с блоком щеток, меняет величину напряжения, которое поступает на обмотку.

Это приводит к изменению параметров магнитного поля, а также количества вырабатываемой электроэнергии.

Кроме того, регулятор осуществляет термокомпенсацию, суть которой заключается в том, что напряжение меняется обратно пропорционально температуре (чем она ниже, тем разность потенциалов больше, и наоборот).

Основные неисправности автомобильного генератора

Этот узел достаточно надежен, и при правильной эксплуатации не ломается долго. Тем не менее, выходы его из строя все же случаются, и причины неполадок могут иметь электрический или механический характер.

Электрические неисправности

Такие неполадки случаются чаще механических, правильно определить их и устранить достаточно сложно. Это может быть замыкание обмоток возбуждения на статоре или роторе, их обрыв, поломка регулятора напряжения или пробой диодов на выпрямительном блоке. Подобные проблемы опасны еще и тем, что они отрицательно сказываются на аккумуляторе до тех пор, пока не будут выявлены и устранены.

Так, вышедший из строя регулятор напряжения приведет к тому, что батарея будет постоянно перезаряжаться. При этом внешних признаков неисправности практически не имеется, чаще всего ее выявляют при комплексной диагностике, измерив на автогенераторе величину выходного напряжения, или заподозрив неладное, когда аккумуляторы один за другим выходят из строя, отработав всего несколько месяцев.

Обрыв или замыкание обмоток возбуждения устраняется с помощью перемотки. Остальные электрические неисправности исправляют, меняя вышедшую из строя деталь.

Механические неисправности

Причиной появления неполадок механического характера, как правило, является износ графитовых щеток, приводного шкива или щеток, а также обрыв ремня привода генератора. Эти неисправности довольно легко диагностировать по посторонним шумам, раздающимся при работе автогенератора. Устраняются эти неполадки заменой нерабочего элемента.

Напоследок остается дать совет периодически проводить диагностику генератора, проверяя на износ его составляющие и измеряя величину напряжения на выходе узла. Это позволит своевременно выявить и устранить возникшие неисправности, тем самым избежав проблем с аккумулятором и электрическими устройствами, включенными в бортовую сеть транспортного средства.

Источник: https://bodyshop-info.ru/texnologii/avtomobilnyj-generator

Генератор переменного тока. Устройство и принцип действия

Генератор переменного тока — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

В последнее время широкое распространение получили генераторы переменного тока, выгодно отличающиеся от генераторов постоянного тока своими габаритными размерами и способностью вырабатывать ток заряда при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Они имеют повышенную надежность.

Генераторы переменного тока используют на гусеничных и колесных машинах (например, на КамАЗ-4310 и КЗКТ-7428). По своей конструкции генераторы переменного тока отличаются от коллекторных генераторов постоянного тока.

У них почти вдвое меньше масса и втрое — расход меди.

Благодаря более раннему началу отдачи зарядного тока (с момента приведения во вращение вала двигателя на режиме холостого хода) такие генераторы имеют существенно лучшие зарядные свойства по сравнению с генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока представляет собой трехфазную синхронную электромашину с электромагнитным возбуждением и выпрямителем. Генератор работает совместно с регулятором напряжения, обеспечивающим поддержание в электросети машины (с определенным допуском) требуемого постоянного напряжения.

Рис. Схема генератора переменного тока:
1 — ротор; 2 — статор; 3, 9 — шарикоподшипники; 4 — шкив привода; 5 — вентилятор; 6, 10 — крышки; 7 — выпрямитель; 8 — контактные кольца; 11 — щеткодержатель; 12 — обмотка возбуждения; 13 — винты крепления фазовых обмоток статора к выпрямителю; 14 — винт «массы»

Принцип действия генератора переменного тока

Конструкции электрических генераторов переменного тока различны, но принцип их действия одинаков. Рассмотрим один из таких генераторов.

Статор 2 генератора с трехфазной обмоткой выполнен в виде отдельных катушек, в витках которых при вращении ротора 1 индуцируется переменное напряжение. В каждой фазе имеется по шесть катушек, соединенных последовательно.

Обмотка возбуждения 12 выполнена в виде катушки и помещена на стальной втулке клювообразных полюсов ротора, обмотки которого питаются постоянным током от аккумуляторной батареи или выпрямителя 7, устанавливаемого на выходе генератора. В крышке 10 имеются вентиляционные окна, через которые циркулирует охлаждающий поток воздуха.

Моноблок-радиатор способствует охлаждению выпрямителя, собранного из кремниевых вентилей (диодов) с допустимой температурой нагрева 150 °С.

Интересным компоновочным решением конструкции генератора переменного тока является генераторная установка магистральных автопоездов МАЗ. Она состоит из генератора и интегрального регулятора напряжения (ИРН). Номинальное вырабатываемое напряжение установки 28 В, номинальная мощность 800 Вт. Регулятор вмонтирован в основание щеткодержателя генератора.

В крышку генератора также вмонтирован выпрямительный блок БПВ 4-45. Регулятор состоит из резисторов, конденсаторов, стабилитронов, транзисторов и других элементов. Он снабжен переключателем сезонной регулировки («летняя» и «зимняя»).

Элементы ИРН смонтированы на малогабаритной керамической плате, закрытой специальной крышкой и залитой герметиком, что делает конструкцию неразборной и неремонтируемой.

Источник: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/akkumulyator-generator-starter/generator/generator-peremennogo-toka/generatory-peremennogo-toka/

Назначение и принцип генератора работы

Автомобильный генератор нужен для того, чтобы преобразовывать механическую энергию в электрическую. Без него невозможна работа электро схемы автомобиля.

Генератор обеспечивает нужным зарядом аккумулятор, без этого устройства АКБ будет разряжен меньше, чем за час.

Находится это устройство поблизости к двигателю, и принцип работы заключается в приведении в движение благодаря коленчатому валу.

 Принцип работы устройства

• Ротор – это вал, имеющий специальную обмотку возбуждения. Он разделен на две половинки, каждая из них находится в противоположном полюсе.
• Токосъемные кольца – элемент, который нужен для питания обмотки генератора. В движение устройство приводит ротор, который двигают специальные ремни.
• Статор должен иметь сердечник и обмотку. Это устройство подает переменный ток, который через кольца направляется по цепи дальше. Для перемещения заряда с рамки и направления его в нужное место применяют щеточный узел.

Схема генератора включает и такое устройство, как выпрямительный узел.

Без него принцип получения постоянного тока станет невозможным, и схема работать не будет.

Внешне выпрямительный блок выглядит как пластины с диодами. Обычно их 6. В редких случаях схема может включать еще две пластины. Если используется такое подключение, то ток не поступает в аккумулятор, если мотор не заведен.

Мощность устройства возможно увеличить на 15%, если использовать дополнительные диоды и обмотку «звезда». Для того чтобы напряжение было одинаковым, используется регулятор. Это устройство может менять продолжительность электрических импульсов и влиять на их частоту.

Принцип этого звена системы основан на работе исполнительных элементов и датчиков. Благодаря им регулятор понимает продолжительность возбуждения обмотки и необходимость включения ее в сеть. Если регулятор выйдет из строя, напряжение перестанет быть стабильным.

Большая часть важных конструктивно элементов находится в корпусе генератора, они имеют сравнительно небольшой размер и позволяют разместить элементы компактно. Корпус выполняют из сплава алюминия. Этот металл позволяет прибору не намагничиваться, а также эффективно рассеивает тепло, не позволяя генератору перегреться.

Характеристики, типы генераторов

Автомобильные генераторы делятся на различные типы, от которых зависят и характеристики устройства. Основная классификация – это разделение устройств на дающие постоянный или переменный ток.

Генераторы постоянного тока применялись до 60-х годов повсеместно. Сейчас их можно встретить в основном на грузовых автомобилях. Такой генератор отличается тем, что имеет неподвижные щитки, которые снимают напряжение с обмотки якоря.

 Схема предусматривает параллельную установку элементов.

Генераторы переменного тока появились в 1946 году. Принцип работы устройства был проиллюстрирован выше. Основным достоинством такого генератора является небольшая масса и уменьшенные габариты. Работа генератора стала более надежной, увеличился срок его жизни.

Такие типы генераторов имеют токосъемные кольца. Если в генераторе постоянного тока напряжение снимается при помощи двух полуколец, то генератор переменного тока отличает несколько иная схема.

Здесь кольца полноценные, установлены на оба конца рамки. Они не определяют работу устройства полностью, но существенно изменяют ее принцип. Машине для стабильной работы необходима большая мощность генератора.

Дать ее в большей степени способен генератор переменного тока.

Технические характеристики

От этих параметров зависит, подходит устройство автомобилю или нет. Основная характеристика – это токоскоростная. Она зависит от того, сколько оборотов вращения ротора происходит при постоянном напряжении. Она же показывает, сколько ампер выдает генератор.

Нормальное значение может колебаться от 55 до 120 ампер, в зависимости от того, какое напряжение требуется конкретной марке автомобиля. Если количество ампер низкое, это свидетельствует о поломке генератора.

При покупке учитывают характеристики напряжения, трения, возбуждения.

Схема установки данного устройства такова

Схема установки

Как проверить, исправен ли прибор?

Иногда генератор выходит из строя. Это может произойти с любым устройством вне зависимости от его марки и режима эксплуатации. Чаще всего со временем стираются щеточки и требуют замены, могут требовать замены диоды, однако это не полный перечень возможный неприятностей. Иногда требуется более серьезный ремонт.

Из строя может выходить цепь. Обычно это происходит из-за ее обрыва или иных нарушений работы генератора, для проверки чего замеряют напряжение, выдаваемое прибором.

Если оно слишком маленькое, то он неисправен. Причиной неисправности могут быть графитовые щетки. Они находятся в регуляторе и мосте диодов. Если щетки стерлись, их нужно заменить.

Этот процесс несложен и вполне под силу любому автомобилисту.

Следует тщательно проверять регулятор на исправность. Именно этот узел отвечает за зарядку аккумулятора и ее интенсивность. Регулятор реагирует на внешнюю температуру под капотом автомобиля. Благодаря термокомпенсации регулятор решает, сколько вольт необходимо аккумулятору для стабильной работы.

Иногда автомобили оснащены регулятором ручного типа. Это значит, что вам самостоятельно придется переключать устройство с наступлением летнего или зимнего периода. Устройства этого типа хороши для использования в тех точках страны, где минусовая температура может достигать критических отметок.

