Назначение и устройство генератора переменного тока: Устройство и принцип работы генератора переменного тока — урок. Физика, 9 класс.

Содержание

Устройство и принцип работы генератора переменного тока — урок. Физика, 9 класс.

Проведём опыт по получению индукционного тока. Будем вдвигать и выдвигать постоянный магнит в катушку, соединённую с гальванометром.

 

 

Рис. \(1\). Опыт по получению индукционного тока

 

Можно наблюдать отклонение гальванометра в одну и другую стороны. Это значит, что по катушке течёт индукционный ток, у которого изменяется как модуль, так и направление с течением времени. Такой ток называется переменным током.


Переменный ток создаётся и в замкнутом контуре изменяющимся магнитным потоком, пронизывающим его площадь. Изменение магнитного потока связано с изменением индукции магнитного поля. Величину магнитного потока можно изменить, поворачивая контур (или магнит), то есть меняя его ориентацию по отношению к линиям магнитной индукции.

 

 

Рис. \(2\). Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита


Этот принцип получения переменного электрического тока используется в механических индукционных генераторах — устройствах, преобразующих механическую энергию в электрическую. Основные части: статор (неподвижная часть) и ротор (подвижная часть).

 

 

Рис. \(3\). Схема генератора: \(1\) — корпус; \(2\) — статор; \(3\) — ротор; \(4\) — скользящие контакты (щётки, кольца)


В промышленном генераторе статором является цилиндр с прорезанными внутри него пазами, в которые уложен витками провод из меди с большой площадью поперечного сечения (аналогично рамке). Переменный магнитный поток в таких витках порождает переменный индукционный электрический ток.


Ротор — это постоянный магнит или электромагнит. Электромагнит представляет собой обмотку с железным сердечником внутри, по которому течёт постоянный электрический ток. Он подводится от внешнего источника тока через щётки и кольца.

 

Какая-либо механическая сила (паровая или водяная турбина) вращает ротор. Вращающееся одновременно с ним магнитное поле образует изменяющийся магнитный поток в статоре, в котором возникает переменный электрический ток.

 

 

Рис. \(4\). Устройство гидрогенератора: \(1\) — статор; \(2\) — ротор; \(3\) — водяная турбина

Источники:

Рис. 1. Опыт по получению индукционного тока. © ЯКласс.

Рис. 2. Изменение магнитного потока при вращении постоянного магнита. © ЯКласс.

Рис. 3. Схема генератора. © ЯКласс.

Рис. 4. Устройство гидрогенератора. © ЯКласс.

Устройство генератора переменного тока — принцип работы и общее назначение

Конструктивно, электрогенератор состоит из:

  1. Токопроводящей рамки.
  2. Магнитов.

Работает он следующим образом:

  1. Токопроводящая рамка помещается в магнитное поле, созданное между полюсами магнитов. Ее концы снабжают контактными кольцами, которые также способны вращаться.
  2. С помощью упругих токопроводящих пластинок (щеток), кольца соединяют с электрической лампочкой.
  3. Рамка, вращаясь в магнитном поле, постоянно пересекает своими сторонами магнитные силовые линии.
  4. Пересечение рамкой магнитных силовых линий вызывает возникновение ЭДС и получение индукционного тока.
  5. Под действием полученного индукционного тока, лампочка начинает светиться. Свечение лампочки продолжается до тех пор, пока вращается рамка.

Один полный оборот рамки внутри магнитного поля приводит к тому, что возникающая ЭДС, дважды меняет свое направление, причем ее величина дважды увеличивается до максимального значения (проводники проходили под полюсами магнитов) и дважды была равна нулю (проводники двигались вдоль силовых линий магнитного поля).

Такое изменение ЭДС в процессе непрерывного вращения рамки вызывает в замкнутой электрической цепи постоянно изменяющийся по направлению и величине синусоидальный электрический ток, который в настоящее время называют переменным.

В современной энергетике используются индукционные генераторы переменного тока различного типа. При этом, принцип их действия одинаков и базируется на принципе электромагнитной индукции.

В общем виде, такие устройства представляют собой достаточно сложное изделие, состоящее из медной проволоки, и большого количества изоляционных и конструктивных материалов.

Устройство и принцип работы

Устройство

Любой генератор переменного тока состоит из:

  1. Постоянного тока или электромагнита, который создает магнитное поле. С целью получения мощного магнитного потока, в генераторах устанавливают специальные магнитные системы из двух сердечников, которые изготавливаются из электротехнической стали.
  2. Обмотки, в которой возникает переменная ЭДС. Обмотки, создающие магнитное поле, размещают в специальных пазах одного сердечника, а обмотки, в которых возникает ЭДС – в пазах другого.
  3. Для подвода питающего напряжения и съема полученного переменного тока, используются контактные кольца и щетки. Эти детали изготавливаются из токопроводящих материалов. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле значительно меньше той, которую генератор отдает во внешнюю цепь, поэтому генерируемое напряжение удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить маломощное питающее напряжение.

В маломощных устройствах щетки и кольца используются значительно реже, так как в их конструкциях можно использовать вращающиеся постоянные магниты, которым подвод питающего напряжения не нужен.

Как правило:

  1. Внутренний сердечник (ротор) вместе с обмоткой вращается вокруг своей оси.
  2. Внешний сердечник (статор) неподвижен.
  3. Зазор между ротором и статором должен быть минимальным – только тогда мощность потока магнитной индукции максимальна. При этом, магнитное поле создает неподвижный магнит, а обмотки, в которых создается ЭДС, вращаются.

Однако, в больших промышленных генераторах, внешний сердечник, создающий магнитное поле, вращается вокруг внутреннего, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, остаются неподвижными.

Во время работы, в обмотке ротора возникает ЭДС, амплитуда которой пропорциональна количеству витков. Кроме того, она пропорциональна и амплитуде переменного магнитного потока (через виток).

Принцип работы синхронного генератора:

Область применения

Повседневную жизнь человеческого общества невозможно представить без переменного тока. Его широкое использование связано с тем, что он обладает огромными преимуществами перед постоянным.

При этом, главным преимуществом является то, что напряжение и силу переменного тока можно легко и практически без потерь преобразовать в достаточно широких пределах.

Особенно, такое преобразование необходимо в случае передачи электроэнергии на большие расстояния. Электроэнергия обладает большими преимуществами перед другими видами энергии.

Ее можно передавать на большие расстояния с малыми потерями и достаточно легко распределять между потребителями. Кроме того, электроэнергия просто превращается в другие виды энергии (световая, тепловая, механическая и пр.).

Именно поэтому, генераторы переменного тока в современных условиях получили очень широкое применение. С их помощью вырабатывается электроэнергия, которая затем используется во всех отраслях промышленности, а также в быту и на всех видах транспорта.

Классификация

В связи с большим разнообразием генераторов, выпускаемых промышленностью различных стран, была разработана и достаточно обширная система их классификации.

Так, генераторы переменного тока различают по:

  1. Виду.
  2. Конструкции.
  3. Способу возбуждения.
  4. Количеству фаз.
  5. Соединению фазных обмоток.

Электрогенераторы переменного тока бывают:

  1. Асинхронными. Изделия, в которых на вращающемся валу имеются пазы, предназначенные для размещения обмоток. Они генерируют электрический ток с небольшими искажениями, величина которого не превышает номинального значения. Изделия этого типа используются для электропитания бытовой техники.
  2. Синхронными. Изделия, в которых катушки индуктивности размещены непосредственно на роторе. Они способны выдавать ток, который обладает высокой пусковой мощностью.

Генератор с неподвижным ротором

Конструктивно различают генераторы:

  1. С неподвижным ротором.
  2. С неподвижным статором

Конструкции с неподвижным статором получили наибольшее распространение благодаря тому, что отпадает необходимость в использовании контактных колец и плавающих щеток.

По способу возбуждения электрогенераторы бывают:

  1. С независимым возбуждением (питающее напряжение подается на обмотку возбуждения от отдельного источника постоянного тока).
  2. С самовозбуждением (обмотки возбуждения питаются выпрямленным (постоянным) током, получаемым от самого генератора).
  3. С обмотками возбуждения, питание которых осуществляется от стороннего генератора постоянного тока малой мощности, “сидящего” на одном валу с ним.
  4. С возбуждением от постоянного магнита.

По количеству фаз различают электрогенераторы:

  1. Однофазные.
  2. Двухфазные.
  3. Трехфазные.

Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы.

Это связано с наличием некоторых преимуществ, среди которых нужно отметить возможность беспроблемного получения:

  1. Вращающегося кругового магнитного поля, что способствует экономичности их изготовления.
  2. Уравновешенной системы, что существенно повышает срок службы энергоустановок.
  3. Одновременно двух рабочих напряжений (фазного и линейного) в одной системе.
  4. Высоких экономических показателей – значительно уменьшается материалоемкость силовых кабелей и трансформаторов, а также упрощается процесс передачи электроэнергии на большие расстояния.

Трехфазные генераторы отличаются электрическими схемами соединения фазных обмоток.

Бывает, что фазные обмотки соединяются:

  1. “Звездой”.
  2. “Треугольником”.

Описание схем

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

“Звезда”

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

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

Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза.

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

Особенностью схемы является также равенство линейных и фазных токов.

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

“Треугольник”

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

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

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

Практическое применение

Индукционные генераторы находят свое применение практически во всех областях жизнедеятельности человеческого общества.

Причем в любом случае, для получения переменного тока используется энергия вращения вала генератора.

Это касается:

  1. Крупных гидро-, тепло-, и атомных электростанций.
  2. Промышленных электрогенераторов.
  3. Бытовых электрогенераторов.

Генераторы, устанавливаемые на электростанциях, вырабатывают большое количество электроэнергии, которая затем передается на огромные расстояния.

Они разрабатываются под конкретные, узкоспециализированные задачи и представляют собой сложнейшие устройства, для установки которых необходимо строить отдельные здания и сооружения. Кроме того, их работа обеспечивается специально организованной инфраструктурой.

Промышленные генераторы используются для обеспечения электроэнергией объектов, в работе которых не должно быть перебоев с подачей напряжения.

Кроме того, их используют для обеспечения электроэнергией строительных площадок, вахтовых поселков, удаленных ферм и буровых установок, находящихся в местах, где подводка стационарных линий электропередач невозможна или экономически нецелесообразна.

Как правило, для работы они используют дизельное топливо, вырабатывая при этом переменный ток большой мощности (220 или 380 В). Используются для этого синхронные генераторы, которые способны обеспечить работу промышленного оборудования большой мощности.

В дизельных установках, вал генератора вращается с помощью двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Электрогенератор на шасси

Все комплектующие изделия, входящие в состав промышленного генератора, монтируются на высокопрочных стальных шасси, которое при необходимости устанавливается:

  1. Теплоизолированным контейнером.
  2. Передвижным шасси (колесное, на полозьях).

Бытовые электрогенераторы приобрели большую популярность сравнительно недавно.

Они используются для электрификации небольших коттеджей, загородных домов и дач, а также помогают решить ряд проблем, связанных с некорректной работой централизованной электросети и часто применяются в качестве аварийных источников переменного тока на ранее электрифицированных объектах подобного типа.

