Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Теоретическая часть

Основной принцип генератора
Основной принцип генератора

Начнем с самого основного: переменный ток отличается от постоянного тем, что он меняет направление своего движения с определенной периодичностью. Значение также меняется, о чем мы поговорим позже.

Через определенный промежуток времени, который мы назовем «Т», значения текущих параметров повторяются, что может быть представлено на графике в виде синусоидальной волны — волнистой линии, проходящей с той же амплитудой через центр линия.

Базовые принципы

Следовательно, цель и устройство генераторов переменного тока, ранее называвшихся генераторами переменного тока, состоит в преобразовании кинетической, то есть механической, энергии в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

  • Такие устройства работают за счет электромагнитной индукции, когда при вращении катушки из проводящего материала (обычно медной проволоки) в магнитном поле возникает электродвижущая сила (ЭДС).
  • Ток начинает формироваться, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Устройство простейшего электромагнитного генератора
Устройство простейшего электромагнитного генератора

  • Кроме того, максимальное значение ЭДС в проводнике получается, когда он проходит через основные полюса магнитного поля. В те моменты, когда они скользят по силовым линиям, индукции не происходит и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую из представленных диаграмм: первое состояние будет наблюдаться, когда рамка принимает вертикальное положение, а второе — когда оно будет горизонтальным.

Генератор: как это работает

  • Для лучшего понимания происходящих процессов необходимо помнить правило правой руки, которое учили все в школе, но мало кто помнит. Его суть заключается в том, что если вы расположите правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, отведенный в сторону большой палец будет указывать направление движения проводника, а остальная часть пальцы укажут направление возникающей в нем ЭДС.
  • Взгляните на диаграмму выше, позиция «а». В это время ЭДС в кадре равна нулю. Стрелками показано направление его движения — часть кадра A движется в сторону северного полюса магнита, а B — в сторону южного полюса, при достижении которого ЭДС будет максимальной. Применяя правило правой руки, описанное выше, мы видим, что ток начинает течь в части «B» в нашу сторону, а в части «A» — от нас.
  • Рамка поворачивается дальше, и ток в цепи начинает уменьшаться, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (c).
  • Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки изменили положение относительно исходного положения.

Через пол-оборота все вернется в исходное состояние и цикл повторится снова. В результате мы получили, что во время полного поворота рамки ток увеличился вдвое до максимума и упал до нуля, а один раз изменил направление от исходного движения.

Переменный ток

Текущая частота названа в его честь
Текущая частота названа в его честь

принято считать, что продолжительность периода обращения составляет 1 секунду, а количество периодов «Т» — это частота электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет направление 50 раз — 50 периодов в секунду.

В электронике один из этих периодов обозначен специальным подразделением имени немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей текущая частота составляет 50 герц.

В целом переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень легко изменить с помощью трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще генерации постоянного тока.

Самые мощные генераторы установлены на Пушкинской ГЭС
Самые мощные генераторы установлены на Пушкинской ГЭС

Какой ток вырабатывает генератор

Характеристика тока, генерируемого генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало ясно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, который создает поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Он вращается и, занимая разные позиции в поле магнита, создает индуцированное электромагнитное поле.

Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они будут попеременно занимать горизонтальное положение, а затем — вертикальное. ЭДС сначала будет максимальной, а затем нулевой. Это будет генерация переменного тока.

Примечание! Если в течение полуоборота каким-либо образом переключить энергопотребитель, он получит постоянный, но пульсирующий ток. В этом разница.


Характеристика переменного и постоянного электрического тока

Строение генератора переменного тока

Как работает генератор переменного тока, в принципе понятно, но сравнивая его с коллегой по генерации постоянного тока, сразу не отличить.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы читали предыдущий материал, то наверняка вспомните, что рама в простейшей схеме была подключена к коллектору, разделенному на изолированные контактные пластины и который, в свою очередь, был подключен к идущим по нему щеткам, через которые во внешний контур был связаны.