Стоит обращать внимание на шумность работы генератора. Повышение громкости работы говорит о неисправности подшипниковых узлов, возможных дефектах в них. Шум может вызывать отсутствие или малое количество смазки в подшипниках. При износе сепараторов отмечается повышенная шумность работы генератора.

Влиять на это могут поврежденные дорожки качения, проворачивание колец, находящихся снаружи. Генератор может начать выть. В этом случае основные действия – это проверка всей системы в целом. Может произойти замыкание в статорной обмотке прибора, также из строя может выйти тяговое реле.

Проверить следует и контакты: если они ненадежны, могут проявляться посторонние шумы. Такая проверка обычно не занимает много времени.

Исправный прибор имеет нормальное температурное значение, не превышающее 90 °С. При перегреве или поломке диодного моста необходимо проверить, сколько приборов подключено к устройству.

Иногда на автомобиль вешают дополнительное оборудование, для чего мощности штатного генератора не хватает.

Действия в этом случае достаточно предсказуемы: отключить оборудование либо заменить генератор на более мощный.

Заметить перегрев можно и визуально. Фазная обмотка статора имеет изоляцию. При перегреве изоляция становится темного цвета, в отдельных случаях закипает.

О перегреве может свидетельствовать и разряжение аккумулятора, отсутствие зарядки. Индикация оборудования в электросхеме может происходить неправильно.

При высокой температуре генератора падает его способность давать хорошее напряжение, чего допускать нежелательно.

Уход за генератором для автомобиля

Устанавливая на автомобиль аккумулятор, в первую очередь необходимо проверить, правильно ли подключена полярность батареи. Если плюс и минус будут поменяны местами, то при запуске двигателя произойдет выход из строя выпрямителя генератора. Это может вызвать возгорание. Эта же проблема может произойти при прикуривании другого автомобиля от вашего аккумулятора.

Правильная эксплуатация устройства – залог его долгой службы. Пользуясь автомобилем, не забывайте проверять состояние электропроводки, чистоту контактов и соединений, особенно тех, которые идут к регулятору напряжения и генератору.

Можно использовать специальный спрей для очистки контактов, его продают в автомагазинах. Плохие контакты могут привести к тому, что напряжение окажется чересчур высоким, а это может сказаться плачевно на оборудовании автомобиля.

Если вы проводите сварку кузова автомобиля, то все электрические приборы необходимо отсоединить от генератора, рекомендуется снять аккумулятор. Надо контролировать напряжение ремня генератора. Если он плохо натянут, работа прибора будет неэффективна, напряжение будет слабым. Если ремень натянут чрезмерно, это приводит к быстрому разрушению подшипников.

При правильном уходе генератор прослужит больше положенного срока, не доставит никаких проблем в эксплуатации.

Источник: http://znayauto.ru/elektrooborudovanie/avtomobilnyj-generator.html

Как работает генератор автомобиля – Принцип работы генератора автомобиля для «чайников» + Видео » АвтоНоватор

Что такое автомобильный генератор — источник энергии, который в свою очередь в рабочем состоянии после пуска двигателя обеспечивает не только постоянную зарядку аккумулятора, но и снабжает электрической энергией все электрооборудование автомобиля. В случае неисправности данного устройства аккумулятор разрядиться в считанное время.

При запуске двигателя, работающего на светлых нефтепродуктах, будь то бензин или дизель, пусковой ток аккумулятора расходуется только на крутящий момент стартера. Далее вступает в работу электрический генератор автомобиля в режиме подзарядки батареи. В случае полной зарядки, величина выходного тока снижается до штатного уровня, необходимого для собственных нужд автомобиля.

Если, после запуска непрогретого двигателя (к примеру, в зимнее время при отрицательных температурах), использовать световые приборы автомобиля, обогрев, включение обдува, включение света фар, то в этот момент потребление электроэнергии превышает вырабатываемый ток генератора на холостых оборотах мотора. В этом случае часть энергии будет компенсироваться током от аккумулятора — режим разрядки.

Принцип работы автомобильного генератора

В основу принципа работы автомобильного генератора положен закон электрической магнитной индукции.

Поворотом ключа, установленного в замок зажигания производится подача питания — электрического токаот аккумулятора на обмотку возбуждения генератора.

В последней в свою очередь производится наводка магнитного поля, что под воздействием электрической движущей силы — ЭДС приведет во вращение подвижную часть устройства, называемую ротором.

В конечном результате на выводных проводниках возникнет напряжение. И за счет специального устройства — выпрямительного блока, величина напряжения на выходе будет постоянной во времени. Данный блок выполняет важную роль — стабилизирует напряжение в тяжелых условиях эксплуатации и переменного числа оборотов мотора.

На рисунке 2 изображен классический регулятор напряжения автомобильного генератора. Если даже предположить выход из строя данной детали, то на выходной клемме будет напряжение напрямую зависеть от числа оборотов двигателя и достигать несколько десятков вольт. Этого будет достаточно для вывода из строя внешних осветительных ламп или другого оборудования приборной панели.

Как работает автомобильный генератор

Приводной механизм автогенератора устроен так, что за счет ременной передачи от коленчатого вала происходит вращение ротора устройства. В разных модификациях автомобилей присутствуют различные способы привода: ручейковым ремнем либо поликлиновым.

Рабочее колесо — шкив генератора приводится во вращение посредством кинетической энергии, которая передается от работающего двигателя. Сердечник генератора, приведенный во вращение, порождает в обмотке статора электрическую движущую силу. В результате на выходной клемме автогенератора будет напряжение.

Устройство атомобильного генератора

Автомобильный генератор устроен из большого числа составляющих деталей, которые взаимосвязаны между собой в одном устройстве.

Абсолютно любой генератор, используемый в автомобилях, состоит из передней и задней крышек корпуса. Последняя, в свою очередь, стягивают неподвижную часть, называемую статором генератора.

Как правило, генераторы крепятся в передней части моторного отсека через отверстия в крышках устройства непосредственно к двигателю. Крышки изготавливаются из алюминиевого сплава в специальных отливочных формах и имеют вентиляционные отверстия, предназначенные для охлаждения генератора при его работе.

На корпусе крышке со стороны контактов выводов, как правило, устанавливается щеточный механизм, который собирается совместно со стабилизатором напряжения.

Статор собирается из тонкого стального проката толщиной до 1 мм. Есть варианты статоров, которые выполняются навивочным способом. Однако с целью экономии материала при изготовлении неподвижной части, он собирается из сегментов в виде подков.

Ротор генератора изготовлен из мягких марок сталей в случае работы его на шарикоподшипниковых опорах. По своей сути это электромагнит, который расположен на валу генератора. В случае применения роликовых подшипников вал изготавливается из легированной стали. На конце в месте посадочного места шкива выполнен на роторе специальный паз для надежного его крепления.

На рисунке 3 видно, что шкив генератора закручивается на резьбу вала ротора, в торцевой части которого имеется специально отфрезерованное под шестигранник отверстие. Данное отверстие предназначено для стопорения вала генератора в случае закручивания (отвинчивания) гайки крепления шкива.

Щеточный аппарат автогенератора — это графитно — медные контакты, которые прижимаются специальными пружинками к контактным кольцам.

Выпрямительный узел выполнен в форме диодного моста. Данный узел достаточно ответственный в генераторе и покрыт слоем изоляции для того, чтобы избежать короткого замыкания в результате случайно попавшей грязи, влаги или другого инородного дела в цепь аккумулятора. В данном случае возникает риск возникновения пожара и, к сожалению, такие случаи не редкость сегодня.

Подшипники генератора применяются простейшего типа, как правило, это шариковые и являются расходным материалом( как и щеточный аппарат), то есть с течением времени производят их замену. Устанавливаются на специальные посадочные места ротора в направлении по оси.

Охладитель генератора автомобиля выполнен традиционно воздухом (рисунок 4). Со стороны противоположной шкиву генератора на его вал установлен небольшой вентилятор, заключенный в кожух для защиты рабочего колеса.

На сегодняшний день существует множество различных модификаций автомобильных генераторов. Большинство современных генераторов комплектуются электронными стабилизаторами напряжения с выдачей сигнала на панель водителя. Однако, в тех или иных случаях, принцип работы у всех моделей аналогичен вышеупомянутому.

Видео: как работает автомобильный генератор

Видео: генератор авто

Источник: https://auto-virage.ru/raznoe/kak-rabotaet-generator-avtomobilya-princip-raboty-generatora-avtomobilya-dlya-chajnikov-video-avtonovator.html

Автомобильный генератор: устройство и принцип работы

Автомобильный генератор, непременно входящий в состав оборудования любого транспортного средства, можно сравнить с ролью электростанции в снабжении энергией потребностей народного хозяйства.

Он является основным (при работающем двигателе) источником электроэнергии в машине и предназначен через электрические провода, опутывающие весь автомобиль изнутри, поддерживать заданное и стабилизированное напряжение электросети автомашины. Принцип работы автомобильного генератора основан на теоретическом представлении работы классического электрического генератора, трансформирующего неэлектрические виды энергии в электрическую.

В конкретном случае автомобильного генератора выработка электрической энергии происходит посредством трансформации механического вращательного движения коленчатого вала моторного агрегата.

Общий принцип работы

Теоретические предпосылки, лежащие в основе схемы функционирования электрогенераторов, базируются на широко известном случае электромагнитной индукции, трансформирующей один вид энергии (механический) в другой (электрический). Действие этого эффекта проявляется при помещении медных проводов, уложенных в виде катушки, и помещённых в магнитное поле переменной величины.

Это способствует появлению в проводах электродвижущей силы, которая приводит в движение электроны.

Это движение электрических частиц порождает в проводах ток, а на оконечных контактах проводов возникает электрическое напряжение, по уровню напрямую зависящее от того, с какой скоростью изменяется магнитное поле. Выработанное таким образом переменное напряжение необходимо подавать во внешнюю сеть.

В автомобильном генераторе для создания магнитного явления используются обмотки статора, в котором под воздействием поля вращается якорь ротора.

На валу якоря размещены токопроводящие обмотки, подключенные к специальным контактам в виде колец. Эти кольцевые контакты также закреплены на валу и вращаются вместе с ним.

С колец с помощью токопроводящих щёток и происходит съём электрического напряжения и подача выработанной энергии электропотребителям транспортного средства.