В устройствах этого типа для вращения вала генератора используют как бензиновые, так и дизельные ДВС. Они вырабатывают переменный ток небольшой мощности (от 0,5 до 15 кВт) и отличаются:

  1. Экономичностью.
  2. Небольшими размерами.
  3. Низким уровнем шума.

При выборе бытового генератора переменного тока, потенциальному потребителю необходимо обращать внимание на:

  1. Тип ДВС (бензиновый или дизельный).
  2. Заявленную в сопроводительной документации мощность.
  3. Тип генератора (синхронный или асинхронный).
  4. Фазность.
  5. Блок управления.
  6. Уровень шума.

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия. Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация. Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков. Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.

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

В чем разница между постоянным и переменным током

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

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

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

В чем конструктивная разница между генераторами

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

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

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

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности. По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.


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

Асинхронным машинам характерны:

  • Отсутствие электрической связи с ротором;
  • Вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
  • Измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

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

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


К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

  • Небольшой вес и компактность агрегата;
  • Возможность использовать в экстремальных условиях;
  • Отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

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

Принцип работы генератора переменного тока

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

Основные достоинства генераторов переменного тока

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

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

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

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

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии. Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники. 

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

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока. Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств. С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.


устройство и принцип работы. Технические характеристики и виды приборов

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

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

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

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

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

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

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

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

Превращение механической энергии в электрическую

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

Базовые принципы

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

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

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

Переменный ток


В его честь была названа частота тока

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

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

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

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

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

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

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

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

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

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

Основные рабочие части и их подключение

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

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

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

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


Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

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

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

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

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

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

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

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

Принцип работы электрогенератора

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

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

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

Технические характеристики генератора постоянного тока

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Реакция якоря

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

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

ЭДС

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

Мощность

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

КПД

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

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

Описание схем

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

“Звезда”

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

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

Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза.

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

Особенностью схемы является также равенство линейных и фазных токов.

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

“Треугольник”

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

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

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

Назначение генератора переменного тока

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

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

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

Классификация и виды агрегатов

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

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронные генераторы

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

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

Синхронные электрогенераторы

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

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

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

  • обмотка возбуждения;
  • регулировочный реостат.

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

Инверторные генераторы

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

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

Автономность

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

Стационарные

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

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

Мобильные

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

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

Режимы работы

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

Основные

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

Резервные

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

Схемы подключения

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

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

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

Включение однофазного генератора в трёхфазную сеть

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

Трехфазный генератор

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

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

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

По типу топлива двигателя

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

Газовый генератор

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

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

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

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

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

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

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

Способы возбуждения обмотки

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

Тут можно выделить 4 типа:

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

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

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

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

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

Генераторы с параллельным возбуждением: схема, устройство, принцип работы

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

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

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

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

Генераторы с последовательным возбуждением: схема, устройство, принцип работы

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

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

Со смешанным возбуждением

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

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

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

Опции и возможности бытовых электрогенераторов

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

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

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

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

Особенности установки

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

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

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

Применение генераторов переменного тока на практике

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

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

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

Автомобильные генераторы


На фото — электрический генератор для автомобиля

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


Принципиальная схема автомобильного генератора

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

Функции генератора

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

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

Устройство генератора

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

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

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

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

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

Основные параметры и характеристики

Для любого электрогенератора важны такие характеристики как:

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

Выделяют два вида автомобильных генераторов:

  • постоянного тока;
  • переменного тока.

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

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

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

Принцип работы генератора

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

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

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

Режимы работы

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

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

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

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

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

  • механические;
  • электрические.

К механическим относится:

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

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

Чаще случаются электрические неисправности:

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

Для определения неисправностей необходимо знать характерные признаки:

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

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

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

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

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

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

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

Генератор на жидком топливе

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

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

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

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

Вывод

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

Источники

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

[свернуть]

принцип работы, устройство, назначение генератора

Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.

Превращение механической энергии в электрическую

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

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

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

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

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

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

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

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

Схема генератора переменного тока

Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.

Классификация и виды генераторов

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

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

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

Газовый генератор

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

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

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

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

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

  • Малые габариты при высокой мощности;
  • Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
  • В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
  • Просты в обслуживании и ремонте;
  • Во время работы не издают много шума;
  • Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

Основные сферы применения

В зависимости от того, где используется электрогенератор, определяются его технические характеристики. Главным образом, отношения генератора к определенной категории по области применения, определяет его мощность. Разделяют следующие разновидности оборудования по сферам эксплуатации:

  • Бытовые. Обладают мощностью от 0,7 до 25 кВт. Обычно к этой категории относятся бензиновые и дизельные генераторы. Применяются для электроснабжения бытовых электроприборов и оборудования малой мощности, очень часто на строительных площадках. Сгодятся в качестве портативного источника электроэнергии при выезде на природу;
  • Профессиональные. Могут применяться в качестве постоянного источника электроэнергии в муниципальных учреждениях и мелких производственных предприятиях. Его мощность не превышает 100 кВт;
  • Промышленные. Могут эксплуатироваться на крупных фабриках и заводах, где требуется высокомощное оборудование. Такие аппараты обладают мощностью более 100 кВт, имеют немалые габариты и сложны в техническом обслуживании для неподготовленного человека.

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

Виды генераторов переменного тока

В зависимости от вырабатываемой энергии, генераторы подразделяются по мощности – на высокомощные и маломощные.

В быту наиболее оптимальными считается маломощное генераторное оборудование. Чаще всего, такие генераторы используют в качестве резервного электроснабжения. Также пользуются популярностью сварочные генераторы переменного тока. Однако с бензиновыми моделями следует проявлять крайнюю осторожность, используя их только по назначению. Иначе их моторесурс значительно сокращается. Ремонт такого оборудования, как и замена на новое устройство, сопряжен с внушительными финансовыми затратами.

Рекомендуем следующие модели генераторов переменного тока:

С целью создания автономного электроснабжения загородного участка, дома либо коттеджа в большинстве случаев применяется дизельный генератор. Данный агрегат рассчитан на выполнение таких задач, которые соответствуют его моторесурсу и мощности. Благодаря уникальным техническим характеристикам дизельгенераторы могут работать без перерывов в течение нескольких лет, что также положительно влияет на популярность этого оборудования.

Генератор переменного тока: принцип работы, устройство, схема

Переменный ток — основа электрического питания потребителей. Именно этот ток доставляется потребителю по разветвленной системе воздушных и кабельных линий, в промежутках занижаемый трансформаторами.

Переменный ток образуется за счет работы мощных генераторов на электростанциях. Статья подробно раскроет тему, что такое генератор переменного тока, опишет разновидности этих устройств, на каком принципе основана его работа и сферы применения.

Начало

Простейший и самый первый генератор переменного тока был разработан физиком Майклом Фарадеем в 1831 году и получил название «Диск Фарадея». Конструкция первого генератора переменного тока была очень простой. Она включала такие элементы:

  1. Два разно полярных магнита «N» и «S».
  2. Рамку из медной проволоки со сторонами A, B, C, D.
  3. Оси вращения N и N1.

Принцип действия генератора переменного тока Фарадея заключался в том, что при вращении рамки, вырабатывался ток со слабым напряжением. Происходит это следующим образом:

  1. Рамка из проволоки осуществляет вращение внутри постоянного магнитного поля по оси N и N 1.
  2. При изменении положения рамки из вертикального в горизонтальное, возникает эффект разреза магнитного поля.
  3. В такие моменты возникает электродвижущая сила (ЭДС).
  4. При прохождении одного полуоборота ЭДС имеет положительный потенциал. Ток протекает от точки А к точке B.
  5. При возврате в вертикальное положение ЭДС меняет направление из точки C в точку D, а значит меняется и потенциал тока.

Все генераторы переменного тока используют вращающееся магнитное поле. При изменении положения медной рамки существует также момент полной потери напряжения. Он возникает при медленном вращении, например, без двигателя. При быстром вращении, величина напряжения остается неизменной.

Назначение и устройство

Современные генераторы переменного тока работают по тому же принципу, но в качестве движущей силы используют различные механизмы. Основное назначение генератора переменного тока — это преобразование какого-либо типа энергии в электрический ток. В качестве источника энергии может быть:

  1. Мощный поток воды. Такие устройства используются на ГЭС. Генератор приводится в действие за счет протекания воды по узкому каналу и вращения турбины. Вращающиеся лопасти турбины раскручивают вал генератора, тем самым преобразуя механическую энергию в электричество.
  2. Сжигание газа. Характерно для ТЭС.
  3. Использование силы ветра. Такие генераторы устанавливают в наиболее ветряных районах. Главный недостаток в полном отключении в безветренную погоду.
  4. Использование атомной энергии.
  5. Применение дизельных или бензиновых двигателей для вращения стационарных или автомобильных генераторов.

Генератор или альтернатор переменного тока состоит из следующих частей:

  1. Статор. Является неподвижной частью устройства. Изготавливается из стальных листов, которые обеспечивают устойчивость к нагрузкам. В статоре прорезаны длинные пазы, в которых содержится проволочная обмотка. Данная обмотка отводит сгенерированный ток.
  2. Ротор. Является подвижной частью. Устанавливается непосредственно по центру статора. Для точной центровки устанавливается на подшипники, которые вмонтированы в переднюю и заднюю крышки корпуса. Сам ротор является электромагнитом. На нем также есть пазы и уложенная в них обмотка. Она необходима для возбуждения статора и генерации электромагнитного поля.
  3. Якорь. На нем смонтирован ротор с обмоткой. Он нужен для передачи крутящего момента от двигателя или турбины.
  4. Коллектор. Коллектор состоит из нескольких изолированных пластин, который представляют собой 2 основных полукольца. Каждое соединяется с обмоткой ротора. Одна половина с полюсом «+», другая с минусовым полюсом. Коллектор электрогенератора необходим для выпрямления и перенаправления переменного тока.
  5. Угольные щетки. На некоторых моделях их заменяют контактными пластинами. Через угольные щетки осуществляется подача постоянного тока от аккумулятора, который используется для предварительного возбуждения обмотки ротора.

Это самые основные части, из которых состоит простейший альтернатор. Мы рассмотрели устройство и принцип действия современного генератора переменного тока.

Генераторы такого типа могут быть синхронными и асинхронными. Оба устройства практически идентичны. Разница между ними заключается в следующем. Синхронные и асинхронные модели отличаются наличием обмотки на роторе (синхронный) или ее отсутствием (асинхронный). Также различия заключаются в принципе возбуждения, схемы подключения.

Разновидности

Внутреннее устройство генератора переменного тока зависит от его типа. Электромашины делятся на 2 основных типа:

  1. Синхронные.
  2.  Асинхронные.

Также существует классификация по:

  1. Способу возбуждения.
  2. Количеству фаз.
  3. По типу ротора и статора.

Далее будет дано подробное описание всех классификаций.

Синхронные

Альтернатор синхронного типа имеет главную особенность, по которой его можно определить с первого взгляда. На его роторе имеется обмоточный провод. Он необходим для стабилизации частоты между статором и ротором. ЭДС в таком устройстве создается за счет пересечения магнитного полюса ротора и обмотки статора.