Благодаря тому, что пластины коллектора постоянно меняются вместе со щетками, нет изменения направления тока — он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока

  • Для переменного тока такое устройство не нужно, поэтому его заменяют контактными кольцами, к которым крепятся концы каркаса. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. Щетки прилегают к кольцам, которые также скользят по ним, обеспечивая постоянный контакт.
  • Как и в случае постоянного тока, электромагнитные поля, возникающие в разных частях кадра, будут складываться вместе, образуя результирующее значение этого параметра. В этом случае электрический ток будет течь во внешнюю цепь, подключенную через щетки (если к ней подключено сопротивление нагрузки RH.
  • В приведенном выше примере «Т» соответствует одному полному обороту кадра. Таким образом, можно сделать вывод, что частота генерируемого генератором тока напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамы) или, другими словами, ротора в секунду. Однако это относится только к такому простому генератору.

Трехфазные генераторы и их устройство
Трехфазные генераторы и их устройство

Если вы увеличите количество пар полюсов, количество полных изменений тока за один оборот якоря в генераторе будет пропорционально увеличиваться, а его частота будет измеряться по-другому, в соответствии с формулой: f = np, где f — частота, n — количество оборотов в секунду, p — количество пар магнитных полюсов устройства.

  • Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически представлено в виде синусоиды, поэтому этот ток еще называют синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, определяющие постоянство характеристик этого тока: это однородность магнитного поля (его постоянное значение) и постоянная скорость вращения якоря, в котором он индуцируется.
  • Чтобы устройство было достаточно мощным, в нем используются электромагниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в рабочих узлах также не является рамой, как мы показали на схемах выше. Используется очень большое количество проводников, которые соединяются между собой по определенной схеме

Интересно знать! Формирование электромагнитных полей происходит не только при смещении проводника относительно магнитного поля, но и наоборот, при смещении самого поля относительно проводника, что активно используется конструкторами электродвигателей и генераторов.

  • Это свойство позволяет расположить обмотку, в которой индуцируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. В этом случае приводится в движение магнит, то есть полюса.

Синхронный генератор электрического тока и принцип работы этого устройства
Синхронный генератор электрического тока и принцип работы этого устройства

  • При такой конструкции внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается в подвижных частях (кольцах и щетках) — соединение выполняется жестким, часто болтовым.
  • Да, но можно резонно возразить, мол, такие же элементы надо будет установить на обмотку возбуждения. Это действительно так, однако протекающий здесь ток будет намного меньше конечной мощности генератора, что значительно упрощает организацию подачи тока. Элементы будут небольшими по размеру и весу и очень надежными, что делает именно такую ​​конструкцию наиболее востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых агрегатов, устанавливаемых на тепловозах.
  • Если говорить о генераторах малой мощности, у которых сбор тока не представляет затруднений, то часто используется «классическая» схема с вращающейся обмоткой якоря и неподвижным магнитом (индуктором).

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

центральную часть легче вращать
центральную часть легче вращать

Виды генераторов переменного тока

Генераторы можно классифицировать и различать по нескольким критериям.

Трехфазные генераторы

Они могут различаться по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике последний вариант наиболее популярен.

Схема трехфазного генератора

  • Как видно из изображения выше, силовой агрегат агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, смещенные на 120 градусов друг от друга.
  • Ротор в этом случае представляет собой электромагнит, который при вращении индуцирует переменную ЭДС в обмотках, которые перемещаются относительно друг друга в течение трети периода «Т», то есть одного цикла. Фактически каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть у нас есть три значения тока I (1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая из этих обмоток вместе с внешней цепью называется фазой.