Запуск генератора осуществляется посредством приводного ремня от фрикционного колеса коленчатого вала моторного агрегата, который для начала работы запускается от аккумуляторного источника.

 Для обеспечения эффективной трансформации производимой энергии диаметр шкива генератора должен заметно уступать в диаметре фрикционному колесу коленвала. Это обеспечивает более высокие обороты вала генераторного агрегата.

В этих условиях он функционирует с повышением своего КПД и обеспечивает повышенные токовые характеристики.

Требования

Чтобы обеспечить безопасную работу в заданном диапазоне характеристик всего комплекса электроустройств работа автомобильного генератора должна удовлетворять высоким техническим параметрам и гарантировать выработку стабильного во времени уровня напряжения.

Основным требованием к автомобильным генераторам является стабильная выработка тока с требуемыми мощностными характеристиками. Эти параметры призваны обеспечивать:

• подзарядку аккумуляторной батареи;
• одновременное функционирование всего задействованного электрооборудования;
• стабильное напряжение электросети в широком диапазоне изменения частот вращения вала ротора и динамически подключаемых нагрузок;

Кроме вышеперечисленных параметров, генератор конструируется с учётом его работы в условиях критических нагрузок и должен обладать прочным корпусом, иметь при этом малую массу и приемлемые габаритные размеры, обладать невысокими шумовыми параметрами и приемлемым уровнем производимых промышленных радиопомех.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Крепление

Генератор автомобиля можно легко обнаружить в моторном отсеке, подняв крышку капота. Там он закреплён болтами и специальными уголками к фронтальной части двигателя. На корпусе генератора размещены крепёжные лапы и натяжная проушина устройства.

Корпус

В корпусной коробке генератора установлены почти все блоки агрегата. Он производится с применением металлов лёгких сплавов на основе алюминия, который превосходно подходит для выполнения задачи по отводу тепла. Конструкция корпуса представляет собой соединение двух основных частей:

• фронтальной крышки со стороны контактных колец;
• торцевой заглушки со стороны привода;

На фронтальной крышке закреплены щётки, регулятор напряжения и выпрямительный мост. Объединение крышек в единую конструкцию корпуса происходит посредством специальных болтов.

Внутренние поверхности крышек фиксируют внешнюю поверхность статора, закрепляя его положение. Также важными конструктивными узлами корпусной конструкции являются фронтальный и тыловой подшипники, которые обеспечивают должные условия функционирования ротора и закрепляют его на крышке.

Ротор

Конструкция роторного узла состоит из схемы электромагнита с обмоткой возбуждения, смонтированной на несущем валу. Сам вал изготавливается из легированной стали дополненной свинцовыми присадками.

На вал ротора также закреплены медные контактные кольца и специальные подпружиненные щёточные контакты. Контактные кольца отвечают за подачу тока на ротор.

Статор

Статорный узел — это конструкция, состоящая из сердечника с многочисленными пазами (в большинстве используемых случаев их количество равно 36), в которые уложены витки трёх обмоток, имеющих между собой электрический контакт или по схеме «звезда», или по схеме «треугольник». Сердечник, именуемый также магнитопроводом, изготовлен в виде полой сферической окружности из металлических пластин, стянутых между собой заклёпками или заваренных в единый монолитный блок.

Для повышения на статорных обмотках уровня напряжённости магнитного поля в процессе производства этих пластин используется трансформаторное железо с усиленными магнитными параметрами.

Регулятор напряжения

Этот электронный узел разработан для компенсации нестабильности вращения роторного вала, который соединён с коленвалом силового агрегата автомобиля, функционирующего в широком интервале изменения числа оборотов.

Регулятор напряжения подключен к графитовым токосъёмникам и способствует стабилизации заданного постоянного выходного напряжения, поступающего в электросеть машины.

Этим он гарантирует бесперебойную эксплуатацию электрооборудования.

По своему конструкторскому решению регуляторы подразделяются на две группы:

• дискретные;
• интегральные;

К первому типу относятся электронные блоки, на конструктивной плате которых смонтированы радиоэлементы, разработанные с применением дискретной (корпусной) технологии, отличающейся неоптимальной плотностью компоновки элементов.

Ко второму типу относится большинство современных электронных блоков регулировки напряжения, разработанных с учётом интегрального способа компоновки радиоэлементов, изготовленных на основе тонкоплёночной микроэлектронной технологии.

Выпрямитель

Ввиду того что для правильного функционирования бортовых приборов требуется постоянное напряжение, выход генератора запитывает сеть автомашины через электронный узел, собранный на мощных выпрямительных диодах.

Этот 3-фазный выпрямитель, состоящий из шести полупроводниковых диодов, три из которых подключены на минусовый вывод («массу»), а три других подсоединены к плюсовому контакту генератора, предназначен для трансформации переменного напряжения в постоянное. Физически блок выпрямителя состоит из подковообразного металлического теплоотвода с размещёнными на нём выпрямительными диодами.

Щёточный узел

Этот узел имеет вид пластмассовой конструкции и сконструирован для передачи напряжения на контактные кольца. Содержит внутри корпуса несколько элементов, главные из которых — подпружиненные щёточные скользящие контакты. Они бывают двух модификаций:

• электрографитные;
• меднографитные (более износостойкие).

Конструктивно щёточный узел зачастую изготавливается в одном блоке с регулятором напряжения.

Система охлаждения

Отвод избыточного тепла, которое образуется внутри корпуса генератора, обеспечивают вентиляторы, закреплённые на его валу ротора. Генераторы, у которых щётки, регулятор напряжения и выпрямительный блок вынесены наружу, за пределы его корпуса и защищённые специальным кожухом, забирают свежий воздух через специальные охлаждающие щели в нём.

Крыльчатка внешнего охлаждения генератора

Устройство классической конструкции, с размещением вышеупомянутых узлов внутри генераторного корпуса, обеспечивают поступление свежего воздушного потока со стороны контактных колец.

Режимы работы

Для уяснения принципа работы автомобильного генератора необходимо представлять и режимы его эксплуатации.

• начальный период запуска двигателя;
• рабочий режим двигателя.

В первоначальный момент запуска двигателя основным и единственным потребителем, расходующим электрическую энергию, является стартёр.

Генератор ещё не участвует в процессе выработки энергии, и поступление электроэнергии в этот момент предоставляет только аккумулятор.

Ввиду того что сила потребляемого тока при этой схеме очень велика и может достигать сотен ампер, АКБ приходится интенсивно расходовать запасённую ранее электрическую энергию.

После окончания процесса запуска двигатель выходит на рабочий режим, а генератор при этом становится полноправным поставщиком электропитания. Он вырабатывает ток, необходимый для функционирования различного электрооборудования, подключающегося в работу. Вместе с этой функцией генератор производит заряд аккумулятора при работающем двигателе.

После набора аккумулятором необходимого резервного заряда, необходимость в процессе подзарядки уменьшается, потребление тока заметно падает, а генератор продолжает поддерживать работу только электрооборудования.

По мере подключения в работу других ресурсоёмких потребителей электроэнергии, мощности генератора в отдельные моменты времени может не хватать для обеспечения суммарной нагрузки и тогда в общую работу включается аккумулятор, работа которого в этом режиме характеризуется при этом быстрой потерей заряда.

Заключение

Автомобильный генератор сконструирован и рассчитан на электропитание штатных электроприборов и подзарядку аккумулятора трансформацией механической энергии коленвала силового агрегата в электрическую.

Генератор располагается под капотом на фронтальной части двигателя. Конструкция генератора содержит в себе основные узлы — корпус, статор, ротор, подшипники, регулятор напряжения, выпрямительный мост, щёточный узел и вентиляторы.

Источник: https://CarExtra.ru/remont/avtomobilnyiy-generator-ustroystvo-i-printsip-rabotyi.html

Принцип работы генератора переменного тока

28 октября 2020 г. 24 февраля 2012 г. by Electrical4U

Принцип работы генератора переменного тока очень прост. Это так же, как основной принцип генератора постоянного тока. Это также зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что ток индуцируется в проводнике внутри магнитного поля, когда между этим проводником и магнитным полем существует относительное движение.

Для понимания работа генератора переменного тока давайте представим себе один прямоугольный виток, расположенный между двумя противоположными магнитными полюсами, как показано выше.

Скажем, эта петля с одним поворотом ABCD может вращаться вокруг оси ab. Предположим, что эта петля начинает вращаться по часовой стрелке. После поворота на 90 ^o сторона AB или проводник AB петли оказывается перед S-полюсом, а проводник CD — перед N-полюсом. В этом положении тангенциальное движение проводника AB точно перпендикулярно линиям магнитного потока от N к S полюсу. Следовательно, скорость срезания потока проводником АВ здесь максимальна и при этом срезании потока в проводнике АВ будет индуцироваться ток, направление которого можно определить по правилу правой руки Флеминга. В соответствии с этим правилом направление этого тока будет от А к В. В то же время проводник CD проходит под полюсом N, и здесь также, если мы применим правило правой руки Флеминга, мы получим направление индуцированного тока, и он будет от С до Д.

Теперь после поворота по часовой стрелке еще на 90 ^o поворот ABCD приходит в вертикальное положение, как показано ниже. В этом положении тангенциальное движение проводников AB и CD как раз параллельно линиям магнитного потока, поэтому не будет срезания потока, т.к. в проводнике нет тока.

При переходе витка ABCD из горизонтального положения в вертикальное угол между силовыми линиями и направлением движения проводника уменьшается с 90 ^o до 0 ^o и, следовательно, индуцированный ток в витке уменьшается до нуля от своего максимального значения.

После еще одного поворота по часовой стрелке на 90 ^o поворот снова приходит в горизонтальное положение, и здесь проводник AB оказывается под N-полюсом, а CD под S-полюсом, и здесь, если мы снова применим правило правой руки Флеминга, мы увидим, что индуцированный ток в проводнике AB идет от точки B к A, а индуцированный ток в проводнике CD идет от D к C. проводников достигает своего максимального значения от нуля. Это означает, что ток циркулирует в замкнутом круге из точки B в A, из A в D, из D в C и из C в B, при условии, что петля замкнута, хотя здесь это не показано. Это означает, что ток противоположен предыдущему горизонтальному положению, когда ток циркулировал как A → B → C → D → A.