Альтернатор синхронного типа оснащается роторами с несколькими полюсами, число которых всегда кратно 2, например, 2, 4, 6, 8. Работает генератор переменного тока по следующему принципу:

  1. После запуска ротором создается очень слабое магнитное поле. Величина ЭДС увеличивается по мере увеличения оборотов вала. Для первоначального возбуждения используется постоянное напряжение от аккумулятора или блока управления.
  2. Если генератор работает от двигателя внутреннего сгорания, сначала необходимо стабилизировать обороты для получения стабильного переменного напряжения.
  3. После установки необходимых оборотов, происходит стабилизация напряжения блоком автоматической регулировки (AVR). Обороты двигателя очень сильно влияют на частоту переменного напряжения на выходе и его мощность. Оптимальной считается частота вращения до 3000 оборотов. AVR стабилизирует напряжение под этот параметр, и при сбое значительно снижает напряжение. В противном случае электрические насосы могут быстро потерять мощность и перегреться.

Работа такого генератора сильно зависит от типа нагрузки. Нагрузка индукционного типа сильно влияет на размагничивание якоря. Этот эффект приводит к большой потере напряжения.

При емкостных нагрузках якорь наоборот намагничивается, что значительно увеличивает выходное напряжение. Схема генератора переменного тока синхронного типа представлена ниже.

Синхронный альтернатор имеет одно большое преимущество. Его выходное напряжение намного выше (в 3–4 раза) номинальных значений. Увеличение необходимо, если устройство питает электрические насосы, приборы и устройства, которым нужен стартовый ток. Такие устройства сильно увеличивают реактивные нагрузки на общую сеть, с которыми справляется синхронный генератор.

Недостатки у такого генератора также есть. Первый заключается в высокой чувствительности к перегрузке в цепи. Реакцией на нагрузку является краткий, но достаточно мощный ток на обмотке ротора, который появляется из-за увеличения тока самим блоком регулировки. В результате обмотка выгорает или происходит ее нагрев.

Вторым минусом является искрение. У простейшего генератора синхронного типа на роторе установлены контактные кольца с щетками. Они небезопасны при эксплуатации на промышленных предприятиях, в условии наличия легко воспламеняемых газов или жидкостей. Для таких случаев используются трех машинные генераторы синхронного типа. Устройство и принцип работы генератора переменного тока такого типа сильно отличается. Этот генератор состоит из:

  1. Пред возбудителя.
  2. Возбудителя.
  3. Самого генератора.

Все эти элементы установлены на общий вал. Работа осуществляется следующим образом:

  1. Постоянные магниты, установленные на валу, возбуждают обмотку синхронного генератора пред возбудителя. Для такого генератора не требуется наличие аккумулятора или дополнительного генератора для возбуждения. Его работа строится на явлении магнитной индукции, которое возникает при вращении постоянного магнита.
  2. Напряжение, которое он сгенерировал, перенаправляется к возбудителю, а точнее на обмотку его статора.
  3. Обмотка ротора соединена с трехфазным выпрямителем напряжения.
  4. На них действует возбуждение от статора возбудителя.

В конечном итоге генератор выдает номинальное требуемое напряжение, которое регулируется блоком AVR. Вся работа такого устройства производится в одном корпусе, который полностью герметичен.

Асинхронный

Асинхронный генератор переменного тока имеет иное устройство. Его ротор не имеет обмотки. По этой причине принцип его работы сильно отличается. Во время вращения, ротор такого генератора опережает обороты магнитных полей, которые создаются статором. Роторы этих устройств имеют 2 типа обмотки: короткозамкнутую и фазную. Принцип работы асинхронных электрогенераторов следующий:

  1. На вспомогательной обмотке статором создается магнитное поле.
  2. После чего поле передается ротору и формирует ЭДС на обмотке статора.
  3. Выработанное напряжение поступает на блок управления.

Главное отличие заключается в невозможности регулировки напряжения при установленном числе оборотов. Асинхронные генераторы сильно зависимы от приводных двигателей. Любая потеря стабильности приводит к понижению напряжения и частоты тока.

Преимуществом подобных устройств является низкая чувствительность к возникновению коротких замыканий. Применение — питание бытовых приборов, сварочного оборудования и электрических насосов. При наличии реактивной нагрузки, AVR должен увеличить обороты приводного двигателя на короткий срок. При этом включенный в цепь понижающий трансформатор защищает остальные устройства от перенапряжения.

Фазы

Самые распространенные и универсальные типы генераторов переменного тока имеют 3 независимые обмотки. Такие устройства являются трехфазными. Их принцип работы следующий:

  1. По окружности силовой части статора генератора располагаются 3 обмотки. Они имеют смещение 120 градусов.
  2. Вращение ротора возбуждает в этих обмотках ЭДС переменного потенциала.
  3. ЭДС имеют сдвиг по такту на 1 треть.

Каждая обмотка такого устройства — это независимый однофазный генератор переменного тока, который способен питать бытовую сеть.

Для снижения числа проводников, которые подключены к генератору, используется один общий провод. Он заменяет 3 проводника от приемников. Этот проводник становится нейтралью. Основные особенности трехфазных генераторов следующие:

  • Устройство вырабатывает линейное и фазное напряжения.
  • При одинаковой нагрузке на каждой фазе по нейтральному проводу не протекает электрическая энергия.
  • При разнице нагрузок нейтраль становится проводником тока.
  • Если генератором вырабатывается высокое напряжение (больше 380 вольт), к его выходу легко подключается понижающий трансформатор для передачи электрического тока бытовым и промышленным сетям.

Общая схема трехфазного генератора представлена ниже.

Трехфазные генераторы могут использоваться для бытовых нужд. Но подключение стоит проводить между несколькими потребителями или помещениями. Для единоличного потребления подходит однофазная модель синхронного типа. Главное подобрать модель подходящей мощности с небольшим запасом.

Возбуждение

По способу возбуждения, генераторы делятся на 4 основных типа. Они бывают следующими:

  1. Возбуждение от постороннего источника. Часто этим источником является аккумулятор или генератор постоянного тока.
  2. Устройства с самостоятельным возбуждением. Напряжение на обмотку подается через выпрямитель. Такие виды генераторов постоянного тока имеют старт от аккумулятора, который соединен параллельно со стартером двигателя внутреннего сгорания. Также питание может производиться от блока управления, который подключен к аккумулятору, но значительно увеличивает силу тока для стартового возбуждения.
  3. Параллельный генератор. Или устройством, состоящим из двух генераторов разной мощности, которые закреплены на одном валу. Маломощное устройство стартует от аккумулятора, а выработанное напряжение перенаправляет на более мощный альтернатор. Оба устройства работают от одного приводного двигателя.
  4. Без возбуждения. Переменный ток вырабатывает генератор переменного тока за счет вращения постоянного магнита. Достаточно просто завести тяговый двигатель и возбуждение появляется за счет магнита. Такие устройства наиболее эффективные. Не зависят от наличия аккумулятора. Могут быть использованы в качестве передвижных станций. Например, трех машинный генератор переменного тока используют этот принцип работы.

Генераторы переменного тока могут иметь схожее устройство. Часто промышленные и бытовые модели различаются только размером и компоновкой. Но есть отличие по принципу возбуждения и количеству фаз. Также существует классификация по схеме подключения внутренней обмотки.

Схемы подключения

Существуют две основные схемы подключения внутренней обмотки. Каждая со своими особенностями.

  1. Звезда. Данное подключение подразумевает соединение 3 выходов обмоток в единую точку. Эта точка называется «нуль». Проводники, подключенные к каждому началу обмотки, являются линейными и поставляют ток непосредственно потребителю. Четвертый проводник считается нулем. Такое подключение очень сильно повышает устойчивость сети к сдвигу фаз, во время возникновения разности несимметричных нагрузок.
  2. Треугольник. Схема треугольник отличается от звезды. Она предполагает последовательный контакт всех обмоток. Первая обмотка соединяется своим концом с началом второй, а конец второй с началом третьей. Конец третьей и начало первой обмотки соединяют между собой. От каждой точки соединения отводятся линейные проводники. Такая схема подразумевает баланс между фазным и линейным напряжениями. Данная схема очень восприимчива к разности нагрузок на каждой фазе. При появлении разности требуется составление векторной диаграммы и пересчет всех параметров.

Каждая схема подключения также предполагает одинаковое сечение проводов. В случае возникновения большой нагрузки на одной фазе, ее провод может выгореть, что приведет к появлению несимметричности цепи, а по нейтрали, в этом случае, потечет ток.

Инвертор

Инверторный генератор переменного тока представляет собой современный и универсальный блок, который может использоваться для бытовых и промышленных нужд. Состоит устройство из следующих частей:

  1. ДВС на бензиновом или дизельном топливе.
  2. Простого генератора, вырабатывающего переменный ток.
  3. Инверторного преобразователя.
  4. Специальных разъемов для подключения нагрузки.
  5. Управляющей части.

Особенность таких устройств — это стабильная выдача напряжения, возможность подключения к переменному и постоянному току через отдельные гнезда. Рассмотрим, как работает этот тип генератора.

  1. ДВС приводит в движение вал синхронного генератора.
  2. Выработанное переменное напряжение поступает на выпрямитель, в который включен трансформатор, диодный мост и радиатор для охлаждения.
  3. После выпрямителя, представляющего собой блок преобразователь, ток приобретает напряжение пульсирующего типа частотой до 20000 Гц.
  4. Пульсирующий ток направляется в фильтр и пропускается через конденсатор. В итоге ток выравнивается и становится постоянным с напряжением 12–20 вольт (зависит от типа устройства).
  5. Постоянный ток передается на инвертор, который преобразует его в переменный ток с рабочей частотой 50 Гц.

На выходе разъема получается ток частотой 50 Гц, напряжением 220 вольт. Инверторные модели генераторов обладают существенным преимуществом. Оно заключается в следующих нюансах конструкции:

  1. Выходной переменный ток с идеальной синусоидой. Это обеспечивает бесперебойную работу чувствительного оборудования.
  2. Фильтр устройства собран на высоковольтных конденсаторах, способных пропускать через себя напряжение до 400 вольт.
  3. Синусоида формируется за счет транзисторного ключа. Ключ многократно преобразует синусоиду за счет парной работы транзисторов.
  4. Прибор способен работать в режиме перегрузки всего несколько секунд. При увеличении нагрузки, срабатывает защита и отключает генератор без остановки ДВС.

На данный момент различаются 3 основных типа инверторных генераторов:

  1. Прямоугольные. Используются для питания 1–3 электрических приборов малой мощности.
  2. Трапецеидальные. Более мощные. Применение — ими можно питать бытовые приборы, но в цепи не должно быть устройств с высоким сопротивлением (чайники, плиты, печи).
  3. Синусоидальные. Самые мощные устройства со стабильным напряжением. Можно использовать для питания сложной и чувствительной техники, бытовых приборов.

Инверторные генераторы переменного тока компактные, установить и использовать их довольно просто. В бытовую сеть могут быть подключены через обычный рубильник, с предварительно отсоединенной основной сетью.

Заключение

Статья дала подробное описание всех разновидностей генераторов переменного тока. В данном устройстве используется простой принцип выработки электрического тока за счет образования ЭДС. Генераторы имеют простое устройство, способны обеспечивать бесперебойным электричеством как бытовые, так и промышленные сети.

