Виды генераторов переменного тока: схема и виды, индукционный и электромеханический
устройство и принцип работы генераторов
Переменный ток промышленной частоты вырабатывается на электростанциях специально предназначенными для этих целей электромашинными синхронными генераторами. Принцип действия этих агрегатов основан на явлении электромагнитной индукции. Производимая паровой или гидравлической турбиной механическая энергия преобразовывается в электроэнергию переменного тока.
Вращающейся частью привода или ротором является электрический магнит, который и передает вырабатываемое магнитное поле на статор. Это – внешняя часть устройства, состоящая из трех катушек с проводами.
Передача напряжения осуществляется через коллекторные щетки и кольца. Медные роторные кольца вращаются одновременно с коленвалом и ротором, в результате чего к ним прижимаются щетки. Те, в свою очередь, остаются на месте, позволяя электротоку передаваться от неподвижных элементов генератора его вращающейся части.
Произведенное таким образом магнитное поле, вращаясь поперек статора, производит электропотоки, которые и осуществляют зарядку аккумулятора.
Однако для передачи импульса от генератора переменного тока к аккумулятору постоянного используется дополнительный диодный мост, который располагается в задней части устройства. Диод представляет собой деталь с двумя контактами, через которые в одном направлении проходит ток. А мост, как правило, состоит из 10 таких элементов.
Диоды делятся на две группы:
- Основные — необходимы для выпрямления напряжения и соединены с выводами статора.
- Дополнительные — направляют мощность на регулятор напряжения и контролирующую зарядку лампу.
Последняя крайне необходима в генераторе, потому что является контролирующим исправность привода контуром. Без лампы генератор переменного тока ни в коем случае не запустится на стандартных оборотах.
Для большего понимания, советуем
посмотреть популярные модели дизельных генераторов >>
Видео: принцип работы генератора переменного тока
Крышки генератора изготовлены литьем из алюминиевых сплавов. Они имеют окна для вентиляции корпуса генератора. В разных конструкциях такие окна могут выполняться как в торцевой части генератора, так и на цилиндрической части над обмотками статора.
На задней крышке закреплен щеточный узел, объединенный с регулятором напряжения, а также блок выпрямителя. Крышки генератора стягиваются длинными винтами, зажимая между собой корпус статора с обмотками.
Статор автогенератора состоит:
Статор изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм. Для экономии металла конструкторы создали статор, состоящий из отдельных сегментов в виде подковы. Листы статора скреплены между собой в одну конструкцию с помощью заклепок или сварки. Все основные виды конструкций статора содержат 36 пазов, в которых находится обмотка. Пазы статора изолированы эпоксидным компаундом или специальной пленкой.
Ротор генератора состоит:
Автомобильный генератор имеет особенный вид системы полюсов ротора, состоящей из двух половин, имеющих выступы в виде клюва. На каждой половине имеется шесть полюсов, которые изготавливаются методом штамповки. Полюсные половины напрессовываются на вал. Между ними устанавливается втулка, на которой расположена обмотка возбуждения.Вал ротора обычно изготавливается из автоматной стали низкой твердости. Но при использовании роликового подшипника, который работает на конце вала со стороны задней крышки, вал изготавливают из твердой легированной стали, при этом цапфу вала подвергают закалке. Конец вала имеет резьбу, шпоночный паз для фиксации шкива.
В современных генераторах шпонка не применяется. Шкив фиксируется на валу усилием затяжки гайки. Для облегчения разборки на валу имеется шестигранный выступ для ключа, или углубление.
Щетки автогенератора расположены в щеточном узле и прижимаются к кольцам с помощью пружин.
Автомобильный генератор может оснащаться двумя типами щеток:
- Меднографитовые.
- Электрографитовые.
Второй тип обладает значительной потерей напряжения при контакте с кольцом. Это отрицательно влияет на выходные параметры генератора. Положительным моментом является длительный срок службы колец и щеток.
Узел выпрямления используется двух типов:
- Теплоотводящие пластины, в которые запрессованы силовые диоды выпрямителя.
- Конструкция с большими ребрами охлаждения, на которые припаиваются таблеточные диоды.
Вспомогательный выпрямитель включает в себя диоды в пластиковом корпусе формой в виде горошины или цилиндра, а также могут изготавливаться отдельным герметичным блоком, подключаемым к схеме специальными шинами.
Большую опасность для автогенератора может вызвать короткое замыкание теплоотводящих пластин положительного и отрицательного полюса. Это может произойти из-за случайного попадания металлического предмета или токопроводящей грязи. При этом в цепи аккумулятора возникает замыкание, которое может привести к пожару. Чтобы этого не произошло, многие токопроводящие элементы выпрямителя покрывают слоем изоляции.
В генераторе используются шариковые радиальные подшипники с заложенной в них разовой смазкой и уплотнением. Роликовые подшипники иногда применяются на импортных генераторах.
Охлаждение автогенератора происходит за счет закрепленных на валу лопастей вентилятора. Воздух засасывается в отверстия задней крышки. Существуют и другие способы охлаждения.
На автомобилях, у которых подкапотное пространство слишком плотное, и имеющее большую температуру, используют генераторы с особым кожухом, по которому отдельно поступает прохладный воздух для охлаждения.
Регулятор напряжения
Служит для поддержания напряжения автогенератора в необходимом диапазоне для нормальной работы электрооборудования автомобиля.
Такие регуляторы работают на основе полупроводниковых элементов. Их конструктивное исполнение может быть различным, но принцип их действия не отличается.
Регуляторы напряжения имеют свойство термокомпенсации. Это способность изменять величину напряжения в зависимости от температуры рабочего пространства для наилучшей зарядки аккумулятора. Чем прохладнее воздух, тем выше должно быть подводимое к аккумулятору напряжение.
Работа генератора
При запуске двигателя автомобиля главным потребителем электричества является стартер. При этом сила тока может достичь нескольких сотен ампер. В таком режиме электрооборудование работает только от аккумулятора, который подвержен сильному разряду. После запуска мотора автомобильный генератор является основным источником питания.
Во время работы двигателя происходит непрерывная дозарядка аккумулятора и обеспечивается работа электрических потребителей, подключенных к бортовой сети автомобиля. Если генератор выйдет из строя, то аккумуляторная батарея быстро разрядится. После зарядки напряжение аккумулятора и генератора отличается незначительно, поэтому зарядный ток уменьшается.
При работе мощных электроприборов автомобиля и низких оборотах двигателя, общий ток потребления становится выше способности генератора, поэтому реле напряжения переключает питание на аккумулятор.
Крепление и привод
Генератор приводится в действие с помощью шкива двигателя через ременную передачу. Обороты вращения генератора зависят от диаметра шкива генератора и шкива коленвала двигателя.
Современные автомобили оснащены поликлиновым ремнем, так как он обладает большей гибкостью и может приводить в действие шкивы небольшого диаметра. Это позволяет получить большие обороты генератора. Ремень может натягиваться разными способами, в зависимости от марки автомобиля и конструкции натяжителя. Чаще всего в качестве натяжителя используют специальные ролики.
Неисправности
Автогенераторы представляют собой надежное устройство, однако у них также случаются некоторые неисправности, которые делятся на два вида:
- Механические неисправности чаще всего возникают вследствие износа деталей: шкива, приводного ремня, подшипников качения, меднографитных щеток. Такие неисправности легко обнаруживаются, так как возникают посторонние шумы, стуки со стороны генератора. Эти поломки устраняют путем замены изношенных деталей, так как восстановлению они не подлежат.
- Электрические неисправности возникают гораздо чаще. Они могут выражаться в замыкании обмоток статора или ротора, поломке регулятора напряжения, пробое выпрямителя и т.
д. До выявления неисправностей такие поломки могут отрицательно повлиять на аккумуляторную батарею. Например, пробитый регулятор напряжения будет постоянно перезаряжать батарею. При этом нет особых внешних признаков. Это выявляется только с помощью замеров напряжения выхода генератора.
Электрические неисправности также устраняются путем замены неисправных деталей новыми. Замыкание в обмотках требует их перемотки, что значительно повышает стоимость ремонта. В торговой сети можно найти запчасти к генераторам, в том числе и корпус статора с обмотками.
Похожие темы:
Виды электрических генераторов и принципы их работы
Генераторы переменного тока представляют собой электромашинные агрегаты, выполняющие преобразование механической энергии в электрическую, имеющую переменное поле.
Принцип работы генераторов переменного тока
Принцип действия генераторов переменного тока заключается в использовании в их конструкции специальной системы, посредством которой и получается большой магнитный поток.
В основу конструкции системы включены два сердечника, для изготовления которых используется электротехническая сталь. Пазы одного из элементов предназначены для размещения обмотки, отвечающей за создание магнитного потока, пазы другого отвечают за индукцию ЭДС.
Как правило, внутренний сердечник вращается по горизонтальной или вертикальной орбите и носит название ротора. Статор или второй сердечник остается неподвижным. Уменьшение пространства между этими элементами приводит к увеличению индуктивности магнитного потока.
Основные виды генераторов переменного тока
Существуют асинхронные и синхронные модели. Их основным отличием является конструкция ротора.
В синхронных генераторах переменного тока индуктивные катушки размещены сразу же на самом роторе, в асинхронных на валу предусмотрены пазы, необходимые для размещения обмотки.
Основным эксплуатационным отличием этих типов является то, что синхронные способны выдать на непродолжительное время ток высокой пусковой мощности, которая в несколько раз превышает номинальную.
В этом плане параметры асинхронных моделей несколько скромнее.
Однако при этом производимое ими электричество имеет малые искажения, благодаря чему широко применяются в решении задач по освещению или энергоснабжению бытовой техники.
Очевидно, что потребителей главным образом в плане создания бесперебойного энергоснабжения интересуют устройства, способные соответствовать этому требованию. Для чего и используются именно бытовые генераторы, которые классифицируются по фазности нагрузки, потребляемым энергоресурсам и мощности.
Также основными параметрами генераторов переменного тока являются:
- мобильность
- непритязательность
- надежность
- простые рекомендации в эксплуатации
Также генераторы переменного тока можно классифицировать по используемым видам топлива. В качестве энергоносителей используются дизельное топливо, природный и биогаз, а также аналогичное сырье, получаемое при переработке химических отходов и хозяйственно-бытовых сточных вод.
Критерии выбора генератора переменного тока
- Режим работы. Эти устройства способны работать бесперебойно или как резервный источник очень продолжительное время.
- Номинальная мощность. Чтобы установить этот показатель следует сложить активные (коэффициент запаса 1,1) и реактивные (коэффициент запаса 2) мощности всех подключаемых потребителей. Если подключаются мощные нагрузки, то потребуются дополнительные устройства, способные сгладить высокие пусковые токи.
- Фазность нагрузки. Для однофазных потребителей требуются соответствующие модели, для трехфазных лучше использовать такие же генерирующие устройства. Однако крайне важно произвести максимально точный расчет нагрузки на каждую фазу, чтобы избежать «перекоса фаз».
- Надежность. Во многом зависит от производителя и используемых в сборке компонентов. Важно соблюдать и рекомендации по использованию расходных материалов и топлива.
- Финансовые затраты. Генератор переменного тока имеет различную стоимость, что позволяет подобрать модель в соответствии с любыми запросами.
Электрический генератор
Электрогенераторы в начале XX века. Гиндукушская ГЭС, на реке Мургаб, бывшая во время ввода в эксплуатацию мощнейшей в Российской империи. Сделано в Венгрии: Компания Ганц, 1909 год.[1] Фотография Прокудина-Горского, 1911 год.
У этого термина существуют и другие значения, см. Генератор.
Основная статья: Электрическая машина
Запрос «Альтернатор» перенаправляется сюда. На эту тему нужно создать отдельную статью
(см. иноязычные аналоги).
Электри́ческий генера́тор — устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.
История
Динамо-машина Йедлика
В 1827 венгерский физик Аньош Иштван Йедлик начал экспериментировать с электромагнитными вращающимися устройствами, которые он называл электромагнитные самовращающиеся роторы. В прототипе его униполярного электродвигателя (был завершён между 1853 и 1856 годами) и стационарная, и вращающаяся части были электромагнитные.
Он сформулировал концепцию динамо-машины по меньшей мере за 6 лет до Сименса и Уитстона, но не запатентовал изобретение, потому что думал, что он не первый, кто это сделал. Суть его идеи состояла в использовании вместо постоянных магнитов двух противоположно расположенных электромагнитов, которые создавали магнитное поле вокруг ротора.
Изобретение Йедлика на десятилетия опередило его время.
Диск Фарадея
Диск Фарадея
В 1831 году Майкл Фарадей открыл принцип работы электромагнитных генераторов. Принцип, позднее названный законом Фарадея, заключался в том, что разница потенциалов образовывалась между концами проводника, который двигался перпендикулярно магнитному полю. Он также построил первый электромагнитный генератор, названный «диском Фарадея», который являлся униполярным генератором, использовавшим медный диск, вращающийся между полюсами подковообразного магнита. Он вырабатывал небольшое постоянное напряжение и сильный ток.
Конструкция была несовершенна, потому что ток самозамыкался через участки диска, не находившиеся в магнитном поле.
Паразитный ток ограничивал мощность, снимаемую с контактных проводов и вызывал бесполезный нагрев медного диска.
Позднее в униполярных генераторах удалось решить эту проблему, расположив вокруг диска множество маленьких магнитов, распределённых по всему периметру диска, чтобы создать равномерное поле и ток только в одном направлении.
Другой недостаток состоял в том, что выходное напряжение было очень маленьким, потому что образовывался только один виток вокруг магнитного потока. Эксперименты показали, что используя много витков провода в катушке можно получить часто требовавшееся более высокое напряжение. Обмотки из проводов стали основной характерной чертой всех последующих разработок генераторов.
Однако, последние достижения (редкоземельные магниты), сделали возможными униполярные двигатели с магнитом на роторе, и должны внести много усовершенствований в старые конструкции.
Динамо-машина
Динамо-машины больше не используются для выработки электроэнергии из-за их размеров и сложности коммутаторов. Эта большая приводимая в действие ременной передачей сильноточная динамо-машина выдавала ток 310 ампер и напряжение 7 вольт или 2170 ватт, когда вращалась с частотой 1400 об/мин.
Основная статья: Динамо-машина
Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для промышленности. Её работа основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первую динамо-машину построил Ипполит Пикси в 1832 году.
Пройдя ряд менее значимых открытий, динамо-машина стала прообразом, из которого появились дальнейшие изобретения, такие как двигатель постоянного тока, генератор переменного тока, синхронный двигатель, роторный преобразователь.
Динамо-машина состоит из статора, который создаёт постоянное магнитное поле, и набора обмоток, вращающихся в этом поле. На маленьких машинах постоянное магнитное поле могло создаваться с помощью постоянных магнитов, у крупных машин постоянное магнитное поле создаётся одним или несколькими электромагнитами, обмотки которых обычно называют обмотками возбуждения.
Большие мощные динамо-машины сейчас можно редко где увидеть, из-за большей универсальности использования переменного тока в сетях электропитания и электронных твердотельных преобразователей постоянного тока в переменный. Однако до того, как был открыт переменный ток, огромные динамо-машины, вырабатывающие постоянный ток, были единственной возможностью для выработки электроэнергии. Сейчас динамо-машины являются редкостью.
Обратимость электрических машин
Русский учёный Э. Х.
Ленц ещё 1833 году указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если её питать током, и может служить генератором электрического тока, если её ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838 году Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.
Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 году парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжёлый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укреплённых неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток.
Генератор был снабжён устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843 году, был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси.
Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851 года) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851—1867) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами.
Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863 году.
При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты.
Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением даёт ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя.
В 1866—1867 годах ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.
В 1870 году бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретённый ещё в 1860 году А. Пачинотти.
В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укреплённый на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря.
Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводился с помощью металлических щёток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873 году демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединённые проводами длиной 1 километр.
Одна из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос.
Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.
До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики.
Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой.
Заряды вырабатывались, используя один из двух принципов:
- электростатическую индукцию
- трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков
По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.
Другие электрические генераторы, использующие вращение
Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина — классический генератор постоянного тока.
Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания.
Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах, но вырабатывает постоянный ток.
МГД генератор
Магнитогидродинамический генератор напрямую вырабатывает электроэнергию из энергии движущейся через магнитное поле плазмы или другой подобной проводящей среды (например, жидкого электролита) без использования вращающихся частей.
Разработка генераторов этого типа началась потому, что на его выходе получаются высокотемпературные продукты сгорания, которые можно использовать для нагрева пара в парогазовых электростанциях и таким образом повысить общий КПД.
МГД генератор является обратимым устройством, то есть может быть использован и как двигатель.
Классификация
- Электромеханические
- Индукционные
- Электрофорная машина
- Термоэлектрические
- Термопары
- Термоэмиссионные преобразователи
- Фотоэлементы
- Магнитогидро (газо)динамические генераторы
- Химические источники тока
- Гальванические элементы
- Топливные элементы
- Биогенераторы
Электромеханические индукционные генераторы
Электромеханический генера́тор — это электрическая машина, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.
E
=
−
d
Φ
d
t
{displaystyle E=-{frac {dPhi }{dt}}}
— устанавливает связь между ЭДС и скоростью изменения магнитного потока
Φ
{displaystyle Phi }
пронизывающего обмотку генератора.
Классификация электромеханических генераторов
- По типу первичного двигателя:
- Турбогенератор — электрический генератор, приводимый в движение паровой турбиной или газотурбинным двигателем;
- Гидрогенератор — электрический генератор, приводимый в движение гидравлической турбиной;
- Дизель-генератор — электрический генератор, приводимый в движение дизельным двигателем;
- Ветрогенератор — электрический генератор, преобразующий в электричество кинетическую энергию ветра;
- По виду выходного электрического тока:
- Трёхфазный
- Однофазный
- Вид соединения обмоток:
- С включением обмоток звездой
- С включением обмоток треугольником
- По способу возбуждения
- С возбуждением постоянными магнитами
- С внешним возбуждением
- С самовозбуждением
- С последовательным возбуждением
- С параллельным возбуждением
- Со смешанным возбуждением
См.
также
- Тахогенератор
- Униполярный генератор
Примечания
- ↑ Studiolum:. Abraham Ganz at the Hindukush (англ.). Архивировано 1 октября 2015 года.
Ссылки
- Униполярный генератор, Компьютерра
- Конструкции электрических машин
Для улучшения этой статьи желательно:
Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником. |
Виды генераторов электрического тока
Главная » Статьи » Виды генераторов электрического тока
Генераторы представляют собой устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Как правило, они производят электрический ток двух видов – постоянный и переменный.
Генераторы постоянного и переменного тока
Если рассматривать генератор постоянного тока, то в его состав его конструкции входит неподвижный статор с вращающимся ротором и дополнительной обмоткой. За счет движения ротора вырабатывается электрический ток. Генераторы постоянного тока в основном используются в металлургической промышленности, морских судах и общественном транспорте.
Генераторы переменного тока вырабатывают энергию за счет вращения ротора в магнитном поле. Путем вращения прямоугольного контура вокруг неподвижного магнитного поля, механическая энергия преобразуется в электрический ток. Данный вид генератора имеет преимущество в том, что ротор (основной движущий элемент) вращается быстрее, чем в генераторах переменного тока.
Синхронные и асинхронные генераторы
Генераторы, вырабатывающие переменный ток бывают синхронными и асинхронными. Они отличаются друг от друга своими возможностями. Мы не будем подробно рассматривать их принцип работы, а остановимся лишь на некоторых особенностях.
Синхронный генератор конструктивно сложнее асинхронного, вырабатывает более чистый ток и при этом легко переносит пусковые перегрузки.
Синхронные агрегаты отлично используются для подключения техники, которая чувствительно реагирует на перепады напряжения (компьютеры, телевизоры и различные электронные устройства).
Также, отлично справляются с питанием электродвигателей и электроинструментов.
Асинхронные генераторы, благодаря простоте конструкции достаточно стойки к короткому замыканию. По этой причине они используются для питания сварочной техники и электроинструментов. К данным агрегатам ни в коем случае нельзя подключать высокоточную технику.
Однофазные и трехфазные генераторы
Необходимо учитывать характеристику, связанную с типом вырабатываемого тока. Однофазные модели выдают 220 В, трехфазные — 380 В. Это очень важные технические параметры, которые необходимо знать каждому покупателю.