Смещение синусоиды на 1/3 цикла

  • Для уменьшения количества проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, идущие от потребителей энергии, заменяются общим, по которому будут протекать токи каждой фазы. Такая общая нить называется нулевой
  • Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединены между собой, называется звездой. Три отдельных провода, соединяющие начало обмоток с потребителями электроэнергии, называются линейными — они передаются через них.
  • Если нагрузка всех фаз одинакова, то необходимость в нейтральном проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Вы спросите, как это происходит? Все предельно просто: для концепции принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутого по фазе на 120 градусов. Приведенная выше диаграмма поможет вам понять этот принцип, если вы представите себе, что кривые на ней представляют собой изменение тока в трех фазах генератора.
  • Если нагрузка в фазах неодинакова, нейтральный провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена четырехпроводная схема подключения звездой, так как она позволяет экономить электрические устройства, включенные в сеть на тот момент.

Варианты подключения обмоток для трехфазного генератора

  • Напряжение между линейными проводами называется линейным, а напряжение на каждой фазе — фазным. Токи, протекающие по фазам, также линейны.
  • Звездная проводка не единственная. Есть еще один вариант соединения трех обмоток последовательно, когда конец одной соединяется с началом второй и так далее, пока не образуется замкнутый контур (см. Схему выше «б»). Выходящие из генератора провода подключаются к местам соединения обмоток.
  • В этом случае фазное и линейное напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше, чем фазный ток при той же нагрузке.
  • К тому же для такого подключения не требуется нейтральный провод, что является основным преимуществом трехфазного генератора. Меньшее количество проволоки делает процесс проще и дешевле благодаря меньшему количеству используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока
Принципиальная схема генератора тока

Еще одна особенность трехфазной схемы подключения — появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные двигатели.

Но это еще не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается пульсация напряжения от нуля до максимального значения. Причина, на наш взгляд, понятна, если вы понимаете основной принцип работы такого устройства. При фазовом сдвиге пульсации значительно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Различаются также генераторы по внешнему виду, которых всего 2:

Синхронный генератор
Синхронный генератор

  • Синхронный генератор переменного тока — главной особенностью такого агрегата является жесткая связь частоты переменной ЭДС, наводимой в обмотке, и частоты синхронного вращения, то есть вращения ротора.

Принцип работы и устройство синхронного генератора.
Принцип работы и устройство синхронного генератора.

  1. Взгляните на диаграмму выше. На нем мы видим статор с трехфазной обмоткой, включенный по треугольной схеме, которая мало чем отличается от таковой на асинхронном двигателе.
  2. На роторе генератора установлен электромагнит с обмоткой возбуждения, питаемый постоянным током, который можно подавать на него любым известным способом — более подробно об этом будет сказано ниже.
  3. Вместо электромагнита можно использовать постоянный, поэтому полностью отпадает необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, для такого генератора он будет недостаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать напряжения на выходе.
  4. Привод связан с валом ротора, любым двигателем, который генерирует механическую энергию, и приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
  5. Поскольку магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, индукция переменной ЭДС начинается в обмотке статора, которую можно обозначить как E1, E2 и E3. Эти переменные будут иметь одинаковое значение, но, как неоднократно упоминалось, они будут сдвинуты по фазе на 120 градусов. Вместе эти значения образуют симметричную трехфазную систему ЭДС.
  6. К точкам C1, C2 и C3 подключена нагрузка, и на фазах обмотки статора возникают токи I1, I2 и I. В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
  7. Скорость вращения магнитного поля статора будет соответствовать скорости вращения ротора.

Асинхронный электродвигатель
Асинхронный электродвигатель

  • Асинхронные генераторы: они отличаются от примера, описанного выше, тем, что частоты ЭДС и вращения ротора не связаны жестко друг с другом. Разница между этими параметрами называется скольжением.
  1. Электромагнитное поле такого генератора в нормальном рабочем режиме оказывает тормозной момент под нагрузкой на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет ниже.
  2. Эти агрегаты не требуют сложной сборки и использования дорогих материалов для строительства, поэтому они широко используются в качестве электродвигателей для транспорта, благодаря простоте обслуживания и простоте самого устройства. Эти генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако они не применимы к устройствам, которые сильно зависят от частоты тока.