Видео по теме

Типы генераторов переменного тока: характеристики, преимущества и использование

Типы генераторов сильно зависят от их конструкции, способа использования и других факторов. Но что такое генератор? Генератор переменного тока представляет собой электрический генератор, который использует механическую энергию и преобразует ее в электричество. Генератор переменного тока приступает к своей основной задаче по преобразованию энергии после создания достаточной механической энергии с помощью магнитного поля и ротора. Чтобы узнать больше о генераторе, его частях и функциях, а также ответить на вопрос, что именно он делает, кроме типов генераторов, пожалуйста, продолжайте читать здесь, на Linquip.

Как работает генератор?

Три основных элемента системы зарядки автомобиля — это аккумулятор, регулятор напряжения и генератор переменного тока. Что касается аккумулятора, генератор обеспечивает электроэнергией электрооборудование автомобиля, такое как система внутреннего и внешнего освещения и приборная панель.

Генераторы переменного тока обычно располагаются рядом с передней частью двигателя и приводятся в движение коленчатым валом, который обеспечивает движение поршней вверх/вниз по кругу. Многие генераторы переменного тока подключаются к определенной точке двигателя с помощью кронштейнов.Один кронштейн обычно имеет фиксированную точку, а другой кронштейн можно модифицировать для натяжения приводного ремня. Генераторы переменного тока генерируют энергию переменного тока за счет электромагнетизма. Электричество передается в батарею, и различные электрические системы работают с напряжением.

Перед тем, как перейти к другим типам генераторов переменного тока и принципам их работы, давайте рассмотрим следующий раздел, посвященный деталям и функциям генератора. статор, ротор и диод, а также регулятор напряжения.

Ротор и статор

Ротор и статор генератора 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, используемое в качестве ремня. Затем статор создает электричество и напряжение, которые поступают на монтаж диода. Создаваемое электричество называется переменным током или AC.

Диодная сборка

Постоянный ток, тип тока, используемый автомобильными аккумуляторами, преобразуется в постоянный ток с помощью диодной сборки генератора переменного тока (AC).Двухконтактная диодная сборка работает, позволяя электричеству, генерируемому статором, течь только в одном направлении.

Регулятор напряжения

Для управления процессом зарядки регулятор напряжения управляет подачей питания от генератора к аккумулятору. Регуляторы разработаны и работают в соответствии со своими спецификациями, с различными функциями.

Функции генератора

Генератор переменного тока является неотъемлемой частью системы питания любого автомобиля. Основная функция генератора переменного тока заключается в преобразовании механической энергии в электрическую энергию, которую он использует для электрической зарядки аккумуляторной батареи.Он также подает питание на другие электрические компоненты автомобиля.

Узнайте больше о функции генератора переменного тока Linquip

: полное и простое для понимания руководство по работе генераторов переменного тока

Зарядка аккумулятора

Независимо от того, какие типы генераторов переменного тока у нас есть, ключевой функцией любого генератора переменного тока является выработка электроэнергии от аккумулятора. В зависимости от местности и от того, используете ли вы другие функции отвода электроэнергии, такие как фары или радио, установка нового автомобильного аккумулятора с неисправным генератором может занять от 20 до 30 минут.Генератор переменного тока заряжает аккумулятор во время использования автомобиля, чтобы обеспечить его долгую работу.

От механической энергии к электрической энергии

Поршни в коленчатом валу, где происходит сгорание, вынимаются из бензобака. Коленчатый вал передает энергию взрыва от сгорания на змеевидный ремень, соединенный с генератором. Когда шкив генератора переменного тока вращается, магнит и катушка преобразуют механическую энергию в электрическую и вырабатывают электричество.

Принадлежности для электропитания

Большинство электрических систем состоят из генератора переменного тока, хотя часть энергии можно получать 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 наименьшее количество электроэнергии, чтобы добраться туда, где можно починить генератор.

Типы генераторов переменного тока

В зависимости от их использования, конструкции, выходной мощности и охлаждения генераторы переменного тока можно разделить на несколько категорий.

Типы генераторов в зависимости от их использования

  1. Автомобильные генераторы
  2. Дизель-электрические генераторы
  3. Судовые генераторы
  4. Бесщеточные генераторы
  5. Генераторы для радиопередачи с низкочастотным радиочастотным диапазоном.

Типы генераторов в зависимости от типа конструкции

  1. Явнополюсный ротор
  2. Гладкий цилиндрический ротор

Типы генераторов в зависимости от выходной мощности

  1. — Фазовый генератор — обмотка создает максимальный поток в первой четверти, затем вторая обмотка создает нулевой поток, вторая обмотка создает максимальный поток, а первая обмотка создает нулевой поток во второй четверти.
  2. Трехфазный генератор переменного тока — напряжение каждой обмотки составляет 120° от одной ступени и напряжения в двух других обмотках. Обмотки подключены к 3-фазному выходу в звезде.

Генератор и генератор: 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. Два контактных кольца соединены с концами катушки.Токосъемное кольцо поглощает наведенный ток катушки и передает его внешнему нагрузочному сопротивлению R. Вращающаяся катушка известна как медный якорь.

Но генераторы и генераторы одно и то же? Давайте посмотрим:

  1. Генератор переменного тока — это машина, которая преобразует механическое электричество от первичного двигателя в переменный ток, а генератор преобразует механическую энергию основного двигателя в переменный или постоянный ток.
  2. Генератор переменного тока имеет вращающееся магнитное поле, а генератор имеет вращающееся магнитное поле для генерации высокого напряжения и стационарного магнитного поля низкого напряжения.
  3. Входной сигнал поступает от генератора переменного тока со статора, но в генераторе он питается от ротора.
  4. Якорь генератора неподвижен, но вращается в генераторе.
  5. Выходное напряжение генератора является переменным, а выходное напряжение генератора постоянным.
  6. Генератор не заряжает полностью разряженный аккумулятор, а генератор заряжает.
  7. Выход генератора более мощный, чем выход генератора.

Знаете ли вы о бесщеточном генераторе?

Щеточный генератор переменного тока использует щетку для передачи 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.

Бесщеточный генератор переменного тока, с другой стороны, больше подходит для более длительного и более постоянного использования, так как нет сменных или ремонтных щеток и меньше внутренних частей повреждено. Но как бесщеточный генератор передает электрический ток? Два набора роторов вращаются вместе в бесщеточном генераторе переменного тока для генерации и передачи электрического тока.Второй генератор меньшего размера на конце устройства, а не щетки, используется бесщеточным генератором переменного тока для передачи любого электрического тока. Это прямое преимущество по сравнению с щеточным генератором, поскольку нет сменных или ремонтных щеток, 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 том, какие типы генераторов существуют в зависимости от многих факторов.Если вам нужна дополнительная информация о типах генераторов переменного тока, нажмите «Зарегистрироваться» на Linquip, а затем задайте свои вопросы. Вы обязательно найдете все, что ищете.

Генератор: что это такое? (и типы генераторов)

Что такое генератор?

Генератор переменного тока определяется как машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую в форме переменного тока (при определенном напряжении и частоте). Генераторы переменного тока также известны как синхронные генераторы.

Где используется генератор?

Генераторы вырабатывают энергию для электрических систем современных автомобилей.Раньше вместо них использовались генераторы постоянного тока или динамо-машины. Но после разработки генератора переменного тока они заменили динамо-машины постоянного тока, поскольку генераторы переменного тока более прочные и легкие.

Поскольку электрическая система автомобилей требует постоянного тока, а не переменного тока, генератор переменного тока используется вместе с диодным выпрямителем для преобразования тока из переменного в постоянный.

Несмотря на необходимость преобразования переменного тока в постоянный, генератор переменного тока все еще используется, поскольку в нем отсутствует сложная коммутация, присутствующая в генераторе постоянного тока.

Этот конкретный тип генератора, используемого в автомобиле, известен как автомобильный генератор переменного тока (узнайте, как устроен генератор переменного тока).

Другое применение генераторов — в дизель-электровозах. Двигатель этого локомотива представляет собой не что иное, как генератор переменного тока, приводимый в движение дизельным двигателем.

Переменный ток, вырабатываемый этим генератором, преобразуется в постоянный с помощью встроенных выпрямителей на кремниевых диодах для питания всех тяговых двигателей постоянного тока. Эти тяговые двигатели постоянного тока приводят в движение колесо локомотива.

Мы также используем эту машину в морских условиях, как дизель-электрический локомотив. Мы специально разрабатываем синхронный генератор, используемый в морской пехоте и военно-морском флоте, с соответствующими адаптациями к среде соленой воды.

Типичное выходное напряжение морского генератора составляет около 12 или 24 вольт. В больших морских овцах для обеспечения огромной мощности используется более одной единицы.

В этой морской системе энергия, вырабатываемая генератором переменного тока, сначала выпрямляется, а затем используется для зарядки стартерной батареи двигателя и вспомогательной аккумуляторной батареи морского судна.

Одним из основных применений генераторов переменного тока является производство большой мощности переменного тока для коммерческих целей. На тепловых электростанциях, на электростанциях Hydel, 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 по-разному в зависимости от их применения и конструкции.

В число входят пять различных типов генераторов :

  • Автомобильные генераторы – используются в современных автомобилях.
  • Генераторы для дизель-электрических локомотивов – применяются в дизель-электрических моторвагонах.
  • Судовые генераторы – используются в судостроении.
  • Генераторы бесщеточные – используются на электростанциях в качестве основного источника энергии.
  • Радиогенераторы – используются для низкочастотной радиопередачи.

Мы можем классифицировать эти генераторы переменного тока (альтернаторы) по-разному, но есть две основные категории в зависимости от их конструкции:

  1. Тип с явным полюсом
  2. Гладкий цилиндрический тип

Тип с выступающим полюсом

90 в качестве генератора низкой и средней скорости.Он имеет большое количество выступающих полюсов, сердечники которых прикреплены болтами или «ласточкиным хвостом» к тяжелому магнитному колесу из чугуна или стали с хорошими магнитными свойствами.

Такие генераторы отличаются большим диаметром и короткой осевой длиной. Эти генераторы выглядят как большое колесо. Они в основном используются для низкоскоростных турбин, таких как электростанция Hydel.

Гладкий цилиндрический тип

Мы используем его для генератора переменного тока с паровой турбиной. Ротор этого генератора вращается с очень большой скоростью.Ротор состоит из цельного гладкого цилиндра из кованой стали с определенным количеством прорезей, выфрезерованных через определенные промежутки времени по внешней периферии для размещения катушек возбуждения.

Эти роторы предназначены в основном для 2-х или 4-х полюсных турбогенераторов, работающих со скоростью 36000 об/мин или 1800 об/мин соответственно.

История генератора переменного тока

Майкл Фарадей и Ипполит Пикси представили самую первую концепцию генератора . Майкл Фарадей разработал вращающийся прямоугольный виток проводника внутри магнитного поля для создания переменного тока во внешней статической цепи.

После этого в 1886 году Дж.Э.Х. Гордон разработал 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 подавать ток на несколько фаз.