Однофазные модели считаются самыми распространенными, поскольку часто используются для бытовых нужд. Трехфазные позволяют напрямую снабжать электроэнергией крупные промышленные объекты, здания и целые поселки.
Перед покупкой генератора, необходимо владеть определенной технической информацией, понимать, чем они отличаются, поскольку это поможет Вам выбрать достойную модель, конкретно для ваших нужд, а также избавиться от лишних хлопот и сэкономить средства.
Компания «ООО «Кронвус-Юг»» реализует и изготавливает бензиновые, дизельные, и газовые электростанции, которые вы можете купить по выгодной цене.
Виды генераторов (электростанций): Дизельные, бензиновые, газовые, портативные, передвижные
Использование энергетических ресурсов нуждается в преобразовании одних форм энергии в другие. Устройства, в которых такое преобразование происходит, являются преобразователями энергии.
Данное преобразование, как правило, включает в себя промежуточную стадию: энергия простого носителя предварительно преобразуется в механическую, а после этого полученная механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
Энергетический преобразователь, преобразующий механическую энергию в электрическую энергию или наоборот, называется электрической машиной.
Электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую энергию, называются электрическим генератором.
Любая электрическая машина является электромагнитным устройством, которое включает в себя взаимозависимые магнитные и электрические цепи.
Если встал вопрос, как выбрать электростанцию или генератор, то нужно учитывать множество факторов:
- мощность,
- время непрерывной работы,
- вид топлива,
- производителя и т.д.
Ниже приведена классификация генераторов по различным параметрам.
По типу первичного двигателя промежуточной стадии электрические генераторы бывают:
- турбогенераторами, приводимыми в движение газотурбинным двигателем;
- гидрогенераторами, приводимыми в движение гидравлической турбиной;
- дизель-генераторами, бензо-генераторами, газогенераторами, приводимыми в движение двигателем внутреннего сгорания;
- ветрогенераторами, приводимыми в движение энергией ветра.
По виду выходного электрического тока бывают электрические генераторы:
- Постоянного тока. Их принцип действия основан на законе электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году, — электродвижущая сила индуцируется в прямоугольном контуре, который находится в однородном вращающемся магнитном поле. Преобразование в постоянный ток осуществляется посредством электромеханического выпрямителя – коллектора.
- Переменного тока. В основе их действия также лежит закон электромагнитной индукции. Поток электрических зарядов вызван перемещением электрического проводника. Это движение создает разность напряжений между двумя концами провода, что в свою очередь заставляет двигаться электрические заряды, таким образом, генерируя электрический ток.
По мобильности:
- Портативные (переносные). Такой тип генератора является одним из наиболее эффективных и удобных решений вопроса резервного электроснабжения загородного дома, обеспечения электричеством в туристическом походе, улучшения условий проживания в длительных путешествиях и экспедициях.
Если необходим независимый источник питания, и вы не знаете, как выбрать генератор бензиновый, то первое, что нужно учесть, что его мощность колеблется в пределах от 0,5 до 12 кВт и для крупных объектов не подходит. Хотя малый вес и экономичность делает его популярным резервным источником питания. Эти генераторы оснащены двигателями с воздушным охлаждением.
- Передвижные. Для такого типа генератора не требуется специальное помещение и монтаж. Оборудование имеет постоянную готовность к срочной эксплуатации. Установка на шасси позволяет доставить оборудование (прицепную электростанцию) в труднодоступную точку, где нет электричества.
- Стационарные генераторы и электростанции. Применяются для бесперебойной подачи электрической энергии значительных мощностей. Не подлежат транспортировке и имеют постоянное место нахождения. Используются на строительных площадках, различных промышленных объектах непрерывного производства, в торговых центрах и проч. Такие генераторы имеют жидкостное охлаждение с использованием антифриза (радиаторное охлаждение).
В свою очередь стационарные генераторы бывают закрытого и открытого типа (закрытый тип имеет шумопоглощающий всепогодный кожух, открытый тип может быть установлен в помещении, где нет ограничений по уровню шума).
По назначению:
- Бытовые. Из-за способности эффективного обеспечения электрической энергией не более 8 часов в сутки, бытовые генераторы используются как резервный источник при кратковременных отключениях электроэнергии централизованными линиями электропередач на дачах, в загородных домах, на небольших производствах. Зачастую эти устройства бывают бензиновыми, весят от 25 до 200кг, просты в обслуживании, имеют небольшие габариты.
- Профессиональные. Предназначены для интенсивного использования на крупных объектах (больницах, супермаркетах, стройплощадках, промышленных предприятиях), а также в жестких условиях эксплуатации. Могут работать в качестве как основных, так и резервных источников электроэнергии. Имеют большой моторесурс.
По применению:
- Резервные. Используются как резервные источники электроэнергии (при аварийном или временном отключении электричества).
- Основные. Используются там, где вообще отсутствует электроснабжение.
По числу фаз:
- Однофазные. Подходят для подключения только однофазных потребителей с нагрузкой 220В.
- Трехфазные. Этот тип генератора может выдавать как 220В, так и 380В. Он используется для подключения трехфазных потребителей, а также может быть подключен к 1-фазным потребителям, но в этом случае необходимо равномерное распределение нагрузки между фазами (разница мощностей на разных фазах не должна отличаться на 20-25%). Трехфазные дизельные генераторы имеют больший КПД по сравнению с однофазными бензиновыми.
По виду пуска или степени автоматизации:
- Ручной. Запускается пусковой рукояткой.
- Электростартерный или автоматический. Запускается поворотом ключа или нажатием на кнопку.
Также может иметь дистанционный запуск пультом, соединенным с генератором кабелем.
По виду топлива в двигателе внутреннего сгорания:
- Бензиновые. Работают на высокооктановых сортах бензина. Расход топлива составляет 1-2,5 л в час. Предел непрерывной работы – 12 часов, в связи с чем не используются в качестве полной замены электроснабжению, но купить электростанцию на бензине для аварийного и резервного источника с небольшими мощностями – оптимальный вариант. Бензиновые генераторы просты в эксплуатации, с низким уровнем шума, однако имеют низкий КПД по сравнению с дизельными аналогами.
- Дизельные. Работают на дизельном дистиллятном и остаточном топливе. Благодаря обеспечению низкой стоимости вырабатываемой электроэнергии имеют быструю окупаемость. Расход топлива составляет 2-3 л в час. Несмотря на большую стоимость по сравнению с бензиновыми установками, этот тип генераторов экономичнее, имеет больший моторесурс, может работать в суровых условиях с сильной запыленностью и при низких температурах.
Купить генератор дизельный – значит обеспечить объект оборудованием, рассчитанным на интенсивное использование.
- Газовые. Работают на пропан-бутановых смесях и природном газе. Требуют врезку к газовой магистрали или периодическую замену баллона. Отличаются стабильной, надежной и экономичной работой, выдают мощности в диапазоне от 1,5 кВт до десятков тысяч, в результате чего используются на объектах с высоким энергопотреблением. Из-за низкого давления на поршень двигателя, установка работает бесшумно и без вибраций, полное сгорание газа обеспечивает чистоту выхлопа. Особенность: запуск двигателя может быть только при плюсовых температурах, поэтому генератор должен устанавливаться в отапливаемых помещениях.
По производителю
Дизельные: Honda, Kubota, Yamaha (Япония), John Deer (США), Hatz (Германия), Perkins (Великобритая) и др. Продукцию Hondа отличает бесшумность работы и долговечность двигателя. Бензиновые: Mecc Alte, Sincro, Soga (Италия), Stamford (Великобритания) и др. Синхронные генераторы Mecc Alte отличаются высочайшим качеством, безопасностью и надежностью.
Наличие собственного, независимого источника электроэнергии – важное дополнение к техническому оборудованию частного домовладения или предприятия. Электрогенератор решает многие проблемы, связанные с электроснабжением. Правильная эксплуатация и должное сервисное обслуживание позволит использовать электростанции многие годы.
Электрический генератор. Основное оборудование электрических станций и подстанций
Электрический генератор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.
История изобретения генератора электрического тока
Русский ученый Э.Х.Ленц еще в 1833г.
указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если ее питать током, и может служить генератором электрического тока, если ее ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838г. Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.
Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832г. парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжелый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток.
Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси.
Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты.
На втором этапе (1851-1867гг.) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами.
Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863г.
При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты.
Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением дает ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя. В 1866-1867гг.
ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.
В 1870г. бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретенный еще в 1860 г. А.Пачинотти.
В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укрепленный на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря.
Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводится с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873г. демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединенные проводами длиной 1 км.
Одна из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос.
Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.
До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики.
Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой.
Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:
- Электростатическую индукцию
- Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков
По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.
Принцип работы любого электрического генератора
Принцип работы любого электрического генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция преобразовывает механическую энергию двигателя (вращение0 в энергию электрическую.
Принцип магнитной индукции: если в однородном магнитном поле В равномерно вращается рамка, то в ней возникает, переменная Э.Д.С., частота которой равна частоте вращения рамки.
Будем ли мы вращать рамку в магнитном поле, или магнитное поле вокруг рамки, либо магнитное поле внутри рамки, результат будет один — Э.Д.С., изменяющаяся по гармоническому закону.
Вот теперь и поговорим о асинхронном и синхронном генераторе более подробно.
Синхронный электрогенератор
Синхронный электрогенератор — это синхронная машина, работающая в режиме генератора в которой частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора. Ротор с магнитными полюсами создает вращающееся магнитное поле, которое пересекая обмотку статора, наводит в ней ЭДС. В синхронном генераторе ротор выполнен виде постоянного магнита или электромагнита.
Число полюсов ротора может быть два, четыре и т.д., но кратно двум. В бытовых электростанциях используется, как правило, ротор с двумя полюсами, чем и обусловлена частота вращения двигателя электростанции 3000 об/мин. Ротор, при запуске электростанции, создает слабое магнитное поле, но с увеличением оборотов, увеличивается и ЭДС в обмотке возбуждения.
Напряжение с этой обмотки через блок автоматической регулировки (AVR) поступает на ротор, контролируя выходное напряжение за счет изменения магнитного поля. Например, подключенная индуктивная нагрузка размагничивает генератор и снижает напряжение, а при подключении емкостной нагрузки происходит подмагничивание генератора и повышение напряжения.
Это называется «реакцией якоря».
Для обеспечения стабильности выходного напряжения необходимо изменять магнитное поле ротора путем регулирования тока в его обмотке, что и обеспечивается блоком AVR.
Преимуществом таких генераторов является высокая стабильность выходного напряжения, а недостатком — возможность перегрузки по току, так как при завышенной нагрузке, регулятор может чрезмерно повысить ток в обмотке ротора. Еще к недостаткам синхронного генератора можно отнести наличие щеточного узла, который рано или поздно придется обслуживать.
Благодаря такому способу регулировки, вне зависимости от изменения тока нагрузки и оборотов двигателя электростанции стабильность выходного напряжения генератора остается очень высокой, примерно ±1%.
Асинхронный электрогенератор
Асинхронный электрогенератор — асинхронная машина (двигатель) работающая в режиме торможения, ротор которой вращается с опережением, но в том же направлении что и магнитное поле статора. В зависимости от типа обмотки, ротор может быть короткозамкнутым либо фазным.
Вращающееся магнитное поле, созданное вспомогательной обмоткой статора, индуцирует на роторе магнитное поле, которое вращаясь вместе с ротором, наводит ЭДС в рабочей обмотке статора, так же как и в синхронном генераторе.
Вращающееся магнитное поле остается всегда неизменным и не регулируемо, вследствие чего напряжение и частота на выходе генератора зависит от частоты оборотов ротора, а следовательно от стабильности работы двигателя электростанции.
Несмотря на простоту обслуживания, малую чувствительность к короткому замыканию и невысокую стоимость, асинхронные генераторы применяются достаточно редко, так как имеются ряд недостатков: асинхронный генератор всегда потребляет намагничивающий ток значительной силы, поэтому для его работы необходим источник реактивной мощности (конденсаторы), зависящий от активно-индуктивного характера нагрузки; ненадежность работы в экстремальных условиях; возбуждение асинхронного генератора зависит от случайных факторов и происходит, как правило, при скорости превышающей или равной синхронной; зависимость выходного напряжения и частоты тока от устойчивости работы двигателя и т. д.
Устройство генератора
Основными частями любого генератора являются: система магнитов (или, чаще всего, электромагнитов), создающих магнитное поле, и система проводников, пересекающих это магнитное поле.
При пропускании магнитного поля через катушку магнитный поток принудит свободные электроны сместиться на концы проводника. Подобное смещение отрицательно заряженных частиц становится источником возникновения электродвижущей силы — ЭДС (напряжение).
В результате у генератора при вращении его оси идёт постоянное воздействие магнитного потока на обмотки, на которых и возникает ЭДС.
Составные части генератора:
- коллектор,
- щетки,
- магнитные полюса,
- витки,
- вал,
- якорь.
Принцип действия генератора
Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции, когда в проводнике, двигающемся в магнитном поле и пересекающем его магнитные силовые линии, индуктируется ЭДС. Следовательно, такой проводник можно использовать как источник электрической энергии.
Виды генераторов
- электрогенераторы,
- бензогенераторы,
- дизельгенераторы,
- инверторные генераторы.
Применение
Генераторы используются во многих сферах жизнедеятельности и производства, при различных условиях. Бензогенераторы незаменимы в случае отключения электричества в небольших загородных домах и дачах.
Кроме того, их удобно применять в тех местах, где нет электроэнергии (отдаленные районы, горы, леса). Дизельные генераторы применяется в качестве основного или резервного источника электропитания. Инверторные генераторы незаменимы как источник дополнительного питания для электронного оборудования.
Такие электростанции исспользуются организациями, использующими различную электронную технику.
Основные виды генераторов и принципы их работы
Генератор — прибор, который вырабатывает электроэнергию за счет преобразования ее из механической энергии ДВС, ротора или турбины. Эти устройства бывают двух видов — генератор переменного тока и постоянного.
Генератор переменного тока использует в работе магнитное поле вращения (электромагнитную индукцию).
То есть, он оснащен ротором, за счет вращательных движений которого в магнитном поле происходит выработка электроэнергии.
Такой генератор имеет некоторое преимущество, и заключается оно в том, что движущий элемент устройства (ротор) совершает вращающиеся движения намного быстрее, чем в генераторе постоянного тока.
Генератор переменного тока может быть синхронным и асинхронным. На сегодняшний день практически везде используются синхронные устройства. Наиболее популярными являются трехфазные, так как они имеют более высокие качественные и эксплуатационные характеристики, нежели однофазные.
Более мощные генераторы используются, как правило, на электрических станциях, а те, которые не отличаются особой силой, прекрасно служат для автономного электроснабжения, устанавливаются в преобразователях частоты (дизель-генератор), автомобилях или на морском транспорте.
Дизель-генератор — устройство, состоящее из генератора электрического тока и электродвигателя, которые соединяются друг с другом. Оно служит для преобразования одного вида тока в другой (как правило, переменного в постоянный). И, кроме того, используется для преобразования частоты тока и числа фаз.
Дизель-генератор устанавливали, например, на металлургических производствах, для питания электролитических ванн и проч. Но с 60-х годов прошлого века эти устройства практически везде заменены на более совершенные и экономичные статические полупроводниковые преобразователи.
Устройство, преобразовывающее механическую энергию в постоянный ток за счет, опять же, вращения двигателя или ротора — это генератор постоянного тока. Но он сложнее, его вес и стоимость намного больше, чем генератора переменного тока.
Применяется генератор постоянного тока, в основном, в тех отраслях, в которых предпочтительным или необходимым является именно переменный ток. Например, это — предприятия металлургии и электролизной промышленности.
Часто генератор постоянного тока используется на электростанциях в качестве возбудителя цепи синхронных генераторов или основного источника энергии, а также находит применение на транспорте и морских судах.
Генератор. Его специфика и принцип работы
Генератор – это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в исходную электрическую энергию.
Необходимо знать, что генератор вовсе не “производит” электрическую энергию. На самом деле прибор применяет механическую энергию, которая подается к нему, чтобы направить электрические заряды, движущиеся в проводе, через внешнюю электрическую цепь.
Эта совокупность электрических зарядов составляет выходной электрический ток, подаваемый генератором.
Рабочий механизм такого устройства понятен, если учитывать то, что генератор является аналогом водяного насоса, что способствует потоку воды, однако не «производит» воду, которая движется сквозь него.
Нововведенные генераторы выполняют свою работу исходя из принципа электромагнитной индукции, впервые исследованной Майклом Фарадеем.
Изобретатель сделал открытие, согласно которому заряженный электрический поток может быть спровоцирован переносом непосредственного руководителя электроэнергии, такого как проволока с электрическим зарядом, к центру магнитного поля.
Это перемещение генерирует различное напряжение между двумя концами проволоки или электропроводника, что провоцирует электрические заряды, которые в дальнейшем будут производить электрический ток.
Основные составляющие генератора:
- Двигатель
- Генератор переменного тока
- Топливная система
- Регулятор напряжения
- Системы охлаждения и выхлопа
- Смазочная система
- Зарядное устройство
- Панель управления
- Каркас
1. Двигатель является основой механической энергии, поставляемой к генератору. Размер двигателя прямо пропорционален максимальному объёму выходной энергии, которую способен обеспечить генератор.
К тому же, топливо, используемое в двигателях, зависит от габаритов самого устройства.
Двигатели малой емкости функционируют на дизельном топливе, а большие двигатели – на природном газе, бензине, а также на пропане в сжиженной или газообразной форме.
Кроме того, внутри цилиндра двигателя есть специальный чехловой рукав в качестве своеобразной обшивки, что, в свою очередь, предотвращает износ внутренней конструкции.
Ученые создали еще один вид двигателя с расположением клапанов сверху. Такая конструкция не похожа на другие виды двигателей, поскольку впускные и выпускные клапаны расположены в передней части цилиндра.
Такие двигатели удобны в использовании благодаря компактному дизайну, легкому принципу работы, массивности каркаса, низких уровнях шума и загрязнения окружающей среды в процессе работы.
Однако, стоимость двигателей такого качества значительно выше других.
2. Генератор переменного тока – это один из элементов генератора, который преобразует механическую входную энергию двигателя в электрическую выходную.
В нем содержатся стойкие и движущиеся детали, что в дальнейшей работе вызывает движение между магнитным и электрическим полями, которые создают электрическую энергию, а его металлический корпус обеспечивает долговечность устройства.
Примером неподвижной детали есть статор. В нем содержится скопление проводников электроэнергии, намотанных на катушки. Ротор – движущийся компонент, который вращается внутри магнитного поля благодаря индукции магнитов источника постоянного тока.
3. Топливная система. Стандартный топливный бак с достаточной емкостью и мощностью может обеспечить работу генератора на протяжении 6-8 часов. Трубы топливного бака и двигателя соединены между собой.
По ним топливо поступает из бака к двигателю (линия подачи), а затем из двигателя в резервуар (линия отдачи). Вентиляционная труба предотвращает накопление давления или вакуума установки.
Переливная труба в качестве посредника между топливным баком и дренажной трубой не позволяет переполнять бак при заправке и предупреждает попадание жидкости на генератор. Электрический топливный насос поставляет топливо из резервуара к дневному баку.
Фильтр очищает топливо от воды и примесей во избежание коррозии и загрязнения. Распылитель топлива распределяет необходимый объём топлива в камеру сгорания двигателя.
4. Регулятор напряжения настраивает выходное напряжение генератора и превращает его переменный ток в постоянный.
Затем регулятор напряжения направляет этот постоянный ток на подборку вторичных обмоток в статоре, которые в свою очередь провоцируют поток переменного тока.
В данных обмотках содержатся выпрямители тока, которые отвечают за конвертирование тока в постоянный. Этот поток постоянного тока подается к ротору (установке) для создания переменного тока соответственно.
Этот цикл длится до момента производства генератором выходного напряжения, равного его полной рабочей способности. В условиях большей емкости генератора, регулятор напряжения генерирует меньший поток переменного тока. Когда генератор работает на полную мощность, этот регулятор вызывает достаточный поток постоянного тока для поддержания генератора при полном ходе работы.
5. Система охлаждения. При непрерывном процессе работы генератора (обязательно в хорошо проветриваемом помещении), его составляющие в определенной степени нагреваются.
Для этого и необходима система охлаждения и вентиляции, чтобы удалить тепло, которое накопилось во время рабочего цикла.