Способы возбуждения обмотки

Последнее отличие моделей, которое хотелось бы коснуться, касается способа подачи направляющей обмотки.

Здесь 4 типа:

  1. Обмотка питается от стороннего источника.
  2. Генераторы с самовозбуждением: мощность снимается с самого генератора, а напряжение выпрямляется. Однако, находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет генерировать достаточно напряжения для запуска, поэтому в схеме используется аккумулятор, который будет задействован во время запуска.
  3. Вариант с обмоткой возбуждения с питанием от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен запускаться от стороннего источника, например от той же батареи.
  4. Последний тип вообще не нуждается в питании обмотки возбуждения, поскольку в нем его нет, поскольку в устройстве используется постоянный магнит.

Принцип работы генератора переменного тока: 7 типов устройств

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

С ростом научного прогресса и получения электрического тока, являющегося одним из основных видов энергии, человеческая жизнь стала намного комфортнее. Благодаря ему, а точнее его работе, приводятся в движение различные механизмы, комнаты освещаются и отапливаются и так далее.

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

Ток в проводнике возникает из-за электродвижущей силы (ЭДС), заставляющей частицы, несущие заряд, в проводнике двигаться. Если проводник подвергается воздействию магнитного поля, это явление называется электромагнитной индукцией.

Другими словами, если возникает следующее условие: проводник движется в магнитном поле или электромагнитное поле движется вокруг проводника, то в последнем появляется электрический ток. В результате этого явления были созданы трансформаторы, электродвигатели и генераторы.

Электрогенератор — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Это примитивное устройство, состоящее из проводника с замкнутым контуром, вращающегося между полюсами магнита.

В современных генераторах эта схема содержит как минимум три обмотки, необходимые для создания большей ЭДС. Для четкого понимания назначения и процессов, происходящих при преобразовании электроэнергии, необходимо ознакомиться с устройством и принципом работы генератора (ЭГ).

Устройство генератора

Практически все они похожи по своей конструкции, но есть некоторые отличия — так механическая часть приводится в движение (рисунок 1).

Он состоит из основных узлов:

  • рамка;
  • статор;
  • ротор, или снова;
  • распределительная коробка.

Другой важный элемент — муфта свободного хода генератора. Об особенностях его работы и ремонта читайте в материале от нашего специалиста.

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

Рисунок 1. Генератор в разрезе

Корпус, служащий каркасом, служит для крепления всех основных деталей. Кроме того, в нем установлены подшипники, которые необходимы для плавного вращения вала и увеличения срока службы устройства. Корпус выполнен из прочного металла, а также служит для защиты внутренних частей станка от внешних повреждений.

Статор имеет магнитные полюса, представленные в виде неподвижной обмотки для возбуждения магнитного потока F. Он изготовлен из специальной стали, называемой ферромагнетиком.

Ротор представляет собой подвижную часть и приводится в движение определенной силой. В результате на якоре (роторе) образуется разность потенциалов или напряжений (U). Коммутационный узел (коробка) необходим для снятия электричества с ротора.

он состоит из токопроводящих колец, подключенных к графитовым контактам коллектора.

Принцип действия

Закон электромагнитной индукции — это основной принцип работы генератора переменного тока. Устройство и принцип работы практически одинаковы для всех типов. Возникает индукция, в результате чего в цепи появляется ЭДС при вращении в однородном магнитном поле. Это магнитное поле вращается.

Генератор работает следующим образом:

  • ротор представляет собой магнит, который при вращении передает магнитное поле обмоткам статора;
  • статор представляет собой катушку, к которой подключены провода для улавливания электрической энергии;
  • когда появляется U, он удаляется.