При дальнейшем движении витка в вертикальное положение ток снова снижается до нуля. Так что если виток продолжает вращаться, то ток в витке постоянно меняет свое направление. В течение каждого полного оборота витка ток в свою очередь постепенно достигает своего максимального значения, затем уменьшается до нуля, а затем снова достигает своего максимального значения, но в противоположном направлении, и снова достигает нуля. Таким образом, ток завершает один полный цикл синусоидальной волны за каждые 360 ^o революция поворота. Итак, мы увидели, как возникает переменный ток при вращении витка внутри магнитного поля. Отсюда мы теперь перейдем к фактическому принципу работы генератора .

Теперь ставим по одной стационарной щетке на каждое токосъемное кольцо. Если к этим двум щеткам соединить два вывода внешней нагрузки, то получим переменный ток в нагрузке. Это наша элементарная модель генератора переменного тока.

Поняв основной принцип генератора переменного тока, давайте теперь рассмотрим его основной принцип работы практического генератора переменного тока. При обсуждении основного принципа работы генератора переменного тока мы считали, что магнитное поле стационарно, а проводники (якорь) вращаются. Но, как правило, в практической конструкции генератора переменного тока проводники якоря неподвижны, а между ними вращаются магниты возбуждения. Ротор генератора переменного тока или синхронного генератора механически связан с валом или лопатками турбины, которая приводится во вращение с синхронной скоростью N _s под действием некоторого механического усилия приводит к срезанию магнитного потока неподвижных проводников якоря, размещенных на статоре.

Как прямое следствие этого срезания потока, ЭДС индукции и ток начинают протекать по проводникам якоря, которые сначала текут в одном направлении в течение первого полупериода, а затем в другом направлении во втором полупериоде для каждой обмотки с определенным временная задержка 120 ^o из-за пространственного смещения 120 ^o между ними, как показано на рисунке ниже. Это конкретное явление приводит к трехфазному потоку энергии от генератора переменного тока, который затем передается на распределительные станции для бытового и промышленного использования.

Хотите учиться быстрее? ?

Каждую неделю получайте электротехнические товары в свой почтовый ящик.
Кредитная карта не требуется — это абсолютно бесплатно.

О Electrical4U

Electrical4U посвящен обучению и распространению всего, что связано с электротехникой и электроникой.

…

Генератор переменного тока: определение, типы, принцип работы, детали, использование, компоненты (признаки неисправного генератора)

Типы генераторов

Определение генератора?

Генератор переменного тока: определение, типы, принцип работы, детали, использование, компоненты (симптомы неисправности генератора переменного тока): — Генератор переменного тока называется электрическим генератором, который преобразует механическую энергию в электрическую в форме переменного тока. Чтобы сделать его экономически эффективным и простым, большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле, которое сопровождается неподвижным якорем.

Линейный генератор переменного тока также называется вращающимся якорем вместе со стационарным магнитным полем, которое используется. Например, если обнаружено, что какой-либо электрический генератор переменного тока действует как генератор переменного тока, но этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в движение автомобильными двигателями и другими двигателями внутреннего сгорания.

Каков принцип работы генератора переменного тока? Работа генератора переменного тока

Работа автомобиля переменного тока зависит от генератора переменного тока, который оказался довольно простым и менее сложным. Он содержит два разных типа обмоток, таких как статор, который включает в себя стационарную внешнюю обмотку, и ротор, который отвечает за вращение внутренней обмотки. Регулятор напряжения, подаваемый на обмотку ротора, в результате подачи питания превращает ее в магнит. При использовании шкива ротор вращается вместе с двигателем через приводной ремень.

Поскольку магнитное поле создается вращающимся ротором, оно индуцирует переменный электрический ток в неподвижной обмотке статора. Найденные диоды помогают преобразовывать переменный ток в постоянный в электрической системе автомобиля. Чаще всего регуляторами напряжения называют те, которые имеют встроенный генератор переменного тока. В основном они контролируют выходное напряжение.

Автомобильные генераторы переменного тока относятся к относительно небольшим, а также легким и имеют внешний алюминиевый корпус. Этот легкий металл не отвечает за намагничивание, по этой причине он рассеивает тепло, которое выделяется во время процесса, а узел ротора создает магнитное поле. Вы также можете увидеть вентиляционные отверстия как спереди, так и сзади генератора, так они помогают рассеивать тепло.

Завершение работы генератора

Когда двигатель находится в рабочем состоянии, коленчатый вал проворачивается в приводном ремне, который отвечает за вращение шкива генератора. Поскольку генератор переменного тока вращается, возникает ток. Вот почему говорят, что генераторы переменного тока — это те, которые преобразуют механическую энергию двигателя в электрическую энергию для компонентов автомобиля.

Детали генератора переменного тока

Помимо типов генераторов переменного тока, обычно можно обнаружить, что есть три общеизвестные части генератора переменного тока: статор, ротор, диод и регулятор напряжения.

1. Регулятор напряжения

Для управления процессом зарядки имеется регулятор напряжения, контролирующий подачу питания от генератора к аккумулятору. Регуляторы называются те, которые предназначены для работы, которая зависит от их спецификаций, а также различных функций.

2. Ротор и статор

Ротор и статор генератора переменного тока относятся к механическому устройству, известному как группа магнитов, приводимых в движение с помощью ремня, который отвечает за создание магнитное поле внутри медной проводки.

Найден шкив, соединенный с двигателем, который отвечает за то, чтобы ротор вращался с постоянно более высокой скоростью, которая отвечает за создание магнитного поля, используемого в качестве ремня. Статор отвечает за выработку электричества вместе с напряжением, поступающим в монтаж диода. Электричество, которое таким образом создается, называется переменным током или переменным током.

3. Диодная сборка

Постоянный ток относится к типу тока, который в основном используется автомобильными аккумуляторами и преобразуется в постоянный ток с помощью диодной сборки генератора переменного тока (AC). Установлено, что двухконтактная диодная сборка работает, допуская только однонаправленный поток, в котором электричество отвечает за выработку статором.

4. Подзарядка аккумуляторной батареи

Ключевой особенностью любого генератора переменного тока является выработка энергии от аккумуляторной батареи. В зависимости от местности и того, используете ли вы другие функции отвода электроэнергии, такие как фары или радио, отмечается, что для получения нового автомобильного аккумулятора с неработающим генератором может потребоваться от 20 до 30 минут. Генератор переменного тока называют устройством, которое также отвечает за подзарядку аккумулятора во время использования автомобиля, чтобы обеспечить относительно хорошее состояние аккумулятора в течение более длительного периода времени.

5. Функции генератора

Генератор переменного тока — это устройство, которое, как известно, является важной частью системы питания любого автомобиля. Основная функция генератора переменного тока заключается в преобразовании механической энергии в электрическую энергию, которую он использует для электрической зарядки аккумулятора. Генератор также отвечает за подачу питания на любые другие электрические компоненты автомобиля.

6. Принадлежности для электропитания

Большинство электрических систем состоят из генератора переменного тока, тогда как часть энергии может быть получена от аккумулятора. Одним из компонентов среди них является электрическая часть любого автомобиля, которая известна как генератор переменного тока, и если есть подозрения, что он не работает должным образом, вы можете использовать наименьшее количество электроэнергии, чтобы пойти туда, где вы можете починить свой генератор переменного тока.

7. Преобразование механической энергии в электрическую

Поршни, находящиеся внутри коленчатого вала, являются теми, где происходит реакция сгорания. Отмечается, что они вынуты из бензобака. Установлено, что коленчатый вал передает энергию взрыва вместе с сгоранием на змеевидный ремень, соединенный с генератором.

Всякий раз, когда шкив генератора переменного тока вращается, магнит и катушка преобразуют механическую энергию в электрическую, а также генерируют электричество.

Различные типы генераторов переменного тока

В зависимости от определенных аспектов, таких как использование, конструкция, выходная мощность, охлаждение и т. д., генераторы переменного тока подразделяются на различные категории. Let’s scroll down to learn more about it in detail:

1. Car alternators
2. Diesel-electric alternators
3. Marine alternators
4. Brushless alternators

A) On the Basis of Its Output Power

1. Однофазный генератор переменного тока , который отвечает за постоянную выработку одного переменного напряжения.
2. Двухфазный генератор переменного тока относится к обмотке, создающей максимальный поток в первой четверти, затем вторая обмотка отвечает за создание нулевого потока, вторая обмотка способствует созданию максимального потока, а первая обмотка создает максимальный поток. отвечает за создание нулевого потока во втором квартале.
3. Трехфазный генератор относится к типу, в котором напряжение каждой обмотки составляет около 120 ° от одной ступени, а напряжения в двух других обмотках. Установлено, что обмотки соединены вместе с 3-фазным выходом в звезду.

B) На основании конструкции

1. Ротор с явными полюсами
2. Гладкий цилиндрический ротор

Что такое бесщеточный генератор переменного тока?

Генератор переменного тока с щеткой — это генератор, использующий щетку для передачи электричества через генератор или генератор переменного тока. Генераторы с щетками отвечают за правильное движение электрического тока, в то время как они требуют тщательного обслуживания. Обнаружено, что они имеют различные подвижные части, которые работают вместе, что может повлиять и на остальные генераторы, даже если какая-либо часть сломана или неисправна.

С другой стороны, бесщеточный генератор переменного тока оказался более подходящим для более длительного и более последовательного использования из-за отсутствия замены или ремонта щеток и меньшего количества внутренних частей, поврежденных. Было обнаружено, что в бесщеточном генераторе переменного тока есть два набора роторов, которые вращаются вместе, чтобы генерировать и передавать электрический ток. Генератор меньшего размера на другом конце устройства используется бесщеточным генератором переменного тока для передачи любого электрического тока. Это главное и прямое преимущество по сравнению с щеточным генератором, поскольку нет замены или ремонта щеток, что может сэкономить ваши деньги и время в долгосрочной перспективе.

Разница между генератором переменного тока и генератором

Генератор называется механическим инструментом, который отвечает за преобразование механической энергии в топливо или электричество. Обычно встречается вращающаяся прямоугольная катушка, которая отвечает за вращение вокруг оси в магнитном поле.

Обнаружено, что два токосъемных кольца соединены внутри концов катушки. Токосъемное кольцо отвечает за поглощение индуцированного тока катушки, который затем передает его внешнему нагрузочному сопротивлению R. Вращающаяся катушка также известна как медный якорь.