ГЕНЕРАТОРЫ

 

ГЕНЕРАТОРЫ ГЕНЕРАТОРЫ

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

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

Типы генераторов

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

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

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

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

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

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

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

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

Однофазный генератор

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

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

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

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

Двухфазный генератор

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

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

напряжения в две другие обмотки.А

принципиальная схема трехфазного статор, показывающий все катушки, становится сложным и трудно увидеть, что на самом деле происходит.

Упрощенная принципиальная диаграмма, показывающая каждая из трех фаз показана на рис. 9-36. Ротор отсутствует для простоты. Осциллограммы напряжения показаны справа от схематический. Три напряжения отстоят друг от друга на 120° и аналогичны напряжения, которые будут генерироваться тремя однофазными генераторами переменного тока, напряжения не совпадают по фазе на угол 120°.Три фазы независимы друг друга.

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

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

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

Блок выпрямителя генератора переменного тока

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

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

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

Этот блок работает в диапазоне скоростей от 2100 до 9000 об/мин, при постоянном выходном напряжении 26 — 29 вольт и 125 ампер.

Генератор Генератор: Генератор Генератор: Что это такое и как он работает

Что такое генератор генератора?
Генератор переменного тока — это сердце генератора. Генератор переменного тока, также называемый «генератором», представляет собой часть генератора, которая вырабатывает электрическую энергию из механической энергии, подаваемой на него двигателем. Генератор переменного тока состоит из статора — неподвижной части — и ротора — подвижной части. Когда оба компонента работают вместе, возникает относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, производит электричество.

Как работает генератор переменного тока?
Генератор переменного тока работает по принципу электромагнитной индукции. Согласно этому принципу, когда в присутствии магнитного поля электрический проводник, такой как провод, содержащий электрические заряды, перемещается, это приводит к разности потенциалов между двумя концами электрического проводника, что вызывает движение электрических зарядов по проводу. , тем самым вырабатывая электроэнергию.


Генератор переменного тока состоит из подвижных и неподвижных компонентов, заключенных в защитный кожух.Неподвижная часть генератора переменного тока, также известная как «статор», представляет собой набор проводов или электрических проводников, намотанных в витках на железный сердечник. Ротор, также известный как якорь, представляет собой подвижную часть генератора переменного тока, который создает вращающееся магнитное поле тремя различными способами.
  1. Индукция — у вас есть этот механизм в больших генераторах. Вы также знаете их под названием «бесщеточные генераторы».
  2. Постоянные магниты. Малые генераторные установки имеют постоянные магниты, создающие стационарное магнитное поле.Ротор преобразует это стационарное магнитное поле во вращающееся магнитное поле, в результате чего возникает переменный ток.
  3. Использование возбудителя. Будучи небольшим источником постоянного тока (DC), возбудитель использует сборку токосъемных колец и щеток для питания ротора.

Принцип работы генератора переменного тока
Электрические генераторы и генераторы переменного тока подчиняются правилу правой руки Флеминга. Правило правой руки Флеминга определяет направление движения проводника, магнитного поля и индукционного тока.В соответствии с этим правилом, если вы поместите большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, и если большой палец представляет направление движения проводника, то указательный палец представляет направление магнитного поля, а средний палец показывает направление электрического тока.

Обратитесь к ближайшим к вам ведущим дилерам генераторов и получите бесплатные расценки

(Универсальное место назначения для ММСП, ET RISE предоставляет новости, мнения и анализ по GST, экспорту, финансированию, политике и управлению малым бизнесом.)

Загрузите приложение The Economic Times News News, чтобы получать ежедневные обновления рынка и деловые новости в прямом эфире.

7 признаков неисправного генератора

Мигают фары? Странные звуки? Задержка?

Это может быть признаком неисправности генератора.

Генератор переменного тока является ключевым компонентом в работе электрических систем автомобиля. Генератор берет энергию от коленчатого вала и превращает ее в электричество, которое хранится в аккумуляторе вашего автомобиля. Когда ваш автомобиль работает, генератор переменного тока помогает питать различные электрические системы вашего автомобиля и поддерживать заряд аккумулятора.

Когда ваш генератор начинает выходить из строя, это может вызвать множество различных проблем с электричеством в вашем автомобиле и, в конечном итоге, привести к поломке. Генераторы могут выйти из строя внезапно или медленно с течением времени. Если ваш генератор постепенно выходит из строя, есть некоторые предупреждающие признаки, на которые вы можете обратить внимание.

Итак, как узнать, что у вас проблемы с генератором?

 

Предупреждающие признаки неисправного генератора

 

Световые индикаторы

Большинство современных автомобилей оснащены сигнальной лампой на приборной панели, которая предупреждает о проблеме с генератором.

Обычно этот индикатор имеет форму аккумулятора, хотя некоторые сигнальные индикаторы могут отображать GEN (для генератора) или ALT (для генератора переменного тока). Срабатывание этих сигнальных ламп обычно зависит от того, сколько электроэнергии использует ваш автомобиль, и если выходная мощность вашего генератора падает ниже определенного уровня.

 

Проблема с фарами

Генератор обеспечивает питание фар.

Одним из наиболее распространенных признаков неисправности генератора является мерцание, пульсация или затемнение фар.Если ваш генератор начинает выходить из строя, он не сможет эффективно питать ваши фары.

 

Другие проблемы с электрикой

Генератор переменного тока отвечает за питание различных электронных устройств автомобиля.

Такие вещи, как электрические стеклоподъемники и сиденья с электроприводом, могут начать работать с меньшей скоростью, чем обычно, или вообще перестать работать. Умирающий генератор также может привести к тому, что радио и внутреннее освещение вашего автомобиля перестанут работать.

   

Запах

Запах горелой резины?

Генератор работает с несколькими ремнями в автомобиле.Если эти ремни не могут двигаться по назначению, они будут создавать избыточное трение, что приведет к нагреву ремня. Это может вызвать запах горелой резины.

Запах гари?

Запах, похожий на запах электрического огня, может указывать на то, что ремень проскальзывает и его необходимо подтянуть. Если подтяжка ремня не устраняет запах и не увеличивает мощность генератора, пора посетить механика.

В местном отделении AAMCO в Миннесоте можно выполнить диагностику и ремонт электрической системы, включая генератор переменного тока.

   

Разряженный аккумулятор

Генератор переменного тока отвечает за подзарядку аккумулятора вашего автомобиля.

Автомобильные аккумуляторы могут выйти из строя сами по себе. Тем не менее, неисправный генератор может привести к тому, что автомобильный аккумулятор разрядится и не будет заряжаться. Если вы обнаружите, что часто запускаете машину от внешнего источника или ваша батарея садится, обязательно проверьте генератор.

Связанный: Признаки необходимости замены аккумулятора

 

 

Остановка двигателя или затрудненный запуск

Для запуска автомобиля требуется электрическая искра.

Генератор в вашем автомобиле подает питание на свечи зажигания, которые воспламеняют бензин в вашем двигателе. Если ваш генератор начинает выходить из строя, в ваших свечах зажигания может не хватить мощности, чтобы завести автомобиль или поддерживать его работу. Если вы обнаружите, что глохнете, казалось бы, без причины, это может указывать на проблемы с вашим генератором.

 

Связанный: Причины, по которым ваш автомобиль не заводится

 

Шумы

Странные шумы, исходящие из вашего автомобиля, могут указывать на различные проблемы.

Странные звуки, исходящие от двигателя, в сочетании с некоторыми другими перечисленными симптомами могут указывать на проблему с генератором. Прислушивайтесь к воющим, скрежещущим и дребезжащим звукам, так как все это может указывать на неисправность генератора.

 

Что делать, если ваш генератор неисправен

Подозреваете, что ваш генератор неисправен или вышел из строя?

AAMCO Миннесота имеет высококачественных механиков и оборудование для диагностики и устранения любых проблем с электрической системой вашего автомобиля.В том числе:

0

  • Генератор
  • Ремень привода
  • Регулятор напряжения
  • Напряжение
  • Коммутатор зажигания
  • Нейтральный коммутатор
  • Нейтральный коммутатор
  • Батареи Батареи и терминалы
  • Батареиных кабелей и терминалов
  • Рассматривать встречу с местным расположением AAMCO Minnesota, чтобы иметь место другие электрические системы, проверенные сегодня на работоспособность и безопасность.

    Симптомы неисправности генератора | Evans Tire & Service Centers

    Современные автомобили используют два различных источника энергии: механический и электрический.Ваш двигатель генерирует механическую силу за счет сгорания, таким образом обеспечивая мощность, необходимую для движения ваших колес. Между тем, множество других систем, от ваших фар до радио, зависят от электроэнергии, обеспечиваемой вашей батареей.

    Эти две системы взаимодействуют посредством генератора переменного тока, который преобразует механическую энергию в электрическую, таким образом поддерживая аккумулятор в заряженном состоянии. Когда генератор перестает работать правильно, может возникнуть широкий спектр проблем. В этой статье более подробно рассматриваются четыре часто встречающихся симптома отказа генератора переменного тока.

    1. Автомобиль не заводится

    Разряженный аккумулятор почти всегда лежит за автомобилем, который не заводится. Если вы завели машину от внешнего источника, и она работает правильно, проблема, скорее всего, связана с самой батареей. В некоторых случаях батарея могла просто разрядиться — например, если вы забыли выключить свет. В таких случаях проблему можно решить, отключив аккумулятор и дав автомобилю поработать несколько минут.

    Если ваша машина продолжает работать после прыжка, но не переворачивается при следующей попытке завести ее, возможно, вам нужна новая батарея.Поскольку автомобиль продолжает работать после запуска, вы знаете, что генератор остается способным выполнять свою функцию. Вместо этого батарея, похоже, не способна удерживать заряд при выключенном двигателе.

    Если ваш двигатель снова заглохнет в течение нескольких секунд или минут после подключения аккумулятора, неисправность, вероятно, связана с вашим генератором. На самом деле, ваш генератор, возможно, умер полностью. Установка новой батареи может устранить проблему на короткое время. Тем не менее, как только новый аккумулятор разрядится, вы застрянете с автомобилем, который больше не заведется.

    2. Двигатель глохнет

    Неисправный генератор почти всегда приводит к тому, что автомобиль не заводится. Тем не менее, прежде чем дело дойдет до этого момента, вы можете столкнуться с рядом других проблем. Неисправный или умирающий генератор может работать только урывками. В результате генератор может не иметь того, что необходимо для полной зарядки аккумулятора — даже при работающем двигателе.

    В результате машина может заглохнуть в неподходящее время. Непосредственная причина такой остановки часто связана с топливными форсунками, которым для работы требуется электричество.Если неисправный генератор переменного тока не может постоянно заряжать аккумулятор, топливные форсунки могут не сработать, что приведет к остановке двигателя.

    3. Проблемы с электричеством

    Выход из строя генератора может привести к целому ряду других проблем с электричеством. Вообще говоря, такие проблемы проявляются в неспособности работать на нормальной мощности. Например, вы можете заметить, что ваши фары кажутся тусклее, чем обычно, или даже что их яркость необъяснимо колеблется.

    Другие знаки включают приборную панель и плафоны, которые также могут мерцать или казаться тусклыми.Автоматические окна могут открываться и закрываться намного медленнее, чем обычно. Или ваше радио и/или развлекательные центры могут периодически отключаться.

    4. Необычные звуки

    Неисправные генераторы часто издают громкие или необычные звуки. Генератор переменного тока получает механическую энергию от двигателя с помощью ремня. Если этот ремень сместился или чрезмерно изношен, вы можете услышать странные скрипящие звуки, исходящие из-под капота. Изношенный ремень может не вращать генератор достаточно быстро, чтобы обеспечить достаточную мощность.

    Внутри генератора установлены подшипники, которые позволяют внутреннему статору вращаться вместе с ремнем. Со временем эти подшипники изнашиваются и изнашиваются, издавая гудящий звук. Этот звук усиливается по мере того, как подшипники изнашиваются все больше и больше.

    Если вы заметили какие-либо из этих симптомов, как можно скорее обратитесь за профессиональной помощью. Даже если ваша машина продолжает работать, вскоре генератор может полностью выйти из строя, и вы окажетесь в затруднительном положении. Для получения дополнительной информации о том, как распознать неисправный генератор, свяжитесь со специалистами по ремонту автомобилей в центрах шин и обслуживания Evans, чтобы назначить встречу в любом из наших офисов.

    Нужна новая батарея? Просмотрите эти купоны для экономии денег!

    Каталог

    НАПРЯЖЕНИЕ РАБОТА РЕГУЛЯТОРА, ГЕНЕРАТОРА И АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

    КАК ОНО РАБОТАЕТ Марк Гамильтон

    сначала дается простое объяснение, чтобы не пропустить читатели, которым нужно лишь общее представление о том, как система работает, не вдаваясь в технические подробности.

    Иногда при объяснении технических концепций полезно использовать параллельное сравнение с более наглядным и простым рабочая модель. Это Вот почему инструкторы и учебники часто используют водопроводных систем в попытке объяснить различные электрические явления. (Мы действительно не можем видеть вольты, и амперы и омы в проводах. Мы используем счетчики и другое оборудование для проверки наличие и уровень электричества, а также проверить производительность системы.)

    В это авторы многолетний опыт при попытке объяснить функции генератора, регулятора напряжения, потребляемая мощность батареи и электрической системы; система воздушного компрессора была лучшим параллельным примером далеко!   Это может быть правдой, потому что большинство людей, по крайней мере, с ограниченным опыт работы с автомобилями будет работать по воздуху компрессор.Довольно возможно, меньше людей, которые работают с автомобилями, будут иметь знание гидравлических перепадов давления и давления потери с сантехническими системами. Еще раз, система воздушного компрессора будет использоваться с попыткой объяснить эту часть нашего автоэлектрика система.

    НАПРЯЖЕНИЕ (ВОЛЬТ) – это мера электрического напряжения. В системе сжатого воздуха PSI (фунты на Квадратный дюйм) является мерой давления.

    АМПЕРАЖ (AMP или AMPERE) является мерой электрического тока. В системе сжатого воздуха кубические футы воздуха аналогичны мера количества.

    Ом это мера сопротивления электрическому току сопротивление потока сдерживает поток электрического ток.В система сжатого воздуха, ограничение, закупорка, снижение проход (дроссельное отверстие) — термины, наиболее часто используемые для обозначения описать тот же эффект, который сопротивление будет иметь в электрическая система.

    ТУ СРАВНЕНИЕ (объяснение функций системы)

    То Аккумулятор представляет собой резервуар для хранения электроэнергии, аналогичный к воздушному резервуару для системы сжатого воздуха. (На самом деле батарея не хранит электричество, правильнее было бы сказать; батарея хранит ингредиенты, которые могут производить электричество .) И батарея, и воздушный резервуар могут хранить источник энергия в резерве, сохраняя энергию доступной на время нам это нужно.

    генератор вырабатывает электроэнергию, которая может работать устройства, которые выполняют работу за нас. А компрессор производит сжатый воздух, которые могут быть использованы в качестве источника энергии для работы инструментов или техника.

    регулятор напряжения ограничивает максимальное напряжение в электрическая система. В система сжатого воздуха регулятор давления ограничивает максимальное давление. Регулятор напряжения также вызывает генератора для получения большей мощности, когда напряжение (давление) в электрической системе низкий уровень. А в системе сжатого воздуха давление переключатель включит компрессор, когда давление в системе становится низким.

    Фары, зажигание, и аксессуары используют питание от электрической система. Каждый когда мы включаем аксессуар, больше энергии потребляется от система. Напряжение (электрическое давление) падает по мере того, как мощность потребляется от системы, а затем регулятор напряжения вызывает генератор, чтобы сделать больше тока. А в системе сжатого воздуха ударный гайковерт, духовой пистолет, малярный пистолет или приспособление для накачивания шин. все используют энергию (сжатый воздух) из системы. Когда мы используем сжатый воздух из системы, PSI (давление воздуха) падает, и регулятор поворачивает компрессор включен. В электрической системы, регулятор напряжения включает генератор включается или выключается, как необходимо для поддержания напряжения на должном уровне. А в системе воздушного компрессора давление Регулятор останавливает и запускает компрессор по мере необходимости. поддерживать нужный уровень давления.

    То полезная электрическая система потребует генератора переменного тока, который может производить в среднем больше продукции, чем мы используем, и регулятор ограничит напряжение в системе до безопасного уровня, который нам нужен. Как и большинство механизмов, генератор переменного тока не выдерживает работать на максимальной мощности в течение длительного периода времени. Короткие всплески на максимальной мощности — это нормально, но нормально работа потребует работы генератора только на части с полным выходным потенциалом, большую часть времени. Генераторы вырабатывают тепло как побочный продукт производства электроэнергию, и чем больше мощности они отдают, тем больше тепло они производят.Некоторые модели генераторов могут выдавать гораздо большую мощность. процент от их рейтинга валовой продукции, чем у других, в течение длительных периодов эксплуатации.

    Воздух компрессоры имеют рейтинг рабочего цикла. Компрессор также производит тепло как побочный продукт, и если бы он был призван работать непрерывно, в то время как поддерживая высокое давление, компрессор сгорит. Некоторые модели воздушных компрессоров будут иметь большую рабочий цикл, чем другие. Ожидайте, что модель хобби-магазина не будет предназначена работать в течение длительного периода времени, что профессиональный мастерская компрессор построен для.

    Когда электрической системе требуется больше энергии, чем генератору может произвести, на короткое время, то батарея уже подключен к системе, и батарея будет способствовать нужная мощность.Вход на этой картинке то, что генератор должен крутиться на достаточно оборотов для производства мощности. И есть кривая выходной мощности генератора / оборотов, где доступная мощность увеличивается с увеличением оборотов. Существует также минимум и максимум для практического генератора переменного тока. Рабочий диапазон оборотов. Обороты генератора несколько регулируются путем изменения передаточное отношение ведущего шкива на коленчатом валу и диаметр шкива генератора. Но так как двигатель временами будет работать медленно, а обороты очень высоки в другое время, нет идеального передаточное отношение привода шкива для всех применений. Передаточное число шкива является компромиссным; а также то, что приемлемо на максимальных оборотах, является решающим моментом. (Генератор переменного тока может быть поврежден при слишком высоких оборотах.) Передаточное отношение шкива, которое хорошо с 6500 до 8000 обороты двигателя на кольцевой трассе далеки от идеальных с рядная шестерка двигатель в бабки продуктовый добытчик.

    В низкие обороты, ожидайте, что ранние модели генераторов часто производили гораздо меньше доступной продукции, чем более современные конструкции. А также со многими моделями старых генераторов переменного тока, электрическая мощность на обороты холостого хода двигателя были , а не достаточно для удовлетворения потребностей в электроэнергии. Но при сидении на светофоре аккумулятор мог помочь генератору с поддержкой электрического система.А также затем, когда загорелся зеленый свет, мы уехали с двигатель снова быстро крутит генератор. Генератор вскоре заменил мощность, используемую от батарея, сидя на стоп-сигнале, никакого вреда. Напряжение в системе будет низким, когда генератор не успеваю. (Напряжение будет выше 14 при работающем генераторе и около двенадцать и падает при поддержке батареи.)

    Драйверы старых автомобилей привыкли к тому, что фары тускнеют на холостом ходу, или поворотники мигали медленнее, это просто результат низкого напряжения, когда генератор не поспевает за ним. Старые автомобили могли обходиться менее совершенными представление. А также с меньшим количеством электрических элементов для поддержки, то напряжение так быстро не отвалился. В старых автомобилях также не было электроники, которая перестанет работать при низком напряжении. При продолжительности городских пробок в современных времена, множество аксессуаров на современном автомобиле, и электроника, чувствительная к низкому напряжению, само собой мощность генератора на холостом ходу двигателя должна была улучшиться. Новые конструкции генераторов могут производить много больше тока при низких оборотах, даже если общая выходная мощность почти как у старой модели.

    В параллельно электрической системе, с воздушным компрессором при предельной мощности будут времена, когда система давление становится низким. Так как когда друзья приходят, чтобы помочь с проектом на выходные, все вооружены пневматическими инструментами для работы с небольшой компрессор в гараже. (И, как и в случае с электрическими системами, это не скорее всего произошло в 1960-х!) Маленький компрессор не может поддерживать воздушный храповик, ударный гайковерт, духовой пистолет и шлифовальная машина с отсечкой колесо сразу.В это время резервуар (бак) должен был поставлять мощность (сжатый воздух). Когда среднее потребление превышает объем производства компрессором, то давление в системе падает низко.

    электрическая система ведет себя примерно так же. Если средняя выходная мощность генератора не не отставайте от энергопотребления электрической системы, затем батарея падает до разряженного состояния, и напряжение в системе падает ниже допустимого уровня.

    В таблице ниже показано, чего ожидать от отличия в генераторах только одного поколения отдельно. (60-е годы тип с внешней регулировкой по сравнению с типом 70-х годов внутренне регулируется. Примерно такие же результаты испытаний наблюдались на во многих случаях при обновлении генератора переменного тока. Такое же передаточное число приводного шкива было с оба типа генераторов. (1969-1972, малый блок 350 двигатель, шкивы сток)

      ГЕНЕРАТОР

    СРАВНЕНИЕ

    В наличии выход

    в 680 об/мин

    Двигатель праздный

    Двигатель Требуется число оборотов в минуту

    для максимум

    В наличии выход

    Внешне регулируемый

    61А, модель 10ДН,

    Делко генератор переменного тока

     8 до 10 ампер

    2400 до 2500 об/мин

    Внутри регулируемый

    63 ампера, модель 10СИ

    Делко генератор переменного тока

    35 до 40 ампер

    1275 до 1325 об/мин

    Один больше аспект сравнения между электрическим система и система сжатого воздуха, и это ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ с длинными линиями, используемыми для Доставка.В электрической системе длинные провода будут иметь сопротивление, составляющее ограничение электрической мощности поток. И чем дальше по проводу проверяем напряжение, тем ниже напряжение (электрическое напряжение) будет. Кроме того, при повышенном токе падение напряжения (падение давления) увеличится. Например, если мы попытаемся управлять действительно мощное электрическое устройство, такое как стартер, через длинный провод малого диаметра, тогда производительность стартера будет быть бедным.То стартер попытается вытянуть большое количество ток через длинный провод малого сечения и напряжение будет слабым на конце провода стартера. В другом примере, если провода от фары переключаться полностью к передней части автомобиля тонкие в диаметр калибра, тогда напряжение на фары будет низкий результат с тусклым светом.

    то же самое может произойти с системами сжатого воздуха. В молодые годы были случаи, когда работа с пневматическими инструментами при низком давлении была постоянной раздражение. Представлять себе старое здание с большим компрессором в дальнем конце длинное здание. Назад в 1940-х годах сжатый воздух в основном использовался для проветривания шины, но не для обслуживания занятых механиков владение пневматическими трещотками и ударными гайковертами. Здание было оборудовано очень старыми, небольшими стальные трубы диаметра для подачи сжатого воздуха. На этом объекте механик, находящийся дальше всех от компрессор не получал воздух под полным давлением. Если пневматическая трещотка или инструмент, требующий большого объема воздуха был использован, затем инструмент отключился от питания. Трубка большего диаметра была бы действительно лучше производительность пневмоинструмента.Особенно, когда другие механики ближе к компрессору использовали воздух до того, как он дошел до конца линии.

    ситуация с длинными трубками малого диаметра, для сжатым воздухом, имел тот же эффект, что и при длинном небольшом провод, используемый для управления многими мощными аксессуарами. Аксессуар, расположенный дальше всего по проводу, получит питание при низкий уровень напряжения (давления). Больший диаметр проволоки улучшит производительность за счет подача мощности при более высоком напряжении (давление). Или используйте конструкцию системы, обеспечивающую более короткую длина провода, что также повысит производительность.

    А теперь для тех, кому нравятся технические аспекты того, как все работает, вот более подробное объяснение системы операция с

    ГЕНЕРАТОР, РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ и АККУМУЛЯТОР .

    генератор будет генерировать энергию для работы электрической система плюс держите аккумулятор заряженным. Назначение регулятора напряжения регулировать количество энергии, выдаваемой генератором. (Конечно! Что что еще делают регуляторы? Ха!) Регулятор напряжения позволяет генератору сделать достаточно мощности для поддержания надлежащего уровня напряжения, но не допускать повышения напряжения в системе до опасного уровня.

    С регуляторы системы генератора, ограничение напряжения есть средства управления выпуском. (Старые генераторные системы имели напряжение ограничитель, а также ограничитель тока, плюс выключатель реле, которое отключало систему, когда двигатель остановлен.) Если генератору было позволено постоянно производить все мощность, напряжение в системе поднимется до опасного уровень, батарея будет перезаряжаться, компоненты будут поврежден, и генератор скоро перегреется и сгорит вне.

    С установлен генератор на 100 ампер, с ним не ездим генератор постоянно выдает 100 ампер. При вождении простой машины, например 66 Chevelle, без включенных аксессуаров, штатное зажигание, а аккумулятор подзарядился, генератор производит только от 3 ампер до 5 ампер тока! (Независимо от мощности генератора, мощность ограничено в соответствии с требованиями системы.)

    А, если вам интересно, количество лошадиных сил используется для вращения генератора переменного тока с выходной мощностью. Когда генераторы производят только небольшое количество ток, сопротивление лошадиных сил очень мало (менее 1/3 усилитель). Большой количество выходной мощности вызывает большее сопротивление лошадиных сил (около 3 или 4 лошадиных сил для производства 120 ампер на выходе).

    РЕГУЛЯТОР ДЕЙСТВИЯ

    Популярные учебники говорят нам, что идеальная настройка регулятора напряжения 14,2 вольта. А диапазон примерно от 14,0 до 14,6 вольт обычно приемлем, и различные руководства для магазинов обычно публикуют об этом спектр.

    Когда напряжение системы ниже уставки напряжения регулятор, то регулятор заставляет генератор производить мощность до тех пор, пока напряжение не достигнет максимального значения регулятор.Когда мы сначала запускаем двигатель, напряжение батареи будет на уровне около 12,5 или 12,6 вольт. Регулятор распознает низкое напряжение и вызывает генератор для выработки электроэнергии. Также во время вождения каждый раз, когда мы переключаем аксессуар включен, питание используется от системы, напряжение снижается, а регулятор восстанавливает напряжение, вызывая генератор, чтобы увеличить мощность. Это действие автоматически позволяет генератору обеспечить питанием электросистему.

    системе не требуется столько выходной мощности от генератора, когда аксессуары не потребляют энергию, и когда аккумулятор полностью заряжен. Когда напряжение в системе поднимется примерно до 14,2 вольт, регулятор напряжения начинает ограничивать генератор выход.Когда мы выключаем аксессуар, использование питания от системы меньше, напряжение быстро растет, а затем регулятор приведет к тому, что генератор будет производить меньше энергии.

    Регулировка выхода генератора, регулятором напряжения, бывает так быстро, что при использовании счетчика для проверки системы мы видим функционируют плавно и постоянно.Даже механические регуляторы старого типа могли открываться и закрывайте точки более 200 раз в секунду! Электронные регуляторы напряжения пришли на смену старым регулятор типа вибрирующей точки и электронные регуляторы реагировать еще быстрее. С участием современный электронный регулятор напряжения, напряжение на система будет очень последовательной.

    батарея служит большой подушкой в ​​системе , что также сглаживает уровень напряжения. Батарея будет обеспечивать мгновенные скачки мощности, которые необходимы, когда устройства включены. Батарея также может поглощать кратковременное превышение питания в системе, когда устройства выключены. Аккумулятор предотвращает сильное и внезапное напряжение изменения в системе.

    ТУ МЕТОД, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ РЕГУЛИРОВКИ МОЩНОСТИ ГЕНЕРАТОРА

    Регулятор напряжения регулирует мощность генератора, контролируя количество энергии, которое он посылает в магнитное поле обмотка в генераторе. (В генераторах переменного тока используются магниты.) Больше мощности, подаваемой на обмотку магнитного поля в Генератор создаст более сильное магнитное поле, которое заставляет генератор производить большую мощность. Выходная мощность генератора уменьшается, когда напряжение регулятор отдает меньшую мощность магнитному полю обмотка генератора, так как сила магнитного поля поле уменьшится.

    ПОЧЕМУ 14,2 ВОЛЬТА, НО МЫ НАЗЫВАЕМ ЭТО 12-ВОЛЬТОВОЙ СИСТЕМОЙ?

    То Говорят, что уровень 14,2 вольта является идеальным уровнем напряжения для 12-вольтовая автомобильная система, потому что это сумма, необходимая для полной зарядки стандарта двенадцативольтовая батарея. Сам по себе, без зарядного устройства, и без кабели подключены, типичный, полностью заряженный 12 вольт батарея выдает 12.6 вольт. Бортовая система зарядки должна превышать 12,6 уровень электрического тока, протекающего через батарею во время зарядки. Электрический ток должен протекать через аккумулятор во время зарядки до вызвать химическую реакцию между жидкой кислотой и свинцовые пластины внутри аккумулятора. Уровень 14,2 вольт вызывает примерно правильное количество тока, протекающего через батарею, чтобы поддерживать полностью заряженное состояние.Расширенный периоды с уровнем выше 14,2 В будут перезаряжаться батареи (при большинстве температур).

    АККУМУЛЯТОР КОНСТРУКЦИЯ и Рабочие функции

    (Аккумулятор взаимодействует с системой зарядки.)

    Есть положительных и отрицательные металлические пластины внутри батареи, каждая из которых сделана из разные материалы , и с изоляторами между пластинами. Жидкая кислота в аккумуляторе (серная кислота) при контакте с пластинами, и кислота будет химически реагировать с материалом на пластинах с образованием электрического власть. Когда батарея призвана производить энергию, как и при запуск двигателя, активность химической реакции значительно повысился. Когда батарея хранится, очень мало химической реакции происходит место, однако элементы ждут в резерве и доступны для использования в любое время.

    аккумулятор должен выдавать ток для запуска двигателя, а батарея также может быть задействована для подачи питания время от времени когда генератор не успевает за электрической системой использование мощности. Когда подключаем к аккумулятору электрический прибор, химический происходит реакция с выделением электроэнергии. В течение этих периодов, когда батарея должна питание, батарея разряжается.

    Во время разряд батареи, химическая реакция произведет электричество. И химическая реакция между кислотой и пластинами преобразует материал на поверхности пластин в новое соединение.А также по мере того как химическая реакция изменяет состав материалы в аккумуляторе во время разряда, материал на положительные и отрицательные пластины в конечном итоге станут такой же. Когда достаточное количество материала на пластинах было преобразовано в один и тот же материал на положительной и отрицательной пластинах, сборка уже не может производить достаточную мощность. Тогда батарея считается разряженной.

    Химическая промышленность реакция разрушает существующий материал, и повторно собирает исходные ингредиенты, чтобы сформировать новый материал. Основные ингредиенты все еще будут в новый материал, но после химической реакции состоялось, новый материал будет другим сложный. (Это происходит с производством пластмасс и полимеров и многие вещи, которые мы используем и наслаждаемся.)

    Автор приложение энергии к новому материалу, по крайней мере, некоторое химические реакции можно обратить вспять, и новый материал будет преобразован в исходную форму. Это обратное именно то, что происходит при перезарядке батарея. При подзарядке аккумулятора мы подаем электрический ток (энергия) в обратном направлении, что вызовет химическая реакция, необходимая для изменения материалов в батарея возвращается в исходное состояние.(Вернуться к разным материалам на положительных и отрицательных тарелки.)

    АККУМУЛЯТОР ЗАРЯДКА

    С перезарядка, химическая реакция изменяет соединения на положительные и отрицательные металлические пластины возвращаются к исходным материал. Электрический ток будет течь через металлические пластины в обратном направлении направлении во время зарядки, что вызывает обратный химический реакция (по сравнению с разрядом). Когда аккумулятор заряжается, соединения на положительной и отрицательной пластинах в батарея снова будет другой. С материалом на пластинах, восстановленным обратно в оригинальные соединения, батарея снова способна доставить электричество.

    Кому перезаряжаем аккумулятор, подаем электроэнергию на батарея.То количество активности с химической реакцией во время батареи зарядка будет меняться в зависимости от количества электрического ток течет через батарею. При напряжении на должном уровне батарея будет только принять величину тока, необходимую для разумного деятельность с химической реакцией.

    Кому небольшой текущий поток не вызовет достаточной активности с химическая реакция для полной зарядки аккумулятора. Нам нужна достаточная активность с химическим реакция на изменение соединений на пластинах обратно на их исходный материал. Отсутствие достаточной активности с химическим реакция, вызванная слишком слабым током, может быть называется состоянием недостаточного заряда.

    скорость действия с химической реакцией во время перезарядка вызывает большие опасения! Количество действий контролируется количеством тока во время перезарядки.

    Чрезмерный ток, протекающий во время зарядки аккумулятора, можно назвать состояние перезарядкичрезмерный ток вызывает слишком большую активность химической реакции. Количество активности с химической реакцией должен точно контролироваться, и идеальная скорость заряда представляет собой тонкую линию. Его ситуация, когда слишком высокая скорость зарядки наносит ущерб, но при недостаточном токе производительность батареи будет ухудшаться.

    Это получается, что при зарядке величина протекающего тока через батарею можно отрегулировать, регулируя уровень напряжения при подаче электроэнергии на батарея. Когда электрический ток подается на аккумулятор в правильном уровень напряжения, батарея принимает только количество текущий поток он хочет. И его ток во время зарядки, который будет регулировать скорость химической реакции активности в пределах батарея. То операция суммируется как ставка заряда.

    Суммируя скорость зарядки, уровень напряжения будет регулировать величину тока, и количество текущего потока будет влиять на скорость химическая реакция.А также так что с системой генератора, выступающей в качестве бортовой зарядное устройство, регулятор будет контролировать напряжение, и остальное последует.

    Его все довольно просто, однако , идеальная величина ставки заряда будет меняться с условия.  (Всегда есть что усложнить! Ха!) Состояние заряда батареи, температура и продолжительность заряда (либо длительные поездки, либо короткие приводы) — все это факторы, определяющие идеальный скорость зарядки.То разряженный аккумулятор не дает такого напряжения, как полностью заряженный аккумулятор. При зарядке разряженного аккумулятора разряженный батарея будет принимать большой ток, если мощность подается на полном уровне 14,2 вольта. В идеале уровень напряжения должен быть немного уменьшается, когда батарея принимает пиковое значение тока во время перезарядки.Тогда поток тока будет оптимизирован, что вызовет правильная скорость химической реакции. Тогда скорость заряда может оставаться оптимизированной, если напряжение может немного увеличиваться по мере восстановления заряда батареи. В конце концов, напряжение должно быть ограничено, так как батарея становится полностью заряженным, а затем очень небольшой ток через батарею не требуется.

    Когда основные условия — короткие поездки в сильный мороз погода, скорость заряда должна быть увеличена. Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи изменится с экстремальный холод. Этот и другие воздействия холода будут способствовать замедлению ставки заряда при низких температурах. Короткие диски с медленной скоростью зарядки могут не позволить аккумулятор, чтобы достичь полностью заряженного состояния в экстремальных холодный. То идеальная настройка регулятора напряжения должна быть немного выше для этого типа использования.

    автор жил в странах с холодным климатом, а также там, где жарко большую часть года. Жаркая погода плохо сказывается на аккумуляторах! В жарком климате батареи обычно имеют гораздо более короткий срок службы. жизнь. Также ожидайте найти больше коррозии в области батареи с горячим погодные условия (потому что теплая батарея принимает ток при более высокой скорости заряда).

    уровень напряжения должен точно контролироваться во время зарядки для предотвращения чрезмерного тока. Чрезмерный ток может повредить батарею. Чрезмерный ток менее эффективен, потому что соединения на поверхности пластин не успеют разойтись. Также чрезмерное количество агрессивного и очень взрывоопасного газа производиться с избыточной ставкой. А чрезмерная скорость заряда нагревает батарею, что изменяет внутреннее сопротивление батареи.

    Особенно с герметичными батареями, чрезмерная зарядка уничтожит полезность батареи! H 2 O (вода) является одним из соединений образуется в результате химической реакции во время зарядки аккумулятора. Многие из так называемых герметичных аккумуляторов фактически выходит в окружающую атмосферу, по крайней мере одна очень популярная модель батареи имеет предохранительный клапан для сброса давления. Клапан позволяет этой популярной модели аккумулятора устанавливаться в различных положениях. Тем не менее, эти батареи герметичны в отношении к доступу для добавления воды. Когда эти герметичные батареи заряжаются при высокая скорость, вода и пары будут выходить из вентиляционных отверстий. И у нас нет возможности добавить больше воды в этот тип батареи, когда уровень жидкости становится низким. Когда мы допускаем высокую скорость зарядки, герметичная батарея может рыхлая жидкость, которую мы не можем заменить!

    Также, при зарядке этих герметичных аккумуляторов давлением предохранительный клапан со скоростью, достаточной для того, чтобы клапан освободить; ожидать серьезных проблем с коррозией на область аккумуляторной батареи, образовавшаяся от агрессивной жидкости и паров что будет изрыгать от облегчения. К сожалению, автор видел несколько машин, где произошел такой неприятный опыт. (Каждый случай был с дорогим, высококачественным, иногда легковые автомобили. И в в каждом случае автомобиль был также оснащен высокой мощностью Генератор ONE-WIRE, который был подключен непосредственно к батарея с толстым кабелем.)

    НАПРЯЖЕНИЕ ОГРАНИЧЕНИЕ РЕГУЛЯТОРА

    Большинство важно, когда батарея полностью заряжена условии, то напряжение должно точно контролироваться, так как форсирование заряда, позволяя напряжению подняться выше идеального уровень будет получен со всеми предыдущими упомянутыми проблемы.(Это относится ко всем батареям.) А при длительном вождении все предыдущие упомянутые проблемы будут происходить в течение более длительного времени продолжительность. Коррозионный пары, выделяемые аккумулятором во время зарядки, оседают на все, что находится рядом с батареей, что приводит к серьезным коррозия в районе аккумулятора. (А Ненавижу, когда такое случается с хорошим хот-родом! Ха!)

    Занижение приводит к короткому времени автономной работы и низкой производительности батарея.В течение зарядка химической реакции очищает поверхность свинцовые пластины внутри аккумулятора. А вот недостаточная скорость заряда (недозарядка) допускает корку соединения сульфата свинца накапливаются на поверхности тарелки. (Этот тем более при хранении аккумуляторов в разряженное состояние.) Корка перекроет доступ кислоты к активные вещества в свинцовых пластинах, а также кора изменяет внутреннее сопротивление батареи. При слишком большом количестве корки батарея не будет работать. дольше быть пригодным к эксплуатации.

    Его тонкая грань между недостаточным напряжением при недостаточном заряде и слишком большое напряжение при перезарядке. И идеальный уровень напряжения отличается с различными условия. А хороший регулятор напряжения это точно работающая штука оборудование! (А также автор предпочитает и использует исключительно оригинальные Delco регуляторы напряжения.То подлинный предмет дороже, чем некоторые другие, но он имеет намного больше электроники внутри. Регулятор Delco имеет температурную компенсацию. отлично справляется со снижением скорости заряда, у него есть встроенные резервные цепи и ограничение напряжения точный. Батареи служат дольше и ожидайте меньше проблем с коррозией при использовании регуляторы Делко.)

    12 ВОЛЬТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЧАСТИ ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НА 14 ВОЛЬТ!

    С участием В большинстве приложений батарея любит около 14,2 вольта от генератор и система регулятора напряжения во время движения. Поскольку система должна работать при напряжении около 14 вольт, электрических Детали рассчитаны на лучшую производительность и самый долгий срок службы при работе около 14 вольт . Детали обычно могут выдерживать 15 вольт (или больше), хотя иногда детали нагреваются или не служат так долго, как долго при стрессовых напряжениях.

    ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

    Хотя мы всегда стремимся к лучшему, мы всегда можем проиграть хотя бы небольшое количество напряжения при длинной проводке схемы.какой действительно вредит производительности низкое напряжение. Получается, что при понижении напряжения примерно на 10%, производительность может снизиться более чем на 30%. Электродвигатели, фонари, катушки зажигания и т. различные части будут вести себя по-разному, но его отлично, когда мы соединяем вольтметр с деталью включен и работает, и найти около 14 вольт на часть.

    Напряжение падение на проводке произойдет только во время протекания тока, поэтому тестирование должно проводиться с подключенной деталью, включена и работает. Например, отсоединение разъема провода на детали, а затем считывание напряжения на разъеме жгута проводов недействительный тест производительности схемы.

    проверка напряжения во время работы системы является отраслью стандартный тест электрических характеристик. Его также очень просто сделать приблизительно сравнение производительности деталей, работающих при низком напряжении, с части, работающие на полном напряжении, используя только обычный автомобиль. В темноте, с работающим двигателем и включенными фарами ON, выключите зажигание, пока фары оставлены НА. Уведомление что свет значительно тускнеет, когда двигатель останавливается, так как генератор тоже остановится и напряжение упадет около 10%.Или при работающем вентиляторе радиатора выключите зажигание и обратите внимание, что вентиляторы замедляются.

    значение работающего и остановленного двигателя заключается в том, что при работающем двигателе генератор будет возможность поддерживать систему на уровне около 14,2 вольт. Но при остановленном двигателе аккумулятор подавать питание около 12 вольт. Это простое сравнение с работающим двигателем и остановленный двигатель служит для того, чтобы дать нам общее представление о потеря производительности, которую мы можем ожидать от деталей, работающих при немного низкое напряжение. В общем, падение напряжения на проводке, при подача силы на части, это врага одолеть.

    КЛЮЧ В РАБОТЕ!

    Все кажется таким простым, просто использовать качество регулятор напряжения, построенный крупной компанией, которая имеет общая картина все выучена. И установить генератор с более чем достаточным номинальная мощность для обработки всех электрических нагрузок на машина. Но в мир автомобильной проводки, падение напряжения в результате из-за длинных проводов часто мешает подаче питания при полном уровне напряжения ко всем частям системы. И особенно с нашими старыми машинами, как с фавориты периода Muscle Car, напряжение падение в проводке намного хуже, чем большинство людей может предположить .Проблема часто существует с дизайном системы, а не с старение и износ электропроводки. Это случилось, когда эти машины были новыми, и это бывает, когда новый заводской жгут с таким же оригинальным конструкция установлена.

    Итак, если напряжение во всей системе неодинаково во всех точках, то у нас есть серьезная проблема с попыткой использовать регулятор напряжения для оптимизации производительности! Падение напряжения происходит только при протекании тока. По проводу течет большой ток. результат с большим падением напряжения. Если ток, протекающий по проводнику, уменьшается, то Результирующее падение напряжения также будет уменьшено.

    Если подключаем регулятор напряжения для считывания и регулировки в самую нижнюю часть системы, затем в верхнюю часть система может быть опасно высокой. Было бы безопаснее и разумнее подключить регулятор напряжения к самой высокой части системы, но тогда низкое напряжение приведет к снижению производительности в некоторых системы, и батарея может даже не заряжаться должным образом.

    Лучшим вариантом будет работа с дизайном схемы проводки, при внесении улучшений в электрические системы! (Улучшения включают в себя более мощный генераторы и современные аксессуары, чтобы эффективно использовать электрическая мощность.)

    наилучший план для большинства систем — это направить мощность генератора выход к центральному распределительному узлу. Затем подайте питание от концентратора к различным частям электрическая система, и проводка напряжения регулятор для поддержания напряжения на главном распределительном узле . Идея очень хорошая, но не может быть востребованным автор как оригинал. Бывает, что Chevy сделал очень хороший пример этот дизайн с моделями с 63 по 71. И инженеры Chevy сделали это хорошо! Это также система, о которой мы должны знать, когда установка более мощных генераторов и при установке проводка для включения новых аксессуаров.

    См. больше об этом дизайне и функциях в нашем техническом разделе функцию ДИСТАНЦИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ, а также в нашем особенность CHEVY ГЛАВНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СИСТЕМА.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.