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

Кольца изготовлены из медного проводника и вращаются одновременно с ротором и валом. Щетки используются для передачи тока от вала к кольцам. Разновидностей много, поэтому их можно классифицировать по следующим характеристикам:

  • план строительства;
  • способ возбуждения;
  • количество фаз: однофазные, двухфазные и трехфазные;
  • тип соединения обмотки статора.

По проекту строительства есть неподвижные столбы и якорь (колесо) и, наоборот, с вращающимися магнитными полюсами (якорь остается неподвижным). Последний тип получил широкое распространение из-за приема более высокого тока.

По мере вращения ротора, полюсные наконечники которого имеют минимальный зазор между статором для создания максимального F, в витках обмотки статора генерируется ЭДС.

Наконечники подобраны так, чтобы U была близка к синусоиде.

По способу возбуждения они тоже делятся на подвиды.

  1. Обмотки питаются постоянным током (независимое возбуждение). Эта модель питается от другого генератора.
  2. Питается собственным выпрямленным током (с самовозбуждением).
  3. Возбуждение постоянными магнитами.

Наиболее часто используемое соединение — это звезда и нейтральный провод, который действует как компенсатор дисбаланса фаз. Кроме того, нейтральный провод позволяет устранить составляющую постоянного тока в случае возникновения вредных токов контура (далее I), которые уменьшают мощность и влияют на нагрев.

К генератору подключена резистивная нагрузка с нулевым проводом, обмотки которого соединены звездой. Также существует дельта-соединение, которое используется редко.

При таком соединении обмоток можно подключать маломощные устройства. Генераторы различаются техническими параметрами.

Технические параметры

Генераторы также различаются основными размерами, которые являются техническими параметрами. Среди всего числа можно выделить наиболее значимые:

  • электрический;
  • произведено мной;
  • мощность (далее П);
  • частота вращения (оборотов в минуту);
  • коэффициент P — cos ph.

U регулируется путем включения регуляторов U (переменного сопротивления или электронного регулятора U) последовательно в цепь обмотки возбуждения. При наличии генератора-возбудителя ток регулируется прямо на нем. При использовании П-образных генераторов, чередующихся с постоянными магнитами, используйте стабилизаторы или П-образные регуляторы.

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

При подключении к схеме используется параллельное включение ЭГ, один из которых считается резервным. Для подключения резервного ЭГ к проводящим шинам необходимо выполнить условие равенства ЭДС и U на этих шинах.

Также фазовый сдвиг должен быть нулевым. Этот процесс называется синхронизацией EG.

Для синхронизации генератора с сетью используется синхроскоп, представляющий собой обычную лампу накаливания и вольтметр (ноль).

Синхроскоп подключен последовательно с генератором. При запуске генератора регулируется возбуждение I. Если генератор синхронизирован, лампы гаснут и сначала мигают.

Чем чаще они мигают, тем быстрее процесс синхронизации и настройки приближается к завершающей стадии. Следует обратить внимание на вольтметр, который должен показывать значение 0 при синхронизации ЭГ.

Более подробную информацию о том, как управлять генератором, вы можете найти в интересном материале от нашего специалиста.

Основное предназначение

Генераторы широко используются для выработки электроэнергии и представляют собой огромные машины, вырабатывающие большие токи. Однако не все разновидности имеют такие габариты.

В качестве источников урана используются автомобильные устройства.

Это очень удобно, поскольку транспортная тележка выполняет механические движения, и глупо не использовать этот вид энергии для вращения ЭГ.

Трехфазные генераторы используются вместе с мостовым выпрямителем и используются для зарядки аккумулятора.

Кроме того, они используются для питания потребителей электроэнергии, таких как системы зажигания, системы световой сигнализации и освещения, бортовые компьютеры и так далее. Устройство подключено к контроллеру U, благодаря чему значение U остается постоянным.

В автомобилях используются устройства переменного тока, так как они меньше своих аналогов — постоянные EG U.