Для охлаждения обычно применяют пресную воду или водород, которые изымают тепло из генератора и транспортируют его по теплообменнику ко вторичной обмотке, в ней содержится химическая формула Н2О с минералами в качестве охладителя.
Система выхлопа. Выхлопные газы, выделяемые генератором, подобные тем, что возникают в дизельных или газовых двигателях и содержат ядовитые токсичные вещества.
Поэтому, необходимо обеспечить дизельный генератор выхлопной системой высокого качества для утилизации опасных газов во избежание смерти на предприятиях в результате удушения чадным газом.
Составляющие элементы стандартных выхлопных труб – это чугун, кованое железо или сталь для большей безопасности.
6. Смазочная система. Так как внутри генератора имеются движущиеся детали, для этого них необходима регулярная смазка специальными маслами для долговечности и плавного скольжения по внутренней конструкции генератора.
7. Зарядное устройство. Запуск генератора осуществляется при помощи батареек, а его зарядка – при помощи автоматического аккумулятора. Если напряжение при зарядке выше нормы, это сокращает продолжительность работы аккумулятора. Нержавеющая сталь, из которой изготавливаются такие зарядные устройства, останавливает процесс коррозии.
8.
На панели управления отображаются различные приложения, датчики параметров двигателя, которые включают в себя давление масла, температуру теплоносителя, напряжение аккумулятора, скорость вращения двигателя и срок службы, датчики генератора, а именно счетчики для измерения выходного тока и напряжения, рабочей частоты, а также автоматический включение и отключение. Другие элементы управления представляют собой переключатель фазового селектора, частотный выключатель и переключатель управления двигателем на ручной или автоматический режим.
9. Каркас. Дизельные генераторы покрыты заземленным прочным корпусом для обеспечения крепления всех частей.
Преимущества дизельных генераторов
Дизельные генераторы устанавливают непрерывный равномерный поток напряжения на других устройствах, позволяют регулировать колебания.
Они изготавливаются для стабильного использования и имеют меньшее количество подвижных частей в отличие от других типов генераторов. А значит, для них не обязательное постоянное техническое обслуживание и ремонт.
Дизельные генераторы экономнее бензиновых. Это обеспечивает более длинную продолжительность рабочего цикла при одинаковой мощности.
Дизельное топливо дешевле, чем бензин, потому дизельные генераторы дешевле в использовании. Частично это связано с тем, что дизельные двигатели не содержат в себе свечи зажигания или карбюраторы. Главным постоянным требованием к обслуживанию дизельного двигателя является регулярная смена масла.
Также одним из преимуществ таких видов генератора является его долговечность. В отличие от бензинового генератора, дизельный работает на 3 года дольше. Кроме того, дизельное топливо менее легковоспламеняющееся по сравнению с бензином.
Во избежание потенциальных убытков
Одной из самых распространенных причин повреждения дизельных генераторов является их недостаточная загруженность. То есть, дизельные генераторы работают более продуктивно именно при полной мощности. Во время выполнения задач на низкой мощности они способны выделять углекислый газ.
В результате сажа и остатки от неиспользованного топлива могут скапливаться, что негативно влияет на поршневые кольца генератора. Во избежание этого, необходимо использовать генератор примерно на 70% от максимальной нагрузки.
Хотя эти генераторы составляют высокую стоимость, однако они являются надежным источником электроэнергии, что значительно улучшит работу на предприятии.
Использование дизельных генераторов в промышленности:
- для энергообеспечения населенных пунктов, заводов, аэродромов и аэропортов;
- для обеспечения электроснабжением водного, железнодорожного видов транспорта и с/х техники;
- в качестве вспомогательного источника энергии для карьерных самосвалов.
Виды генераторов электрического тока
Другие направления деятельности ООО «Кронвус-Юг»
www.4akb.ru
Оборудование для
обслуживания аккумуляторов
ural-k-s.ru
Промышленное и
автосервисное оборудование
www.metallmeb.ru
Производство мебели
специального назначения
verstaki.com
Слесарные верстаки и
производственная мебель
Генераторы представляют собой устройства, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Как правило, они производят электрический ток двух видов – постоянный и переменный.
Генераторы постоянного и переменного тока
Если рассматривать генератор постоянного тока, то в его состав его конструкции входит неподвижный статор с вращающимся ротором и дополнительной обмоткой. За счет движения ротора вырабатывается электрический ток. Генераторы постоянного тока в основном используются в металлургической промышленности, морских судах и общественном транспорте.
Генераторы переменного тока вырабатывают энергию за счет вращения ротора в магнитном поле. Путем вращения прямоугольного контура вокруг неподвижного магнитного поля, механическая энергия преобразуется в электрический ток. Данный вид генератора имеет преимущество в том, что ротор (основной движущий элемент) вращается быстрее, чем в генераторах переменного тока.
Синхронные и асинхронные генераторы
Генераторы, вырабатывающие переменный ток бывают синхронными и асинхронными. Они отличаются друг от друга своими возможностями. Мы не будем подробно рассматривать их принцип работы, а остановимся лишь на некоторых особенностях.
Синхронный генератор конструктивно сложнее асинхронного, вырабатывает более чистый ток и при этом легко переносит пусковые перегрузки. Синхронные агрегаты отлично используются для подключения техники, которая чувствительно реагирует на перепады напряжения (компьютеры, телевизоры и различные электронные устройства). Также, отлично справляются с питанием электродвигателей и электроинструментов.
Асинхронные генераторы, благодаря простоте конструкции достаточно стойки к короткому замыканию. По этой причине они используются для питания сварочной техники и электроинструментов. К данным агрегатам ни в коем случае нельзя подключать высокоточную технику.
Однофазные и трехфазные генераторы
Необходимо учитывать характеристику, связанную с типом вырабатываемого тока. Однофазные модели выдают 220 В, трехфазные — 380 В. Это очень важные технические параметры, которые необходимо знать каждому покупателю.
Однофазные модели считаются самыми распространенными, поскольку часто используются для бытовых нужд. Трехфазные позволяют напрямую снабжать электроэнергией крупные промышленные объекты, здания и целые поселки.
Перед покупкой генератора, необходимо владеть определенной технической информацией, понимать, чем они отличаются, поскольку это поможет Вам выбрать достойную модель, конкретно для ваших нужд, а также избавиться от лишних хлопот и сэкономить средства.
Компания «ООО «Кронвус-Юг»» реализует и изготавливает бензиновые, дизельные, и газовые электростанции, которые вы можете купить по выгодной цене.
Дизельные, бензиновые, газовые, портативные, передвижные
Использование энергетических ресурсов нуждается в преобразовании одних форм энергии в другие. Устройства, в которых такое преобразование происходит, являются преобразователями энергии. Данное преобразование, как правило, включает в себя промежуточную стадию: энергия простого носителя предварительно преобразуется в механическую, а после этого полученная механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
Энергетический преобразователь, преобразующий механическую энергию в электрическую энергию или наоборот, называется электрической машиной. Электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую энергию, называются электрическим генератором. Любая электрическая машина является электромагнитным устройством, которое включает в себя взаимозависимые магнитные и электрические цепи.
Если встал вопрос, как выбрать электростанцию или генератор, то нужно учитывать множество факторов:
- мощность,
- время непрерывной работы,
- вид топлива,
- производителя и т.д.
Ниже приведена классификация генераторов по различным параметрам.
По типу первичного двигателя промежуточной стадии электрические генераторы бывают:
- турбогенераторами, приводимыми в движение газотурбинным двигателем;
- гидрогенераторами, приводимыми в движение гидравлической турбиной;
- дизель-генераторами, бензо-генераторами, газогенераторами, приводимыми в движение двигателем внутреннего сгорания;
- ветрогенераторами, приводимыми в движение энергией ветра.
По виду выходного электрического тока бывают электрические генераторы:
- Постоянного тока. Их принцип действия основан на законе электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году, — электродвижущая сила индуцируется в прямоугольном контуре, который находится в однородном вращающемся магнитном поле. Преобразование в постоянный ток осуществляется посредством электромеханического выпрямителя – коллектора.
- Переменного тока.
В основе их действия также лежит закон электромагнитной индукции. Поток электрических зарядов вызван перемещением электрического проводника. Это движение создает разность напряжений между двумя концами провода, что в свою очередь заставляет двигаться электрические заряды, таким образом, генерируя электрический ток.
По мобильности:
- Портативные (переносные). Такой тип генератора является одним из наиболее эффективных и удобных решений вопроса резервного электроснабжения загородного дома, обеспечения электричеством в туристическом походе, улучшения условий проживания в длительных путешествиях и экспедициях. Если необходим независимый источник питания, и вы не знаете, как выбрать генератор бензиновый, то первое, что нужно учесть, что его мощность колеблется в пределах от 0,5 до 12 кВт и для крупных объектов не подходит. Хотя малый вес и экономичность делает его популярным резервным источником питания. Эти генераторы оснащены двигателями с воздушным охлаждением.
- Передвижные. Для такого типа генератора не требуется специальное помещение и монтаж. Оборудование имеет постоянную готовность к срочной эксплуатации. Установка на шасси позволяет доставить оборудование (прицепную электростанцию) в труднодоступную точку, где нет электричества.
- Стационарные генераторы и электростанции. Применяются для бесперебойной подачи электрической энергии значительных мощностей. Не подлежат транспортировке и имеют постоянное место нахождения. Используются на строительных площадках, различных промышленных объектах непрерывного производства, в торговых центрах и проч. Такие генераторы имеют жидкостное охлаждение с использованием антифриза (радиаторное охлаждение).
В свою очередь стационарные генераторы бывают закрытого и открытого типа (закрытый тип имеет шумопоглощающий всепогодный кожух, открытый тип может быть установлен в помещении, где нет ограничений по уровню шума).
По назначению:
- Бытовые.
Из-за способности эффективного обеспечения электрической энергией не более 8 часов в сутки, бытовые генераторы используются как резервный источник при кратковременных отключениях электроэнергии централизованными линиями электропередач на дачах, в загородных домах, на небольших производствах. Зачастую эти устройства бывают бензиновыми, весят от 25 до 200кг, просты в обслуживании, имеют небольшие габариты.
- Профессиональные. Предназначены для интенсивного использования на крупных объектах (больницах, супермаркетах, стройплощадках, промышленных предприятиях), а также в жестких условиях эксплуатации. Могут работать в качестве как основных, так и резервных источников электроэнергии. Имеют большой моторесурс.
По применению:
- Резервные. Используются как резервные источники электроэнергии (при аварийном или временном отключении электричества).
- Основные. Используются там, где вообще отсутствует электроснабжение.
По числу фаз:
- Однофазные. Подходят для подключения только однофазных потребителей с нагрузкой 220В.
- Трехфазные. Этот тип генератора может выдавать как 220В, так и 380В. Он используется для подключения трехфазных потребителей, а также может быть подключен к 1-фазным потребителям, но в этом случае необходимо равномерное распределение нагрузки между фазами (разница мощностей на разных фазах не должна отличаться на 20-25%). Трехфазные дизельные генераторы имеют больший КПД по сравнению с однофазными бензиновыми.
По виду пуска или степени автоматизации:
- Ручной. Запускается пусковой рукояткой.
- Электростартерный или автоматический. Запускается поворотом ключа или нажатием на кнопку. Также может иметь дистанционный запуск пультом, соединенным с генератором кабелем.
По виду топлива в двигателе внутреннего сгорания:
- Бензиновые.
Работают на высокооктановых сортах бензина. Расход топлива составляет 1-2,5 л в час. Предел непрерывной работы – 12 часов, в связи с чем не используются в качестве полной замены электроснабжению, но купить электростанцию на бензине для аварийного и резервного источника с небольшими мощностями – оптимальный вариант. Бензиновые генераторы просты в эксплуатации, с низким уровнем шума, однако имеют низкий КПД по сравнению с дизельными аналогами.
- Дизельные. Работают на дизельном дистиллятном и остаточном топливе. Благодаря обеспечению низкой стоимости вырабатываемой электроэнергии имеют быструю окупаемость. Расход топлива составляет 2-3 л в час. Несмотря на большую стоимость по сравнению с бензиновыми установками, этот тип генераторов экономичнее, имеет больший моторесурс, может работать в суровых условиях с сильной запыленностью и при низких температурах. Купить генератор дизельный – значит обеспечить объект оборудованием, рассчитанным на интенсивное использование.
- Газовые.
Работают на пропан-бутановых смесях и природном газе. Требуют врезку к газовой магистрали или периодическую замену баллона. Отличаются стабильной, надежной и экономичной работой, выдают мощности в диапазоне от 1,5 кВт до десятков тысяч, в результате чего используются на объектах с высоким энергопотреблением. Из-за низкого давления на поршень двигателя, установка работает бесшумно и без вибраций, полное сгорание газа обеспечивает чистоту выхлопа. Особенность: запуск двигателя может быть только при плюсовых температурах, поэтому генератор должен устанавливаться в отапливаемых помещениях.
По производителю
Дизельные: Honda, Kubota, Yamaha (Япония), John Deer (США), Hatz (Германия), Perkins (Великобритая) и др. Продукцию Hondа отличает бесшумность работы и долговечность двигателя. Бензиновые: Mecc Alte, Sincro, Soga (Италия), Stamford (Великобритания) и др. Синхронные генераторы Mecc Alte отличаются высочайшим качеством, безопасностью и надежностью.
Наличие собственного, независимого источника электроэнергии – важное дополнение к техническому оборудованию частного домовладения или предприятия. Электрогенератор решает многие проблемы, связанные с электроснабжением. Правильная эксплуатация и должное сервисное обслуживание позволит использовать электростанции многие годы.
Автомобильные генераторы переменного тока.
Генераторы переменного тока
Развитие автомобилестроения сопровождалось ростом требований к безотказности и увеличению срока службы автомобилей, комфорту их эксплуатации, снижению эксплуатационных затрат на техническое обслуживание и ремонт, а также соответствие все возрастающим требованиям безопасности движения.
В связи с этим появилась необходимость существенного увеличения мощности и срока службы автомобильных генераторов, как основных источников электрического тока, улучшения их эксплуатационных характеристик и снижения эксплуатационных затрат. Появилась необходимость уменьшения габаритных размеров и массы генераторов, как, впрочем, и многих других агрегатов и устройств, что позволяло гибко проектировать компоновку и внешний дизайн автомобилей, а также получать экономию дорогостоящих металлов.
Удовлетворение перечисленных требований путем совершенствования конструкции и технологии производства генераторов постоянного тока, учитывая низкую надежность и малый срок службы щеточно-коллекторного узла, а также габаритные размеры и массу генераторов постоянного тока, стало неосуществимо. Поэтому было выбрано новое направление в развитии автомобильных генераторов – создание генераторов переменного тока.
Название «генератор переменного тока» несколько условно, и касается в основном особенностей конструкции генератора, поскольку они оснащены встроенными полупроводниковыми выпрямителями и питают потребители постоянным (выпрямленным) током.
В генераторах постоянного тока таким выпрямителем является щеточно-коллекторный узел, осуществляющий выпрямление переменного тока, полученного в обмотках якоря.
Развитие полупроводниковой техники позволило применить в генераторах переменного тока более совершенный и надежный выпрямитель на полупроводниковых диодах, в котором отсутствовали механические детали и узлы, подверженные износу и отказам.
***
Преимущества и недостатки генераторов переменного тока
К основным преимуществам генераторов переменного тока по сравнению с генераторами постоянного тока можно отнести следующие свойства:
- при одинаковой мощности их масса в 1,8…2,5 раза меньше, причем примерно в три раза меньше расходуется ценного цветного металла – меди;
- при одинаковых габаритах генераторы переменного тока выдают большую мощность;
- ток начинает вырабатываться при меньшей частоте вращения ротора;
- проще схема и конструкция регулирующего устройства вследствие отсутствия элемента ограничения силы тока и реле обратного тока;
- проще и надежнее конструкция токосъемного устройства, особенно, в бесконтактных генераторах переменного тока;
- меньше эксплуатационные затраты из-за высокой надежности работы и увеличения срока службы.
С практической точки зрения преимущества генератора переменного тока проявляются в том, что вырабатываемый им ток снимается с неподвижных обмоток, закрепленных на корпусе-статоре. Обмотка возбуждения, выполненная на вращающемся роторе, существенно легче неподвижных обмоток статора, поэтому ротор можно вращать с большей скоростью, не опасаясь явлений дисбаланса вращающихся масс. Да и ток возбуждения в этом случае подвести проще, поскольку он небольшой. В результате щетки и контактные кольца служат дольше.
Кроме того, генератор постоянного тока, в отличие от генератора переменного тока, начинает вырабатывать ток при относительно большой частоте вращение якоря. По этой причине для его полноценного функционирования, например, на холостых оборотах двигателя, необходимо значительное передаточное число привода, что в дальнейшем (на рабочей частоте коленчатого вала) может привести к дисбалансу (из-за значительной массы якоря), износу подшипников и элементов привода генератора.
Определенное преимущество генераторов переменного тока проявляется, также, в том, что при необходимости получения высокого напряжения (например, для питания высоковольтных потребителей), достаточно использовать небольшой трансформатор. Увеличить напряжение постоянного тока таким способом не удастся. Несмотря на то, что в автомобильных бортовых сетях необходимость получения высокого напряжения возникает крайне редко, такую возможность нельзя сбрасывать со счетов.
Основные недостатки генератора переменного тока — необходимость выпрямления вырабатываемого им тока, а также некоторое рассеивание мощности в окружающих ротор и статор металлических деталях из-за возникновения вихревых и реактивных токов в переменном электромагнитном поле. Тем не менее, достоинства генераторов переменного тока с лихвой окупают отмеченные недостатки.
Первые автомобильные генераторы переменного тока были спроектированы для работы с отдельными селеновыми выпрямителями и вибрационными регуляторами напряжения. Селеновые выпрямители имели значительные размеры, и их приходилось размещать отдельно от генератора, в местах, где обеспечивалось хорошее охлаждение. Для присоединения такого выпрямителя к генератору требовалась дополнительная проводка.
Кроме того, селеновые выпрямители были недостаточно теплостойки, и допускали максимальную рабочую температуру не выше +80 ˚С.
По этим причинам в дальнейшем от селеновых выпрямителей отказались, и стали применять кремниевые диоды, которые были менее габаритны, обладали хорошей теплостойкостью, что позволяло размещать их непосредственно в генераторе.
На смену вибрационным регуляторам напряжения пришли сначала контактно-транзисторные, а затем бесконтактные на дискретных элементах и бесконтактные интегральные регуляторы.
Габаритные размеры интегральных регуляторов позволяют встраивать их в генератор, который совместно со встроенными регулятором и выпрямительным блоком называется генераторной установкой.
***
Принципиальное устройство генератора переменного тока
На рис. 1 представлена упрощенная схема генератора переменного тока, который состоит из двух основных частей: статора с неподвижной обмоткой, в которой индуцируется переменный ток, и ротора, создающего магнитное поле.
Полюсы ротора поочередно проходят мимо неподвижных катушек статора, размещенных на пазах с внутренней стороны корпуса генератора. При этом изменяется направление магнитного потока, а, следовательно, и направление индуцируемой в катушке ЭДС.
Обычно число полюсов магнита на роторе и число катушек в корпусе позволяет получить трехфазный ток. У трехфазных генераторов обмотки имеют одну общую точку, где соединяются их концы, поэтому такая схема соединения называется «звездой», а общая точка обмотки – нулевой точкой.
Вторые концы обмоток присоединяют к двухполупериодному выпрямителю. Магнитное поле ротора может создаваться постоянным магнитом или электромагнитом. В последнем случае к обмотке возбуждения электромагнита подводится постоянное напряжение.
Применение в роторе электромагнитов усложняет конструкцию генератора, так как необходимо подводить напряжение к вращающейся детали – ротору, но в этом случае возможно регулирование напряжения изменением частоты вращения ротора. Кроме того, магнитные свойства постоянных магнитов существенно зависят от их температуры.
Более подробно устройство и работа автомобильного генератора переменного тока приведены на следующей странице.
***
Бесконтактные генераторы с электромагнитным возбуждением
Для автомобильных генераторов надежность и срок службы определяются тремя факторами:
- качеством электрической изоляции;
- качеством подшипниковых узлов;
- надежностью токосъемных (щеточно-контактных) устройств.
Первые два фактора зависят от уровня развития смежных производств. Третий фактор может быть исключен путем использования бесконтактных генераторов, имеющих более высокую надежность и ресурс, чем контактные генераторы, использующие щеточно-контактные токосъемные устройства. Это стимулировало создание автомобильных бесконтактных генераторов переменного тока с электромагнитным возбуждением – индукторных генераторов и генераторов с укороченными полюсами.
К бесконтактным генераторам с электромагнитным возбуждением относятся индукторные генераторы и генераторы с укороченными клювами. Работает генератор следующим образом.
Обмотка возбуждения, по которой протекает постоянный ток, создает в магнитной системе поток, который при вращении ротора изменяется по величине без изменения знака. Этот поток замыкается, проходя через воздушные зазоры между валом и элементами ротора, зубцы которого выполнены в виде звездочки, воздушный зазор между ротором и статором, магнитопровод статора и крышку генератора.
Изменение магнитного потока в якоре при вращении ротора происходит за счет изменения магнитного сопротивления воздушного зазора между зубцами статора и ротора.
Магнитный поток Ф у индукторных генераторов пульсирующий. Магнитный поток в воздушном зазоре периодически изменяется от Фmах, когда оси зубцов ротора и статора совпадают, до Фmin, когда оси зубцов ротора и статора смещены на угол 180˚ электрических градусов. Таким образом, магнитный поток имеет среднюю постоянную и переменную составляющую с амплитудой
Фпер = 0,5 (Фmах — Фmin)
3убец и впадина ротора (индуктора) генератора образуют пару полюсов, поэтому частота тока якоря в индукторе генератора может быть определена по формуле:
f = zn/60,
где z- число зубцов ротора.
В генераторах с укороченными полюсами бесконтактность достигается за счет неподвижного крепления обмотки возбуждения с помощью немагнитной обоймы. Полюсы клювообразной формы имеют длину меньше половины длины активной части ротора. В процессе вращения ротора магнитный поток возбуждения пересекает витки обмотки статора, индуцируя в них ЭДС.
Генераторы с укороченными полюсами просты по конструкции, технологичны. Роторы таких генераторов имеют малое рассеяние.
К недостаткам можно отнести несколько большую, чем у контактных генераторов, массу при той же мощности. Также следует отметить трудность крепления обмотки возбуждения и обеспечения жесткости и механической прочности ее крепления.
Применение на автомобилях существующих конструкций индукторных генераторов долго сдерживалось следующими трудностями:
- невысокие удельные показатели;
- повышенный уровень пульсации выпрямленного напряжения;
- повышенный уровень шума.
Дальнейшее совершенствование конструкции и устранение вышеперечисленных недостатков позволило использовать индукторные генераторы переменного тока на автомобилях.
Впервые бесщеточные генераторы с укороченными полюсами 45.3701 и 49.3701 были использованы на автомобилях марки «УАЗ».
***
Небольшой видеоролик позволит наглядно понять основные принципы работы и устройство автомобильного генератора переменного тока.
***
Устройство и работа генератора автомобиля ВАЗ
Главная страница
Дистанционное образование
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты
Устройство и работа генератора переменного тока
Термин «генерация» в электротехнику пришел из латинского языка. Он обозначает «рождение». Применительно к энергетике можно сказать, что генераторами называют технические устройства, занимающиеся выработкой электроэнергии.
При этом надо оговориться, что производить электрический ток можно за счет преобразования различных видов энергии, например:
тепловой и других.
Исторически сложилось так, что генераторами называют конструкции, которые преобразуют кинетическую энергию вращения в электричество.
По виду вырабатываемой электроэнергии генераторы бывают:
1. постоянного тока;
Принцип работы простейшего генератора
Физические законы, которые позволяют создавать современные электрические установки для выработки электроэнергии за счет преобразований механической энергии, открыты учеными Эрстедом и Фарадеем.
В конструкции любого генератора реализуется принцип электромагнитной индукции, когда происходит наводка электрического тока в замкнутой рамке за счет пересечения ее вращающимся магнитным полем, которое создается постоянными магнитами в упрощенных моделях бытового использования или обмотками возбуждения на промышленных изделиях повышенных мощностей.
При вращении рамки изменяется величина магнитного потока.
Электродвижущая сила, наводимая в витке, зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего рамку в замкнутом контуре S, и прямо пропорциональна его значению. Чем быстрее осуществляется вращение ротора, тем выше величина вырабатываемого напряжения.
Для того чтобы создать замкнутый контур и отвести с него электрический ток, потребовалось создать коллектор и щеточный узел, обеспечивающий постоянный контакт между вращающейся рамкой и стационарно расположенной частью схемы.
За счет конструкции подпружиненных щеток, прижимающихся к коллекторным пластинам, происходит передача электрического тока на выходные клеммы, а с них дальше он поступает в сеть потребителя.
Принцип работы простейшего генератора постоянного тока
При вращении рамки вокруг оси ее левая и правая половинки циклически проходят около южного или северного полюса магнитов. В них каждый раз происходит смена направлений токов на противоположное так, что у каждого полюса они протекают в одну сторону.
Для того чтобы в выходной цепи создавался постоянный ток, на коллекторном узле создано полукольцо для каждой половинки обмотки. Прилегающие к кольцу щетки снимают потенциал только своего знака: положительный или отрицательный.
Поскольку полукольцо вращающейся рамки разомкнуто, то в нем создаются моменты, когда ток достигает максимального значения или отсутствует. Чтобы поддерживать не только направление, но и постоянную величину вырабатываемого напряжения, рамку изготавливают по специально подготовленной технологии:
у нее используют не один виток, а несколько — в зависимости от величины запланированного напряжения;
число рамок не ограничивается одним экземпляром: их стараются сделать достаточным количеством для оптимального поддержания перепадов напряжения на одном уровне.
У генератора постоянного тока обмотки ротора располагают в пазах магнитопровода. Это позволяет сокращать потери наводимого электромагнитного поля.
Конструктивные особенности генераторов постоянного тока
Основными элементами устройства являются:
внешняя силовая рама;
коммутационный узел со щётками.
Корпус изготавливают из стальных сплавов или чугуна для придания механической прочности общей конструкции. Дополнительной задачей корпуса является передача магнитного потока между полюсами.
Полюса магнитов крепят к корпусу шпильками или болтами. На них монтируют обмотку.
Статор , называемый еще ярмом или остовом, изготавливают из ферромагнитных материалов. На нем размещают обмотку катушки возбуждения. Сердечник статора оснащен магнитными полюсами, образующими его магнитное силовое поле.
Ротор имеет синоним: якорь. Его магнитопровод состоит из шихтованных пластин, снижающих образование вихревых токов и повышающих КПД. В пазы сердечника заложены обмотки ротора и/или самовозбуждения.
Коммутационный узел со щетками может иметь разное количество полюсов, но оно всегда кратно двум. Материалом щеток обычно используют графит. Коллекторные пластины изготавливают из меди, как наиболее оптимального металла, подходящего по электрическим свойствам проводимости тока.
Благодаря использованию коммутатора на выходных клеммах генератора постоянного тока образуется сигнал пульсирующего вида.
Основные типы конструкций генераторов постоянного тока
По типу питания обмотки возбуждения различают устройства:
1. с самовозбуждением;
2. работающие на основе независимого включения.
Первые изделия могут:
использовать постоянные магниты;
или работать от внешних источников, например, аккумуляторных батарей, ветряной установки…
Генераторы с независимым включением работают от собственной обмотки, которая может быть подключена:
шунтами или параллельным возбуждением.
Один из вариантов подобного подключения показан на схеме.
Примером генератора постоянного тока может служить конструкция, которая раньше часто применялась на автомобильной технике. Ее устройство такое же, как у асинхронного двигателя.
Подобные коллекторные конструкции способны работать в режиме двигателя или генератора одновременно. За счет этого они получили распространение в существующих гибридных автомобилях.
Процесс образования якорной реакции
Она возникает в режиме холостого хода при неправильной настройке усилия прижатия щеток, создающее неоптимальный режим их трения. Это может привести к снижению магнитных полей или возникновению пожара из-за повышенного образования искр.
Способами ее снижения являются:
компенсации магнитных полей за счет подключения дополнительных полюсов;
настройка сдвига положения коллекторных щеток.
Преимущества генераторов постоянного тока
отсутствие потерь на гистерезис и образование вихревых токов;
работа в экстремальных условиях;
пониженный вес и маленькие габариты.
Принцип работы простейшего генератора переменного тока
Внутри этой конструкции используются все те же детали, что и у предыдущего аналога:
коллекторный узел со щетками для отвода тока.
Основное отличие заключается в устройстве коллекторного узла, который создан так, что при вращении рамки через щетки постоянно создается контакт со своей половинкой рамки без циклической смены их положения.
За счет этого ток, сменяющийся по законам гармоники в каждой половинке, полностью без изменений передается на щетки и далее через них в схему потребителя.
Естественно, что рамка создана намоткой не из одного витка, а рассчитанного их количества для достижения оптимального напряжения.
Таким образом, принцип работы генераторов постоянного и переменного тока общий, а отличия конструкции заключаются в изготовлении:
коллекторного узла вращающегося ротора;
конфигурации обмоток на роторе.
Конструктивные особенности промышленных генераторов переменного тока
Рассмотрим основные части промышленного индукционного генератора, у которого ротор получает вращательное движение от рядом расположенной турбины. В конструкцию статора включен электромагнит (хотя магнитное поле может создаваться набором постоянных магнитов) и обмотка ротора с определённым числом витков.
Внутри каждого витка индуктируется электродвижущая сила, которая последовательно складывается в каждом из них и образует на выходных зажимах суммарное значение напряжения, выдаваемого на схему питания подключенных потребителей.
Чтобы повысить на выходе генератора амплитуду ЭДС используют специальную конструкцию магнитной системы, выполненную из двух магнитопроводов за счет применения специальных сортов электротехнической стали в виде шихтованных пластин с пазами. Внутри их смонтированы обмотки.
В корпусе генератора расположен сердечник статора с пазами для размещения обмотки, создающей магнитное поле.
Вращающийся на подшипниках ротор тоже имеет магнитопровод с пазами, внутри которых смонтирована обмотка, получающая индуцируемую ЭДС. Обычно для размещения оси вращения выбирается горизонтальное направление, хотя, встречаются конструкции генераторов с вертикальным расположением и соответствующей конструкцией подшипников.
Между статором и ротором всегда создается зазор, необходимый для обеспечения вращения и исключения заклинивания. Но, в то же время в нем происходит потеря энергии магнитной индукции. Поэтому его стараются делать минимально возможным, оптимально учитывая оба этих требования.
Расположенный на одном валу с ротором возбудитель является электрогенератором постоянного тока, обладающим относительно небольшой мощностью. Его назначение: питать электроэнергией обмотки силового генератора в состоянии независимого возбуждения.
Подобные возбудители применяют чаще всего с конструкциями турбинных или гидравлических электрогенераторов при создании основного либо резервного способа возбуждения.
На картинке промышленного генератора показано расположение коллекторных колец и щеток для съема токов с конструкции вращающегося ротора. Этот узел при работе испытывает постоянные механические и электрические нагрузки. Для их преодоления создается сложная конструкция, которая при эксплуатации требует периодических осмотров и выполнения профилактических мероприятий.
Чтобы снизить создаваемые эксплуатационные затраты применяется другая, альтернативная технология, при которой тоже используется взаимодействие между вращающимися электромагнитными полями. Только на роторе располагают постоянные или электрические магниты, а напряжение снимают со стационарно расположенной обмотки.
При создании подобной схемы такую конструкцию могут называть термином «альтернатор». Она применяется в синхронных генераторах: высокочастотных, автомобильных, на тепловозах и судах, установках электрических станций энергетики для производства электроэнергии.
Особенности синхронных генераторов
Название и отличительный признак действия заключен в создании жесткой связи между частотой переменной электродвижущей силы, наводимой в статорной обмотке «f» и вращением ротора.
В статоре вмонтирована трехфазная обмотка, а на роторе — электромагнит с сердечником и обмоткой возбуждения, запитанной от цепей постоянного тока через щеточный коллекторный узел.
Ротор приводится во вращение от источника механической энергии — приводного двигателя с одинаковой скоростью. Его магнитное поле совершает такое же движение.
В обмотках статора наводятся одинаковые по величине, но сдвинутые на 120 градусов по направлению электродвижущие силы, создающие трехфазную симметричную систему.
При подключении на концы обмоток цепей потребителей в схеме начинают действовать токи фаз, которые образуют магнитное поле, вращающееся точно так же: синхронно.
Форма выходного сигнала наводимой ЭДС зависит только от закона распределения вектора магнитной индукции внутри зазора между полюсами ротора и пластинами статора. Поэтому добиваются создания такой конструкции, когда величина индукции меняется по синусоидальному закону.
Когда зазор имеет постоянную характеристику, то вектор магнитной индукции внутри зазора создается по форме трапеции, как показано на графике линий 1.
Если же форму краев на полюсах исправить на косоугольную с изменением зазора до максимального значения, то можно добиться синусоидальной формы распределения, как показано линией 2. Этим приемом и пользуются на практике.
Схемы возбуждения синхронных генераторов
Магнитодвижущая сила, возникающая на обмотке возбуждения «ОВ» ротора, создает его магнитное поле. Для этого существуют разные конструкции возбудителей постоянного тока, основанные на:
1. контактном методе;
2. бесконтактном способе.
В первом случае используется отдельный генератор, называемый возбудителем «В». Его обмотка возбуждения питается от дополнительного генератора по принципу параллельного возбуждения, именуемого подвозбудителем «ПВ».
Все роторы размещаются на общем валу. За счет этого они вращаются совершенно одинаково. Реостаты r1 и r2 служат для регулирования токов в схемах возбудителя и подвозбудителя.
При бесконтактном способе отсутствуют контактные кольца ротора. Прямо на нем монтируют трехфазную обмотку возбудителя. Она синхронно вращается с ротором и передает через совместно вращающийся выпрямитель электрический постоянный ток непосредственно на обмотку возбудителя «В».
Разновидностями бесконтактной схемы являются:
1. система самовозбуждения от собственной обмотки статора;
2. автоматизированная схема.
При первом методе напряжение от обмоток статора поступает на понижающий трансформатор, а затем — полупроводниковый выпрямитель «ПП», вырабатывающий постоянный ток.
У этого способа первоначальное возбуждение создается за счет явления остаточного магнетизма.
Автоматическая схема создания самовозбуждения включает использование:
трансформатора напряжения ТН;
автоматизированного регулятора возбуждения АВР;
трансформатора тока ТТ;
выпрямительного трансформатора ВТ;
тиристорного преобразователя ТП;
блока защиты БЗ.
Особенности асинхронных генераторов
Принципиальное отличие этих конструкций состоит в отсутствие жесткой связи между частотами вращения ротора (nr) и индуцируемой в обмотке ЭДС (n). Между ними всегда существует разница, которую называют «скольжением». Ее обозначают латинской буквой «S» и выражают формулой S=(n-nr)/n.
При подключении нагрузки на генератор создается тормозной момент для вращения ротора. Он влияет на частоту вырабатываемой ЭДС, создает отрицательное скольжение.
Конструкцию ротора у асинхронных генераторов изготавливают:
Асинхронные генераторы могут иметь:
1. независимое возбуждение;
В первом случае используется внешний источник переменного напряжения, а во втором — полупроводниковые преобразователи или конденсаторы в первичной, вторичной или обоих видах схем.
Таким образом, генераторы переменного и постоянного тока имеют много общих черт в принципах построения, но отличаются конструктивным исполнением определённых элементов.
Преобразование механической энергии в электрическую происходит при помощи генератора тока. В основном, практикуется использование вращающихся электромашинных генераторов. При вращении, в проводнике возникает электродвижущая сила под действием изменяющегося магнитного поля. Часть генератора, создающая магнитное поле, называется индуктором, а та часть, где образуется электродвижущая сила, носит название якоря.
Принцип действия
Вращающаяся часть генератора называется ротором, а его неподвижная часть является статором. Генератор переменного тока имеет статор и ротор, которые по своей конструкции могут быть одновременно якорем и индуктором.
Практически, всю электроэнергию на мировых электростанциях производят электрогенераторы переменного тока. При вращении индуктора, создается магнитное поле, которое вращается и наводит в обмотке статора переменную электродвижущую силу. Ее частота полностью совпадает с частотой вращения ротора.
Элементы генератора
В состав магнитной системы статора входят тонкие стальные листы, спрессованные в пакет. В пазах этого пакета размещается обмотка статора. Она включает в себя три фазы, сдвинутые относительно друг друга на одну третью часть периметра статора. Электродвижущие силы, индуцированные в обмотках фаз, так же сдвинуты между собой на 1200. Каждая фаза имеет обмотку, состоящую из катушек с множеством витков, соединяемых между собой параллельно или последовательно. Части катушек, выступающие из пазов, носят название лобовых соединений статора.
В индукторе и статоре, количество полюсов может быть и более двух. Количество полюсов полностью зависит от частоты вращения ротора. При замедлении вращения ротора может иметь возрастающее число полюсов.
Массивный стальной сердечник ротора содержит в себе обмотку возбуждения генератора. Данная конструкция применяется для электрогенераторов переменного тока, работающих с высокой частотой вращения. Это вызвано тем, что при высоких скоростях вращения, обмотка ротора подвержена действию больших центробежных сил. Большое количество полюсов предполагает наличие отдельной обмотки возбуждения у каждого полюса, что характерно для электрогенераторов, работающих на малых скоростях.
В гидротурбинах генераторы переменного тока могут иметь конструкцию с вертикальным расположением вала. При работе в зависимости от мощности, может применяться воздушное, водородное, водяное или масляное охлаждение.
Все о ремонте, тюнинге, устройстве, эксплуатации автомобиля, советы, автоновости, автофакты
Современные автомобили оборудованы сложной системой электронных датчиков, мощными осветительными приборами и аудиосистемами. Для обеспечения исправной работы всех электрических приборов автомобиля необходима стабильная выработка электрического тока, которая является основной функцией генератора переменного тока автомобиля.
Автомобильный генератор переменного тока
Собственно, генератор не вырабатывает ток самостоятельно, а лишь конвертирует его из механической энергии, вырабатываемой внешним носителем, в электрическую энергию.
Назначение генератора переменного тока
Схема генератора переменного тока используется в автомобилях по причине того, что переменный ток способен максимально обеспечить потребности основных узлов авто в электроэнергии. Для того, чтобы усвоить принцип работы генератора переменного тока, нужно в первую очередь рассмотреть, что такое переменный ток.
Произвести переменный ток можно путем помещения прямолинейного металлического проводника между двумя разнополюсными магнитами. Вращение проводника посредством посторонней силы по часовой стрелке способствует образованию индуктированного электрического заряда при пересечении магнитных линий. Таким образом, выработка переменного тока в генераторе происходит по принципу электромагнитной индукции, но чтобы преобразовать его в стабильный ток нужной величины, нужно рассмотреть устройство генератора переменного тока.
Принцип работы генератора переменного тока
Конструкция генератора переменного тока
К важным конструкционным элементам генератора относятся:
Шкив выступает стержнем для крепления всех конструкционных узлов генератора. Также посредством вращательных движений он передает механическую энергию от двигателя к ротору генератора. Шкив приводиться в движение через двигатель от клинового ремня.
Конструкция генератора переменного тока
Ротор представляет собой стальной вал с медной обмоткой возбуждения, которая соединяется с контактными пальцами специальными выводами. Обмотку возбуждения с двух сторон накрывают стальные втулки в виде короны с клиновидными выступами, расположенными по направлению друг к другу. Выступы двух втулок создают противоположные магнитные поля, которые являются остаточными, даже когда ток в обмотке отсутствует. Это обеспечивает самовозбуждение генератора только при высокой частоте вращения двигателя, что невозможно при запуске мотора. По этой причине на обмотку ротора дополнительно подается ток небольшой силы с аккумулятора. После достижения рабочей величины напряжения в обмотке ротора, питание от аккумулятора прекращается и работа генератора продолжается в режиме самовозбуждения.
Магнитный поток, вырабатываемый обмоткой ротора, направляется в статор, состоящий из стальных листов в форме трубы с полыми пазами. Внутри пазов находиться трехфазная медная обмотка, благодаря которой магнитный поток преобразуется в мощное электрическое напряжение. Здесь можно измерить полное сопротивление цепи переменного тока. Определить же реальное действие цепи переменного тока с активным сопротивлением можно благодаря данным по преобразованию электрической энергии в другие ее виды, например тепловую (подогрев проводников) или химическую (подзарядка аккумулятора).
Трехфазная обмотка статора выполняется по особой технологии, а обмотки отдельных фаз соединяется в «треугольник» или «звезду». В автомобильных генераторах переменного тока преимущество отдается обмотке «треугольник» по причине ее мощностных особенностей. Сила тока в конструкции «треугольник» почти в 2 раза меньше тока в «звезде» при одинаковой величине исходящего магнитного потока из ротора. Итак, для мощных генераторов обмотка статора по принципу «треугольник» позволяет более точно преобразовывать величину тока, избегая перенапряжения базовых узлов и продлевая срок службы элемента.
Принцип действия генератора переменного тока предполагает постоянное питание бортовой и электронной системы авто. По этой причине ток, образуемый обмоткой статора, постоянно питает электрооборудование через выпрямитель. Выпрямительная установка состоит из шести силовых и двух дополнительных диодов, закрепленных на теплоотводной пластине. Три из шести силовых диодов заряжены положительно, остальные – отрицательно. Полупроводниковые диоды не оказывают существенного сопротивления и не проводят ток в обратную сторону.
Конструкция щеточного узла представляет собой пластмассовый элемент с щетками, обеспечивающими контакт с кольцами или контактными пальцами ротора. Щетки узла позволяют защитить подвижные части ротора и шкива от преждевременного износа.
Рассматривая то, как устроен генератор переменного тока, стоит упомянуть о системе крепления генератора. Эту функцию выполняет корпус генератора, состоящий из двух крышек. Первая, которая устанавливается со стороны шкива и ротора, обеспечивает крепление генератора к двигателю, фиксацию статора и подшипников ротора. Задняя крышка, расположенная вблизи контактных колец и щеточного узла, не только выполняет вышеперечисленные функции. На ней также размещается выпрямитель и щетки.
Применение и свойства генераторов переменного тока
Рассмотрев вопрос, как работает генератор переменного тока, перейдем к предъявляемым требованиям к этому базовому узлу автомобиля. Поскольку аккумуляторы современных автомобилей высокочувствительны к перепадам напряжения, генераторы должны обладать следующими свойствами:
- Поддерживать постоянную выработку электрического тока во избежание прогрессирующей разрядки аккумуляторной батареи;
- Обеспечивать стабильность показателей вырабатываемого тока без перепадов и скачков;
- Регулировать силу вырабатываемого тока независимо от частоты вращения двигателя;
- Снабжать электроэнергии работающие приборы и производить постоянную подзарядку аккумулятора.
Генератор переменного тока
Синхронный генератор и типы генераторов переменного тока
Генератор переменного тока определяется как машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую в виде переменного тока (с определенным напряжением и частотой). Генераторы также известны как синхронные генераторы.
Использование генератора переменного тока
Электроэнергия для электрической системы современного автомобиля вырабатывается генератором переменного тока. Раньше мы использовали генераторы постоянного тока или динамо-машины для этой цели, но после разработки генератора переменного тока мы заменили динамо-машины постоянного тока более прочным и легким генератором переменного тока.Хотя электрическая система автомобилей требует постоянного тока, все же генератор переменного тока вместе с диодным выпрямителем вместо генератора постоянного тока является лучшим выбором, поскольку в генераторе переменного тока отсутствует сложная коммутация. Этот конкретный тип генератора, используемый в автомобиле, известен как автомобильный генератор переменного тока (узнайте, как устроен генератор переменного тока).
Еще генераторов переменного тока — это дизель-электрические локомотивы. Двигатель этого локомотива — не что иное, как генератор переменного тока с дизельным двигателем.Переменный ток, производимый этим генератором, преобразуется в постоянный ток встроенными кремниевыми диодными выпрямителями для питания всех тяговых двигателей постоянного тока. Эти тяговые двигатели постоянного тока приводят в движение колесо локомотива.
Мы также используем эту машину в судоходстве, как дизель-электрический локомотив. Мы специально разработали синхронный генератор, используемый на море и флоте, с соответствующей адаптацией к морской среде. Типичный выходной уровень морского генератора переменного тока составляет около 12 или 24 вольт. У больших морских овец используется более одной единицы, чтобы обеспечить большую мощность.В этой морской системе энергия, производимая генератором переменного тока, сначала выпрямляется, а затем используется для зарядки стартерной батареи двигателя и вспомогательной аккумуляторной батареи морского судна.
Одно из основных применений генераторов переменного тока — производство большой мощности переменного тока для коммерческих целей. На тепловых электростанциях, на гидроэлектростанциях, даже на атомных электростанциях генераторы переменного тока только преобразуют механическую энергию в электрическую для подачи в энергосистему.
Типы генераторов переменного тока
Генераторы переменного тока или Синхронные генераторы можно классифицировать многими способами в зависимости от их применения и конструкции.
Пять различных типов генераторов включают:
- Автомобильные генераторы — используются в современных автомобилях.
- Генераторы для тепловозов-электровозов — используются в дизель-электрических локомотивах.
- Судовые генераторы — используются в морских приложениях.
- Бесщеточные генераторы — используются на электростанциях в качестве основного источника энергии.
- Генераторы переменного тока — используются для низкочастотной радиопередачи.
Мы можем классифицировать эти генераторы переменного тока (генераторы переменного тока) по-разному, но две основные категории в зависимости от их конструкции:
- Тип выступа
- Гладкий цилиндрический тип
Тип выступающего полюса
Мы используем это как генератор низкой и средней скорости. Он имеет большое количество выступающих полюсов, сердечники которых прикручены или прикреплены к тяжелому магнитному колесу из чугуна или стали хорошего магнитного качества.
Такие генераторы отличаются большим диаметром и малой осевой длиной.Эти генераторы выглядят как большое колесо. Они в основном используются для тихоходных турбин, например, на электростанции Hydel.
Гладкий цилиндрический тип
Мы используем его для генератора переменного тока с приводом от паровой турбины. Ротор этого генератора вращается с очень высокой скоростью. Ротор состоит из гладкого цельного цилиндра из кованой стали, имеющего определенное количество пазов, вырезанных с интервалами по внешней периферии для размещения катушек возбуждения.
Эти роторы предназначены в основном для 2-х или 4-х полюсных турбогенераторов, работающих при 36000 или 1800 об / мин соответственно.
История генератора переменного тока
Майкл Фарадей и Ипполит Пикси разработали самую первую концепцию генератора переменного тока . Майкл Фарадей сконструировал вращающийся прямоугольный виток проводника внутри магнитного поля для создания переменного тока во внешней статической цепи. После этого в 1886 году J.E.H. Гордон, спроектировал и изготовил первый прототип полезной модели. После этого лорд Кельвин и Себастьян Ферранти разработали модель синхронного генератора от 100 до 300 Гц. Никола Тесла в 1891 году разработал коммерчески полезный генератор на 15 кГц.После этого года появились многофазные генераторы переменного тока, которые могут передавать ток по нескольким фазам.
Типы генераторов: особенности, преимущества и использование
Типы генераторов в значительной степени зависят от того, как они спроектированы, как они используются, и других факторов. Но что такое генератор? Генератор — это электрический генератор, который использует механическую энергию и преобразует ее в электричество. Генератор начинает свою основную задачу по преобразованию энергии после создания достаточной механической энергии с помощью магнитного поля и ротора. Чтобы узнать больше о генераторе, его деталях и функциях, а также ответить на вопрос, что именно он делает, помимо типов генераторов, продолжайте читать здесь, в Linquip.
Как работает генератор?
Три основных элемента автомобильной системы зарядки — это аккумулятор, регулятор напряжения и генератор. В качестве аккумулятора генератор переменного тока обеспечивает электроэнергией электрооборудование автомобиля, такое как внутреннее и внешнее освещение и приборная панель.
Генераторы переменного тока
обычно расположены рядом с передней частью двигателя и приводятся в действие коленчатым валом, который позволяет поршням перемещаться вверх / вниз по кругу. Многие генераторы подключаются к определенной точке двигателя с помощью скоб. Один кронштейн обычно имеет фиксированную точку, а другой кронштейн можно модифицировать для натяжения приводного ремня. Генераторы вырабатывают переменный ток за счет электромагнетизма. Электричество передается в батарею, и различные электрические системы работают с напряжением.
Прежде чем продолжить, какие бывают типы генераторов и как они работают, давайте рассмотрим следующий раздел, посвященный деталям и функциям генератора.
Детали генератора
Независимо от типа генератора, он обычно состоит из трех частей: статора, ротора и диода, а также регулятора напряжения.
Ротор и статор
Ротор и статор генератора переменного тока представляют собой группу магнитов, приводимых в движение ремнем, который создает магнитное поле внутри медной проводки.Шкив, соединенный с двигателем, позволяет ротору вращаться с высокой скоростью, что создает магнитное поле, которое используется в качестве ремня. Затем статор создает электричество и напряжение, которые поступают на диодную опору. Создаваемое электричество называется переменным током или переменным током.
Диодная сборка
Постоянный ток, тип тока, используемый автомобильными аккумуляторами, преобразуется в постоянный ток диодной сборкой генератора (переменного тока). Двухполюсная диодная сборка работает, позволяя течь электричеству, вырабатываемому статором, только в одном направлении.
Регулятор напряжения
Для управления процессом зарядки регулятор напряжения управляет подачей питания от генератора к аккумулятору. Регуляторы спроектированы и работают в соответствии со своими характеристиками, с разными функциями.
Функции генератора
Генератор — неотъемлемая часть энергосистемы любого транспортного средства. Основная функция генератора переменного тока — преобразование механической энергии в электрическую, которую он использует для электрического заряда батареи.Он также подает питание на другие электрические компоненты автомобиля.
Подробнее о функции генератора переменного тока Linquip
: полное и легкое для понимания руководство по работе генераторов переменного тока
Перезарядка аккумулятора
Независимо от того, какие типы генераторов у нас есть, ключевой особенностью любого генератора является выработка электроэнергии от батареи. В зависимости от местности и от того, используете ли вы другие функции утечки электроэнергии, такие как фары или радио, на получение нового автомобильного аккумулятора с неисправным генератором переменного тока может потребоваться от 20 до 30 минут.Генератор подзаряжает аккумулятор во время использования автомобиля, чтобы аккумулятор работал долгое время.
От механической энергии к электрической энергии
Поршни коленчатого вала, где происходит сгорание, вынимаются из бензобака. Коленчатый вал передает энергию взрыва от сгорания на змеевик, соединенный с генератором. Когда шкив генератора переменного тока вращается, магнит и катушка преобразуют механическую энергию в электрическую и вырабатывают электричество.
Принадлежности для питания
Большинство электрических систем состоит из генератора переменного тока, хотя некоторая мощность может потребляться напрямую от аккумулятора. Одним из компонентов электрической части любого автомобиля является генератор переменного тока, и если есть подозрения, что он не работает должным образом, вы можете использовать минимум электроэнергии, чтобы добраться до места, где вы можете починить генератор.
Типы генераторов
В зависимости от использования, конструкции, выходной мощности и охлаждения генераторы можно разделить на разные категории.
Типы генераторов в зависимости от их использования
- Генераторы автомобильные
- Дизель-электрические генераторы
- Судовые генераторы
- Бесщеточные генераторы
- генераторы для радиопередачи с низкочастотным диапазоном частот.
Типы генераторов переменного тока по типу конструкции
- Явнополюсный ротор
- Гладкий цилиндрический ротор
Типы генераторов в зависимости от выходной мощности
- Однофазный генератор переменного тока — непрерывно генерирует одно переменное напряжение
- Двухфазный генератор переменного тока — обмотка генерирует максимальный магнитный поток в первой четверти, затем вторая обмотка генерирует нулевой магнитный поток, вторая обмотка генерирует максимальный магнитный поток, а первая обмотка генерирует нулевой магнитный поток во второй четверти.
- Трехфазный генератор переменного тока — напряжение каждой обмотки составляет 120 ° от одной ступени и напряжения на двух других обмотках. Обмотки подключены к трехфазному выходу внутри звезды.
Генератор против генератора: В чем разница между генератором и генератором?
Генератор преобразует механическую энергию в топливо или электричество. Он имеет вращающуюся прямоугольную катушку, которая вращается вокруг своей оси в магнитном поле. К концам катушки подсоединены два контактных кольца.Контактное кольцо поглощает индуцированный ток катушки и передает его на внешнее нагрузочное сопротивление R. Вращающаяся катушка известна как медный якорь.
Но генераторы и генераторы — это одно и то же? Посмотрим:
- Генератор переменного тока — это машина, которая преобразует механическое электричество от первичного двигателя в переменный ток, а генератор преобразует механическую энергию главного двигателя в переменный или постоянный ток.
- Генератор переменного тока имеет вращающееся магнитное поле, а генератор имеет вращающееся магнитное поле для генерации высокого напряжения и постоянного магнитного поля низкого напряжения.
- Генератор обеспечивает питание от статора, а в генераторе — от ротора.
- Якорь генератора переменного тока неподвижен, но вращается в генераторе.
- Выходное напряжение генератора переменное, а выходное напряжение генератора постоянное.
- Пока генератор не заряжает полностью разряженную батарею, генератор заряжает.
- Выход генератора более мощный, чем выход генератора.
Знаете ли вы о бесщеточном генераторе?
Щеточный генератор переменного тока использует щетку для перемещения электричества через генератор или генератор переменного тока.щеточные генераторы полезны для движения электрического тока; однако они нуждаются в большом обслуживании. У них есть несколько движущихся частей, которые работают вместе и могут повлиять на остальную часть генератора, даже если одна из частей сломана или неисправна.
A Бесщеточный генератор, с другой стороны, больше подходит для более длительного и постоянного использования, потому что нет щеток для замены или ремонта и меньше внутренних деталей повреждается. Но как бесщеточный генератор переменного тока передает электрический ток? Два набора роторов вращаются вместе в бесщеточном генераторе переменного тока, чтобы генерировать и передавать электрический ток.Второй генератор меньшего размера на конце устройства, а не щетки, используется бесщеточным генератором переменного тока для передачи любого электрического тока. Это прямое преимущество перед генератором с щеткой, поскольку в нем нет щеток для замены или ремонта, что сэкономит вам деньги и время в долгосрочной перспективе.
В этой статье мы дали вам простое, но четкое определение генератора переменного тока. Вы также прочитали о деталях и функциях генератора переменного тока, о том, как он работает, и о типах генератора переменного тока в зависимости от многих факторов.Если вам нужна дополнительная информация о типах генераторов переменного тока, нажмите «Зарегистрироваться» на Linquip и задайте свои вопросы. Вы обязательно найдете все, что ищете.
Описание различных типов генераторов переменного тока
Электрическая система вашего автомобиля состоит из трех основных частей: аккумулятора, регулятора напряжения и генератора переменного тока. Генератор получил свое название от термина «переменный ток», поскольку он преобразует механическую энергию в электрическую. Вместе с аккумулятором генератор вырабатывает энергию для работы аксессуаров вашего автомобиля, включая фары, аудиосистему, навигационную систему и обогреватель.Существуют разные типы генераторов переменного тока и области применения, в которых они используются, помимо вашего автомобиля.
Еще один синхронный генератор
Синхронный генератор — это еще одно название генератора переменного тока. Этот термин часто используется при описании основного источника подачи коммерческой электроэнергии.
Электрогенераторные станции обычно включают синхронные генераторы, подключенные к сети. Они являются одним из компонентов, вырабатывающих электроэнергию для жилой и коммерческой недвижимости.
Судовые генераторы, которые обычно используются на яхтах, аналогичны автомобильным генераторам. Специально адаптированные для работы в соленой воде, они взрывобезопасны, чтобы избежать искрения от кисти, которое может воспламенить газовые смеси в аппаратной. Чем больше яхта, тем больше вероятность наличия двух или более генераторов переменного тока, способных справиться с более тяжелой нагрузкой.
Поезда, в частности электровозы, также используют генератор переменного тока. Здесь первичный двигатель (дизельный двигатель) включает генератор переменного тока, который подает электроэнергию для тяговых двигателей.Помимо привода поездов, тяговые двигатели помогают перемещать гибридные и чисто электрические пассажирские автомобили.
Еще одно применение генератора переменного тока было обнаружено на заре радиопередач. Так называемые радио-генераторы использовались для дальней связи, включая трансатлантический диалог. Их было дорого строить, и они быстро вышли из употребления, поскольку к окончанию Первой мировой войны появились ламповые передатчики.
Сделаем электричество
Что касается вашего личного автомобиля, то генератор включает в себя регулятор напряжения, статор, ротор и диод. .При зажигании питание от аккумулятора включает стартер, который затем через вспомогательный привод вращает ремень генератора, который вращает шкив на генераторе. Это заставляет ротор, расположенный внутри генератора переменного тока, быстро вращаться. Ротор представляет собой группу магнитов, расположенных в выступе из медных проводов, известном как статор.
Электричество генерируется вращением магнитов с высокой скоростью, что известно как электромагнетизм. Электричество течет от медных проводов к диоду, где электричество преобразуется из переменного тока в постоянный, создавая необходимый ток для аккумулятора автомобиля.Между тем, регулятор напряжения контролирует электрический ток, поступающий в автомобильный аккумулятор, перекрывая поток, когда напряжение достигает определенного уровня, обычно 14,5 вольт. При этом регулятор гарантирует, что аккумулятор не перезарядится и не сгорит. В то же время регулятор подает ток на батарею по мере ее разряда.
У нас проблема
Как вы можете себе представить, неисправность генератора переменного тока приводит к проблемам для вашего автомобиля. К счастью, первые признаки очевидны и могут включать в себя трудности с запуском автомобиля, слабые фары, разрядившуюся аккумуляторную батарею, активный рабочий свет двигателя и другие возможные индикаторы для всех типов генераторов переменного тока. Немедленный диагноз поможет вам избежать застревания.
Ознакомьтесь со всеми продуктами для электрических систем, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, какой генератор переменного тока установлен в вашем автомобиле, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.
Фото любезно предоставлено Morguefile.
Машины переменного тока: трехфазные генераторы
ОСНОВЫ:
Генераторы вырабатывают большую часть электроэнергии в мире.Некоторые приложения для небольших однофазных генераторов переменного тока используются как переносные.
генераторы для домашней аварийной ситуации или для обеспечения питания портативной энергии
инструменты на рабочем месте, но большинство генераторов трехфазные. Эта статья…
- объясняет принципы работы почти всех генераторов независимо от
размера. - обсуждает, что определяет выходную частоту и как выходное напряжение
контролируется. - объясняет, как генераторы переменного тока подключаются параллельно, чтобы обеспечить больше
мощность при необходимости. - обсуждает различные типы генераторов переменного тока и работу
каждый. - объясняет, как интерпретировать NEC при определении способа подключения
и определить защитные устройства.
ТЕМЫ:
ТЕРМИНОЛОГИЯ:
- Генераторы
- Бесщеточный возбудитель
- Резистор полевой разряд
- Водород
- Генераторы параллельные
- Чередование фаз
- Генератор с револьверным якорем
- Генератор переменного тока
- Ротор
- Контактные кольца
- Статор
- Синхроскоп
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:
- обсуждают работу трехфазного генератора переменного тока.
- объясняет влияние скорости вращения на частоту.
- объясняют влияние возбуждения поля на выходное напряжение.
- подключить трехфазный генератор переменного тока и произвести измерения с помощью теста
инструменты.
ВВЕДЕНИЕ
Большая часть электроэнергии в мире сегодня вырабатывается генераторами переменного тока.
или генераторы. Электроэнергетические компании используют генераторы мощностью в гигаватт
(1 гигаватт = 1000000000 Вт) для выработки энергии, используемой на всем протяжении
США и Канада.Весь североамериканский континент получает энергию
генераторами переменного тока, соединенными параллельно. Эти генераторы
приводятся в действие паровыми турбинами. Турбины, называемые первичными двигателями, приводятся в действие
нефтью, углем, природным газом или ядерной энергией.
Трехфазные генераторы
Генераторы
работают по тому же принципу электромагнитной индукции.
как генераторы постоянного тока, но у них нет коммутатора для изменения производимого переменного тока
в арматуре в постоянный ток. Есть два основных типа генераторов:
с револьверной арматурой и с вращающимся полем.Хотя есть
некоторые однофазные генераторы, которые используются в качестве переносных блоков питания для
аварийного домашнего использования или для работы с электроинструментом в удаленном месте, большинство
генераторы трехфазные.
Генераторы с револьверным якорем:
Генератор с вращающимся якорем — наименее используемый из двух основных
типы. В этом генераторе используется якорь, аналогичный якорю машины постоянного тока.
за исключением того, что проволочные петли соединяются с контактными кольцами вместо
к коммутатору.Три отдельные обмотки подключены по схеме треугольник.
или звездой. Обмотки якоря вращаются внутри магнитного поля. Мощность
переносится во внешний контур через щетки, скользящие по токосъемным кольцам.
Этот генератор используется реже, потому что его количество очень ограничено.
выходного напряжения и киловольт-амперной мощности (кВА) он может развить.
++++ 1 Базовая конструкция трехфазного якоря. Вал; Обмотки; Контактные кольца
++++ 2 Проводники якоря вращаются внутри магнитного поля.
++++ 3 Базовая конструкция трехфазного генератора переменного тока. Фаза 2 Фаза 1 Фаза
3 Центральное соединение; N — S
++++ 4 Генератор выдает три синусоидальных напряжения на выходе 120 градусов.
фазы друг с другом.
++++ 5 Обмотка статора.
Генераторы переменного тока с вращающимся полем:
В генераторе переменного тока используется стационарный якорь, называемый
статор и вращающееся магнитное поле. Эта конструкция допускает более высокое напряжение
и киловольт-амперные характеристики, потому что внешняя цепь подключена напрямую
к статору и не проходит через токосъемники и щетки.Этот тип
генератора переменного тока построен путем размещения трех комплектов обмоток 120 градусов
Кроме. Обмотка фазы 1 наматывается на верхний центральный полюсный наконечник.
Затем он проходит 180 dgr вокруг статора и наматывается на противоположный
полюс в обратном направлении. Обмотка второй фазы наматывается
верхний полюсный наконечник непосредственно слева от верхнего центрального полюса. В
Обмотка второй фазы намотана в направлении, противоположном первой. Это
затем проходит на 180 градусов вокруг корпуса статора и наматывается на
противоположный полюс в противоположном направлении.Финиш конец фазы
2 соединяется с финишным концом Фазы 1. Начало конца Фазы 3 ветры
вокруг верхнего полюсного наконечника справа от верхнего центрального полюса. Этот
обмотка также намотана в направлении, противоположном Фазе 1. Обмотка тогда
проходит на 180 градусов вокруг рамы статора к его противоположному полюсному наконечнику
и вьется вокруг него в противоположном направлении.
Затем финишный конец фазы 3 соединяется с финишным концом фаз.
1 и 2. Он образует звездообразное соединение обмотки статора.Когда магнит
вращается, напряжение индуцируется в трех обмотках. Потому что эти обмотки
разнесены на 120 градусов, наведенные напряжения на 120 градусов выходят за пределы
фазы друг с другом.
Показанный статор нарисован таким образом, чтобы помочь понять, как
расположены и соединены трехфазные обмотки. На практике
Обмотки статора помещены в гладкий цилиндрический сердечник без выступа
полюса. Эта конструкция обеспечивает лучший путь для магнитных линий потока.
и увеличивает эффективность генератора.
++++ 6 Ротор содержит полюсные наконечники, которые становятся электромагнитами. полюс
Штекерные кольца
++++ 7 Ротор явнополюсного типа.
++++ 8 В бесщеточном возбудителе используются стационарные электромагниты. Ротор
малый генератор постоянного тока Электромагнит постоянного тока
Обзор типов переменного тока генератора переменного тока
Промышленные электродвигатели и генераторы Меню
Поставщики электрогенераторов
Обзор типов генераторов переменного тока
Генераторы переменного тока бывают однофазными или многофазными.Варианты включают трехфазные генераторы переменного тока, используемые как однофазные блоки, с изоляцией и без использования одного фазного вывода. Так как провод не используется, он не выводится на терминал. Номинальная мощность снижается по сравнению с трехфазным блоком, поскольку ограничивается величиной тока, проводимого катушкой. Генератор, предназначенный только для однофазной работы, обычно не имеет катушек во всех пазах якоря, потому что торцевые катушки вносят небольшой вклад в выходное напряжение и увеличивают сопротивление катушки в той же пропорции, что и любая другая катушка.
Однофазные генераторы переменного тока обычно используются в небольших системах (с ограничением до 25 кВт или меньше) и вырабатывают мощность переменного тока при рабочих напряжениях. Напряжение на клеммах обычно составляет 120 вольт. Электрическая нагрузка подключается к клеммам с предохранителями. Один вольтметр и один амперметр измеряют выходную мощность в вольтах и амперах соответственно. Двухпроводный генератор переменного тока имеет две клеммы питания, по одной для каждого конца катушки якоря.
Двухпроводный однофазный генератор переменного тока
Трехпроводный однофазный генератор имеет три клеммы питания; по одному с каждого конца катушки якоря и по одному от середины.Напряжение на клеммах обычно составляет 120 вольт от средней точки до любого конца катушки якоря и 240 вольт между двумя концами. Нагрузка подключается между двумя внешними проводами или между внешним проводом и нейтралью, в зависимости от напряжения, требуемого нагрузкой. Предполагая, что напряжение генератора составляет 120/240 вольт, нагрузка 1,0 и нагрузка 2,0 будут состоять из 120-вольтовых ламп и 120-вольтового однофазного силового оборудования. Нагрузка 1,2 будет состоять из силового оборудования на 240 вольт. Два вольтметра и два амперметра (или эквивалентные) необходимы для определения нагрузки в киловольт-амперах (кВА).
Трехпроводный однофазный генератор
Полифазные генераторы переменного тока имеют две, три или шесть фаз. Двухфазное питание используется только в нескольких населенных пунктах. Шестифазный в основном используется для вращающихся преобразователей или больших выпрямителей. Трехфазные генераторы переменного тока наиболее широко используются для производства электроэнергии. Полифазные генераторы переменного тока имеют мощность от 3 кВт до 250 000 кВт и напряжение от 110 В до
13 800 В. Два основных типа обмоток трехфазного генератора — это обмотка треугольником, используемая в трехпроводных, трехфазных генераторах, и используемая обмотка звезды или звезды. в четырехпроводном, трехфазном исполнении.Трехпроводные трехфазные генераторы переменного тока имеют три набора однофазных обмоток, разнесенных на 120 электрических градусов вокруг якоря. Один электрический градус эквивалентен одному градусу дуги в двухполюсной машине, 0,50 градуса дуги в четырехполюсной машине, 0,33 градуса дуги в шестиполюсной машине и так далее. Три однофазных обмотки соединены последовательно, образуя соединение треугольником, а клеммы
подключаются к точке соединения каждой пары катушек якоря (см. Иллюстрацию ниже — Трехпроводный трехфазный генератор ).Полный ток в схеме, соединенной треугольником, всегда равен векторной сумме токов в двухфазных обмотках. Мгновенный ток течет к нагрузке через две обмотки и возвращается от нагрузки через третью обмотку. Поскольку катушки похожи физически и электрически, на клеммы генерируются равные напряжения. Из-за разнесения катушек относительно якоря максимальное напряжение между парами выводов не возникает одновременно.
Трехпроводный, трехфазный генератор
Характеристики трехпроводных, трехфазных (или треугольных) генераторов:
- Величина тока, проходящего через клеммы генератора, представляет собой алгебраическую сумму тока, протекающего через катушки генератора.
- Токи не равны ни по величине, ни по времени.
- Соединение между катушками может быть выполнено как внутри, так и снаружи генератора.
- В 60-герцовой машине каждая катушка испытывает максимальное мгновенное напряжение, сначала положительное, а затем отрицательное, 120 раз в секунду. Независимо от направления напряжения, максимальные мгновенные напряжения возникают на последовательных катушках с интервалом 0,003 секунды. Из-за разницы во времени между напряжениями и результирующими токами величина тока через клеммы генератора переменного тока и величина через катушки генератора не равны по величине или времени.Ток через генератор на 73 процента больше, чем через катушки. Напряжения катушек и клемм одинаковы. Три вольтметра и три амперметра (или эквивалент) необходимы для измерения нагрузки на генератор. Среднее значение трех токов, умноженное на среднее значение трех напряжений плюс 73 процента, дает точное приближение нагрузки генератора в киловольт-амперах. Для измерения выходной мощности генератора в киловатт-часах требуются два однофазных или один двухэлементный многофазный счетчик киловатт-часов.
Четырехпроводный трехфазный генератор переменного тока имеет три набора катушек якоря, разнесенных на 120 электрических градусов вокруг якоря, как и трехпроводный трехфазный генератор переменного тока. Один конец каждой из трех катушек подключен к общей клемме (нейтрали). Другой конец каждой катушки подключается к отдельным клеммам (фазным клеммам). Таким образом, четырехпроводной генератор переменного тока имеет четыре клеммы, которые подключаются к трехфазным проводам и нейтрали шины силовой установки.Когда каждый конец каждой катушки выведен на отдельные клеммы, соединения между катушками выполняются вне генератора, что позволяет установить более комплексную систему защитных реле.
Четырехпроводный трехфазный генератор
Четырехпроводный трехфазный генератор переменного тока может быть подключен к трансформатору вместо шины электростанции с помощью преобразования звезда-звезда. Нерегулярные (двойные или тройные) гармоники, которые могут возникнуть, могут быть подавлены с помощью трансформатора с сердечником.Третья или третичная обмотка с соединением треугольником также может использоваться в качестве подавителя. Трансформатор звезда-треугольник может использоваться, если шина силовой установки трехпроводная, а генератор переменного тока — четырехпроводная звезда.
Также используются четырехпроводные трехфазные генераторы с двойным напряжением и частотой. Они поставляются мощностью от 15 до 1500 кВт, 127–220 В, трехфазные, 60 Гц или 230–400 В, трехфазные, 50 Гц. На каждой фазе используются двойные обмотки статора. Концы катушки выведены на клеммную колодку для выполнения соединений.Комбинации напряжения и частоты показаны ниже ( Двойное напряжение и частота ).
Двойное напряжение и частота
В большинстве стран мира используются стандарты мощности переменного тока 50 или 60 Гц. В Соединенных Штатах обычно используется мощность в шестьдесят герц. Мощность 50 Гц используется во многих странах за пределами США. Соотношение между частотами 60-50 Гц составляет 6: 5. Электрическая энергия, полученная на одной частоте, может быть преобразована в другую частоту с помощью преобразователя частоты.Если существует потребность в большой мощности, может быть более экономичным использовать специальный генератор переменного тока для выработки энергии с желаемой частотой.
Применимое уравнение:
Где:
В = генерируемое напряжение
K = число постоянного значения (скорость)
= фаза / фазовый угол
N = количество витков
f = частота сети
Генерируемое напряжение пропорционально силе магнитного поля, фазе и количеству витков между клеммами и скорости.
Ссылки: «Объединенные управления армии и флота, эксплуатация и ремонт вспомогательных генераторов, 26 августа 1996 г.»
© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности
| Обратная связь | Реклама
| Контакты
Дата / Время:
Генератор: определение, функции, детали, типы, работа, выпуск
Большинство пользователей автомобилей никогда не понимают секрета самозарядных автомобилей. Что ж, вы узнаете об генераторах переменного тока здесь.Вы должны знать, что аккумулятор может выйти из строя, но следует спросить генератор, когда он разрядится. Это система зарядки, которая увеличивает мощность аккумуляторной батареи двигателя.
Генераторы находятся перед двигателем, приводятся в движение коленчатым валом. бывают разные виды и конструкции. Генераторы с постоянным магнитом для создания магнитного поля известны как магнето, а генераторы переменного тока на электростанциях, приводимые в действие паровыми турбинами, называются турбогенераторами. Тем не менее, основная функция генераторов переменного тока в любом механическом приложении — это зарядка их электрических устройств.
Ранние автомобили использовали отдельный приводной ремень для привода шкива генератора. Но в современных автомобилях змеевик или один ремень приводит в движение все компоненты за счет мощности коленчатого вала. Большинство генераторов устанавливаются с помощью кронштейна, который крепится к двигателю в определенной точке. Один из кронштейнов находится в фиксированном положении, а другой регулируется, чтобы приводной ремень можно было правильно натянуть.
Сегодня мы рассмотрим определение, функции, детали, схемы, типы, принципы работы и худшие симптомы генератора переменного тока, используемого в автомобильном двигателе.
Подробнее: Понимание двигателя стартера двигателя
Определение генератора
Генератор можно определить как электрический генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую. Работа выполняется в виде переменного тока. Электрические компоненты состоят из вращающегося магнитного поля со стационарным якорем, что делает его конструкцию менее сложной и дешевой.
Автомобильная зарядная система состоит из трех основных частей, включая аккумуляторную батарею, регулятор напряжения и генератор переменного тока.Без этих трех зарядная система будет неполной, хотя генераторы теперь оснащены регуляторами напряжения. Генератор работает от аккумулятора для выработки энергии для электрических компонентов автомобиля, таких как внутреннее и внешнее освещение и т. Д.
Генераторы получили свое название от термина «переменный ток» (AC), поскольку они вырабатывают энергию за счет электромагнетизма. Этот электромагнетизм формируется благодаря взаимосвязи статора и ротора. Это будет дополнительно объяснено ниже в этой статье.
Функции генераторов переменного тока
Ниже приведены функции генераторов
- Основная функция генератора переменного тока — заряжать автомобильный аккумулятор, чтобы другие электрические компоненты автомобиля могли получать питание.
- Заряженный аккумулятор обеспечивает электричество, необходимое стартеру для запуска автомобиля. И
- Когда автомобиль работает, генераторы вырабатывают энергию для питания электрической системы и аккумулятора.
Генераторы переменного тока работают как генераторы, поскольку 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 представлены компоненты генератора и их функции:
Регулятор:
Регулятор напряжения — это часть, которая контролирует количество энергии, подаваемой от генератора к батарее. Он контролирует процесс зарядки, поскольку имеет различные функции и работает в зависимости от приложения.
Выпрямитель:
Выпрямитель используется для преобразования переменного тока (DC) в постоянный ток (DC) в процессе зарядки.
Ротор:
Ротор — это часть, которая вращается внутри генератора, вращает шкив и приводит в движение ременную систему. Он действует как вращающийся электромагнит.
Контактные кольца:
Контактные кольца служат средством получения постоянного тока и подачи энергии на ротор.
Концевой подшипник скольжения:
Подшипники генератора предназначены для поддержки вращения вала ротора.
Статор:
Статор — это железное кольцо, содержащее несколько витков проволоки, намотанных вокруг него. Часть статора служит корпусом генератора переменного тока, создавая электрический ток, когда создается магнитное поле.
Подшипник приводного конца:
Подшипники приводного конца также помогают поддерживать вращение вала ротора.
Шкив:
Шкив — это деталь, соединенная с валом ротора и системой приводного ремня. Хотя вращение передается от двигателя приводным ремнем на шкив. Вращение вызывает процесс зарядки.
Генераторы
содержат несколько функциональных крошечных компонентов, хотя мы объяснили несколько важных. 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
На задней панели генератора есть несколько клемм или точек подключения, которые служат для различных целей:
IG Terminal — выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения.
S Клемма — это точка подключения, которая определяет напряжение аккумуляторной батареи.
L Клемма — замыкает цепь на контрольную лампу.
B Клемма — это клемма выхода основного генератора. Он подключен напрямую к батарее.
F Клемма — это байпас полного поля для регулятора.
Типы генераторов
Генераторы
классифицируются по разным причинам в зависимости от их конструкции и применения. Ниже приведены 5 типов генераторов в зависимости от их применения:
Автомобильные генераторы — используются в современных автомобилях.
Дизель-электрические локомотивы-генераторы — используются в дизель-электрических локомотивах.
Генераторы переменного тока — используются для низкочастотной радиопередачи.
Судовые генераторы — используются в морских приложениях
Бесщеточные генераторы переменного тока — используются в качестве основного источника энергии на электростанциях.
Подробнее: что вам нужно знать о двигателях с турбонаддувом
Генераторы переменного тока (генераторы) также классифицируются по конструкции:
Гладкие цилиндрические генераторы:
Гладкая цилиндрическая конструкция генераторов аналогична генератору с приводом от паровой турбины.Ротор изготовлен из гладкого цельного стального цилиндра из кованой стали, в котором имеется определенное количество пазов для размещения катушек возбуждения. Он вращается с очень высокой скоростью, так как может содержать от 2 до 4-х полюсных турбогенераторов, работающих на 36000 или 1800 об / мин соответственно.
Типы выступающих полюсов:
Генераторы переменного тока этого типа используются в качестве генератора переменного тока средней и низкой скорости. Он содержит большое количество выступающих полюсов, сердечники которых прикручены к тяжелому магнитному колесу. Магнитное колесо из чугуна или стали хорошего магнитного качества.Эти генераторы выглядят как большое колесо, но в основном используются для тихоходных турбин, например, на электростанции Hydel. Но они классифицируются по 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 подавал напряжение на обмотку ротора, которое возбуждает и превращает его в магнит.Через шкив ротор вращается двигателем через приводной ремень.
Поскольку магнитное поле создается вращающимся ротором, он индуцирует электрический ток переменного тока в неподвижной обмотке статора. Диоды помогают преобразовывать переменный ток в постоянный, необходимый для электрической системы автомобиля. Как правило, в генератор встроены регуляторы напряжения. Они контролировали выходное напряжение.
Автомобильные генераторы относительно небольшие и легкие, имеют алюминиевый внешний корпус.этот легкий металл не намагничивается, поэтому рассеивает тепло, выделяемое во время процесса, и потому, что узел ротора создает магнитное поле. На передней и задней части генератора есть вентиляционные отверстия, которые также помогают отводить 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 преобразуют механическую энергию двигателя в электрическую энергию для компонентов автомобиля.
Водная видеосъемка работающих генераторов:
Подробнее: все, что вам нужно знать о карбюраторе
Признаки неисправного и неисправного генератора
Ниже приведены общие симптомы неисправного и неисправного генератора:
Один из наиболее распространенных симптомов, которые часто возникают в системе зарядки автомобиля, — это индикатор подогрева значка аккумулятора на приборной панели, который горит во время движения. Обычно сигнальная лампа горит, когда зажигание автомобиля включено, но гаснет, как только запускается двигатель.Если гореть постоянно, значит проблема с системой зарядки двигателя. Профессионал должен проверить двигатель, так как сигнальная лампа прямо не говорит о том, что проблема в генераторе. Но частая проблема для такого знака — генератор.
При слабой системе зарядки вы увидите, что подсветка приборной панели и фары тускнеют на холостом ходу, но становятся ярче, когда двигатель работает. Эта проблема может быть вызвана слабым генератором, неисправным аккумулятором, плохим подключением аккумулятора или ослабленным змеевиком.Жужжание или воющий звук генератора переменного тока — еще один симптом неисправности генераторов. Это могло быть вызвано неисправным подшипником внутри генератора.
Самая распространенная проблема генератора — изношенные контактные кольца, изношенные угольные щетки или неисправный регулятор напряжения. При восстановлении генератора переменного тока подшипники, регулятор напряжения, щетки и некоторые мелкие детали обычно заменяются новыми.
Подробнее: Понимание системы впрыска топлива в автомобильных двигателях
В заключение, 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.
Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то прокомментируйте, поделитесь и прочитайте какой-нибудь другой пост, чтобы получить больше знаний. Спасибо!
Генератор
: полное руководство — MZW Motor
Говоря о двигателе транспортного средства и различных электрических аксессуарах, генератору всегда есть чем заняться. Почему это так? Генератор прямо или косвенно влияет на работу различных систем в автомобиле.При отсутствии генератора аккумулятор не заряжался. У двигателя возникнут проблемы с запуском, и электрическая система автомобиля сломается.
Генератор переменного тока стал стандартным автомобильным компонентом много десятилетий назад. Конечно, за годы он претерпел множество преобразований. Сегодня этот компонент намного эффективнее и мощнее. Вы также найдете его в каждом автомобиле, который использует двигатель внутреннего сгорания, где он работает с электрическими частями и системами.
В этом полном руководстве по генератору переменного тока мы даем вам все, что нужно знать об генераторе переменного тока — от того, как он работает, деталей, из которых он изготовлен, различных типов генераторов переменного тока до признаков неисправности.Вы также узнаете, как проверить генератор на наличие проблем, а также получите помощь для восстановления работы генератора в случае отказа, информацию о том, как его отремонтировать или заменить.
Глава 1
Определение и функция автомобильного генератора
Глава 2
Детали / компоненты генератора
Глава 3
Типы генераторов
Глава 4
Признаки неисправности генератора
Глава 5
Поиск и устранение неисправностей / Диагностика генератора
Глава7
Ремонт генератора
Глава 6
Замена генератора
Глава 1
Определение и функция автомобильного генератора
Что такое генератор в автомобиле? Это компонент, который вырабатывает электричество в результате движения коленчатого вала.Генератор обычно прикручивается к блоку двигателя одним концом болтами. Система шкива и ремня соединяет его с коленчатым валом, откуда он получает механическую энергию для вращения.
Автомобильный генератор можно узнать по внешнему виду. Он размером примерно со средний кокосовый орех и обычно имеет алюминиевый корпус. На передней и задней части генератора есть вентиляционные отверстия, которые помогают его охлаждать. В передней части генератора вал выступает и прикрепляется к шкиву. Затем шкив обматывается ремнем.Сбоку расположены клеммы для различных цепей.
Источник: http://mechanics.stackexchange.com
Функция генератора
Для чего нужен автомобильный генератор? Функция генератора аналогична функции обычного генератора: преобразовывать механическую энергию в электричество. Вырабатываемая им электрическая энергия питает некоторые аксессуары в автомобиле. К ним относятся фары (как внутренние, так и внешние), обогреватель, приборная панель, дворники, автомобильное радио и многое другое.
Помимо питания электрических систем автомобиля, генератор переменного тока заряжает аккумулятор, чтобы он всегда был готов к своей работе. Вот почему аккумулятор запускает двигатель каждый раз, когда он вам нужен, и поэтому вам никогда не нужно заряжать его вне автомобиля. Кажется, что у транспортного средства есть бесконечный запас электроэнергии.
Генератор вырабатывает электричество только при работающем двигателе вашего автомобиля. Он дополняет батарею в то время, и не зря. Сама по себе батарея может питать электрические системы только в течение ограниченного периода времени.А если бы он сделал это без генератора, он бы полностью разрядился и пришел в негодность.
Принцип работы генератора
Давайте теперь посмотрим на работу автомобильного генератора переменного тока — как он работает для выработки столь необходимой электроэнергии в транспортном средстве. Также, почему компонент отличается от обычного генератора.
Генератор в вашем автомобиле в основном состоит из статора и ротора. Проще говоря, статор — это неподвижная часть генератора переменного тока, состоящая из трех различных проволочных катушек.Ротор — это вращающаяся часть. Он также имеет провода катушки, но которые включают магнитный сердечник. Это то, что происходит в автомобильном генераторе переменного тока, что приводит к выработке электроэнергии.
- Когда двигатель запускается, он вращает коленчатый вал.
- Коленчатый вал вращает шкив, к которому прикреплен приводной ремень. Ремень вращает несколько шкивов, в том числе тот, который работает с генератором.
- Когда шкив генератора вращается, он вызывает быстрое вращение ротора.
- Ротор состоит из обмоток катушки вокруг магнитного сердечника.Когда генератор работает, постоянный ток от батареи протекает через провода катушки, чтобы создать вокруг него магнитный поток.
- Когда ротор вращается, магнитный поток разрезает катушки статора и за счет электромагнитной индукции вызывает протекание тока в статоре. обмотки. Сила тока зависит от скорости вращения и может контролироваться, как мы увидим позже.
- Этот ток является переменным, и его необходимо выпрямить, прежде чем его можно будет использовать для питания различных компонентов автомобиля или грузовика.
- Схема выпрямления, состоящая из диодов и других частей, работает для преобразования переменного тока в постоянный или постоянный ток.
- Схема направляет электрическую мощность генератора переменного тока на батарею для ее зарядки, а другая — на различные электрические системы.
- Компоненты и системы, которые нужно, чтобы электричество ожило, или сделайте это при их включении.Аккумулятор также заряжается, и его электрическая энергия восстанавливается. Энергия аккумулятора сохраняется для запуска двигателя в следующий раз и для удовлетворения различных потребностей в электроэнергии, когда генератор не работает.
Источник: http://www.vwdieselparts.com
История генератора переменного тока
Принцип генератора переменного тока был открыт еще в 1830-х годах. Несколько десятилетий спустя, в 1891 году, было первое промышленное применение генератора переменного тока. Технологии быстро развивались, и к 1960 году стало стандартной практикой строить автомобили с генератором переменного тока.
До этого в автомобилях использовались генераторы для питания различных электрических частей. Но они не были мощными или эффективными, когда дело доходило до получения желаемого тока и напряжения. По мере развития технологий в электрические системы автомобилей добавлялось больше аксессуаров. С увеличением потребности в электроэнергии возникла потребность в энергоблоке другого типа.
В кратчайшие сроки производители начали использовать генераторы вместо генераторов для питания различных электрических компонентов и цепей транспортных средств.Они были способны производить более высокие напряжения и токи на более низких скоростях.
Генераторы используются по сей день. Каждый современный автомобиль оснащен генератором переменного тока. Что только продолжает улучшаться, так это дизайн, материалы, различные детали генератора и другие аспекты устройства. Принцип работы не изменился.
Автомобильный генератор переменного тока состоит из множества различных частей, которые работают вместе, чтобы устройство выполняло свои функции.Когда каждый компонент генератора работает правильно. и при оптимальном уровне батарея заряжается полностью. Различные электрические системы также будут работать без сбоев. В следующей главе мы рассмотрим эти части генератора, которые позволяют ему работать.
Глава 2
Детали / компоненты генератора
Генератор прошел долгий путь. С тех пор, как в 1960-х он стал обычным автомобильным компонентом, многое было сделано для его улучшения.Автомобильный генератор несколько десятилетий назад был простым устройством, а современный — сложным оборудованием. Он состоит из нескольких частей, каждая из которых служит определенной цели.
Детали и функции генератора переменного тока
1. Статор
Источник: http://www.carcabin.com/-alternator-stator
Это неподвижная часть генератора, которая окружает вращающийся ротор. Статор имеет круглую форму и обычно состоит из трех различных проволочных катушек, намотанных на сердечник.Сам сердечник состоит из деталей из железа или стали. Они увеличивают магнитный эффект, необходимый для индукции электрического тока. Катушки статора вырабатывают так называемое трехфазное питание. Как мы вскоре увидим, этот дизайн имеет свои преимущества.
Статор заменяет механическое движение ротора на электричество. Когда намагниченная катушка ротора вращается, она создает ток в обмотках статора за счет электромагнетизма. Из-за конструкции генератора генерируемый им ток меняет направление много раз за одну секунду.Перед подачей в различные цепи автомобиля его необходимо исправить.
2. Выпрямитель
Источник: www.Irseries.com
Выпрямитель, подключенный к статору, состоит из ряда диодов. Диоды расположены таким образом, что пропускают ток только в одном направлении. Работа выпрямителя заключается в преобразовании переменного тока, производимого генератором переменного тока, в постоянный ток. Как мы видели ранее, одна из функций генератора переменного тока — заряжать аккумулятор.Этого не может случиться с переменным током, который меняет направление каждый раз, и причиной выпрямителя.
Многие другие электрические части транспортного средства также не могут использовать переменный ток. Кроме того, AC представляет опасность для безопасности. Таким образом, выпрямитель является одной из самых важных частей сборки генератора. Его наличие служит больше, чем корректировка направления тока. В трехфазном генераторе переменного тока 6 диодов работают вместе для выпрямления тока.
3.Ротор
Источник: http://www.deer-online.com
В отличие от статора, узел ротора генератора содержит несколько компонентов. Он состоит из магнитного сердечника, намотанных на него проводов, контактных колец, концевых подшипников и щеток. Ротор — это вращающаяся часть генератора. Он приводится в движение шкивом, который прикреплен к нему и вращается при работающем двигателе. Компоненты на валу ротора включают:
- Охлаждающий вентилятор — в старых автомобилях охлаждающий вентилятор располагался снаружи генератора на валу ротора.Как следует из названия, вентилятор предотвращает перегрев генератора переменного тока, что может случиться, если вы долгое время ехали без остановки.
- Щетки — щетки генератора сделаны из угля и служат для передачи тока на катушки ротора. Щетки генератора натянуты специальными пружинами для обеспечения стабильного контакта с контактными кольцами.
- Контактные кольца — контактные кольца представляют собой круглые кусочки меди на коленчатом валу. Как и угольные щетки, они пропускают ток через обмотки катушки ротора.Концы катушки прикрепляем к кольцам.
- Концевые подшипники — они поддерживают вал ротора и позволяют ему свободно двигаться. Они имеют решающее значение для нормальной работы ротора и, следовательно, всего агрегата.
4. Регулятор напряжения
Источник: http://www.autoelectricsupplies.co.uk
Регулятор генератора регулирует выходное напряжение. Это достигается за счет изменения тока, протекающего от батареи к обмоткам ротора. Когда выходное напряжение уменьшается, он обеспечивает большее количество тока и восстанавливает выход.Когда напряжение генератора увеличивается, происходит обратное.
Таким образом, регулятор обеспечивает стабильный уровень напряжения. Аккумулятор остается защищенным от перегрузок или нерегулярной зарядки, а срок его службы увеличивается. Другие электрические цепи также защищены от более высоких уровней напряжения, которые могут привести к повреждению. В старых моделях автомобилей регулятор установлен на крыле. В новых моделях это внутренний компонент генератора. Некоторые используют компьютерную систему автомобиля для обеспечения правильной выходной мощности на клеммах генератора.
5. Шкив
Источник: http://jrpdistribution.co.uk
Шкив расположен на внешней части генератора, но соединен с валом ротора. Система приводного ремня проходит вокруг него, обеспечивая коленчатому валу средство для вращения ротора генератора. Пока шкив вращается, в обмотках статора вырабатывается электроэнергия. У старых автомобилей есть простой ремень, который шел от генератора до шкивов коленчатого вала. Современные имеют змеевик или приводной ремень.
6. Жилье
Источник: http://store.alternatorparts.com
Перечень деталей генератора не может быть полным без упоминания корпуса. Это корпус, в котором заключены внутренние компоненты. Обычно он изготавливается из алюминия, чтобы сделать генератор легким и устойчивым к ржавчине. Корпус обычно вентилируется для увеличения потока воздуха и облегчения охлаждения. Это потому, что тепло выделяется из-за звука ротора на высоких скоростях.
Другие части, которые каким-то образом связаны с генератором, но не включают непосредственно следующие.
- Ремень генератора — он проходит вокруг шкива генератора до самого ремня, прикрепленного к коленчатому валу. Он приводит в действие генератор всякий раз, когда работает двигатель.
- Кронштейны — они позволяют установить генератор на блок двигателя. Есть жесткий кронштейн и тип, допускающий регулировку. Регулируемый кронштейн позволяет натягивать шкивный ремень. Он используется в автомобилях без натяжителя ремня.
- Натяжитель ремня — он является частью монтажных кронштейнов генератора.Вы используете его, чтобы натянуть приводной ремень до требуемого уровня натяжения.
- Соединения генератора — они позволяют току электричества либо уходить, либо проходить в генератор. Есть провода от аккумулятора к генератору переменного тока и другие провода, которые подают ток от генератора в нужные места.
Теперь, когда мы рассмотрели детали и принцип работы генератора переменного тока, давайте посмотрим на типы генераторов: это тема следующей главы.
Глава 3
Типы генераторов
Как правило, генераторы различаются по конструкции, способу работы и другим аспектам.Однако автомобильные генераторы не имеют особых различий и почти одинаковы для разных производителей. Помимо автомобильной промышленности, это оборудование можно найти в различных областях применения.
Электростанции, например, используют генераторы высокой мощности для производства электроэнергии. В различных отраслях промышленности также используются генераторы переменного тока для различных процессов. Из-за различного использования генераторы различаются в зависимости от области применения. Различия проявляются в конструкции, рабочем действии, размере и так далее.В этой главе мы рассмотрим различные типы генераторов переменного тока, включая те, которые не используются в автомобилях.
Классификация генераторов
Генераторы переменного тока
бывают разных типов, но их можно сгруппировать по многим параметрам. К ним относятся:
1. Согласно заявке
Источник: http://www.nationsstarteralternator.com
- Автомобильные генераторы переменного тока — они встречаются в современных автомобилях, в основном в тех, которые используют двигатели внутреннего сгорания.Это компактные элементы оборудования, которые обеспечивают постоянное питание электрических систем транспортного средства.
- Судовые генераторы переменного тока — см. Генераторы для судового применения. У них есть характеристики, соответствующие окружающей среде, например, части, которые могут выдерживать соленые условия. Они предназначены для производства от 12 до 24 В в зависимости от требований к питанию.
- Генераторы для дизель-электрических локомотивов — Используются в тепловозах с дизельными и электрическими трансмиссиями для снабжения тяговых двигателей электроэнергией.
- Бесщеточные генераторы переменного тока — Бесщеточные генераторы переменного тока имеют уникальную конструкцию. это не требует внешнего тока возбуждения.Узел возбудителя устанавливается на валу ротора. Эти генераторы не требуют особого обслуживания, так как количество изнашиваемых деталей значительно сокращается.
2. Согласно проекту
- Выступающий полюс — Генератор переменного тока этого типа имеет магнитный полюс, который выступает из поверхности ротора. Эти генераторы работают на низких скоростях в диапазоне от 150 до 600 об / мин. Поэтому они в основном имеют гидравлический привод.
- Цилиндрический ротор — в этом роторе не используется выступающая поверхность.Вместо этого ротор длинный и маленький в диаметре, с четырьмя полюсами и выше. Воздушные зазоры однородные. Генератор переменного тока с цилиндрическим ротором представляет собой высокоскоростной энергогенерирующий агрегат. Он работает со скоростью от 1500 до 300 об / мин.
3. Согласно принципу работы
- Вращающийся якорь — предназначен для вращения якоря в постоянном магнитном потоке.
- Вращающееся поле — Якорь остается неподвижным, в то время как магнитное поле вращается. Выходная мощность может быть приложена к нагрузке напрямую, контактные кольца или щетки не нужны
4.По выходной мощности
- Однофазный — Обмотки статора в этом типе генератора переменного тока расположены последовательно, образуя однопроводную цепь катушки
- Двухфазный — Катушка статора в этом генераторе переменного тока состоит из двух или более отдельных однофазных обмоток
- Три -Фаза- Лестница состоит из трех однофазных катушек. Это стандартная конструкция автомобильного генератора.
5. В соответствии со скоростью вращения
Источник: http: //www.newegg.com
- Турбо — они подключены к турбинам и представляют собой высокоскоростные генераторы переменного тока, вырабатывающие огромное количество энергии. Генераторы с турбонаддувом часто работают на 3000 об / мин и выше. Роторы турбогенераторов в основном цилиндрические.
- Low-Speed - Работают на низких оборотах менее 1000 об / мин, в отличие от турбо-генераторов. Низкоскоростные генераторы в основном имеют гидравлический привод.
Генератор и генератор: в чем разница?
Генератор против.Генератор
Это видео на Youtube объясняет разницу между генератором и генератором переменного тока
Генератор переменного тока отличается от обычного генератора во многих отношениях.
Во-первых, генератор вырабатывает постоянный ток, а генератор переменного тока — переменный. Во-вторых, в генераторах есть вращающийся якорь внутри стационарного магнитного поля. Генератор, с другой стороны, в основном использует вращающееся магнитное поле внутри неподвижного кольца обмоток катушки.
Еще одно различие между генератором и генератором заключается в величине тока, производимого каждым из них. Ток на клеммах генератора обычно намного выше. В генераторах в основном используется одна катушка с проводом, а в генераторе — три разные катушки. Трехфазная конструкция дает в три раза больше электроэнергии.
КПД генератора также выше. Он обеспечивает более высокие уровни напряжения и тока при более низких оборотах ротора. Что касается размера, генератор обычно более компактный по сравнению с генератором такой же конструкции и номинальной мощности.Генераторы также легче, что делает их пригодными в большинстве ситуаций. Кроме того, они дешевле и, следовательно, экономически выгодны для приобретения.
Автомобильный генератор
По причинам, описанным выше относительно различий между генераторами переменного тока, очевидно, что генератор имеет больше преимуществ. Он производит более высокие напряжения при более низких скоростях и большем токе. Генераторы также могут быть небольшими по размеру, сохраняя при этом эффективность и мощность.По этим причинам это устройство было предпочтительным энергоблоком в автомобилях.
Если ваш автомобиль или грузовик не был произведен до 1960-х годов, у него под капотом будет генератор переменного тока. Эти генераторы электроэнергии эффективны и высокопроизводительны. Но у них есть продолжительность жизни. В конечном итоге у них возникают проблемы, и вам, возможно, придется их заменить. Посмотрим на это в следующей главе.
Глава 4
Признаки неисправности генератора
Генератор — один из ключевых компонентов автомобиля.Это помогает питать электрические системы и поддерживать готовность батареи к временным потребностям в электроэнергии. Но потом, детали сборки генератора, которые крутятся. Они изнашиваются каждый раз, когда вы включаете двигатель.
В конце концов, наступает момент, когда износ настолько серьезен, что работа генератора становится затрудненной. Когда это происходит, начинают проявляться симптомы. Признаки проблем с генератором часто начинаются с небольших предупреждений, которые со временем усиливаются. В конечном итоге генератор может даже перестать работать.
Помимо движущихся компонентов, могут возникнуть неисправности в электрических цепях генератора. Это обычная проблема выпрямителя и регулятора. Если не устранить проблемы со схемой, это может привести к отказу всего энергоблока. Своевременное принятие мер может помочь предотвратить отказ генератора и значительно сэкономить на затратах на замену. Поэтому всегда ищите эти знаки.
1. Контрольная лампа приборной панели
Источник: http: //www.motoringresearch.com
У большинства автомобилей есть индикатор на приборной панели, указывающий на различные проблемы. Световые иконки различаются от марки автомобиля к машине. В одних это может быть значок батареи, в других — GEN или ALT. В более старых моделях признаком неисправности генератора обычно является GEN. Это означает генератор — название, под которым генератор переменного тока был известен в прошлые годы.
Что могло вызвать загорание контрольной лампы приборной панели? Генератор поддерживает напряжение от 23 до 14 В. В случае неисправности напряжение может либо превышать более высокое значение, либо опускаться ниже нижнего.Компьютерная система транспортного средства определяет несоответствие, в результате чего загорается предупреждающий знак на приборной панели.
2. необычный шум генератора
Странные шумы под капотом могут указывать на различные проблемы. Один из них — плохой генератор. Если шум исходит от генератора переменного тока, следует подозревать несколько возможных сценариев. Проблема может заключаться в износе подшипников, особенно если шум напоминает шум от шлифования металлических деталей. Визжащий звук может быть признаком обрыва ремня генератора.Изношенная втулка также может стать причиной плохого звука генератора.
3. остановка двигателя
В современном автомобиле карбюратор заменяет система впрыска топлива. Для оптимальной работы система прямого впрыска требует достаточного количества электроэнергии. Неисправный генератор приведет к снижению подачи электроэнергии, и результаты будут ощущаться на двигателе. Иногда автомобиль может даже не заводиться. Вы можете услышать нормальный лязг и звуки реле при включении ключа зажигания, но сразу после этого тихо.
4. Проблемы с фарами
Источник: http://www.vwdieselparts.com
Генератор подает питание на фары. Когда он выходит из строя, мощность, которую он посылает в электрическую систему, будет нестабильной. В этом случае свет будет тускнеть, мигать или становиться слишком ярким. Часто фары загораются с затемнением, которое становится ярче, когда двигатель (и генератор) набирает обороты. Если это произойдет, вероятно, у вас плохой генератор. Проблема может быть в регуляторе, который неисправен и не может исправить выходную мощность генератора.
5.Электрические проблемы и медленные аксессуары
Электроэнергия для питания многих автомобильных запчастей и аксессуаров зависит от генератора: дворники, обогреватель заднего стекла, сиденья с электроприводом, окна, радио и другие. Если какой-либо из них начинает работать медленно, скорее всего, проблема в генераторе, который не вырабатывает необходимое напряжение. В некоторых случаях один или несколько аксессуаров будут работать нормально, но выйдут из строя при включении другого. Это сигнализирует о низкой мощности и отказе генератора.
6. мертвый аккумулятор
Когда генератор изношен, он не заряжает аккумулятор до полной емкости. Однако аккумулятор по-прежнему должен вырабатывать энергию. Это оставляет его полностью разряженным. Поскольку для восстановления заряда батареи происходит небольшая зарядка или она отсутствует, она достигает точки, когда перестает работать. Одним из первых признаков этого является отказ двигателя от запуска двигателя. Затем вам может потребоваться заменить и генератор, и аккумулятор.
7. Запах горящей резины
Источник: http://www.vwdieselparts.com
Вы заметите это, когда шкивный ремень сильно нагревается и издает запах. Это часто указывает на неправильно установленный ремень, который создает слишком большое трение. Это также может быть приводной ремень, движение которого так или иначе затруднено. Хотя не каждый запах является признаком неисправного генератора переменного тока, это сигнал, который нельзя игнорировать.
Неисправный генератор, вопросы и ответы
- Что вызывает отказ генератора переменного тока?
Неисправный генератор может иметь множество причин.Одна из них — это изношенные детали, влияющие на нормальную работу агрегата. Когда нарушается вращение ротора генератора, многие вещи могут пойти не так.
Приводной ремень, который не вращает ротор генератора, также может вызвать его выход из строя. Это может быть ослабленный ремень, который соскальзывает, или ремень, неправильно вставленный в канавку шкива. Симптомы проскальзывания ремня генератора включают странные звуки под капотом. А в худшем случае — генератор, который вообще не питает электрические системы автомобиля.
- Можно ли управлять автомобилем с плохим генератором?
Да, вы могли бы, но только до тех пор, пока аккумулятор может питать все электрические системы вашего автомобиля. Поскольку аккумулятор может работать только в течение короткого времени, было бы не лучшим решением водить машину, когда ваш генератор неисправен. Риски, связанные с вождением с плохим генератором, включают остановку автомобиля в глуши.
Неисправный генератор против. Плохая батарея
И генератор, и аккумулятор работают рука об руку.Генератор поддерживает работу аккумулятора и аккумуляторную батарею, когда генератор не вырабатывает мощность. Если один из них выходит из строя, страдают электрические системы автомобиля. Двигатель может не запуститься, что будет означать, что генератор не будет работать.
Как отличить того, что не удалось? Первым шагом будет наблюдение за симптомами. Если генератор старый и издает странные звуки, это может быть проблема, а не аккумулятор. Тот же случай, если ремень привода оборван или ослаблен и не крутит шкив генератора.Что касается аккумулятора, у вас будет причина подозревать, что он неисправен, если автомобиль не заводится. Но тогда у проблемы со статором могли быть и другие причины.
Итак, как узнать, вышел ли из строя генератор? Или какие тесты проводят механики, если вы отвозите им свою машину в ремонт генератора? Это тема следующей главы.
Глава 5
Поиск и устранение неисправностей генератора / Диагностика
Признаки неисправного генератора указывают на то, что с устройством что-то не так.Однако вы можете не знать, какая часть вышла из строя. В этом случае необходимо выполнить тесты для определения проблемы. Поиск и устранение неисправностей генератора позволяет не только точно определить проблему, но и определить степень повреждения. В этой главе мы обсудим способ или способы сделать это. Давайте начнем с того, что посмотрим, как проверить работу и работу генератора на наличие проблем.
Как проверить автомобильный генератор переменного тока на выходное напряжение
Для этого теста вам понадобится вольтметр.Этот инструмент измеряет и измеряет напряжения. Вы можете использовать мультиметр, если это единственный доступный инструмент. Он также считывает уровни напряжения среди других измерений
Примечание. Никогда не отсоединяйте черный кабель аккумулятора в течение всего процесса тестирования. Современные автомобили используют компьютерную систему для управления напряжением генератора. Отсоединение отрицательного кабеля приведет к удалению аккумуляторного буфера и отправке сигнала о потере напряжения. Это заставило бы автомобильный компьютер среагировать, многократно увеличив напряжение генератора, мгновенно повредив электрические системы.В старых автомобилях это может не быть проблемой.
Источник: http://www.motoringresearch.com
Процедура тестирования
- Сначала вам нужно подготовить вольтметр. Если он долго не использовался, возможно, разрядились батареи. Замени их. Затем поверните ручку, пока она не укажет на положение постоянного тока. Убедитесь, что показание на дисплее составляет 0,000 вольт. Если вы используете мультиметр, установите его на 20 В постоянного тока.
- Для проведения этого теста вам понадобится работающий генератор.Это, в свою очередь, требует, чтобы аккумулятор был в хорошем состоянии. Поэтому начните с проверки аккумулятора, чтобы убедиться, что он не поврежден.
- Чтобы проверить аккумулятор, выключите двигатель автомобиля и откройте капот.
- Подключите красный провод вольтметра к положительной клемме аккумулятора, а черный — к отрицательный терминал.
- Если аккумулятор показывает 12,2 В или более, его состояние достаточно хорошее, и вы можете использовать его для проверки генератора. Если напряжение аккумулятора ниже этого, найдите другой.Вы также можете проверить генератор с помощью других средств.
Теперь о процессе тестирования генератора
- Запустить двигатель и довести до 2000 об / мин. Это запустит генератор и раскрутит его до высокой скорости.
- Убедитесь, что змеевик, приводящий в движение генератор, достаточно натянут и не изношен.
- При работающем двигателе повторно проверьте аккумулятор. Напряжение теперь должно быть между 13 и 14,5 вольт при различных оборотах в минуту. Если напряжение не колеблется между этими двумя значениями и остается постоянным, переменное напряжение работает неправильно.Также, если он упадет ниже этого значения
- Повторите тест с некоторыми электрическими аксессуарами, такими как радио. Если напряжение превышает 13 В, генератор работает нормально и заряжает аккумулятор должным образом.
Это идея испытаний батареи и генератора:
Проверка батареи поможет вам определить, в хорошем ли она состоянии. Если это не так, вы не сможете получить правильные результаты при устранении неполадок генератора.
Проверка генератора на выходное напряжение помогает определить, выдает ли он мощность.Когда генератор работает правильно, он должен заряжать аккумулятор автоматически. Можно подобрать это как повышение напряжения на клеммах аккумулятора.
Когда вы включаете автомобильные аксессуары, использующие электричество, вы подвергаете генератор переменного тока нагрузке. Он должен реагировать увеличением количества вырабатываемой мощности, которое снова считывается на клеммах аккумулятора как повышенное напряжение.
Если напряжение остается постоянным даже при работающем двигателе, это означает, что генератор вырабатывает небольшую мощность или не производит ее вообще.И если она падает, когда вы увеличили потребность в электроэнергии, включив аксессуар, это означает, что генератор слабый или неисправна цепь регулятора.
Источник: http://forums.sailinganarchy.com
Диоды генератора изменяют переменный ток на постоянный. Когда они неисправны, генератор пропускает переменное напряжение в разные цепи. Это приводит к повреждению различных аксессуаров. Батарея также может быть повреждена раньше срока и может возникнуть множество других проблем.
Для проверки диодов установите двигатель на скорость более 1200 об / мин и установите вольтметр для измерения переменного напряжения.На дисплее должно отображаться 0 вольт. Если есть утечка переменного тока, вы поймете это по показаниям вольтметра.
Другие способы диагностики проблем генератора
Помимо вольтметра или мультиметра, существуют и другие методы определения правильности работы генератора. В их числе:
- Прослушивание необычных звуков
Включите двигатель, чтобы заработал генератор. Пока двигатель работает, используйте резиновую трубку, чтобы прислушаться к любому шуму, который может исходить от генератора.Проблема с подшипниками часто проявляется в виде скрежета. Если это визг, возможно, у вас ослаблен ремень.
Включите несколько аксессуаров по одному. Если генератор выходит из строя, шум будет увеличиваться с каждым дополнительным аксессуаром, который вы включаете. Жужжащее радио указывает на то, что генератор переменного тока не работает должным образом, что приводит к утечке напряжения в системе.
- Использование манометра генератора
Если в вашем автомобиле есть датчик напряжения или амперметр, вы можете использовать его для устранения неполадок генератора.Разгоните двигатель до 2000 ПЗУ. Включите некоторые автомобильные аксессуары, которые питаются от генератора. Проверьте манометр на показания вольт. Если вы заметили снижение напряжения или силы тока, генератор не работает должным образом. Если есть увеличение, даже когда аксессуары создают нагрузку на генератор, то с этим проблем нет.
Изношенный или потрескавшийся ремень обычно является причиной того, что генератор не вырабатывает требуемую мощность. Также может быть, что ремень недостаточно тугой.Ослабленный приводной ремень не будет вращать шкив должным образом. Проверьте натяжитель ремня, который часто является причиной этой проблемы с генератором. Его пружина могла сломаться.
После того, как вы выполнили испытания и осмотр генератора, вы, вероятно, обнаружите в нем проблему. Если он в хорошем состоянии, проблемы с зарядкой и питанием могут быть вызваны другими проблемами. К ним относятся ослабленные, изношенные или корродированные кабели аккумуляторной батареи, плохая связь между компьютерной системой автомобиля и регулятором генератора.Это также могло быть перегоревшим предохранителем среди других проблем.
В зависимости от типа повреждения вы можете отремонтировать или заменить генератор. В большинстве случаев поврежденный или неисправный генератор необходимо выбросить. Как провести замену генератора? Это то, что мы рассмотрим в следующей главе.
Глава 6
Замена генератора
Как заменить генератор
Вы только что проверили генератор и обнаружили, что он неисправен.Итак, вы получаете новый и готовы к его установке. С чего начать и какова процедура обеспечения правильного монтажа и соединений? Хотя замена генератора может быть самостоятельной задачей, очень важно знать, что нужно делать. Неправильное выполнение этой процедуры может повлиять на многие функции вашего автомобиля, поскольку генератор приводит в действие электрические системы.
Если вы решили произвести замену самостоятельно, это процесс, от снятия старого генератора до прикручивания нового.
Снятие старого генератора
Источник: http://www.familyhandyman.com
- Отсоедините аккумулятор. Это важно по соображениям безопасности. Для этого используйте торцевой ключ или гаечный ключ, чтобы ослабить болт, которым крепится отрицательный клеммный кабель. Удалять положительный кабель не нужно.
- Найдите генератор. Если вам нужно поднять автомобиль домкратом, убедитесь, что вы делаете это безопасно, припарковав автомобиль на ровной поверхности и включив стояночный тормоз.
- Отсоедините основной кабель питания.Это линия электропередачи, которая проходит от генератора до аккумулятора. Используйте гаечный ключ, чтобы ослабить болт, которым крепится кабель.
- С помощью отвертки ослабьте зажим, удерживающий жгут проводов генератора. Надежно зажмите провод, чтобы он не мешал.
- Снимите шкив ремня. Если в вашем автомобиле есть натяжитель ремня, используйте его, чтобы ослабить ремень вокруг шкива генератора. Если для натяжения ремня используются монтажные кронштейны, вы можете использовать их, чтобы ремень легко сошел со шкива.
- Проверить шкивный ремень на наличие признаков износа. Если он выглядит изношенным и треснувшим, это лучшее время для его замены.
- Снимите генератор с монтажного кронштейна. Это может создать некоторые проблемы, но не заставляйте его. вместо этого не торопитесь.
Теперь у вас отключена электропроводка генератора переменного тока, ремень отключен, а сам генератор отключен от монтажной площадки. Теперь вы можете подготовиться к установке нового.
Монтаж нового генератора
Источник: http: // www.Instructables.com
- Перед установкой нового генератора соедините два — новый и старый — вместе, чтобы проверить, похожи ли они. Размер, дизайн, монтажные прорези и кабельные разъемы должны совпадать.
- Затем сдвиньте новый генератор на место старого, стараясь при этом не повредить приводной ремень или провода.
- Продвиньте монтажные болты в пазы на генераторе до монтажного кронштейна.
- Затяните болты гаечным ключом. Если в вашем автомобиле используется автоматический натяжитель, полностью затяните болты.В противном случае сделайте это немного, чтобы позже можно было сдвинуть генератор для достижения правильного натяжения ремня.
- Оберните ремень на шкиве генератора. Если это намотка, убедитесь, что вы правильно проложили ее. Если не уверены, можете воспользоваться руководством по эксплуатации автомобиля.
- Натяните приводной ремень, используя средства, подходящие для вашего типа автомобиля.
- Если вы еще не затянули болты, сделайте это сейчас.
- Подсоедините жгут проводов и шнур питания. Обеспечьте герметичность соединений.
- Подсоедините отрицательный провод к аккумуляторной батарее.
- Опустите автомобиль, если вы его дернули.Закройте капот и напишите новый генератор.
Источник: http://wheelzine.com
Вопросы и ответы по замене генератора
- Сколько времени нужно, чтобы заменить генератор?
Зависит от навыков и опыта. Продолжительность может составлять всего час для тех, кто делал это раньше, и два часа или более для неквалифицированных. Здесь мы рассматриваем, когда это делать самому. Если вы отнесете машину в ремонтную мастерскую, время замены генератора может сильно отличаться.Это потому, что в игру вступят другие факторы. Вы можете провести там машину даже на целый день.
- Как часто следует менять генератор?
Как правило, через каждые 100 000–150 000 миль. Но механики скажут вам, что они заменили генератор переменного тока с пробегом чуть меньше 100 000 миль. Лучше всего следить за признаками износа и повреждений. Таким образом вы вовремя замените генератор.
- Сколько стоит замена генератора?
Опять же, это зависит от модели автомобиля и года выпуска.На марку генератора тоже. Стоимость нового устройства составляет от 200 до 300 долларов. Добавьте к этому затраты на рабочую силу для установки, которые варьируются от региона к региону и от одного механика к другому. Если вы решите произвести замену самостоятельно, вы сможете значительно сэкономить.
- У генераторов переменного тока установлен шкив?
Кто-то знает, кто-то нет. Если тип, который вы хотите заменить, идет с одним, он должен быть совместим с приводным ремнем. Вы не должны испытывать проблемы с вращением шкива сразу после установки нового генератора.Если этого не произошло, возможно, вам придется использовать тот, который установлен на старом генераторе.
Замена автомобильного генератора переменного тока не должна быть проблемой. Вам не нужны особые навыки или необычные инструменты. Чтобы все прошло хорошо, соблюдайте технику безопасности. Наденьте защитное снаряжение и держите тряпки наготове. Всегда отключайте отрицательную клемму аккумулятора, прежде чем приступить к работе с генератором. А если вы ехали долго, сначала дайте двигателю остыть.
Что делать, если у генератора небольшой пробег и вышло из строя лишь несколько деталей? Затем вы можете подумать об их устранении, особенно если компоненты подлежат ремонту.Давай посмотрим об этом дальше.
Глава 7
Ремонт генератора
Генератор, как и многие другие компоненты автомобиля, содержит детали, которые можно отремонтировать. Это означает, что вам не нужно заменять его каждый раз при обнаружении неисправности. Иногда нужно только найти причину неисправности и устранить ее.
Существуют даже комплекты для восстановления генератора, которые могут помочь вам восстановить состояние генератора с меньшими затратами. И если вы решите провести ремонт или перестроить самостоятельно, вы в конечном итоге потратите лишь небольшую сумму денег.
Прежде чем вы сможете приступить к ремонту неисправного генератора, вам необходимо сначала определить неисправную деталь. Это включает в себя проведение тестов и проверок, описанных в предыдущей главе. Как только вы узнаете, что нужно исправить, вы можете приступить к делу.
Распространенные проблемы генератора переменного тока и способы их устранения
Есть компоненты генератора, которые часто выходят из строя или изнашиваются. Они требуют ремонта, а не рассматривают дорогостоящий вариант замены всего устройства.Они включают;
Источник: http://www.35pickup.com
1. Ослабленный или изношенный шкив ремня — это может быть причиной необычного жужжания или визга. Чтобы узнать, неисправна ли эта деталь, вам нужно только открыть капот и осмотреть его. Ослабленный серпантинный или клиновой ремень требует натяжения. В зависимости от марки и модели вашего автомобиля используйте автоматический натяжитель или передвиньте генератор по кронштейну. Только убедитесь, что ремень не слишком тугой и не слишком слабый. Если проблема в изношенном или порванном ремне, его замена может быть единственным решением.
2. Неисправные диоды — если один из нескольких диодов не работает, произойдет утечка переменного напряжения. Как мы видели ранее, вы можете проверить утечку напряжения с помощью вольтметра. Часто вы можете заменить неисправный диод, чтобы устранить проблему, или заменить весь генератор переменного тока.
3. Ослабленные крепежные болты генератора переменного тока могут вызвать смещение генератора и привести к другим проблемам. Их нужно только подтянуть, и генератор продолжит работать без каких-либо проблем.
4. Застревание натяжителя — иногда натяжитель подвержен коррозии и заеданию. Когда это произойдет, лучше всего заменить его.
5. Оборванные или изношенные провода — провода, потерявшие изоляцию, больше не могут работать должным образом. Возможно короткое замыкание и неправильная зарядка аккумулятора. Замените все кабели, которые кажутся изношенными.
6. Недостаточно заряженный аккумулятор — это означает, что генератор не вырабатывает достаточную мощность. Для этого могло быть несколько причин. Возможно, вам потребуется провести тесты, чтобы выяснить причину, а затем вы сможете определить, какие действия предпринять.
7. Перезаряженный аккумулятор — проблема может быть в регуляторе. Поскольку он управляет выходной мощностью генератора, неисправность может означать, что напряжение ниже или превышает нормальные значения.
8. Аккумулятор совсем не заряжается — проверьте разъемы. Также это может быть перегоревший предохранитель. Возможно, их потребуется заменить или очистить, чтобы восстановить правильную работу генератора.
Ремонт генератора
Источник: http://alternatorbrush.com
Помимо временных мер по ремонту генератора переменного тока, вы можете рассмотреть некоторые долгосрочные варианты, которые также являются менее дорогостоящими.Восстановление генератора переменного тока — одна из них, и она очень популярна. Часто это простой процесс, который может выполнить каждый, не разбираясь в автомеханике; только некоторые базовые знания генератора.
Многие производители автозапчастей продают комплекты для восстановления генераторов. Это дешевле, чем покупка нового устройства. Наборы содержат все необходимое для замены различных компонентов, а также инструкции о том, как это сделать. Если вы думаете о ремонте генератора, вот процедура.
Шаги к ремонту генераторов переменного тока
- Отсоедините клеммы аккумулятора.
- Снимите приводной ремень.
- Ослабьте и снимите болты крепления генератора.
- Снимите генератор.
- Начните со снятия задней крышки генератора. Вам нужно только открутить его.
- Проверить подшипники на износ. Если кажется, что они не плотно прилегают или если при вращении шкива слышен шум, их необходимо заменить.
- Ослабьте и снимите резисторы.
- Снимите выпрямитель вместе с его проводами.
- Установите новый выпрямитель, снова закрутив винты и припаяв соответствующие провода.
- Щетки генератора удерживаются винтами. Ослабьте их и просто снимите старые щетки. Установите новые на их место и убедитесь, что пружины сзади правильно расположены.
- Отвинтите регулятор, снимите его и установите новый.
- Теперь, когда вы заменили детали, которые можно отремонтировать, используйте щетку для очистки других компонентов.
- Замените резистор, заднюю крышку и подключите электрическое соединение, которое вы удалили ранее. Вы можете проверить восстановленный генератор, чтобы убедиться, что он работает правильно.
- Установите генератор обратно в моторный отсек и закрепите его болтами. Верните приводной ремень, убедившись в правильном натяжении.
- Снова подсоедините кабели аккумулятора.
Это видео на YouTube покажет, как ремонтировать, восстанавливать генератор и заменять его регулятор.
Conlusion
После получения всей информации о том, как починить генератор, вы можете выбрать тот вариант, который лучше всего подходит для вас. Если у генератора мало пробег, но возникают проблемы, вы можете рассмотреть возможность проверки источника неисправности и ее устранения.
Примером является новый генератор, который был установлен на старый приводной ремень. Если проблема заключается в ремне, могут проявляться симптомы повреждения. В таком случае вам не нужно устанавливать новый генератор, а устанавливать новый ремень.
Выбирая, ремонтировать, заменять или восстанавливать генератор переменного тока, возможно, стоит принять во внимание долгосрочные расходы.
Добавить комментарий