1. Генератор переменного тока называется машиной, которая отвечает за преобразование механического электричества от первичного двигателя в переменный ток, а генератор — это тот, который преобразует механическую энергию либо в переменный, либо в постоянный ток.
2. Генератор переменного тока имеет вращающееся магнитное поле, а генератор имеет вращающееся магнитное поле для генерации высокого напряжения наряду со стационарным магнитным полем низкого напряжения.
3. Входной сигнал подается генератором от статора, тогда как в случае генератора он подается на ротор.
4. Якорь генератора переменного тока находится в неподвижном состоянии, тогда как в генераторе он вращается.
5. Выходное напряжение генератора оказывается переменным, тогда как выходное напряжение генератора оказывается постоянным.
6. Генератор не заряжает батарею, которая оказалась полностью разряженной, в то время как это делает генератор.
7. Известно, что выходная мощность генератора более мощная по сравнению с выходной мощностью генератора.

Где используются генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока называются механическими устройствами, которые производят энергию для электрических систем всех современных автомобилей. Раньше за это отвечали генераторы постоянного тока или динамо-машины, тогда как после разработки генератора переменного тока их заменили динамо-машинами постоянного тока, поскольку генераторы переменного тока оказались более прочными и легкими по сравнению с другими.

1. Использование в автомобиле Автомобиль

Поскольку электрическая система автомобилей требует постоянного тока, а не переменного тока, тогда как генератор переменного тока использует его вместе с диодным выпрямителем для преобразования тока из переменного тока в постоянный. Независимо от необходимости преобразования тока из переменного в постоянный, генератор переменного тока по-прежнему используется в своих приложениях, поскольку в нем отсутствует сложная коммутация, которая присутствует в генераторе постоянного тока. Этот конкретный тип генератора, который используется в автомобиле, называется автомобильным генератором переменного тока.

Генератор переменного тока также используется в дизель-электрическом локомотиве. Двигатель этого локомотива представляет собой не что иное, как тип генератора переменного тока, который в основном приводится в действие дизельным двигателем.

2. Использование в морских автомобилях

Переменный ток вырабатывается этим генератором, который отвечает за преобразование тока в постоянный с помощью встроенных выпрямителей на кремниевых диодах для питания всех тяговых двигателей постоянного тока. Эти тяговые двигатели постоянного тока помогают управлять колесом локомотива. Использование этой машины также может быть сделано в морских автомобилях, которые аналогичны дизель-электрическому локомотиву. Есть конструкторы, которые проектируют синхронные генераторы, которые в основном используются как на море, так и на флоте, наряду с соответствующей адаптацией к среде соленой воды.

Типичное выходное напряжение морского генератора составляет от 12 до 24 вольт. В то время как у больших морских баранов обнаруживается, что более чем одна единица используется для обеспечения огромной мощности.

Говоря о морской системе, можно сказать, что энергия вырабатывается генератором переменного тока, который сначала выпрямляется, а затем используется для зарядки стартерной батареи двигателя вместе с вспомогательной аккумуляторной батареей морского судна. Это одно из наиболее основных применений генератора переменного тока, которое оказалось популярным при производстве большой мощности переменного тока для коммерческих целей. Что касается тепловых электростанций, гидроэлектростанций или даже атомных электростанций, генераторы переменного тока используются только для процесса преобразования механической энергии в электрическую для питания энергосистемы.

Компоненты генератора переменного тока

Вот некоторые из упомянутых компонентов генератора переменного тока, о которых важно знать каждому человеку. Есть также некоторые их дополнительные функции, которые дадут вам понять о его необходимости:

1. Выпрямитель

Выпрямитель называется механическим инструментом, который в основном используется для преобразования переменного тока (DC). который вырабатывается постоянным током (DC) в процессе зарядки.

2. Регулятор

Регулятор напряжения называется частью, которая регулирует мощность, подаваемую вместе с генератором переменного тока на батарею. Процесс зарядки также контролируется, поскольку он специально разработан с многочисленными функциями, которые зависят от типа работы, а также от их приложений.

3. Статор

Статор называется железным кольцом, состоящим из нескольких витков проволоки, намотанных вокруг него. Часть статора служит корпусом генератора переменного тока, который создает электрический ток при создании магнитного поля.

4. Ротор

Ротором называется деталь, которая вращается внутри генератора переменного тока и также отвечает за вращение шкива, который приводит в движение ременную систему. Он помогает действовать как вращающийся электромагнит.

5. Токосъемные кольца

Токосъемные кольца относятся к средствам получения постоянного тока, которые обеспечивают питание ротора.

6. Шкив

Шкив называется частью, которая соединяется с валом ротора и системой приводного ремня. Хотя вращение, получаемое от двигателя, передается приводным ремнем на шкив. Таким образом, вращение вызывает процесс зарядки.

Генераторы — это генераторы, которые содержат некоторые функциональные крошечные компоненты. Внутри любого электрического устройства вы просто сможете найти диодный выпрямитель или выпрямительный мост, регулятор напряжения, контактные кольца и щетки. Также можно найти обмотку возбуждения ротора, полюса пальцев, обмотку возбуждения, статор и т. д.

7. Подшипник ведущей стороны

вал ротора.

Работа генератора переменного тока

В автомобильной зарядной системе человечеству известны три основных элемента: аккумулятор, регулятор напряжения и генератор переменного тока. В случае аккумулятора генератор переменного тока — это тот, который обеспечивает электричеством все электрическое оборудование автомобиля, такое как система внутреннего и внешнего освещения и приборная панель.

Генераторы переменного тока обычно располагаются рядом с передней частью двигателя и затем приводятся в действие с помощью коленчатого вала, который отвечает за движение поршней вверх и вниз в круговом движении.

Существуют различные генераторы переменного тока, которые соединяются с определенной точкой двигателя с помощью кронштейнов. Один кронштейн в основном имеет фиксированную точку, тогда как другой кронштейн можно модифицировать, чтобы натянуть приводной ремень. Генераторы переменного тока обычно представляют собой те механические устройства, которые отвечают за генерацию переменного тока за счет электромагнетизма. Это способ, которым электричество передается в батарею, и различные электрические системы работают с напряжением.

Симптомы Неисправность & Неисправный генератор быть включенным во время вождения.

Сигнальная лампа загорается всякий раз, когда зажигание автомобиля включено, и гаснет, как только двигатель запускается. Если индикаторы все еще горят, это указывает на то, что есть проблема, которая еще не решена, и это в основном связано с вашей системой зарядки двигателя.

В такой ситуации вы должны попытаться обратиться к специалисту, который сможет осмотреть двигатель, так как сигнальная лампа не говорит нам напрямую о проблеме. Но часто генераторы являются общей проблемой для такого знака.

Если у вас слабая система зарядки, то вы сможете увидеть подсветку приборной панели вместе с фарами, которые потускнеют и станут ярче, как только двигатель перезарядится. Это одна из основных проблем, которая может быть вызвана слабым генератором, неисправной батареей, плохим соединением батареи или ослабленным поликлиновым ремнем. Вы также можете наблюдать звук генератора, который является еще одним признаком неисправности генератора. Это может быть вызвано неисправным подшипником, который может находиться внутри генератора.

Большинство проблем с генератором включают такие проблемы, как изношенные контактные кольца, изношенные угольные щетки или неисправный регулятор напряжения. Важно знать, что восстановление генератора переменного тока является одним из наиболее типичных работ.

Источник изображения :- iceeet, carthrottle,

Генератор: определение, функции, детали, типы, работа, issu

Большинство пользователей транспортных средств никогда не понимают секрета самозаряжающихся автомобилей, ну, вы узнаете про генераторы здесь. Вы должны знать, что аккумулятор может выйти из строя, но генератор следует спрашивать, когда он разряжается. Это система зарядки, которая увеличивает мощность аккумулятора двигателя.

Генераторы находятся в передней части двигателя и приводятся в движение коленчатым валом. есть разные виды и дизайны. Генератор с постоянным магнитом для магнитного поля известен как магнето, а генераторы переменного тока на электростанциях, приводимые в движение паровыми турбинами, называются турбогенераторами. Тем не менее, основной функцией генераторов переменного тока в любом механическом приложении является зарядка их электрических устройств.

Ранние автомобили использовали отдельный приводной ремень для привода шкива генератора. Но в современных автомобилях поликлиновой ремень или один ремень приводит в движение все узлы, используя мощность коленчатого вала. Большинство генераторов устанавливаются с помощью кронштейна, который крепится болтами к двигателю в определенной точке. Один из кронштейнов находится в фиксированном положении, а другой регулируется, чтобы можно было правильно натянуть приводной ремень.

Сегодня мы рассмотрим определение, функции, детали, схему, типы, принципы работы и худшие признаки генератора переменного тока, используемого в автомобильном двигателе.

Подробнее: Понимание двигателя стартера двигателя

Содержание

• 1 Определение генератора
• 2 Функции генераторов
• 3 Основные компоненты генератора
  • 3.1. Контактные кольца:
  • 3,5 Подшипник кольца с кольцом:
  • 3,6 Статор:
  • 3.7 Типы полюсов:
• 5 Принцип работы
• 6 Признаки неисправного и неисправного генератора
  • 6.1 Пожалуйста, поделитесь!

Определение генератора

Генератор переменного тока можно определить как электрический генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую. Работа совершается в виде переменного тока. Электрические компоненты состоят из вращающегося магнитного поля с неподвижным якорем, что делает его конструкцию менее сложной и дешевой.

Автомобильная зарядная система состоит из трех основных частей: аккумуляторной батареи, регулятора напряжения и генератора переменного тока. Без этих трех система зарядки неполноценна, хотя генераторы теперь оснащены регуляторами напряжения. Генератор переменного тока работает с аккумуляторной батареей для выработки электроэнергии для электрических компонентов автомобиля, таких как внутреннее и внешнее освещение и т. д.

Что ж, генераторы переменного тока получили свое название от термина «переменный ток» (AC), так как они производят энергию за счет электромагнетизма. Этот электромагнетизм формируется через отношения статора и ротора. Это будет дополнительно объяснено ниже этой статьи.

Функции генераторов переменного тока

Ниже приведены функции генераторов переменного тока

• Основная функция генератора переменного тока заключается в зарядке автомобильного аккумулятора, чтобы обеспечить питание других электрических компонентов автомобиля.
• Заряженный аккумулятор обеспечивает электроэнергию, необходимую для запуска двигателя стартера. И
• Когда автомобиль работает, генераторы вырабатывают энергию для питания электрической системы и аккумулятора.

Генераторы действуют как генераторы, поскольку они работают одинаково. Шкив вращается и создает постоянный ток (DC). Во время вращения переменный ток (AC) проходит через магнитное поле, которое создает электрический ток.

Основные компоненты генератора переменного тока

Ниже перечислены компоненты генератора переменного тока и их функции:

Регулятор:

Регулятор напряжения — это деталь, которая регулирует мощность, подаваемую от генератора к аккумулятору. Он контролирует процесс зарядки, поскольку разработан с различными функциями и работает в зависимости от их приложений.

Выпрямитель:

Выпрямитель используется для преобразования переменного тока (DC) в постоянный ток (DC) в процессе зарядки.

Ротор:

Ротор — это деталь, которая вращается внутри генератора переменного тока и приводит во вращение шкив и ременную систему. Он действует как вращающийся электромагнит.

Токосъемные кольца:

Токосъемные кольца служат для получения постоянного тока и питания ротора.

Торцевой подшипник с контактным кольцом:

Подшипники генератора предназначены для поддержки вращения вала ротора.

Статор:

Статор представляет собой железное кольцо, вокруг которого намотано несколько витков проволоки. часть статора служит корпусом генератора переменного тока, создавая электрический ток при создании магнитного поля.

Подшипник со стороны привода:

Подшипники со стороны привода также поддерживают вращение вала ротора.

Шкив:

Шкив представляет собой деталь, соединенную с валом ротора и системой приводного ремня. Хотя вращение получается от двигателя, передаваемого приводным ремнем на шкив. Вращение вызывает процесс зарядки.

Генераторы содержат несколько функциональных крошечных компонентов, хотя мы объяснили несколько основных. но внутри электрического устройства мы можем найти диодный выпрямитель или выпрямительный мост, регулятор напряжения, контактные кольца и щетки. Мы также можем найти обмотку возбуждения ротора, полюса пальцев, обмотку возбуждения, статор и т. д.

Подробнее: Принцип работы сварки трением

Подпишитесь на нашу рассылку новостей различного назначения:

IG Клемма – это выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения.

S Клемма – точка подключения, измеряющая напряжение аккумуляторной батареи.

L Клемма – замыкает цепь на контрольную лампу.

Клемма B – основная выходная клемма генератора. Он подключен напрямую к аккумулятору.

F Клемма – полнополевой байпас для регулятора.

Типы генераторов переменного тока

Генераторы классифицируются по многим признакам в зависимости от их конструкции и области применения. Ниже приведены 5 типов генераторов в зависимости от их применения:

Автомобильные генераторы – используются в современных автомобилях.

Генераторы для дизель-электрических локомотивов – применяются в дизель-электрических моторвагонах.

Радиогенераторы – используются для низкочастотной радиопередачи.

Судовые генераторы переменного тока — используются в морских приложениях

Бесщеточные генераторы переменного тока — используются в качестве основного источника энергии на электростанциях.

Подробнее: Что нужно знать о двигателях с турбонаддувом

Генераторы переменного тока (альтернаторы) также подразделяются на категории в зависимости от конструкции:

Генераторы с гладкими цилиндрами:

Гладкие цилиндрические типы генераторов, используемые для паровой турбины управляемый генератор. Ротор выполнен из цельного гладкого цилиндра из кованой стали, в котором выфрезеровано определенное количество пазов для размещения катушек возбуждения. Он вращается с очень высокой скоростью, так как может содержать от 2 до 4 полюсов турбогенератора, работающего со скоростью 36000 об/мин или 1800 об/мин соответственно.

Типы с явно выраженными полюсами:

Эти типы генераторов используются в качестве средне- и низкоскоростных генераторов. Он содержит большое количество выступающих полюсов с сердечниками, прикрепленными болтами к тяжелому магнитному колесу. Магнитное колесо изготовлено из чугуна или стали с хорошими магнитными свойствами. Эти генераторы выглядят как большое колесо, но в основном используются для низкоскоростных турбин, например, на электростанции Hydel. Но они классифицируются по их большому диаметру и короткой осевой длине.

Принцип работы

Работа автомобильного генератора переменного тока довольно проста и менее сложна. Он содержит две обмотки, такие как статор (неподвижная внешняя обмотка) и ротор (вращающаяся внутренняя обмотка). Регулятор напряжения подает напряжение на обмотку ротора, которая возбуждает и превращает его в магнит. Через шкив ротор вращается двигателем через приводной ремень.

Поскольку магнитное поле создается вращающимся ротором, оно индуцирует переменный электрический ток в неподвижной обмотке статора. Диоды помогают преобразовывать переменный ток в постоянный, необходимый для электрической системы автомобиля. Как правило, регуляторы напряжения встроены в генератор. Они контролировали выходное напряжение.

Автомобильные генераторы переменного тока относительно малы и легки и имеют внешний алюминиевый корпус. этот легкий металл не намагничивается, поэтому во время процесса выделяется тепло, а узел ротора создает магнитное поле. На передней и задней части генератора есть вентиляционные отверстия, которые также помогают рассеивать тепло.

Во время работы двигателя коленчатый вал вращает приводной ремень, который вращает шкив генератора. И когда генератор вращается, вырабатывается ток. Вот почему говорят, что генераторы переменного тока преобразуют механическую энергию двигателя в электрическую энергию для компонентов автомобиля.

Водное видео о работе генераторов:

Подробнее: Все, что вам нужно знать о карбюраторе

Симптомы плохого и неисправного генератора Одним из наиболее распространенных симптомов, которые часто возникают в системе зарядки автомобиля, является индикатор нагревания значка аккумулятора на приборной панели, который будет гореть во время движения. Обычно сигнальная лампа загорается при включении зажигания автомобиля, но гаснет при запуске двигателя. Постоянное свечение указывает на проблему с системой зарядки двигателя. Профессионал должен осмотреть двигатель, так как сигнальная лампа прямо не говорит о том, что проблема в генераторе. А вот генератор — общая проблема для такого знака.

При слабой системе зарядки вы увидите, что подсветка приборной панели и фары тускнеют на холостом ходу, но становятся ярче при включении двигателя. Эта проблема может быть вызвана слабым генератором, неисправной батареей, плохим соединением батареи или ослабленным поликлиновым ремнем. Жужжание или визг генератора – еще один признак неисправности генератора. Это может быть вызвано неисправным подшипником внутри генератора.

К наиболее распространенным проблемам с генератором относятся изношенные контактные кольца, изношенные угольные щетки или неисправный регулятор напряжения. При восстановлении генератора подшипники, регулятор напряжения, щетки и некоторые мелкие детали обычно заменяются новыми.

Подробнее: Система впрыска топлива в автомобильных двигателях

В заключение следует отметить, что генераторы переменного тока являются отличным компонентом автомобильной системы зарядки. Мы видели его функции, детали, работу. Мы также видели его типы и некоторые плохие признаки или симптомы неисправного генератора.

Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и прочитайте какой-нибудь другой пост, чтобы получить больше знаний. Спасибо!

Конструкция генератора переменного тока

Конструкция генератора переменного тока или синхронного генератора очень похожа на машины постоянного тока. В генераторе постоянного тока обмотка якоря размещена в роторе, а обмотка возбуждения — в статоре. Этот тип конструкции используется только для приложений с малой мощностью, но он не подходит для приложений с высокой мощностью.

Генератор переменного тока — это генератор переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую. Он производит выходной сигнал с переменным характером и является так называемым ГЕНЕРАТОРОМ. Он также вращается с постоянной скоростью, которая является ничем иным, как синхронной скоростью, и поэтому называется синхронным генератором.

Энергия, необходимая для промышленных и бытовых приборов, обеспечивается за счет энергии, вырабатываемой этими генераторами переменного тока от различных электростанций, таких как тепловые, гидро-, атомные и т. д.

Строительство и работа генератора…

Включите JavaScript

Генератор переменного тока является основным источником электроэнергии. Если сегодня не будет гигантских генераторов переменного тока, то мир так и останется во тьме.

Существуют определенные приложения, такие как мобильные устройства, компьютеры, транспортные средства, зарядные устройства и т. д., для работы которых требуется питание постоянного тока. Поскольку очень сложно генерировать мощность постоянного тока, необходимая мощность постоянного тока получается от генератора переменного тока с помощью выпрямителей, которые преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока.

Существуют также генераторы и двигатели постоянного тока, в которых для подачи постоянного тока используются коммутаторы и щетки.

В таких машинах постоянного тока поле неподвижно, а якорь вращается, но в случае генераторов переменного тока якорь становится неподвижным, когда вращаются статор и поле. Есть несколько преимуществ стационарной арматуры.

Преимущества стационарного якоря

• Легче изолировать стационарную обмотку якоря для высоких напряжений переменного тока.
• Выходной ток можно легко передать на цепь нагрузки с фиксированных клемм.
• Цепь возбуждения требует низкого напряжения и малой мощности постоянного тока, поэтому вращающаяся обмотка возбуждения должна быть легко изолирована.
• Обмотка якоря может быть легче закреплена, чтобы предотвратить деформацию, вызванную механическим усилием из-за высокой центробежной силы.

Хорошо. Теперь перейдем к конструкции и работе генератора.

Конструкция генератора переменного тока или синхронного генератора

Ротор и статор являются двумя основными частями конструкции генератора переменного тока.

Статор

Статор синхронного генератора состоит из корпуса статора и сердечника статора. Рама статора служит для фиксации штамповки и обмотки якоря. Вентиляция поддерживается с помощью отверстий, отлитых в самой раме, которые способствуют охлаждению генератор.

Сердечник якоря опирается на раму статора и состоит из пластин из стальных сплавов или магнитного железа. Сердечник ламинирован для минимизации потерь на вихревые токи .

Пластины изолированы друг от друга и имеют промежутки между ними для прохождения охлаждающего воздуха. Статор состоит из пазов на внутренней периферии , как показано на рисунке ниже. Пазы используются для удержания обмотки якоря.

Поперечное сечение статора

Ротор

Существует два типа ротора: гладкий цилиндрический и явнополюсный.

Генератор переменного тока цилиндрического типа с гладкой поверхностью

Ротор состоит из цельного гладкого стального цилиндра , имеющего пазов по внешней периферии для размещения катушек возбуждения. У них нет выступающих полюсов, вместо этого он имеет одинаковую длину во всех направлениях, придавая ротору цилиндрическую форму.

Области полюсов не имеют прорезей, как показано на рисунке ниже. Здесь ротор имеет 4 полюса. Области полюсов окружены обмотками возбуждения, размещенными в пазах.

Гладкий ротор цилиндрического типа

Обмотки располагаются так, чтобы плотность потока была максимальной на полярной центральной линии и постепенно уменьшалась с обеих сторон.

Имеет очень большую осевую длину, но малый диаметр . Конструкция ротора обеспечивает лучший баланс, более тихую работу и меньшие потери на ветер.

Этот тип ротора обычно используется для очень высокоскоростной работы (при 3600 об/мин) и поэтому называется турбогенераторами , которые используются в генераторах переменного тока, приводимых в движение паровой турбиной. Машина построена с рейтингами от 10 МВА до более чем 1500 МВА.

Генератор переменного тока с явно выраженными полюсами

Термин «явно выступающий» означает выступающий или выступающий . Опоры изготовлены из толстых ламинированных стальных секций, шарнирно соединенных друг с другом.

Полюса также ламинированы для минимизации потерь на вихревые токи. Явнополюсные роторы характеризуются их большие диаметры и относительно короткие осевые длины .

Ротор с явно выраженными полюсами

Обычно используется для низко- и среднескоростных операций, в основном используемых в генераторах переменного тока с приводом от двигателя.

Роль демпферной обмотки

Большинство генераторов переменного тока имеют прорези на полюсных башмаках, как показано на рисунке выше. Медные стержни размещены в пазах, называемых демпферной обмоткой. Оба конца медных стержней закорочены концевым кольцом. Демпферная обмотка генератора аналогична конструкции короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя.

Демпферная обмотка используется для уменьшения колебаний, а в синхронных двигателях они используются для обеспечения пускового момента двигателя. В нормальных условиях работы демпферная обмотка не играет никакой роли, так как ротор вращается с синхронной скоростью.

Работа генератора переменного тока

Генератор переменного тока работает на принципе электромагнитной индукции как генератор постоянного тока. Механическая энергия генератору передается через первичный двигатель. Таким образом, ротор и, следовательно, магниты возбуждения вращаются в направлении первичного двигателя.

Полюса возбуждения намагничиваются за счет подачи напряжения на катушки возбуждения через токосъемные кольца. Обмотки возбуждения соединены так, что образуются чередующиеся северный и южный полюса.

При вращении ротора Северный и Южный полюса магнитного потока пересекаются неподвижным якорем, который наводит ЭДС в обмотках якоря.

Поскольку магнитные полюса попеременно являются северным и южным полюсами, генерируемая ЭДС будет носить переменный характер.

Трехфазное переменное напряжение, генерируемое генератором, показано ниже.

Форма трехфазного выходного сигнала

Частота индуцированной ЭМ зависит от количества полюсов N и S, перемещающихся мимо проводника якоря за одну секунду. Направление ЭДС индукции можно найти по правилу правой руки Флеминга, а частота определяется как

, где N = скорость ротора в об/мин, P = количество полюсов ротора0158

Twitter

LinkedIn

Copy Link

Email

Print

More

ALTERNATORS

 

ГЕНЕРАТОРЫ ГЕНЕРАТОРЫ

Электрический генератор представляет собой машину который преобразует механическую энергию в электрическую с помощью электромагнитных индукция. Генератор, вырабатывающий переменный ток, называется как генератор переменного тока и через сочетание слов «переменный» и «генератор», слово «генератор переменного тока» вошло в широкое употребление. В в некоторых областях слово «альтернатор» применяется только к небольшим генераторам переменного тока. В этом тексте эти два термина рассматриваются как синонимы и используется термин «генератор переменного тока». различать генераторы переменного и постоянного тока.

Главное отличие генератора а генератор постоянного тока — метод подключения к внешней цепи; то есть генератор соединен с внешней цепью токосъемными кольцами, но генератор постоянного тока подключен коммутатором.

Типы генераторов

Генераторы классифицируются по нескольким способы, чтобы правильно различать различные типы. Один из способов классификации зависит от используемой системы возбуждения. В генераторах, используемых на самолетах, на возбуждение можно воздействовать одним из следующих способов:

1. Прямое соединение, постоянный ток генератор. Эта система состоит из генератора постоянного тока, закрепленного на том же валу. с генератором переменного тока. Разновидностью этой системы является тип генератора переменного тока. который использует постоянный ток от батареи для возбуждения, после чего генератор самовозбуждение.

2. Путем преобразования и исправления от системы переменного тока. Этот метод зависит от остаточного магнетизма для начального нарастание переменного напряжения, после чего на поле подается выпрямленное напряжение от генератора переменного тока.

3. Встроенный бесщеточный тип. Этот Устройство имеет генератор постоянного тока на одном валу с генератором переменного тока. генератор тока. Цепь возбуждения выполнена через кремний выпрямители, а не коммутатор и щетки. Выпрямители установлены на валу генератора, а их выход подается непосредственно на переменный основное вращающееся поле генератора тока.

Другой метод классификации по количеству фаз выходного напряжения. Генераторы переменного тока может быть однофазным, двухфазным, трехфазным или даже шестифазным и более. В электрических системах самолетов используется трехфазный генератор переменного тока. далеко не самый обычный.

Еще одно средство классификации зависит от типа используемых статора и ротора. С этой точки зрения существуют два типа генераторов переменного тока: с вращающимся якорем и с вращающимся тип поля. Генератор с вращающимся якорем аналогичен по конструкции. к генератору постоянного тока, в котором якорь вращается через стационарную магнитное поле. Генератор с вращающимся якорем встречается только в генераторах переменного тока. малой мощности и обычно не используется. В генераторе постоянного тока ЭДС в обмотках якоря преобразуется в однонаправленный напряжение (постоянное) с помощью коммутатора. По типу вращающегося якоря генератора, генерируемое переменное напряжение подается на нагрузку без изменений. с помощью контактных колец и щеток.

Генератор с вращающимся полем (рис. 9-34) имеет стационарную обмотку якоря (статор) и вращающаяся обмотка возбуждения (ротор). Преимущество наличия стационарная обмотка якоря заключается в том, что якорь можно подключить напрямую к нагрузке без скользящих контактов в цепи нагрузки. вращающийся якорю потребуются контактные кольца и щетки для проведения тока нагрузки от якоря во внешнюю цепь. Кольца скольжения имеют относительно короткий срок службы и перекрытие дуги представляют собой постоянную опасность; следовательно, высокий генераторы напряжения обычно имеют неподвижный якорь, вращающееся поле тип. Напряжение и ток, подаваемые на вращающееся поле, относительно маленькие, а токосъемные кольца и щетки подходят для этой схемы. Прямой подключение к цепи якоря позволяет использовать большое сечение проводники с соответствующей изоляцией для высокого напряжения.

Поскольку генератор с вращающимся полем используется почти повсеместно в авиационных системах, этот тип будет объяснен в частности, как однофазный, двухфазный и трехфазный генератор переменного тока.

Однофазный генератор

Поскольку э.д.с. индуцированный в якоре генератора переменного тока, такая же обмотка может быть использована на генератор переменного тока, как на генераторе постоянного тока. Этот тип генератора известен как однофазный генератор переменного тока, но поскольку мощность отдается одной фазой цепь пульсирующая, этот тип схемы нежелателен во многих приложениях.

Однофазный генератор переменного тока имеет статор состоит из нескольких последовательно соединенных обмоток, образующих единую цепь. на котором формируется выходное напряжение. Рисунок 9-35 иллюстрирует схему Схема однофазного генератора переменного тока с четырьмя полюсами. Статор имеет четыре полярные группы, равномерно расположенные вокруг корпуса статора. Ротор имеет четыре полюса, с соседними полюсами противоположной полярности. Когда ротор вращается, В обмотках статора индуцируются переменные напряжения. Так как один полюс ротора в том же положении относительно обмотки статора, что и любой другой полюс ротора, все полярные группы статора пересекаются равным количеством магнитных силовых линий в любое время.

В результате индуцированные напряжения во всех обмотках имеют одинаковую амплитуду или значение в любой момент времени. Четыре обмотки статора соединены друг с другом так, что переменные напряжения находятся в фазе, или «последовательное добавление». Предположим, что полюс ротора 1, южный полюс, индуцирует напряжение в направлении, указанном стрелкой, в обмотке статора 1. Поскольку полюс ротора 2 является северным полюсом, он будет индуцировать напряжение в направление в обмотке статора 2 противоположно направлению в обмотке 1.

Чтобы два индуцированных напряжения были кроме того, две катушки соединены последовательно, как показано на схеме. Применяя те же рассуждения, напряжение, индуцируемое в катушке статора 3 (по часовой стрелке вращение поля) имеет то же направление (против часовой стрелки), что и индуцированное напряжение в катушке 1. Точно так же направление индуцированного напряжения в обмотке 4 противоположно направлению напряжения, наведенного в катушке 1. Все четыре группы катушек статора соединены последовательно, так что напряжения Индуцированное в каждой обмотке суммируется, чтобы получить общее напряжение, в четыре раза превышающее напряжение в любой обмотке.

Двухфазный генератор

Двухфазные генераторы переменного тока имеют два или более однофазных обмоток, расположенных симметрично вокруг статора. В двухфазный генератор имеет две однофазные обмотки, разнесенные физически так что переменное напряжение, индуцируемое в одном из них, не совпадает по фазе на 90° с напряжение, индуцируемое в другом. Обмотки электрически отделены от друг друга. Когда одна обмотка срезается максимальным потоком, другая режется без флюса. Это условие устанавливает 90° отношение между две фазы.

Трехфазный генератор
Трехфазная или многофазная цепь, используется в большинстве авиационных генераторов вместо одно- или двухфазных. генератор. Трехфазный генератор имеет три однофазные обмотки. расположены так, чтобы напряжение, индуцируемое в каждой обмотке, сдвинуто по фазе на 120°. с

напряжения в две другие обмотки. А принципиальная схема трехфазного статор, показывающий все катушки, становится сложным и трудно увидеть, что на самом деле происходит. Упрощенная принципиальная диаграмма, показывающая каждая из трех фаз показана на рис. 9-36. Ротор отсутствует для простоты. Осциллограммы напряжения показаны справа от схематический. Три напряжения отстоят друг от друга на 120° и аналогичны напряжения, которые будут генерироваться тремя однофазными генераторами переменного тока, напряжения не совпадают по фазе на угол 120°. Три фазы независимы друг друга.

Вместо того, чтобы иметь шесть отведений от трехфазный генератор переменного тока, один из проводов от каждой фазы может быть подключен чтобы образовать общий узел. В этом случае статор называется звездой или звездой. Общий провод может быть или не быть выведен из генератора. Если это выводится, он называется нейтральным выводом. Упрощенная схема (А на рис. 9-37) показан статор, соединенный звездой. с невыведенным общим выводом. Каждая нагрузка подключена к двум фазы последовательно. Таким образом, RAB последовательно подключается к фазам A и B; RAC последовательно подключается к фазам A и C; и РБК подключен через фазы B и C последовательно. Следовательно, напряжение на каждой нагрузке больше, чем напряжение на одной фазе. Общее напряжение или линейное напряжение на любых двух фазах представляет собой векторную сумму индивидуальных фазные напряжения. Для сбалансированных условий линейное напряжение в 1,73 раза больше фазное напряжение. Так как есть только один путь для тока в линейном проводе и фазы, к которой он подключен, линейный ток равен фазный ток.

Трехфазный статор также может соединены так, чтобы фазы были соединены встык, как показано на B рисунок 9-37. Такое расположение называется дельта связь. При соединении треугольником напряжения равны фазе напряжения; линейные токи равны векторной сумме фазных токов; а линейный ток равен 1,73-кратному фазному току, когда нагрузки сбалансированы.

Для равных нагрузок (одинаковая мощность кВт), соединение треугольником обеспечивает повышенный линейный ток при значении линейного напряжение равно фазному напряжению, а соединение звездой обеспечивает увеличение линейное напряжение при значении линейного тока, равного фазному току.

Блок выпрямителя генератора

Тип генератора, используемого в электрическая система многих самолетов весом менее 12 500 фунтов показано на рис. 9-38. Этот тип источника питания иногда называют источником постоянного тока. генератор, так как он используется в системах постоянного тока. Хотя его выход — постоянный ток напряжения, это блок выпрямителя генератора переменного тока.

Этот тип выпрямителя генератора переменного тока является самовозбуждающимся устройством, но не содержит постоянного магнита. Возбуждение для запуска получается от аккумулятора, и сразу после запуска, устройство является самовозбуждающимся. Охлаждение воздуха для генератора проводится в установку с помощью трубки для нагнетания воздуха на крышке воздухозаборника (рис. 9-38).

Генератор с прямым соединением к двигателю самолета с помощью гибкой приводной муфты. Выход постоянного тока напряжение может регулироваться регулятором напряжения из угольной кучи. Выход части генератора переменного тока устройства трехфазный переменный ток, полученный из трехфазной системы, соединенной треугольником, включающей три фаза, двухполупериодный мостовой выпрямитель (рис. 9-39).

Этот блок работает в диапазоне скоростей с 2100 до 9,000 об/мин, с выходным напряжением постоянного тока 26 — 29 вольт и 125 ампер.

Генератор переменного тока. Принцип, конструкция, работа, применение

Изменяющийся магнитный поток создает напряжение или ток в проводнике, известный как электромагнитная индукция . Это может произойти, когда магнитный поток соленоида изменяется при перемещении магнита.

На электрическом проводе не будет генерируемого напряжения (разность электростатических потенциалов), если магнит неподвижен. Согласно Майклу Фарадею, если магнитное поле изменяется и (поддерживает) движение, постоянно направляясь в противоположном направлении (регулярно меняя свое направление), оно будет создавать напряжение (таким образом, поток переменного тока).

Электрический генератор

Генератор — это механическое устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Электроэнергия, вырабатываемая на различных электростанциях, вырабатывается установленными там генераторами. Когда катушка вращается в магнитном поле или движется относительно магнита, она создает электродвижущую силу (ЭДС) или разность потенциалов.

Для вращения катушки требуется механическая энергия, которая затем преобразуется в электрическую энергию. ЭДС индукции управляет потоком индукционного тока через катушку, который впоследствии направляется в наши дома и используется нами. ЭДС вызвано явлением, известным как электромагнитная индукция.

Принцип действия электрического генератора

Работа электрического генератора основана на идее электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции относится к генерации электрического тока в цепи за счет изменения магнитного потока, подключенного к цепи.

Общее количество силовых линий магнитного поля, проходящих через определенную область, называется магнитным потоком. Перемещение катушки относительно магнита изменяет магнитный поток, связанный с катушкой, в результате чего в катушке возникает ЭДС.

Фарадей установил два закона, управляющих электромагнитной индукцией. Вот их имена:

1. Когда величина магнитного потока, связанного с цепью, изменяется, формируется ЭДС. ЭДС индукции сохраняется до тех пор, пока изменяется магнитный поток.
2. В цепи амплитуда ЭДС индукции точно пропорциональна скорости изменения магнитного потока, связанного с цепью.

Существует несколько подходов к созданию ЭДС в катушке, в том числе:

• Из-за относительной скорости катушки и магнита.
• В результате относительного движения катушки и провода с током
• Путем изменения тока в проводнике, близком к катушке.

Правило правой руки Флеминга можно использовать для определения направления индуцированного тока в катушке: «Растяните большой, указательный и средний пальцы правой руки так, чтобы они были перпендикулярны друг другу. Первый палец указывает в направлении магнитного поля, большой палец — в направлении скорости проводника, а средний палец — в направлении индуцированного тока».

Катушка электрического генератора вращается в магнитном поле для создания индуцированного тока. Результирующий индуцированный ток колеблется по амплитуде и направлению со скоростью тысячи раз в секунду. Переменный ток — это название, данное этому виду энергии (AC).

Постоянный ток Постоянный ток используется, когда ток, вырабатываемый электрическим генератором, не изменяется ни по направлению, ни по величине. В зависимости от типа тока, вырабатываемого электрическим генератором, у нас есть множество генераторов.

Типы электрических генераторов: Электрические генераторы генерируют как переменный ток (AC), так и постоянный ток (DC). На основании этого электрические генераторы классифицируются следующим образом:

Генератор переменного тока

Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называется генератором переменного тока. Механическая энергия подается на генератор переменного тока через паровые турбины, газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания. Выходом является переменная электрическая мощность в виде переменного напряжения и тока.

Принцип работы генератора переменного тока

Работа генераторов переменного тока основана на законе электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому электродвижущая сила (ЭДС или напряжение) создается в проводе с током, который пересекает однородное магнитное поле. Для этого можно использовать вращение проводящей катушки в постоянном магнитном поле или вращение магнитного поля, окружающего неподвижный проводник. Потому что индуцированный переменный ток легче извлечь из стационарной катушки якоря, чем из вращающейся катушки.

Генерируемая ЭДС определяется количеством витков катушки якоря, напряженностью магнитного поля и скоростью вращения поля.

Конструкция генератора переменного тока

Конструкция генератора переменного тока

Роли каждого из этих компонентов генератора переменного тока перечислены ниже.

1. Поле- Поле состоит из проводящих катушек, которые получают электричество от источника и генерируют магнитный поток. Якорь разрезается магнитным потоком в поле, которое создает напряжение. Это напряжение является выходным напряжением генератора переменного тока.
2. Якорь- Часть генератора переменного тока, вырабатывающая напряжение, называется якорем. Этот компонент в основном состоит из проволочных катушек, достаточно больших, чтобы выдерживать ток полной нагрузки генератора.
3. Первичный двигатель — Первичный двигатель — это компонент, приводящий в действие генератор переменного тока. Дизельный двигатель, паровая турбина или двигатель могут использоваться в качестве первичного двигателя.
4. Ротор- Ротор является вращающимся компонентом генератора. Ротор приводится в движение первичным двигателем генератора.
5. Статор- Статор генератора переменного тока является неподвижным компонентом. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник статора изготавливают из пластин стальных сплавов или магнитного железа.
6. Токосъемные кольца — Токосъемные кольца представляют собой электрические соединители, передающие электричество от и к ротору генератора переменного тока. В основном они используются для передачи электроэнергии от стационарного устройства к вращающемуся.

Работа генератора переменного тока

Потокосцепление якоря постоянно меняется, поскольку оно вращается между полюсами магнита по оси, перпендикулярной магнитному полю. Вследствие этого электрический ток проходит через гальванометр, токосъемные кольца и щетки. Гальванометр меняет свое значение с положительного на отрицательное. Это означает, что гальванометр получает переменный ток. Правило правой руки Флеминга можно использовать для определения направления индуцированного тока.

Генератор постоянного тока (DC Generator): Ток, создаваемый этой формой электрического генератора, не меняет направление или амплитуду. В результате частота постоянного тока всегда равна нулю.

Преимущества генераторов переменного тока перед генераторами постоянного тока

• С помощью трансформаторов генераторы переменного тока можно просто повышать и понижать.
• Из-за функции повышения размер канала передачи в генераторах переменного тока меньше.
• Потери в генераторах переменного тока ниже, чем в машинах постоянного тока.
• Генератор переменного тока намного меньше генератора постоянного тока.

Пример вопроса

Вопрос 1. В чем преимущества переменного тока по сравнению с постоянным?

Ответ:

Переменный ток имеет следующие преимущества перед постоянным:

• С помощью трансформатора можно получить переменный ток при любом требуемом напряжении.
• При использовании переменного тока во время передачи тратится меньше электроэнергии.
• Машины переменного тока прочны и долговечны, требуют минимального обслуживания.

Вопрос 2: Каков принцип работы электрогенератора?

Ответ:

Принцип электромагнитной индукции управляет работой электрического генератора.

Вопрос 3: Что такое коммутатор?

Ответ:

Это устройство, которое соединяет якорь генератора постоянного тока с внешней цепью и помогает поддерживать направление тока во внешней цепи. Каждые пол-оборота он переключает соединение концов якоря с концами внешней цепи.

Вопрос 4: Что такое электромагнитная индукция?

Ответ:

Явление электромагнитной индукции возникает, когда ток генерируется в цепи путем изменения связанного с ней магнитного потока.

Вопрос 5: Что такое электрический генератор?

Ответ:

Генератор — это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.