Генератор: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 типов устройств

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов
Промышленное производство мощных генераторов

Такие генераторы используются практически во всех сферах деятельности человека, где требуется электричество. Кроме того, принцип его извлечения отличается только способом привода вала устройства. Так работают гидроэлектростанции, тепловые и даже атомные электростанции.

Эти станции питают сети общего пользования по проводам, к которым подключен конечный потребитель, то есть все мы. Однако есть много объектов, на которые невозможно подать электроэнергию таким способом, например, транспорт, строительные площадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, посты охраны, буровые установки и т.д.

Это означает только одно: для работы вам нужны генератор и двигатель. Давайте взглянем на некоторые маленькие и распространенные устройства в нашей жизни.

Автомобильные генераторы

На фото: электрогенератор для авто
На фото: электрогенератор для авто

Кто-то может сразу сказать: «Как? Это генератор постоянного тока! »Да, это действительно так, но только наличие выпрямителя, который делает этот ток постоянным, делает его так. Основной принцип работы не отличается: тот же ротор, тот же электромагнит и т.д.

Принципиальная схема автомобильного генератора
Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство работает таким образом, что независимо от скорости вращения вала генерирует напряжение 12 В, которое подается от регулятора, через который запитывается обмотка возбуждения. Запускается обмотка возбуждения, питаемая от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Общие сведения

С ростом научного прогресса и получения электрического тока, являющегося одним из основных видов энергии, человеческая жизнь стала намного комфортнее. Благодаря ему, а точнее его работе, приводятся в движение различные механизмы, комнаты освещаются и отапливаются и так далее.

Ток в проводнике возникает из-за электродвижущей силы (ЭДС), заставляющей частицы, несущие заряд, в проводнике двигаться. Если проводник подвергается воздействию магнитного поля, это явление называется электромагнитной индукцией.

Другими словами, если возникает следующее условие: проводник движется в магнитном поле или электромагнитное поле движется вокруг проводника, то в последнем появляется электрический ток. В результате этого явления были созданы трансформаторы, электродвигатели и генераторы.

В современных генераторах эта схема содержит как минимум три обмотки, необходимые для создания большей ЭДС. Для четкого понимания назначения и процессов, происходящих при преобразовании электроэнергии, необходимо ознакомиться с устройством и принципом работы генератора (ЭГ).

Схемы подключения

По количеству используемых фаз все генераторы делятся на две группы:

  • один этап;
  • трехфазный.

Однофазный генератор

Схема подключения однофазного оборудования

Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное, чтобы они были однофазными.

Самые простые конструкции состоят из:

  • магнитное поле;
  • раздвижная рама;
  • коллекторное устройство, предназначенное для поглощения тока.

Благодаря наличию последних в результате скольжения рамки по щеткам образуется постоянный контакт с рамой. Параметры тока, изменяющегося с учетом закона гармоник, будут другими и будут передаваться как на щеточный узел, так и на цепь потребителя напряжения. На сегодняшний день однофазные блоки являются наиболее популярным типом автономных источников питания. Их можно использовать для подключения практически любой бытовой техники.

Трехфазный генератор

Этот тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительной особенностью трехфазных генераторов является необходимость постоянного и дорогостоящего обслуживания. Несмотря на это, этот вид установки пользуется наибольшей популярностью.

Это связано со следующими преимуществами:

  1. В устройстве используется вращающееся круговое магнитное поле. Это позволяет значительно сэкономить на конструкции оборудования.
  2. Трехфазные генераторы состоят из сбалансированной системы. Это обеспечивает долговечность агрегата в целом.
  3. В работе трехфазного устройства используются одновременно два напряжения — линейное и фазное. Оба используются в одной системе.
  4. Одно из основных преимуществ — улучшение экономических показателей. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых кабелей и трансформаторных блоков. Благодаря этой особенности упрощается процедура передачи электроэнергии на большие расстояния.

Схема соединения «звездой»

Этот тип подключения предполагает электрическое соединение концов обмоток в определенной точке, которая называется «нулевой». При таком подключении нагрузка может быть запитана на генераторную установку с помощью трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной провод, идущий от нулевой точки, равен нулю. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина в 1,73 раза превышает фазное напряжение).

Схема звезды для подключения трехфазного оборудования

Одна из главных особенностей этого варианта — равенство токов. Наиболее распространенным считается четырехпроводная звезда с нулевым проводом. Его использование позволяет предотвратить разбаланс фаз при подключении несимметричной нагрузки. Например, если он активен на одном контакте, а реактивный или емкостный — на другом. При использовании этой опции обеспечивается максимальная защита включенного электрооборудования.

Схемы соединения «треугольником»

Этот способ подключения представляет собой последовательное соединение обмоток трехфазного блока. Конец первой обмотки должен быть соединен с началом второй, а его контакт с третьей. Затем провод от обмотки № 3 подключают к началу первого элемента.

При таком расположении линейные кабели проложены от точек соединения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному напряжению. И величина первого тока в 1,73 раза выше второго. Описанные свойства актуальны только в случае равномерной фазовой нагрузки. Если он неоднороден, параметры необходимо пересчитать графически или аналитически.

Схема подключения блока «треугольник»

Основные неисправности

Устройство достаточно надежное и должно работать долго, но некоторые компоненты могут выходить из строя по разным причинам. Неисправности могут быть механическими или электрическими.

Поскольку автомобильный генератор и аккумулятор работают неотделимо друг от друга, в случае неисправности одного из устройств загорится лампочка разряда АКБ и может загореться индикатор «Check Engine». Проверить состояние аккумулятора и диагностировать неисправность можно с помощью универсального автомобильного сканера Rokodil ScanX Pro.

фото7

Связанная с генератором неисправность или плохое электрическое соединение в цепи управления часто обозначается кодами P0620 и P0622.

Механические неисправности

Основной возможной поломкой мог быть обрыв приводного ремня. В этом случае вращение от вала двигателя к ротору не передается. Вся нагрузка берет на себя аккумулятор, который начинает разряжаться. Об этом будет сигнализировать сигнальная лампа в кабине. Чтобы ремень не порвался, необходимо периодически проверять его состояние и натяжение.

Возможен даже простой износ графитовых щеток. В этом случае необходимо заменить весь щеточный узел.

Опции и возможности бытовых электрогенераторов

Для удобства использования производители оснащают свою продукцию рядом полезных опций, в том числе:

  • устройство автоматического пуска агрегата при отключении электроэнергии;
  • наличие встроенного УЗО, отключающего прибор от сети в случае нарушения изоляции и появления тока утечки;
  • контроль параметров и их визуализация на дисплее;
  • защита от перегрузки.

При подключении нагрузки к электрогенератору, значение которого будет ниже номинала, агрегат начнет зря «съедать» часть жидкого топлива, не полностью используя свои возможности.

Не лишним будет наличие в комплекте поставки специального шумоизоляционного кожуха, увеличенного топливного бака, кожуха, защищающего агрегат от воздействия низких температур и т.д.

Технические параметры

Генераторы также различаются основными размерами, которые являются техническими параметрами. Среди всего числа можно выделить наиболее значимые:

  • электрический;
  • произведено мной;
  • мощность (далее П);
  • частота вращения (оборотов в минуту);
  • коэффициент P — cos ph.

U регулируется путем включения регуляторов U (переменного сопротивления или электронного регулятора U) последовательно в цепь обмотки возбуждения. При наличии генератора-возбудителя ток регулируется прямо на нем. При использовании П-образных генераторов, чередующихся с постоянными магнитами, используйте стабилизаторы или П-образные регуляторы.

Индукция

При подключении к схеме используется параллельное включение ЭГ, один из которых считается резервным. Чтобы подключить резервный EG к проводящим шинам, необходимо выполнить условие равенства ЭДС и U на этих шинах. Также фазовый сдвиг должен быть нулевым. Этот процесс называется синхронизацией EG. Для синхронизации генератора с сетью используется синхроскоп, представляющий собой обычную лампу накаливания и вольтметр (ноль).

Чем чаще они мигают, тем быстрее процесс синхронизации и настройки приближается к завершающей стадии. Следует обратить внимание на вольтметр, который должен показывать значение 0 при синхронизации ЭГ.

Классификация

Синхронные и асинхронные двигатели

В связи с большим разнообразием генераторов, выпускаемых промышленностью в разных странах, была разработана достаточно широкая система их классификации.

Итак, генераторы различают по:

  1. Тип.
  2. Здания.
  3. Путь азарта.
  4. Количество ступеней.
  5. Подключение фазных обмоток.

К генераторам переменного тока относятся:

  1. Асинхронный. Изделия, в которых на вращающемся валу есть пазы, предназначенные для размещения обмоток. Они генерируют электрические токи с малыми искажениями, амплитуда которых не превышает номинального значения. Изделия этого типа используются для питания бытовой техники.
  2. Синхронный. Изделия, в которых индукторы размещены непосредственно на роторе. Они способны подавать ток с высокой пусковой мощностью.

Генератор с фиксированным ротором

Конструктивно генераторы различают:

  1. Фиксированный ротор.
  2. Фиксированный статор

Стационарные статоры используются более широко, поскольку отпадает необходимость в контактных кольцах и плавающих щетках.

По способу возбуждения электрогенераторы бывают:

  1. С независимым возбуждением (напряжение питания на обмотку возбуждения подается от отдельного источника постоянного тока).
  2. Самовозбуждающийся (обмотки возбуждения питаются выпрямленным (постоянным) током, получаемым от самого генератора).
  3. С обмотками возбуждения, которые питаются от стороннего генератора постоянного тока малой мощности, «сидящего» на одном валу с ним.
  4. Возбужден постоянным магнитом.

Электрогенераторы различают по количеству фаз:

  1. Один этап.
  2. Двухфазный.
  3. Трехфазный.

Наиболее распространены трехфазные генераторы.

Это связано с наличием некоторых преимуществ, среди которых отметим возможность получения без проблем:

  1. Вращающееся круговое магнитное поле способствует экономичности их изготовления.
  2. Сбалансированная система, значительно увеличивающая срок службы электростанций.
  3. Одновременно два рабочих напряжения (фазное и линейное) в одной системе.
  4. Высокие экономические показатели — существенно снижается материалоемкость силовых кабелей и трансформаторов, а также упрощается процесс передачи электроэнергии на большие расстояния.

Трехфазные генераторы отличаются электрическими схемами подключения фазных обмоток.

Бывает, что фазные обмотки подключаются:

  1. «Звезда”.
  2. «Треугольник”.
Источники

  • https://Elektrik-a.su/elektrooborudovanie/generatory/ustrojstvo-generatora-peremennogo-toka-1009
  • https://rusenergetics.ru/oborudovanie/generator-peremennogo-toka
  • https://ProAutoMarki.ru/generator-peremennogo-toka-ystroistvo-princip-raboty-tehnicheskie-harakteristiki-i-7-vidov-priborov/
  • https://moy-instrument.ru/masteru/generator-peremennogo-toka-ustrojstvo-i-printsip-raboty.html
  • https://razvodka.net/generators/ustrojstvo-generatora-peremennogo-toka-25263/
  • https://TechAutoPort.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/istochniki-pitaniya/generator.html
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/ustrojstvo-i-princip-dejstviya-generatorov-peremennogo-toka/
  • https://vdn-plus.ru/generator-peremennogo-toka-naznacheniye-ustroystvo-printsip-deystviya-primeneniye/
  • https://househill.ru/kommunikacii/electrika/stabilizatory/generator-peremennogo-toka.html

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях