Асинхронный генератор принцип работы и устройство: Асинхронные генераторы.

Асинхронные генераторы.

Асинхронные генераторы

Асинхронные генераторы являются одной из разновидностей механического или электромеханического устройства, преобразующего энергию двигателя автономной электростанции в электрическую энергию. Работа асинхронного генератора построена на принципе вращения ротора в одном направлении с магнитным полем, но с большей скоростью. В результате на валу генератора образуется тормозящий момент из-за отрицательного скольжения ротора, благодаря чему и происходит выработка электроэнергии.

Ввиду своих технических особенностей, асинхронные генераторы используются в основном на бытовых электростанциях малой и средней мощности. При этом данные решения не способны выдерживать кратковременных всплесков нагрузки от потребителей. В частности, практически все мощные электроприборы требуют высоких пусковых токов, поэтому выбирая электростанцию с асинхронным генератором необходимо иметь «оперативный» запас мощности, в 2,5-3 раза превышающий мощность подключаемой нагрузки.

Однако при использовании опции стартового усиления данный запас мощности можно сократить до уровня 1,5-2 раза. Эта опция может быть реализована благодаря специальному блоку, автоматически увеличивающему возбуждение генератора при резком увеличении потребляемого тока. Следует отметить, что в некоторых вариантах применения, таких как проведение сварочных работ, блок стартового усиления должен быть включен в обязательном порядке.

По своему техническому устройству, асинхронный генератор является значительно более простым устройством, по сравнению с синхронными аналогами. Так, в частности, ротор здесь представляет собой обычный маховик. Это позволяет обеспечить большую степень защиты от внешних загрязняй и влаги, создать устройство, способное выдерживать короткие замыкания и небольшие перегрузки. Одновременно с этим асинхронные генераторы отличаются малой степенью нелинейных искажений, что позволяет использовать их, в том числе и для обеспечения питания сложной электронной аппаратуры, особенно чувствительной к качеству и стабильности электроснабжения.

Именно поэтому асинхронные генераторы является идеальными источниками внешнего питания для приборов, имеющих активную (омическую) нагрузку: электронагревателей, сварочных преобразователей, ламп накаливания, электронных устройств, компьютерной и радиотехники.

К основным преимуществам асинхронных генераторов можно отнести низкий коэффициент гармоник (клирфактор), являющийся одним из показателей неравномерности вращения и, как следствие, бесполезного нагрева мотора. Так, в частности, если у синхронных генераторов клирфактор может достигать 15%, то у асинхронных аналогов данный показатель очень редко превышает 2%. Помимо этого данные решения практически не имеют вращающихся обмоток и электронных деталей, которые, как правило, всегда первыми выходят из строя. Благодаря этому асинхронные генераторы отличаются высокой надежностью и длительным сроком службы.

Источник: пресс-центр Группы Компаний AllGen.

08.01.2012

Последние статьи на схожую тему

Как выбрать дизель-генератор для дома или дачи

При выборе дизель-генератора следует определить, для каких целей он будет использоваться. Автономные источники энергии бывают резервными и аварийными. Аварийный генератор используется эпизодически, непродолжительное время и рассчитан на малое количество моточасов. Идеально подходит для людей, которые даже на время редких отключений не хотят отказаться от благ цивилизации. Если же от генератора требуется обеспечивать электроэнергией продолжительное время – выбор за резервным генератором, имеющим соответствующий «запас» моточасов.

Советы по эксплуатации дизельных генераторов

Очень часто владельцы электростанций лишь бегло прочитывают основные положения, касающиеся правил и рекомендаций по содержанию дизельного оборудования. В результате пользователь не придерживается установленных компанией-производителем параметров работы устройства, а также игнорирует требования к использованию столь сложной и дорогостоящей техники. Со временем это может привести не только к поломке самого дизельного генератора, но и стать причиной получения производственной травмы кем-либо из обслуживающего персонала.

Бензиновая электростанция как альтернативный источник электрической энергии

Отличным решением при выборе мобильной электростанции является силовая установка, работающая на бензиновом двигателе. Она предназначается для работы в условиях, которые требуют удобства в эксплуатации и экономии. Бензиновые электростанции мощностью около 3 кВт отлично справляются с обеспечением электрической энергией дачи или небольшого загородного дома во время строительства. Более мощные электростанции от 5 кВт и выше способны обеспечить потребителей при аварийных ситуациях.

Возможно, Вас заинтересуют следующие разделы нашего сайта

делаем из асинхронного двигателя своими руками на 220 В без переделки, отличия от синхронного, принцип работы и устройство

Асинхронный генератор – это прибор, посредством работы которого удается обеспечить промышленное оборудование, а также бытовые устройства электроэнергией.

Данный тип агрегатов отличается простотой эксплуатации и удобной конструкцией.

Устройство

Генератор имеет простую структуру. Основными элементами устройства являются:

Первый представляет собой подвижную деталь, а второй элемент в процессе эксплуатации сохраняет свое положение. В агрегате не сразу удается заметить обмотки проволоки, для изготовления которой обычно задействуют медь. Однако обмотки есть, только выполнены они из алюминиевых стержней и отличаются улучшенными характеристиками.

Конструкция, образованная короткозамкнутыми обмотками, называется «беличья клетка».

Внутреннее пространство заполнено пластинами из стали, а сами стержни из алюминия впрессованы в пазы, предусмотренные в сердечнике подвижного элемента. На валу генератора расположен ротор, а сам он стоит на специальных подшипниках. Фиксацию элементов агрегата обеспечивают две крышки, зажимающие вал с двух сторон. Корпус выполнен из металлического материала. Некоторые модели дополнительно оснащены вентилятором для охлаждения устройства во время работы, а на корпусе располагаются ребра.

Преимуществом генераторов является возможность их использования в сети с напряжением как в 220 В, так и с более высокими показателями. Для правильного подключения агрегата необходимо выбрать подходящую схему.

Принцип работы

Главная задача генератора заключается в выработке электрической энергии посредством энергии механической:

• ветровой;
• гидравлической;
• внутренней, преобразованной в механическую.

Когда ротор начинает вращаться, в его контуре образуются магнитные силовые линии. Они проходят через обмотки, предусмотренные в статоре, в результате чего возникает электродвижущая сила. Именно она является ответственной за появление тока в цепях. Происходит это за счет подключения к устройству активных нагрузок.

Важный момент, который следует учитывать для организации бесперебойной работы, заключается в отслеживании скорости вращения вала. Она должна быть больше по сравнению с частотой, с которой образуется переменный ток. Последний показатель задают полюса статора. Если говорить проще, то в процессе выработки электроэнергии требуется обеспечить несовпадение частот. Они должны отставать на величину скольжения ротора.

При вращении вала под воздействием внешнего импульса, полученного в результате задействования механической энергии, и остаточного магнетизма возникает собственная ЭДС устройства.

В итоге оба поля – подвижное и неподвижное – взаимодействуют друг с другом в динамическом режиме.

Ток, полученный в АГ, имеет небольшие значения. Для повышения выходной мощности потребуется увеличение магнитной индукции.

Зачастую достичь этого помогают дополнительные статоры конденсаторов. Их подключают к выводам катушек и внимательно следят за показателями системы.

Сфера применения

Асинхронные генераторы пользуются популярностью, и среди преимуществ подобных станций выделяют:

• устойчивость к перегрузкам и КЗ;
• простую конструкцию;
• небольшой процент нелинейных искажений;
• стабильную работу за счет небольшого значения клирфактора;
• стабилизацию напряжения на выходе.

При подключении генератор выделяет небольшой количество реактивного тепла, поэтому его конструкция не требует установки дополнительных охлаждающих устройств. Это позволяет выполнить надежную герметизацию внутренней полости агрегата для ее защиты от проникновения влаги, грязи или пыли.

За счет своих достоинств генераторы активно используются в качестве источников электричества в следующих сферах и областях:

• транспортной;
• промышленной;
• бытовой;
• сельскохозяйственной.

Также мощные агрегаты встречаются в автомастерских. Кроме того, их упрощенная конструкция позволяет использовать устройства в качестве источников электрической энергии. К ним подключают аппараты для сварки, а также с их помощью организуют подачу питания важным объектам здравоохранения.

Посредством работы генераторов такого типа удается в короткие сроки соорудить и запустить ветровые и гидроэлектростанции.

Таким образом, обеспечить себя энергией могут даже удаленные от центральных сетей поселки и хозяйства.

Чем отличается от синхронного?

Основным отличием генератора асинхронного типа от синхронного является измененная конструкция ротора. Во втором варианте ротор использует проволочные обмотки. Чтобы организовать вращательное движение вала и создать магнитную индукцию, агрегат задействует автономный источник питания, которым зачастую выступает генератор меньшей мощности. Его располагают параллельно той оси, на которой располагается ротор.

Плюс синхронного генератора заключается в образовании чистой электрической энергии. Кроме того, устройство без особого труда синхронизируется с другими подобными машинами, и это тоже различие.

Единственным недостатком считают восприимчивость к перегрузкам и КЗ. Дополнительно стоит отметить, что разница между двумя видами оборудования заключается и в цене. Синхронные агрегаты более дорогие по сравнению с устройствами асинхронного типа.

Что касается клирфактора, то у асинхронных агрегатов его показатель значительно ниже. Поэтому можно утверждать, что этот вид устройств вырабатывает чистый электрический ток без каких-либо загрязнений. За счет действия подобной машины удается обеспечить более надежную работу:

• ИБП;
• зарядных устройств;
• телевизионных приемников нового поколения.

Запуск асинхронных моделей происходит быстро, однако требует увеличения пусковых токов, которые запускают вращение вала. Плюсом является то, что в процессе работы конструкция испытывает меньше реактивных нагрузок, за счет чего удалось улучшить показатели теплового режима. Кроме того, работа асинхронных генераторов более стабильная вне зависимости от того, с какой скоростью вращается подвижный элемент.

Виды

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

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

Дополнительно генераторы асинхронного типа классифицируют по наличию или отсутствию обмотки катушки самовозбуждения.

Схема подключения

Сегодня выпускают различные вариации асинхронного двигателя. Он может быть однофазным или иметь три фазы для подключения. В нем может быть предусмотрено несколько обмоток или выполнена модернизация конструкции ротора. Однако в любом случае схемы подключения устройства остаются неизменными.

Среди распространенных схем можно выделить следующие.

• «Звезда». В этом случае необходимо взять концы обмоток статора и подключить их в одной точке. Способ подходит преимущественно для трехфазных генераторов, которые необходимо подсоединить к трехфазной линии по большему напряжению.

• «Треугольник». Является следствием первого варианта, только подключение происходит последовательно. В результате получается, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, и так далее. Плюс этого способа – в возможности образования максимальной мощности в процессе работы агрегата.

• «Звезда-треугольник». Этот метод вобрал плюсы двух предыдущих. Он обеспечивает мягкий запуск и достижение большой мощности. Для подключения потребуется использование реле времени.

Примечательно, что многоскоростные генераторы тоже имеют свои способы подключения. В основном это комбинации схем «звезда» и «треугольник» в различной их модификации.

Каждый генератор подключается к системе посредством определенной схемы, которая определяет способ выработки электроэнергии. Любой из этих способов подразумевает рациональное размещение проводов обмоток неподвижного элемента между полюсами его сердечника, только при этом подключение этих проводов осуществляется по-разному.

Как сделать своими руками?

Для начала стоит уточнить, что с нуля создать асинхронную мобильную станцию не получится. Максимум, что можно сделать, – это изготовить ротор без переделки или модернизировать двигатель асинхронного типа в альтернативную конструкцию.

Для проведения работ по модернизации ротора достаточно запастись готовым статором от мотора и провести ряд экспериментов. Главная идея сборки самодельного генератора заключается в использовании неодимовых магнитов. С их помощью удастся обеспечить ротор необходимым количеством полюсов для выработки электрической энергии.

Посредством наклеивания магнитов на заготовку, которую предварительно необходимо посадить на вал, и соблюдения полярности и угла сдвига получится добиться нужного результата. Магнитов потребуется много, минимальное количество составляет 128 штук. Готовая конструкция ротора подгоняется к статору. При выполнении этой процедуры необходимо предусмотреть зазор между зубцами и магнитными полюсами ротора. Он должен быть минимальным.

Стоит отметить, что ввиду плоской поверхности магнитиков им потребуется шлифовка. Дополнительно элементы нужно будет обточить.

В процессе важно регулярно охлаждать конструкцию, чтобы предотвратить появление деформаций и утерю магнитных свойств. Если все сделано правильно, то генератор будет работать исправно.

В процессе создания асинхронного генератора может возникнуть только одна проблема. В домашних условиях трудно изготовить идеальную конструкцию ротора, поэтому если есть возможность воспользоваться токарным станком, то лучше ею не пренебрегать. Кроме того, на подгонку деталей и их доработку потребуется много времени.

Еще один вариант, с помощью которого можно получить генератор, – это преобразование асинхронного двигателя, используемого в автомобилях. Дополнительно следует приобрести электромагнит, мощность которого будет соответствовать требованиям по отношению к будущему оборудованию. Стоит отметить, что при поиске двигателя нужно учитывать, чтобы его мощность была на половину выше показателя, которого хочется добиться в генераторе.

Чтобы получить нужную конструкцию и организовать ее эффективную работу, потребуется приобрести 3 модели конденсаторов. Каждый элемент должен быть способен выдержать напряжение в 600 и более В.

Реактивная мощность генератора асинхронного типа имеет связь с емкостью конденсатора, поэтому вычислить ее можно по формуле. Стоит отметить, что при повышении нагрузки мощность генератора растет. Таким образом, чтобы добиться стабильного напряжения в сети, потребуется увеличить емкость конденсаторов.

Про принцип работы асинхронного генератора смотрите в следующем видео.

делаем из асинхронного двигателя своими руками на 220 В без переделки, отличия от синхронного, принцип работы и устройство

Асинхронный генератор – это прибор, посредством работы которого удается обеспечить промышленное оборудование, а также бытовые устройства электроэнергией. Данный тип агрегатов отличается простотой эксплуатации и удобной конструкцией.

Устройство

Генератор имеет простую структуру. Основными элементами устройства являются:

Первый представляет собой подвижную деталь, а второй элемент в процессе эксплуатации сохраняет свое положение. В агрегате не сразу удается заметить обмотки проволоки, для изготовления которой обычно задействуют медь. Однако обмотки есть, только выполнены они из алюминиевых стержней и отличаются улучшенными характеристиками.

Конструкция, образованная короткозамкнутыми обмотками, называется «беличья клетка».

Внутреннее пространство заполнено пластинами из стали, а сами стержни из алюминия впрессованы в пазы, предусмотренные в сердечнике подвижного элемента. На валу генератора расположен ротор, а сам он стоит на специальных подшипниках. Фиксацию элементов агрегата обеспечивают две крышки, зажимающие вал с двух сторон. Корпус выполнен из металлического материала. Некоторые модели дополнительно оснащены вентилятором для охлаждения устройства во время работы, а на корпусе располагаются ребра.

Преимуществом генераторов является возможность их использования в сети с напряжением как в 220 В, так и с более высокими показателями. Для правильного подключения агрегата необходимо выбрать подходящую схему.

Принцип работы

Главная задача генератора заключается в выработке электрической энергии посредством энергии механической:

• ветровой;
• гидравлической;
• внутренней, преобразованной в механическую.

Когда ротор начинает вращаться, в его контуре образуются магнитные силовые линии. Они проходят через обмотки, предусмотренные в статоре, в результате чего возникает электродвижущая сила. Именно она является ответственной за появление тока в цепях. Происходит это за счет подключения к устройству активных нагрузок.

Важный момент, который следует учитывать для организации бесперебойной работы, заключается в отслеживании скорости вращения вала. Она должна быть больше по сравнению с частотой, с которой образуется переменный ток. Последний показатель задают полюса статора. Если говорить проще, то в процессе выработки электроэнергии требуется обеспечить несовпадение частот. Они должны отставать на величину скольжения ротора.

При вращении вала под воздействием внешнего импульса, полученного в результате задействования механической энергии, и остаточного магнетизма возникает собственная ЭДС устройства. В итоге оба поля – подвижное и неподвижное – взаимодействуют друг с другом в динамическом режиме.

Ток, полученный в АГ, имеет небольшие значения. Для повышения выходной мощности потребуется увеличение магнитной индукции.

Зачастую достичь этого помогают дополнительные статоры конденсаторов. Их подключают к выводам катушек и внимательно следят за показателями системы.

Сфера применения

Асинхронные генераторы пользуются популярностью, и среди преимуществ подобных станций выделяют:

• устойчивость к перегрузкам и КЗ;
• простую конструкцию;
• небольшой процент нелинейных искажений;
• стабильную работу за счет небольшого значения клирфактора;
• стабилизацию напряжения на выходе.

При подключении генератор выделяет небольшой количество реактивного тепла, поэтому его конструкция не требует установки дополнительных охлаждающих устройств. Это позволяет выполнить надежную герметизацию внутренней полости агрегата для ее защиты от проникновения влаги, грязи или пыли.

За счет своих достоинств генераторы активно используются в качестве источников электричества в следующих сферах и областях:

• транспортной;
• промышленной;
• бытовой;
• сельскохозяйственной.

Также мощные агрегаты встречаются в автомастерских. Кроме того, их упрощенная конструкция позволяет использовать устройства в качестве источников электрической энергии. К ним подключают аппараты для сварки, а также с их помощью организуют подачу питания важным объектам здравоохранения.

Посредством работы генераторов такого типа удается в короткие сроки соорудить и запустить ветровые и гидроэлектростанции.

Таким образом, обеспечить себя энергией могут даже удаленные от центральных сетей поселки и хозяйства.

Чем отличается от синхронного?

Основным отличием генератора асинхронного типа от синхронного является измененная конструкция ротора. Во втором варианте ротор использует проволочные обмотки. Чтобы организовать вращательное движение вала и создать магнитную индукцию, агрегат задействует автономный источник питания, которым зачастую выступает генератор меньшей мощности. Его располагают параллельно той оси, на которой располагается ротор.

Плюс синхронного генератора заключается в образовании чистой электрической энергии. Кроме того, устройство без особого труда синхронизируется с другими подобными машинами, и это тоже различие.

Единственным недостатком считают восприимчивость к перегрузкам и КЗ. Дополнительно стоит отметить, что разница между двумя видами оборудования заключается и в цене. Синхронные агрегаты более дорогие по сравнению с устройствами асинхронного типа.

Что касается клирфактора, то у асинхронных агрегатов его показатель значительно ниже. Поэтому можно утверждать, что этот вид устройств вырабатывает чистый электрический ток без каких-либо загрязнений. За счет действия подобной машины удается обеспечить более надежную работу:

• ИБП;
• зарядных устройств;
• телевизионных приемников нового поколения.

Запуск асинхронных моделей происходит быстро, однако требует увеличения пусковых токов, которые запускают вращение вала. Плюсом является то, что в процессе работы конструкция испытывает меньше реактивных нагрузок, за счет чего удалось улучшить показатели теплового режима. Кроме того, работа асинхронных генераторов более стабильная вне зависимости от того, с какой скоростью вращается подвижный элемент.

Виды

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

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

Дополнительно генераторы асинхронного типа классифицируют по наличию или отсутствию обмотки катушки самовозбуждения.

Схема подключения

Сегодня выпускают различные вариации асинхронного двигателя. Он может быть однофазным или иметь три фазы для подключения. В нем может быть предусмотрено несколько обмоток или выполнена модернизация конструкции ротора. Однако в любом случае схемы подключения устройства остаются неизменными.

Среди распространенных схем можно выделить следующие.

• «Звезда». В этом случае необходимо взять концы обмоток статора и подключить их в одной точке. Способ подходит преимущественно для трехфазных генераторов, которые необходимо подсоединить к трехфазной линии по большему напряжению.

• «Треугольник». Является следствием первого варианта, только подключение происходит последовательно. В результате получается, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, и так далее. Плюс этого способа – в возможности образования максимальной мощности в процессе работы агрегата.

• «Звезда-треугольник». Этот метод вобрал плюсы двух предыдущих. Он обеспечивает мягкий запуск и достижение большой мощности. Для подключения потребуется использование реле времени.

Примечательно, что многоскоростные генераторы тоже имеют свои способы подключения. В основном это комбинации схем «звезда» и «треугольник» в различной их модификации.

Каждый генератор подключается к системе посредством определенной схемы, которая определяет способ выработки электроэнергии. Любой из этих способов подразумевает рациональное размещение проводов обмоток неподвижного элемента между полюсами его сердечника, только при этом подключение этих проводов осуществляется по-разному.

Как сделать своими руками?

Для начала стоит уточнить, что с нуля создать асинхронную мобильную станцию не получится. Максимум, что можно сделать, – это изготовить ротор без переделки или модернизировать двигатель асинхронного типа в альтернативную конструкцию.

Для проведения работ по модернизации ротора достаточно запастись готовым статором от мотора и провести ряд экспериментов. Главная идея сборки самодельного генератора заключается в использовании неодимовых магнитов. С их помощью удастся обеспечить ротор необходимым количеством полюсов для выработки электрической энергии.

Посредством наклеивания магнитов на заготовку, которую предварительно необходимо посадить на вал, и соблюдения полярности и угла сдвига получится добиться нужного результата. Магнитов потребуется много, минимальное количество составляет 128 штук. Готовая конструкция ротора подгоняется к статору. При выполнении этой процедуры необходимо предусмотреть зазор между зубцами и магнитными полюсами ротора. Он должен быть минимальным.

Стоит отметить, что ввиду плоской поверхности магнитиков им потребуется шлифовка. Дополнительно элементы нужно будет обточить.

В процессе важно регулярно охлаждать конструкцию, чтобы предотвратить появление деформаций и утерю магнитных свойств. Если все сделано правильно, то генератор будет работать исправно.

В процессе создания асинхронного генератора может возникнуть только одна проблема. В домашних условиях трудно изготовить идеальную конструкцию ротора, поэтому если есть возможность воспользоваться токарным станком, то лучше ею не пренебрегать. Кроме того, на подгонку деталей и их доработку потребуется много времени.

Еще один вариант, с помощью которого можно получить генератор, – это преобразование асинхронного двигателя, используемого в автомобилях. Дополнительно следует приобрести электромагнит, мощность которого будет соответствовать требованиям по отношению к будущему оборудованию. Стоит отметить, что при поиске двигателя нужно учитывать, чтобы его мощность была на половину выше показателя, которого хочется добиться в генераторе.

Чтобы получить нужную конструкцию и организовать ее эффективную работу, потребуется приобрести 3 модели конденсаторов. Каждый элемент должен быть способен выдержать напряжение в 600 и более В.

Реактивная мощность генератора асинхронного типа имеет связь с емкостью конденсатора, поэтому вычислить ее можно по формуле. Стоит отметить, что при повышении нагрузки мощность генератора растет. Таким образом, чтобы добиться стабильного напряжения в сети, потребуется увеличить емкость конденсаторов.

Про принцип работы асинхронного генератора смотрите в следующем видео.

делаем из асинхронного двигателя своими руками на 220 В без переделки, отличия от синхронного, принцип работы и устройство

Асинхронный генератор – это прибор, посредством работы которого удается обеспечить промышленное оборудование, а также бытовые устройства электроэнергией. Данный тип агрегатов отличается простотой эксплуатации и удобной конструкцией.

Устройство

Генератор имеет простую структуру. Основными элементами устройства являются:

Первый представляет собой подвижную деталь, а второй элемент в процессе эксплуатации сохраняет свое положение. В агрегате не сразу удается заметить обмотки проволоки, для изготовления которой обычно задействуют медь. Однако обмотки есть, только выполнены они из алюминиевых стержней и отличаются улучшенными характеристиками.

Конструкция, образованная короткозамкнутыми обмотками, называется «беличья клетка».

Внутреннее пространство заполнено пластинами из стали, а сами стержни из алюминия впрессованы в пазы, предусмотренные в сердечнике подвижного элемента. На валу генератора расположен ротор, а сам он стоит на специальных подшипниках. Фиксацию элементов агрегата обеспечивают две крышки, зажимающие вал с двух сторон. Корпус выполнен из металлического материала. Некоторые модели дополнительно оснащены вентилятором для охлаждения устройства во время работы, а на корпусе располагаются ребра.

Преимуществом генераторов является возможность их использования в сети с напряжением как в 220 В, так и с более высокими показателями. Для правильного подключения агрегата необходимо выбрать подходящую схему.

Принцип работы

Главная задача генератора заключается в выработке электрической энергии посредством энергии механической:

• ветровой;
• гидравлической;
• внутренней, преобразованной в механическую.

Когда ротор начинает вращаться, в его контуре образуются магнитные силовые линии. Они проходят через обмотки, предусмотренные в статоре, в результате чего возникает электродвижущая сила. Именно она является ответственной за появление тока в цепях. Происходит это за счет подключения к устройству активных нагрузок.

Важный момент, который следует учитывать для организации бесперебойной работы, заключается в отслеживании скорости вращения вала. Она должна быть больше по сравнению с частотой, с которой образуется переменный ток. Последний показатель задают полюса статора. Если говорить проще, то в процессе выработки электроэнергии требуется обеспечить несовпадение частот. Они должны отставать на величину скольжения ротора.

При вращении вала под воздействием внешнего импульса, полученного в результате задействования механической энергии, и остаточного магнетизма возникает собственная ЭДС устройства. В итоге оба поля – подвижное и неподвижное – взаимодействуют друг с другом в динамическом режиме.

Ток, полученный в АГ, имеет небольшие значения. Для повышения выходной мощности потребуется увеличение магнитной индукции.

Зачастую достичь этого помогают дополнительные статоры конденсаторов. Их подключают к выводам катушек и внимательно следят за показателями системы.

Сфера применения

Асинхронные генераторы пользуются популярностью, и среди преимуществ подобных станций выделяют:

• устойчивость к перегрузкам и КЗ;
• простую конструкцию;
• небольшой процент нелинейных искажений;
• стабильную работу за счет небольшого значения клирфактора;
• стабилизацию напряжения на выходе.

При подключении генератор выделяет небольшой количество реактивного тепла, поэтому его конструкция не требует установки дополнительных охлаждающих устройств. Это позволяет выполнить надежную герметизацию внутренней полости агрегата для ее защиты от проникновения влаги, грязи или пыли.

За счет своих достоинств генераторы активно используются в качестве источников электричества в следующих сферах и областях:

• транспортной;
• промышленной;
• бытовой;
• сельскохозяйственной.

Также мощные агрегаты встречаются в автомастерских. Кроме того, их упрощенная конструкция позволяет использовать устройства в качестве источников электрической энергии. К ним подключают аппараты для сварки, а также с их помощью организуют подачу питания важным объектам здравоохранения.

Посредством работы генераторов такого типа удается в короткие сроки соорудить и запустить ветровые и гидроэлектростанции.

Таким образом, обеспечить себя энергией могут даже удаленные от центральных сетей поселки и хозяйства.

Чем отличается от синхронного?

Основным отличием генератора асинхронного типа от синхронного является измененная конструкция ротора. Во втором варианте ротор использует проволочные обмотки. Чтобы организовать вращательное движение вала и создать магнитную индукцию, агрегат задействует автономный источник питания, которым зачастую выступает генератор меньшей мощности. Его располагают параллельно той оси, на которой располагается ротор.

Плюс синхронного генератора заключается в образовании чистой электрической энергии. Кроме того, устройство без особого труда синхронизируется с другими подобными машинами, и это тоже различие.

Единственным недостатком считают восприимчивость к перегрузкам и КЗ. Дополнительно стоит отметить, что разница между двумя видами оборудования заключается и в цене. Синхронные агрегаты более дорогие по сравнению с устройствами асинхронного типа.

Что касается клирфактора, то у асинхронных агрегатов его показатель значительно ниже. Поэтому можно утверждать, что этот вид устройств вырабатывает чистый электрический ток без каких-либо загрязнений. За счет действия подобной машины удается обеспечить более надежную работу:

• ИБП;
• зарядных устройств;
• телевизионных приемников нового поколения.

Запуск асинхронных моделей происходит быстро, однако требует увеличения пусковых токов, которые запускают вращение вала. Плюсом является то, что в процессе работы конструкция испытывает меньше реактивных нагрузок, за счет чего удалось улучшить показатели теплового режима. Кроме того, работа асинхронных генераторов более стабильная вне зависимости от того, с какой скоростью вращается подвижный элемент.

Виды

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

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

Дополнительно генераторы асинхронного типа классифицируют по наличию или отсутствию обмотки катушки самовозбуждения.

Схема подключения

Сегодня выпускают различные вариации асинхронного двигателя. Он может быть однофазным или иметь три фазы для подключения. В нем может быть предусмотрено несколько обмоток или выполнена модернизация конструкции ротора. Однако в любом случае схемы подключения устройства остаются неизменными.

Среди распространенных схем можно выделить следующие.

• «Звезда». В этом случае необходимо взять концы обмоток статора и подключить их в одной точке. Способ подходит преимущественно для трехфазных генераторов, которые необходимо подсоединить к трехфазной линии по большему напряжению.

• «Треугольник». Является следствием первого варианта, только подключение происходит последовательно. В результате получается, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, и так далее. Плюс этого способа – в возможности образования максимальной мощности в процессе работы агрегата.

• «Звезда-треугольник». Этот метод вобрал плюсы двух предыдущих. Он обеспечивает мягкий запуск и достижение большой мощности. Для подключения потребуется использование реле времени.

Примечательно, что многоскоростные генераторы тоже имеют свои способы подключения. В основном это комбинации схем «звезда» и «треугольник» в различной их модификации.

Каждый генератор подключается к системе посредством определенной схемы, которая определяет способ выработки электроэнергии. Любой из этих способов подразумевает рациональное размещение проводов обмоток неподвижного элемента между полюсами его сердечника, только при этом подключение этих проводов осуществляется по-разному.

Как сделать своими руками?

Для начала стоит уточнить, что с нуля создать асинхронную мобильную станцию не получится. Максимум, что можно сделать, – это изготовить ротор без переделки или модернизировать двигатель асинхронного типа в альтернативную конструкцию.

Для проведения работ по модернизации ротора достаточно запастись готовым статором от мотора и провести ряд экспериментов. Главная идея сборки самодельного генератора заключается в использовании неодимовых магнитов. С их помощью удастся обеспечить ротор необходимым количеством полюсов для выработки электрической энергии.

Посредством наклеивания магнитов на заготовку, которую предварительно необходимо посадить на вал, и соблюдения полярности и угла сдвига получится добиться нужного результата. Магнитов потребуется много, минимальное количество составляет 128 штук. Готовая конструкция ротора подгоняется к статору. При выполнении этой процедуры необходимо предусмотреть зазор между зубцами и магнитными полюсами ротора. Он должен быть минимальным.

Стоит отметить, что ввиду плоской поверхности магнитиков им потребуется шлифовка. Дополнительно элементы нужно будет обточить.

В процессе важно регулярно охлаждать конструкцию, чтобы предотвратить появление деформаций и утерю магнитных свойств. Если все сделано правильно, то генератор будет работать исправно.

В процессе создания асинхронного генератора может возникнуть только одна проблема. В домашних условиях трудно изготовить идеальную конструкцию ротора, поэтому если есть возможность воспользоваться токарным станком, то лучше ею не пренебрегать. Кроме того, на подгонку деталей и их доработку потребуется много времени.

Еще один вариант, с помощью которого можно получить генератор, – это преобразование асинхронного двигателя, используемого в автомобилях. Дополнительно следует приобрести электромагнит, мощность которого будет соответствовать требованиям по отношению к будущему оборудованию. Стоит отметить, что при поиске двигателя нужно учитывать, чтобы его мощность была на половину выше показателя, которого хочется добиться в генераторе.

Чтобы получить нужную конструкцию и организовать ее эффективную работу, потребуется приобрести 3 модели конденсаторов. Каждый элемент должен быть способен выдержать напряжение в 600 и более В.

Реактивная мощность генератора асинхронного типа имеет связь с емкостью конденсатора, поэтому вычислить ее можно по формуле. Стоит отметить, что при повышении нагрузки мощность генератора растет. Таким образом, чтобы добиться стабильного напряжения в сети, потребуется увеличить емкость конденсаторов.

Про принцип работы асинхронного генератора смотрите в следующем видео.

делаем из асинхронного двигателя своими руками на 220 В без переделки, отличия от синхронного, принцип работы и устройство

Асинхронный генератор – это прибор, посредством работы которого удается обеспечить промышленное оборудование, а также бытовые устройства электроэнергией. Данный тип агрегатов отличается простотой эксплуатации и удобной конструкцией.

Устройство

Генератор имеет простую структуру. Основными элементами устройства являются:

Первый представляет собой подвижную деталь, а второй элемент в процессе эксплуатации сохраняет свое положение. В агрегате не сразу удается заметить обмотки проволоки, для изготовления которой обычно задействуют медь. Однако обмотки есть, только выполнены они из алюминиевых стержней и отличаются улучшенными характеристиками.

Конструкция, образованная короткозамкнутыми обмотками, называется «беличья клетка».

Внутреннее пространство заполнено пластинами из стали, а сами стержни из алюминия впрессованы в пазы, предусмотренные в сердечнике подвижного элемента. На валу генератора расположен ротор, а сам он стоит на специальных подшипниках. Фиксацию элементов агрегата обеспечивают две крышки, зажимающие вал с двух сторон. Корпус выполнен из металлического материала. Некоторые модели дополнительно оснащены вентилятором для охлаждения устройства во время работы, а на корпусе располагаются ребра.

Преимуществом генераторов является возможность их использования в сети с напряжением как в 220 В, так и с более высокими показателями. Для правильного подключения агрегата необходимо выбрать подходящую схему.

Принцип работы

Главная задача генератора заключается в выработке электрической энергии посредством энергии механической:

• ветровой;
• гидравлической;
• внутренней, преобразованной в механическую.

Когда ротор начинает вращаться, в его контуре образуются магнитные силовые линии. Они проходят через обмотки, предусмотренные в статоре, в результате чего возникает электродвижущая сила. Именно она является ответственной за появление тока в цепях. Происходит это за счет подключения к устройству активных нагрузок.

Важный момент, который следует учитывать для организации бесперебойной работы, заключается в отслеживании скорости вращения вала. Она должна быть больше по сравнению с частотой, с которой образуется переменный ток. Последний показатель задают полюса статора. Если говорить проще, то в процессе выработки электроэнергии требуется обеспечить несовпадение частот. Они должны отставать на величину скольжения ротора.

При вращении вала под воздействием внешнего импульса, полученного в результате задействования механической энергии, и остаточного магнетизма возникает собственная ЭДС устройства. В итоге оба поля – подвижное и неподвижное – взаимодействуют друг с другом в динамическом режиме.

Ток, полученный в АГ, имеет небольшие значения. Для повышения выходной мощности потребуется увеличение магнитной индукции.

Зачастую достичь этого помогают дополнительные статоры конденсаторов. Их подключают к выводам катушек и внимательно следят за показателями системы.

Сфера применения

Асинхронные генераторы пользуются популярностью, и среди преимуществ подобных станций выделяют:

• устойчивость к перегрузкам и КЗ;
• простую конструкцию;
• небольшой процент нелинейных искажений;
• стабильную работу за счет небольшого значения клирфактора;
• стабилизацию напряжения на выходе.

При подключении генератор выделяет небольшой количество реактивного тепла, поэтому его конструкция не требует установки дополнительных охлаждающих устройств. Это позволяет выполнить надежную герметизацию внутренней полости агрегата для ее защиты от проникновения влаги, грязи или пыли.

За счет своих достоинств генераторы активно используются в качестве источников электричества в следующих сферах и областях:

• транспортной;
• промышленной;
• бытовой;
• сельскохозяйственной.

Также мощные агрегаты встречаются в автомастерских. Кроме того, их упрощенная конструкция позволяет использовать устройства в качестве источников электрической энергии. К ним подключают аппараты для сварки, а также с их помощью организуют подачу питания важным объектам здравоохранения.

Посредством работы генераторов такого типа удается в короткие сроки соорудить и запустить ветровые и гидроэлектростанции.

Таким образом, обеспечить себя энергией могут даже удаленные от центральных сетей поселки и хозяйства.

Чем отличается от синхронного?

Основным отличием генератора асинхронного типа от синхронного является измененная конструкция ротора. Во втором варианте ротор использует проволочные обмотки. Чтобы организовать вращательное движение вала и создать магнитную индукцию, агрегат задействует автономный источник питания, которым зачастую выступает генератор меньшей мощности. Его располагают параллельно той оси, на которой располагается ротор.

Плюс синхронного генератора заключается в образовании чистой электрической энергии. Кроме того, устройство без особого труда синхронизируется с другими подобными машинами, и это тоже различие.

Единственным недостатком считают восприимчивость к перегрузкам и КЗ. Дополнительно стоит отметить, что разница между двумя видами оборудования заключается и в цене. Синхронные агрегаты более дорогие по сравнению с устройствами асинхронного типа.

Что касается клирфактора, то у асинхронных агрегатов его показатель значительно ниже. Поэтому можно утверждать, что этот вид устройств вырабатывает чистый электрический ток без каких-либо загрязнений. За счет действия подобной машины удается обеспечить более надежную работу:

• ИБП;
• зарядных устройств;
• телевизионных приемников нового поколения.

Запуск асинхронных моделей происходит быстро, однако требует увеличения пусковых токов, которые запускают вращение вала. Плюсом является то, что в процессе работы конструкция испытывает меньше реактивных нагрузок, за счет чего удалось улучшить показатели теплового режима. Кроме того, работа асинхронных генераторов более стабильная вне зависимости от того, с какой скоростью вращается подвижный элемент.

Виды

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

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

Дополнительно генераторы асинхронного типа классифицируют по наличию или отсутствию обмотки катушки самовозбуждения.

Схема подключения

Сегодня выпускают различные вариации асинхронного двигателя. Он может быть однофазным или иметь три фазы для подключения. В нем может быть предусмотрено несколько обмоток или выполнена модернизация конструкции ротора. Однако в любом случае схемы подключения устройства остаются неизменными.

Среди распространенных схем можно выделить следующие.

• «Звезда». В этом случае необходимо взять концы обмоток статора и подключить их в одной точке. Способ подходит преимущественно для трехфазных генераторов, которые необходимо подсоединить к трехфазной линии по большему напряжению.

• «Треугольник». Является следствием первого варианта, только подключение происходит последовательно. В результате получается, что конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, и так далее. Плюс этого способа – в возможности образования максимальной мощности в процессе работы агрегата.

• «Звезда-треугольник». Этот метод вобрал плюсы двух предыдущих. Он обеспечивает мягкий запуск и достижение большой мощности. Для подключения потребуется использование реле времени.

Примечательно, что многоскоростные генераторы тоже имеют свои способы подключения. В основном это комбинации схем «звезда» и «треугольник» в различной их модификации.

Каждый генератор подключается к системе посредством определенной схемы, которая определяет способ выработки электроэнергии. Любой из этих способов подразумевает рациональное размещение проводов обмоток неподвижного элемента между полюсами его сердечника, только при этом подключение этих проводов осуществляется по-разному.

Как сделать своими руками?

Для начала стоит уточнить, что с нуля создать асинхронную мобильную станцию не получится. Максимум, что можно сделать, – это изготовить ротор без переделки или модернизировать двигатель асинхронного типа в альтернативную конструкцию.

Для проведения работ по модернизации ротора достаточно запастись готовым статором от мотора и провести ряд экспериментов. Главная идея сборки самодельного генератора заключается в использовании неодимовых магнитов. С их помощью удастся обеспечить ротор необходимым количеством полюсов для выработки электрической энергии.

Посредством наклеивания магнитов на заготовку, которую предварительно необходимо посадить на вал, и соблюдения полярности и угла сдвига получится добиться нужного результата. Магнитов потребуется много, минимальное количество составляет 128 штук. Готовая конструкция ротора подгоняется к статору. При выполнении этой процедуры необходимо предусмотреть зазор между зубцами и магнитными полюсами ротора. Он должен быть минимальным.

Стоит отметить, что ввиду плоской поверхности магнитиков им потребуется шлифовка. Дополнительно элементы нужно будет обточить.

В процессе важно регулярно охлаждать конструкцию, чтобы предотвратить появление деформаций и утерю магнитных свойств. Если все сделано правильно, то генератор будет работать исправно.

В процессе создания асинхронного генератора может возникнуть только одна проблема. В домашних условиях трудно изготовить идеальную конструкцию ротора, поэтому если есть возможность воспользоваться токарным станком, то лучше ею не пренебрегать. Кроме того, на подгонку деталей и их доработку потребуется много времени.

Еще один вариант, с помощью которого можно получить генератор, – это преобразование асинхронного двигателя, используемого в автомобилях. Дополнительно следует приобрести электромагнит, мощность которого будет соответствовать требованиям по отношению к будущему оборудованию. Стоит отметить, что при поиске двигателя нужно учитывать, чтобы его мощность была на половину выше показателя, которого хочется добиться в генераторе.

Чтобы получить нужную конструкцию и организовать ее эффективную работу, потребуется приобрести 3 модели конденсаторов. Каждый элемент должен быть способен выдержать напряжение в 600 и более В.

Реактивная мощность генератора асинхронного типа имеет связь с емкостью конденсатора, поэтому вычислить ее можно по формуле. Стоит отметить, что при повышении нагрузки мощность генератора растет. Таким образом, чтобы добиться стабильного напряжения в сети, потребуется увеличить емкость конденсаторов.

Про принцип работы асинхронного генератора смотрите в следующем видео.

Асинхронные генераторы, назначение, особенности, принцип работы

Трехфазные асинхронные машины как генераторы используются значительно реже, чем синхронные, так как имеют худшие экс-плуатационные характеристики. частота ЭДС асинхронных генераторов переменная (зависит от нагрузки), они имеют низкий коэф-фициент мощности и загружают сеть реактивным током. Кроме того, напряжение асинхронного генератора можно регулировать лишь изменением частоты вращения, что также влияет на частоту тока.

Как и все электрические машины общепромышленного применения, асинхронная машина обратима, т. е. может работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора.

Если S < 0, то машина будет работать в режиме генератора. Отрицательное скольжение обеспечивается, когда ротор вращается быстрее, чем поле (л2 > пх). Электромагнитная сила (электромагнитный момент) противодействует вращению ротора. Для обеспечения работы генератора необходимо передавать ротору мощность от внешнего источника энергии.
Асинхронные генераторы используют на транспорте (кораблях, самолетах, тепловозах и др.). Они генерируют ЭДС неустановив-шейся частоты, однако имеют надежную конструкцию и работают со скоростными двигателями, имеющими частоту вращения до 12 000 об/мин. Такие энергетические установки обладают хорошими массово-габаритными характеристиками.

При автономной работе асинхронные генераторы потребляют индуктивную мощность. Для компенсации параллельно к обмоткам статора включают конденсаторы.
Достаточно интересно использование асинхронных двигателей в генераторном режиме. Его используют для ограничения скорости вращения вала. Когда исполнительный механизм ускоряет движение, то переводом двигателя в режим генератора можно осуществить рекуперативное торможение, т. е. работу с возвращением энергии в сеть. Такой режим обеспечивается, например, при движении железнодорожного состава под уклон. Опытный машинист башенного крана может таким образом экономить достаточно большое количество электроэнергии, опуская грузы на стройплощадке.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Синхронный и асинхронный генераторы. Отличия

Генератор — устройство, преобразующее один вид энергии в другой.
В данном случае рассматриваем преобразование механической энергии вращения в электрическую.

Различают два типа таких генераторов. Синхронные и асинхронные.

Синхронный генератор. Принцип действия

Отличительным признаком синхронного генератора является жёсткая связь между частотой f переменной ЭДС, наведённой в обмотке статора, и частотой вращения ротора n , называемой синхронной частотой вращения:

n = f / p

где p – число пар полюсов обмотки статора и ротора.
Обычно частота вращения выражается в об/мин, а частота ЭДС в Герцах (1/сек), тогда для количества оборотов в минуту формула примет вид:

n = 60·f / p

На рис. 1.1 представлена функциональная схема синхронного генератора. На статоре 1 расположена трёхфазная обмотка, принципиально не отличающаяся от аналогичной обмотки асинхронной машины. На роторе расположен электромагнит с обмоткой возбуждения 2, получающей питание постоянным током, как правило, через скользящие контакты, осуществляемые посредством двух контактных колец, расположенных на роторе, и двух неподвижных щёток.
В некоторых случаях в конструкции ротора синхронного генератора вместо электромагнитов могут использоваться постоянные магниты, тогда необходимость в наличии контактов на валу отпадает, но существенно ограничиваются возможности стабилизации выходных напряжений.

Приводным двигателем (ПД), в качестве которого используется турбина, двигатель внутреннего сгорания либо другой источник механической энергии, ротор генератора приводится во вращение с синхронной скоростью. При этом магнитное поле электромагнита ротора также вращается с синхронной скоростью и индуцирует в трёхфазной обмотке статора переменные ЭДС E_A , E_B и E_C , которые будучи одинаковыми по значению и сдвинутыми по фазе относительно друг друга на 1/3 периода (120°), образуют симметричную трёхфазную систему ЭДС.

C подключением нагрузки к зажимам обмотки статора С1, С2 и С3 в фазах обмотки статора появляются токи I_A, I_B, I_C , которые создают вращающееся магнитное поле. Частота вращения этого поля равна частоте вращения ротора генератора. Таким образом, в синхронном генераторе магнитное поле статора и ротор вращаются синхронно. Мгновенное значение ЭДС обмотки статора в рассматриваемом синхронном генераторе

e = 2Blwv = 2πBlwDn

Здесь: B – магнитная индукция в воздушном зазоре между сердечником статора и полюсами ротора, Тл;
l – активная длина одной пазовой стороны обмотки статора, т.е. длина сердечника статора, м;
w – количество витков;
v = πDn – линейная скорость движения полюсов ротора относительно статора, м/с;
D – внутренний диаметр сердечника статора, м.

Формула ЭДС показывает, что при неизменной частоте вращения ротора n форма графика переменной ЭДС обмотки якоря (ста- тора) определяется исключительно законом распределения магнитной индукции B в зазоре между статором и полюсами ротора. Если график магнитной индукции в зазоре представляет собой синусоиду B = B_max sinα , то ЭДС генератора также будет синусоидальной. В синхронных машинах всегда стремятся получить распределение индукции в зазоре как можно ближе к синусоидальному.

Так, если воздушный зазор δ постоянен (рис. 1.2), то магнитная индукция B в воздушном зазоре распределяется по трапецеидальному закону (график 1). Если же края полюсов ротора «скосить» так, чтобы зазор на краях полюсных наконечников был равен δ_max (как это показано на рис. 1.2), то график распределения магнитной индукции в зазоре приблизится к синусоиде (график 2), а, следовательно, и график ЭДС, индуцированной в обмотке генератора, приблизится к синусоиде. Частота ЭДС синхронного генератора f (Гц) пропорциональна синхронной частоте вращения ротора n (об/с)

f = pn

где p – число пар полюсов.
В рассматриваемом генераторе (см. рис.1.1) два полюса, т.е. p = 1.
Для получения ЭДС промышленной частоты (50 Гц) в таком генераторе ротор необходимо вращать с частотой n = 50 об/с (n = 3000 об/мин).

Способы возбуждения синхронных генераторов

Самым распространенным способом создания основного магнитного потока синхронных генераторов является электромагнитное возбуждение, состоящее в том, что на полюсах ротора располагают обмотку возбуждения, при прохождении по которой постоянного тока, возникает МДС, создающая в генераторе магнитное поле. До последнего времени для питания обмотки возбуждения применялись преимущественно специальные генераторы постоянного тока независимого возбуждения, называемые возбудителями В (рис. 1.3, а). Обмотка возбуждения (ОВ) получает питание от другого генератора (параллельного возбуждения), называемого подвозбудителем (ПВ). Ротор синхронного генератора, возбудителя и подвозбудителя располагаются на общем валу и вращаются одновременно. При этом ток в обмотку возбуждения синхронного генератора поступает через контактные кольца и щётки. Для регулирования тока возбуждения применяют регулировочные реостаты, включаемые в цепи возбуждения возбудителя r₁ и подвозбудителя r₂ . В синхронных генераторах средней и большой мощности процесс регулирования тока возбуждения автоматизируют.

В синхронных генераторах получила применение также бесконтактная система электромагнитного возбуждения, при которой синхронный генератор не имеет контактных колец на роторе. В качестве возбудителя в этом случае применяют обращенный синхронный генератор переменного тока В (рис. 1.3, б). Трехфазная обмотка 2 возбудителя, в которой наводится переменная ЭДС, расположена на роторе и вращается вместе с обмоткой возбуждения синхронного генератора и их электрическое соединение осуществляется через вращающийся выпрямитель 3 непосредственно, без контактных колец и щёток. Питание постоянным током обмотки возбуждения 1 возбудителя В осуществляется от подвозбудителя ПВ – генератора постоянного тока. Отсутствие скользящих контактов в цепи возбуждения синхронного генератора позволяет повысить её эксплуатационную надёжность и увеличить КПД.

В синхронных генераторах, в этом числе гидрогенераторах, получил распространение принцип самовозбуждения (рис. 1.4, а), когда энергия переменного тока, необходимая для возбуждения, отбирается от обмотки статора синхронного генератора и через понижающий трансформатор и выпрямительный полупроводниковый преобразователь ПП преобразуется в энергию постоянного тока. Принцип самовозбуждения основан на том, что первоначальное возбуждение генератора происходит за счёт остаточного магнетизма машины.

На рис. 1.4, б представлена структурная схема автоматической системы самовозбуждения синхронного генератора (СГ) с выпрямительным трансформатором (ВТ) и тиристорным преобразователем (ТП), через которые электроэнергия переменного тока из цепи статора СГ после преобразования в постоянный ток подаётся в обмотку возбуждения. Управление тиристорным преобразователем осуществляется посредством автоматического регулятора возбуждения АРВ, на вход которого поступают сигналы напряжения на входе СГ (через трансформатор напряжения ТН) и тока нагрузки СГ (от трансформатора тока ТТ). Схема содержит блок защиты (БЗ), обеспечивающий защиту обмотки возбуждения (ОВ) от перенапряжения и токовой перегрузки.

Мощность, затрачиваемая на возбуждение, обычно составляет от 0,2 до 5 % полезной мощности (меньшее значение относится к генераторам большой мощности).
В генераторах малой мощности находит применение принцип возбуждения постоянными магнитами, расположенными на роторе машины. Такой способ возбуждения даёт возможность избавить генератор от обмотки возбуждения. В результате конструкция генератора существенно упрощается, становится более экономичной и надёжной. Однако, из-за высокой стоимости материалов для изготовления постоянных магнитов с большим запасом магнитной энергии и сложности их обработки применение возбуждения постоянными магнитами ограничено машинами мощностью не более нескольких киловатт.

Синхронные генераторы составляют основу электроэнергетики, так как практически вся электроэнергия во всём мире вырабатывается посредством синхронных турбо- или гидрогенераторов.
Так же синхронные генераторы находят широкое применение в составе стационарных и передвижных электроустановок или станций в комплекте с дизельными и бензиновыми двигателями.

Асинхронный генератор. Отличия от синхронного

Асинхронные генераторы принципиально отличаются от синхронных отсутствием жесткой зависимости между частотой вращения ротора и вырабатываемой ЭДС. Разницу между этими частотами характеризует коэффициент s — скольжение.

s = (n — n _r )/n

здесь:
n — частота вращения магнитного поля (частота ЭДС).
n _r — частота вращения ротора.

Более подробно с расчётом скольжения и частоты можно ознакомиться в статье: асинхронные генераторы. Частота.

В обычном режиме электромагнитное поле асинхронного генератора под нагрузкой оказывает тормозной момент на вращения ротора, следовательно, частота изменения магнитного поля меньше, поэтому скольжение будет отрицательным. К генераторам, работающим в области положительных скольжений, можно отнести асинхронные тахогенераторы и преобразователи частоты.

Асинхронные генераторы в зависимости от конкретных условий применения выполняются с короткозамкнутым, фазным или полым ротором. Источниками формирования необходимой энергии возбуждения ротора могут являться статические конденсаторы или вентильные преобразователи с искусственной коммутацией вентилей.

Асинхронные генераторы можно классифицировать по способу возбуждения, характеру выходной частоты (изменяющаяся, постоянная), способу стабилизации напряжения, рабочим областям скольжения, конструктивному выполнению и числу фаз.
Последние два признака характеризуют конструктивные особенности генераторов.
Характер выходной частоты и методы стабилизации напряжения в значительной степени обусловлены способом образования магнитного потока.
Классификация по способу возбуждения является основной.

Можно рассмотреть генераторы с самовозбуждением и с независимым возбуждением.

Самовозбуждение в асинхронных генераторах может быть организовано:
а) с помощью конденсаторов, включенных в цепь статора или ротора или одновременно в первичную и вторичную цепи;
б) посредством вентильных преобразователей с естественной и искусственной коммутацией вентилей.

Независимое возбуждение может осуществляться от внешнего источника переменного напряжения.

По характеру частоты самовозбуждающиеся генераторы разделяются на две группы. К первой из них относятся источники практически постоянной (или постоянной) частоты, ко второй переменной (регулируемой) частоты. Последние применяются для питания асинхронных двигателей с плавным изменением частоты вращения.

Более подробно рассмотреть принцип работы и конструктивные особенности асинхронных генераторов планируется рассмотреть в отдельных публикациях.

Асинхронные генераторы не требуют в конструкции сложных узлов для организации возбуждения постоянным током или применения дорогостоящих материалов с большим запасом магнитной энергии, поэтому находят широкое применение у пользователей передвижных электроустановок по причине своей простоты и неприхотливости в обслуживании. Используются для питания устройств, не требующих жёсткой привязки к частоте тока.
Техническим достоинством асинхронных генераторов можно признать их устойчивость к перегрузкам и коротким замыканиям.
С некоторой информацией по мобильным генераторным установкам можно ознакомиться на странице:
Дизель-генераторы.
Асинхронный генератор. Характеристики.
Асинхронный генератор. Стабилизация.

---

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Принцип работы индукционного генератора

| electricaleasy.com

Так же, как машина постоянного тока, одна и та же индукционная машина может использоваться в качестве асинхронного двигателя, а также в качестве индукционного генератора без каких-либо внутренних модификаций. Индукционные генераторы также называются асинхронными генераторами .
Прежде чем начать объяснение , как работает индукционный (асинхронный) генератор , я предполагаю, что вы знаете принцип работы асинхронного двигателя. В асинхронном двигателе ротор вращается из-за скольжения (т.е.е. относительная скорость между вращающимся магнитным полем и ротором). Ротор пытается догнать синхронно вращающееся поле статора, но безуспешно. Если ротор достигает синхронной скорости, относительная скорость будет равна нулю, и, следовательно, ротор не будет испытывать крутящего момента.
А что, если ротор вращается со скоростью больше синхронной?

Как работают индукционные генераторы?

• Рассмотрим, источник переменного тока подключен к клеммам статора асинхронной машины.Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, заставляет ротор двигаться за ним (машина действует как двигатель).
• Теперь, если ротор разгоняется до синхронной скорости с помощью первичного двигателя, проскальзывание будет нулевым и, следовательно, чистый крутящий момент будет нулевым. Ток ротора станет нулевым, когда ротор работает с синхронной скоростью.
• Если ротор заставляют вращаться со скоростью, превышающей синхронную скорость, скольжение становится отрицательным. Ток ротора генерируется в противоположном направлении из-за того, что проводники ротора разрезают магнитное поле статора.
• Этот генерируемый ток ротора создает вращающееся магнитное поле в роторе, которое толкает (силы в противоположном направлении) на поле статора. Это вызывает напряжение статора, которое выталкивает ток, текущий из обмотки статора, против приложенного напряжения. Таким образом, машина теперь работает как индукционный генератор (асинхронный генератор) .

Индукционный генератор — это не машина с самовозбуждением. Следовательно, при работе в качестве генератора машина получает реактивную мощность от линии питания переменного тока и подает активную мощность обратно в линию.Реактивная мощность необходима для создания вращающегося магнитного поля. Активная мощность, возвращаемая в линию, пропорциональна скольжению выше синхронной скорости.

Генератор индукционный самовозбуждающийся

Понятно, что асинхронной машине для возбуждения требуется реактивная мощность, независимо от того, работает она в качестве генератора или двигателя. Когда индукционный генератор подключен к сети, он забирает из сети реактивную мощность. Но что, если мы хотим использовать индукционный генератор для питания нагрузки без использования внешнего источника (например,грамм. сетка)?
К клеммам статора можно подключить конденсаторную батарею для подачи реактивной мощности как на машину, так и на нагрузку. Когда ротор вращается с достаточной скоростью, на выводах статора создается небольшое напряжение из-за остаточного магнетизма. Из-за этого небольшого генерируемого напряжения вырабатывается ток конденсатора, который обеспечивает дополнительную реактивную мощность для намагничивания.

Применение индукционных генераторов: Индукционные генераторы вырабатывают полезную мощность даже при различных скоростях ротора.Следовательно, они подходят для ветряных турбин.

Преимущества: Асинхронные генераторы или Асинхронные генераторы более прочные и не требуют расположения коммутатора и щеток (как это необходимо в случае синхронных генераторов).

Одним из основных недостатков индукционных генераторов является то, что они потребляют довольно большую реактивную мощность.

Что такое индукционный генератор? (Принцип работы с диаграммой)

Добро пожаловать в блог Linquip.Сегодня и в этой статье мы хотим поговорить об одном из наиболее часто используемых генераторов, который называется индукционным генератором. Вопрос: «Что такое индукционный генератор», и чтобы ответить на этот вопрос, мы подготовили для вас простое определение в следующем разделе. На следующем этапе мы познакомимся с принципом работы индукционных генераторов. В этом разделе мы рассмотрим 4 шага, чтобы рассказать вам, как работает индукционный генератор. Остальная часть статьи посвящена применению, ограничениям, преимуществам и недостаткам индукционных генераторов.

Наша команда собрала всю необходимую информацию по этой теме, чтобы избавить вас от необходимости читать разноплановый контент на других веб-сайтах. Оставайтесь с нами до конца, чтобы найти ответ на свой вопрос по этой теме. Давайте начнем с некоторых основных определений в начале.

Что такое индукционный генератор?

Индукционный генератор или асинхронный генератор — это тип электрического генератора переменного тока (AC), который использует принципы асинхронных двигателей для производства электроэнергии.Фактически, индукционный генератор или машина запускаются как двигатель. Асинхронный двигатель становится генератором, когда он подключен к системе электроснабжения, а затем приводится в действие с превышением его синхронной скорости некоторым первичным двигателем, который может быть турбиной, двигателем, ветряной мельницей или чем-либо, способным обеспечить крутящий момент и скорость, необходимые для движения. двигатель в состояние превышения скорости.

Затем скорость машины увеличивается по сравнению с синхронной скоростью с помощью внешнего первичного двигателя. Скорость увеличивается в том же направлении, что и вращающееся поле, создаваемое обмотками статора.

Рабочие характеристики генератора будут незначительно отличаться от характеристик двигателя. Как правило, частота вращения и коэффициент мощности будут ниже, а КПД — выше. Различия могут быть настолько незначительными, что их нельзя будет обнаружить методами измерения в нормальном поле.

Как мы отметим в последнем разделе, основным преимуществом индукционного генератора является регулирование частоты. Скорость должна строго контролироваться синхронным генератором, чтобы его частота не отклонялась от частоты сети.Выходная частота и напряжение регулируются системой питания индукционных генераторов и не зависят от изменений скорости. Эффект саморегулирования сводит к минимуму сложность системы управления.

Индукционные генераторы полезны в таких приложениях, как мини-гидроэлектростанции, ветряные турбины или для снижения газовых потоков высокого давления до более низкого давления, поскольку они могут восстанавливать энергию с помощью относительно простых средств управления.

Как работает индукционный генератор?

В предыдущем разделе мы познакомили с индукционными генераторами в целом.В следующих строках и в 4 шагах мы расскажем вам, как работает индукционный генератор.

Шаг 1. Предположим, источник переменного тока подключен к клеммам статора асинхронной машины. Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, заставляет ротор двигаться за ним (на этом этапе машина действует как двигатель).

Шаг 2. Теперь, если ротор разгоняется до синхронной скорости с помощью одного из упомянутых выше первичных двигателей, скольжение будет равно нулю и, следовательно, чистый крутящий момент будет равен нулю.Ток ротора станет нулевым, когда ротор работает с синхронной скоростью.

Шаг 3. Если ротор заставляют вращаться со скоростью, превышающей синхронную скорость, скольжение становится отрицательным. Ток ротора генерируется в противоположном направлении из-за того, что проводники ротора разрезают магнитное поле статора.

Этап 4. На последнем этапе этот генерируемый ток ротора создает вращающееся магнитное поле в роторе, которое действует противоположно полю статора. Это вызывает напряжение статора, которое выталкивает ток, текущий из обмотки статора, против приложенного напряжения.Таким образом, машина теперь работает как индукционный генератор или, как его обычно называют, асинхронный генератор.

Каковы применения индукционного генератора?

В предыдущих двух разделах мы рассказали вам, что такое индукционный генератор и как он работает. Далее мы представим три основных применения индукционных генераторов.

1. Бумажные фабрики

Одно из применений индукционных генераторов — на бумажных фабриках, имеющих значительный запас доступного топлива в виде коры и древесного лома.Используемый в бойлере, он может генерировать 4000 л.с. избыточного пара. Самая большая отдельная нагрузка — это насос мощностью 2000 л.с., 3600 об / мин. Путем механического подключения турбины мощностью 4000 л.с. и индукционного генератора мощностью 2000 л.с. к насосу топливо можно использовать для приведения в действие насоса и выработки 2000 л.с. электроэнергии. В случае отказа пара генератор можно использовать в качестве двигателя для привода насоса. Кроме того, насос поможет ограничить превышение скорости системы в случае потери электрической нагрузки.

2. Ветряные мельницы

Ветер постоянно дует между пустыней и горами.Установив несколько башен с ветряными мельницами, приводящими в действие индукционные генераторы через редукторы, будет вырабатываться энергия, пропорциональная скорости ветра, и ее можно будет продать местным коммунальным предприятиям.

3. Компании водоснабжения

Компании водоснабжения могут покупать электроэнергию по низким ценам в ночное время и продавать электроэнергию по высоким ценам в период пиковой нагрузки в дневное время. Как? Строят низкие и высокие бассейны и устанавливают несколько насосов. Ночью они перекачивают воду из низкого бассейна в высокий, покупая электроэнергию у коммунальных предприятий.В периоды пиковой нагрузки вода течет обратно через насосы, приводя в действие двигатели в качестве генераторов. Электроэнергия продается коммунальным службам. Устройство настолько простое, что им можно управлять дистанционно.

Каковы ограничения индукционного генератора?

Настала очередь ограничений для индукционных генераторов. Далее вы познакомитесь с некоторыми из наиболее распространенных ограничений этого типа генератора.

Индукционный генератор, подключенный к конденсаторной системе, может генерировать реактивную мощность, достаточную для работы и выполнения своих собственных функций.Когда ток нагрузки превышает способность генератора обеспечивать как реактивную мощность намагничивания, так и мощность нагрузки, генератор немедленно прекращает выработку энергии. Необходимо снять нагрузку и перезапустить индукционный генератор с использованием источника постоянного тока или, если он имеется, остаточного магнетизма в сердечнике.

Приятно знать, что индукционные генераторы особенно подходят для ветряных электростанций, поскольку в этом случае скорость всегда является переменным фактором. В отличие от синхронных двигателей, индукционные генераторы зависят от нагрузки и не могут использоваться отдельно для управления частотой сети.

Преимущества и недостатки индукционных генераторов?

Это последний раздел, в котором мы представляем некоторые из наиболее важных преимуществ и недостатков индукционных генераторов. Давайте посмотрим на плюсы и минусы этого типа генератора.

1. Преимущества индукционных генераторов

• Требуется меньше обслуживания.
• Относительно дешевле.
• Он имеет небольшой размер на киловатт выходной мощности, что означает высокую плотность энергии.
• Работает параллельно без охоты.
• Как и синхронный генератор, ему не требуется синхронизация с питающей линией.

2. Недостатки индукционных генераторов

• Индукционный генератор требует реактивных вольт-ампер от питающей линии, чтобы обеспечить его возбуждение.

Заключение

В этой статье мы постарались дать вам всю необходимую информацию об индукционных генераторах. мы привели основное определение того, что такое индукционный генератор, а затем перешли к принципу работы и различным способам использования индукционных генераторов, или, как их обычно называют, асинхронных генераторов.В последнем разделе мы привели некоторые преимущества и недостатки этого типа генератора.

Если у вас есть опыт использования асинхронных генераторов и вы знаете о нем больше, мы будем очень рады услышать ваше мнение в комментариях на нашем сайте Linquip. Более того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и ждать, пока наши специалисты ответят на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравилась эта статья.

Разница между синхронным генератором и асинхронным генератором | by Starlight Generator

Синхронный генератор, то есть генератор с той же скоростью ротора, что и вращающееся магнитное поле статора.По конструкции его можно разделить на два типа: вращающийся якорь и вращающееся магнитное поле.

Синхронные генераторы — одни из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, теплоэнергетике, атомной энергетике и дизельной энергии. Синхронный двигатель, работающий в качестве генератора, является одним из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, тепловой энергетике, атомной энергетике и дизельном двигателе.

Электричество. Поскольку синхронный генератор обычно использует возбуждение постоянного тока, когда отдельная машина работает независимо, напряжение генератора можно удобно регулировать, регулируя ток возбуждения. Если он интегрирован в работу сети, напряжение определяется сетью и не может быть изменено. В это время результатом регулировки тока возбуждения является регулировка коэффициента мощности и реактивной мощности двигателя.

Асинхронный генератор — это генератор переменного тока, в котором используется вращающееся магнитное поле с воздушным зазором между статором и ротором для взаимодействия с наведенным током в обмотке ротора.По принципу работы его еще называют «индукционным генератором». Скорость немного выше синхронной скорости. Выходная мощность увеличивается или уменьшается со скоростью скольжения. Он может возбуждаться от электросети или самовозбуждаться от силового конденсатора.

Экономическая эффективность

(1) Электростанция, оснащенная асинхронными генераторами, имеет низкие инвестиционные затраты из-за отсутствия системы возбуждения постоянного тока и синхронных устройств.

(2) Поскольку нет коллекторного кольца, щетки и обмотки возбуждения ротора, затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию низкие.

(3) Ротор асинхронного генератора представляет собой обмотку ротора, подобную скрытому полюсу и несинхронному генератору. Следовательно, общий КПД выше, чем у синхронного генератора той же мощности и той же скорости. При том же источнике воды асинхронный генератор может генерировать больше энергии.

(4) Вышеупомянутые экономические преимущества асинхронных генераторов будут частично нивелированы требуемым возбуждением (или дополнительной синхронной емкостью или дополнительными конденсаторами) асинхронного генератора.

(5) Величина возбуждения, необходимого для асинхронного генератора, обратно пропорциональна номинальной скорости двигателя (т. Е. Пропорциональна количеству пар полюсов двигателя). Чем выше скорость, тем меньше возбуждение от целевого значения.

(6) Площадь асинхронного генератора электростанции меньше, чем у синхронной генераторной электростанции

Что такое синхронный генератор? | Что такое индукционный генератор?

Что такое синхронный генератор?

Асинхронный генератор — это генератор переменного тока с той же скоростью вращения роторов, что и вращающееся магнитное поле статора.По конструкции его можно разделить на два типа: вращающийся якорь и вращающееся магнитное поле.

Синхронные генераторы — одни из наиболее часто используемых генераторов переменного тока. В современной энергетике он широко используется в гидроэнергетике, теплоэнергетике, атомной энергетике и дизельной энергетике.

Асинхронный генератор или генератор переменного тока — это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию от первичного двигателя в электрическую энергию переменного тока с определенным напряжением и частотой.Синхронные двигатели всегда работают с постоянной скоростью, которая называется синхронной скоростью.

Также читайте: Что такое напор насоса? | Как работает отстойник? | Типы отстойников с высоким напором | Преимущества отстойника | Недостатки отстойника

Как работает синхронный генератор?

Принцип работы синхронных генераторов аналогичен принципу работы генератора постоянного тока. Он использует закон электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что когда токи индуцируются внутри проводника в магнитном поле, будут относительные движения между проводником, а также магнитное поле.

В синхронных генераторах магнитное поле постоянно, и проводники вращаются. Однако в практической конструкции проводники якоря неподвижны, и магниты поля будут перемещаться между ними.

В синхронных генераторах ротор может быть механически закреплен под действием некоторой механической силы по направлению к валу, чтобы вращаться с синхронной скоростью, что приводит к отсечению магнитного потока в неподвижном проводнике якоря статора.

Из-за этого результата прямой резки магнитным потоком в проводниках якоря будут протекать наведенная ЭДС и ток.Для каждой обмотки ток будет течь в первом полупериоде, за которым следует второй полупериод с определенным интервалом времени 120 °

Также читайте: Что такое силовой трансформатор? | Теория силового трансформатора | Принцип работы силового трансформатора | Типы силового трансформатора

Принцип работы синхронного генератора:

Синхронные генераторы работают по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Электромагнитная индукция утверждает, что электродвижущая сила индуцируется в катушке якоря, если она движется в однородном магнитном поле.

Если поле вращается и проводник становится неподвижным, то также будет генерироваться ЭДС. Таким образом, относительное движение между проводником и полем вызывает в проводниках ЭДС. Форма волны индуцированного напряжения всегда является синусоидальной кривой.

Производство синхронных генераторов Ротор и статор являются вращающейся и неподвижной частями синхронного генератора. Они являются энергогенерирующими элементами синхронных генераторов. У ротора есть полюс возбуждения, а у статора — проводник якоря.Движение родственников между ротором и статорами вызывает напряжение между проводниками.

Также читайте: Что такое тепловое загрязнение? | Причины теплового загрязнения | Эффекты теплового загрязнения | Решения по борьбе с тепловым загрязнением

Что такое индукционный генератор?

Индукционный генератор — это генератор переменного тока, который использует вращающееся магнитное поле с воздушным зазором между статором и ротором для взаимодействия с наведенным током в обмотке ротора.

Они широко известны как асинхронные генераторы.Скорость немного выше синхронной. Выходная мощность увеличивается или уменьшается с увеличением скорости скольжения. Он может возбуждаться силовой сеткой или самовозбуждаться силовым конденсатором.

Также читайте: Что такое поршневое кольцо? | Как выполняется установка поршневого кольца? | Типы и функции поршневых колец

Как работает индукционный генератор?

В предыдущем разделе мы дали вам два простых определения того, что такое индукционный и синхронный генератор.Далее мы покажем вам, как эти два генератора работают по отдельности.

Индукционный генератор вырабатывает электроэнергию, когда его ротор разгоняется до синхронной скорости. Для типичных четырехполюсных двигателей с двумя парами полюсов на статоре, работающих от сети с частотой 60 Гц, синхронная скорость составляет 1800 оборотов в минуту.

Тот же четырехполюсный двигатель, работающий от сети 50 Гц, будет иметь синхронную скорость 1500 оборотов в минуту. Двигатель обычно немного замедляется до синхронной скорости; Как вы знаете, разница между синхронной и рабочей скоростью называется скольжением и обычно выражается в процентах от синхронной скорости.

Например, двигатель, работающий со скоростью 1450 оборотов в минуту с синхронной скоростью 1500 об / мин, работает с проскальзыванием + 3,3%. При работе обычных двигателей потоки статора вращаются быстрее, чем вращение ротора.

Это заставляет потоки статора индуцировать токи ротора, которые создают поток ротора с магнитной полярностью, противоположной полюсу статора. Таким образом, ротор подтягивается за потоком статора, при этом в роторе индуцируются токи с частотой скольжения. При работе генератора запускает движители, такие как турбина или двигатель любого типа, приводит в движение ротор выше синхронной скорости (отрицательное скольжение).

Поток статора по-прежнему индуцирует токи в роторах, но поскольку противоположные потоки ротора теперь отсекают катушки статора, в катушках статора генерируется активный ток, и теперь двигатель работает как генератор, который подает питание на электрические сетка.

Рассмотрим источники переменного тока, подключенные к клеммам статора асинхронной машины. Вращающееся магнитное поле, создаваемое в статоре, заставляет ротор двигаться за собой, а машина действует как двигатель.Теперь, если ротор ускоряется посредством первичного двигателя до синхронного движения, скольжение будет равно нулю, и, следовательно, чистый крутящий момент будет равен нулю.

Когда роторы работают с синхронной скоростью, ток ротора станет нулевым. Если роторы вращаются со скоростью, превышающей синхронную скорость, скольжение становится отрицательным. Роторные токи генерируются в противоположных направлениях из-за того, что проводник ротора отсекает магнитное поле статора.

Этот генерируемый ток ротора создает вращающееся магнитное поле в роторе, которое оказывает противоположное воздействие на поле статора.Это вызывает напряжение статора, которое толкает ток, протекающий через обмотку статора, против приложенных напряжений.

Таким образом, машины теперь работают как индукционные генераторы, асинхронные генераторы. Индукционный генератор — это не машина с самовозбуждением. Следовательно, при работе в качестве генератора машина получает реактивную мощность от линии питания переменного тока и подает активную мощность обратно в линию. Реактивная мощность требуется для создания вращающегося магнитного поля. Активная мощность, возвращаемая в линию, пропорциональна сдвигу по сравнению с синхронным.

Также читайте: Что такое биомасса? | Другой метод преобразования биомассы | Метод преобразования биомассы

Индукционный генератор с самовозбуждением:

Понятно, что асинхронной машине для возбуждения требуется реактивная мощность, независимо от того, работает ли она в качестве генератора или двигателя. Когда индукционные генераторы подключены к сети, они потребляют реактивную мощность из сети.

Но что, если мы хотим использовать индукционный генератор для питания нагрузки без использования внешнего источника (например,г., сетка)? Конденсаторная батарея может быть подключена к клеммам статора для подачи реактивной мощности как на машину, так и на нагрузку.

Когда ротор вращается с достаточной скоростью, на выводах статора создается небольшое напряжение из-за остаточного магнетизма. Из-за этого небольшого генерируемого напряжения генерируется ток конденсатора, который обеспечивает большую реактивную мощность для намагничивания.

Также читайте: Что такое геотермальная энергия? | Альтернативные источники энергии | Какие основные методы используются для использования геотермальной энергии?

Индукционный генератор VS синхронный генератор:

Теперь, когда вы знаете, как работают индукционные и синхронные генераторы, давайте более подробно рассмотрим разницу между двумя типами генераторов.Далее вы узнаете больше о трех наиболее важных различиях между этими двумя генераторами.

• В синхронных генераторах формы сигналов генерируемого напряжения синхронизированы и напрямую соответствуют скорости ротора. Частота на выходе может быть задана как f = N * P / 120 Гц. где n — частота вращения ротора в об / мин, а p — количество полюсов. В случае индукционных генераторов частота выходного напряжения регулируется энергосистемой, к которой подключены индукционные генераторы.Если индукционные генераторы питают автономную нагрузку, выходная частота будет немного ниже (на 2 или 3%), рассчитанная по формуле f = N * P / 120.
• Для переменного или синхронного генератора требуется отдельная система возбуждения постоянного тока, тогда как индукционный генератор получает реактивную мощность от системы питания для возбуждения поля. Если индукционные генераторы предназначены для питания автономных нагрузок, необходимо подключить батарею конденсаторов для подачи реактивной мощности.
• Конструкция индукционного генератора менее сложна, поскольку не требует установки щеток и контактных колец.Щетки синхронного генератора необходимы для подачи постоянного напряжения на ротор для возбуждения.

Также читайте: Для чего используется солнечная энергия? | Что хорошего в солнечной энергии? | Интересные факты о солнечной энергии

Экономическое сравнение между индукционным генератором и синхронными генераторами:

Здесь мы подошли к последней части этих статей, где мы рассмотрим разницу между двумя генераторами с точки зрения экономической эффективности.

Инвестиционная стоимость электростанции, оснащенной асинхронными генераторами, невысока из-за отсутствия системы возбуждения постоянного тока и синхронного оборудования. Кроме того, поскольку отсутствуют коллекторные кольца, щетки и обмотки возбуждения ротора, затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию невысоки.

Ротор асинхронного генератора имеет скрытый полюс и обмотку ротора, аналогичную несинхронным генераторам. Следовательно, общий КПД выше, чем у синхронных генераторов той же мощности и той же скорости.

При тех же источниках воды асинхронные генераторы могут вырабатывать больше энергии. Вышеуказанные экономические преимущества асинхронных генераторов будут частично нивелированы требуемым возбуждением или дополнительной синхронной емкостью или дополнительными конденсаторами асинхронного генератора.

Величина возбуждения, необходимая для асинхронного генератора, обратно пропорциональна установленной скорости двигателя — чем выше импульс, тем ниже стимул от заданного значения.

Площадь электростанции с асинхронным генератором меньше площади электростанции с синхронным генератором.

Также читайте: Типы измерительных приборов

Заключение:

В этих статьях мы постарались предоставить всю необходимую информацию о различиях между индукционным генератором и синхронным генератором. Мы придумали основные определения того, что такое индукционные и синхронные генераторы, а затем перейдем к принципам работы каждого из этих генераторов.

В следующих разделах мы покажем некоторые сравнения этих двух генераторов, чтобы увидеть, чем они отличаются.Наконец, мы изучили различия между двумя генераторами с точки зрения экономической эффективности. Если у вас есть опыт использования любого из этих двух генераторов и вы хотите узнать о них больше, мы будем очень рады узнать ваше мнение в комментариях на нашем сайте Linkquip.

Также, если у вас есть какие-либо вопросы по этим темам, вы можете зарегистрироваться на нашем сайте и ждать, пока наши специалисты ответят на ваши вопросы. Надеюсь, вам понравится эта статья.

Понравился этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Принцип работы, конструкция и применение

Генератор переменного тока — это устройство, преобразующее механическую энергию в переменную электрическую энергию для надлежащего использования.В зависимости от типа потребляемой мощности существует два типа генераторов — генератор переменного тока и генератор постоянного тока. Контактные кольца используются в генераторах переменного тока для выработки переменного тока, в то время как постоянный ток используется в генераторах постоянного тока. Генераторы переменного тока используются на электростанциях, электросамокатах, парусных лодках, велосипедах и т. Д. На входе в генераторы переменного тока обычно подается механическая энергия, поступающая от паровых и газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Генераторы переменного тока полезны в ветряных турбинах, малых гидроэлектростанциях или для уменьшения газовых потоков с более высоким давлением до более низкого давления.

Что такое генератор переменного тока?

Определение: Генератор переменного тока — это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую в виде альтернативной ЭДС. Простой генератор переменного тока работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Он имеет катушку с проволокой, которая вращается в магнитном поле.

Принцип работы

Принцип работы генератора переменного тока — их обычно называют генераторами переменного тока, которые работают по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея.Движение проводника в однородном магнитном поле изменяет магнитный поток, связанный с катушкой, таким образом вызывая ЭДС.

Простой генератор переменного тока

Части генератора переменного тока состоят из катушки, контактных колец, щеток и сильного магнитного поля в качестве основных компонентов.

Работа генератора переменного тока

Катушка вращается в магнитном поле, чтобы создать сильное магнитное поле. Когда катушка с одной стороны движется вверх через магнитное поле, индуцируется ЭДС в одном направлении.Поскольку вращение катушки продолжается, и эта сторона катушки движется вниз, а другая сторона катушки движется вверх, ЭДС индуцируется в обратном направлении. Правило правой руки Флеминга используется для определения направления наведенной ЭДС. Этот процесс повторяется для каждого цикла, а создаваемая ЭДС имеет переменный тип.

Различные положения катушки

Выход генератора переменного тока показан выше в виде графика.

• A — Когда катушка находится под углом 0 градусов, катушка движется параллельно направлению магнитного поля и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
• B — Когда катушка находится под углом 90 градусов, катушка перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС.
• C — Когда катушка находится под углом 180 градусов, катушка снова движется параллельно магнитному полю и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
• D — Когда катушка находится под углом 270 градусов, катушка снова перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС. Здесь наведенная ЭДС противоположна ЭДС B.
• A — Когда катушка находится под углом 360 градусов, катушка совершила один оборот, она движется параллельно магнитному полю и индуцирует нулевую ЭДС.

Рассмотрим катушку прямоугольной формы с «N» витками, которая вращается в однородном магнитном поле «B» с угловой скоростью «ω». Угол между магнитным полем «B» и нормалью к катушке в любой момент времени «t» определяется выражением θ = ωt.

В этом положении магнитный поток перпендикулярен плоскости катушки и определяется как B Cos ωt.

Магнитный поток, связанный с катушкой из N витков, равен ɸ = B Cos ωt A, где A — площадь катушки.

Индуцированная ЭДС в катушке определяется Законом электромагнитной индукции Фарадея:

ε = — dØ / dt

= — d (NBA Cos ωt) / dt

ε = NBA ω | sin ωt —— (i)

Когда катушка вращается на 90 °, значение синуса становится равным 1, а индуцированная ЭДС будет максимальной, приведенное выше уравнение (i) сводится к,

ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)

Где Bm означает максимальную плотность потока в Вт / м2

«А» относится к площади змеевика в м2.

‘f’ = частота вращения катушки в об / сек.

Заменить (ii) в (i),

ε = ε0 sin ωt

Индуцированный переменный ток определяется как, I = ε / R = ε0 sin ωt / R

Строительство генератора переменного тока

Простой генератор переменного тока состоит из двух основных частей — ротора и статора. Ротор — это вращающийся компонент, а неподвижная часть машины — статор.

Статор

Статор — это неподвижный элемент, который эффективно удерживает обмотку якоря. Обмотка якоря предназначена для передачи тока к нагрузке, а нагрузкой может быть любое внешнее оборудование, потребляющее электроэнергию.Он состоит из трех основных частей:

• Рама статора — Это внешняя рама, которая используется для удержания сердечника статора, а также обмоток якоря.
• Сердечник статора — Он покрыт сталью или чугуном для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней части сердечника сделаны прорези для крепления обмоток якоря.
• Обмотки якоря — Обмотки якоря намотаны на пазы сердечника якоря.

Ротор

Ротор — это вращающаяся часть генератора переменного тока.Он состоит из обмоток магнитного поля. Источник постоянного тока используется для намагничивания магнитных полюсов. Каждый конец обмоток магнитного поля прикреплен к контактным кольцам. Эта комбинация связана с общим валом, на котором вращается ротор. Два типа ротора — это ротор с явнополюсным ротором и ротор с цилиндрическим полюсом.

Ротор с явным полюсом

Тип явнополюсного ротора показан на рисунке ниже. В этом типе ротора можно наблюдать количество выступающих полюсов, известных как выступающие полюса с их основаниями, прикрепленными к ротору.Они используются в приложениях с низкой и средней скоростью.

Ротор с явным полюсом

Ротор с цилиндрическим полюсом

Роторы цилиндрического типа состоят из прочного и прочного цилиндра с прорезями, расположенными на внешней поверхности цилиндра. Он используется в высокоскоростных приложениях. Схема цилиндрического полюсного ротора показана ниже.

Цилиндрический ротор

Типы генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока

бывают двух типов. Их

Асинхронные генераторы

Асинхронные генераторы также известны как индукционные генераторы.В генераторах этого типа скольжение помогает ротору вращаться. Ротор всегда пытается соответствовать синхронной скорости статора, но терпит неудачу. Если ротор соответствует синхронной скорости статора, относительная скорость становится равной нулю, и, следовательно, ротор не испытывает крутящего момента. Они подходят для работы ветряных турбин.

Синхронные генераторы

Синхронный генератор — это тип генератора переменного тока, который вращается с синхронной скоростью. Он работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея — ЭДС индуцируется, когда катушка вращается в однородном магнитном поле.В основном они используются на электростанциях для генерации высокого напряжения.

Приложения

Применение генератора переменного тока в основном включает выработку энергии от ветряных мельниц, гидроэлектрических плотин и многих других.

Часто задаваемые вопросы

1). В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока?

В генераторе переменного тока электрический ток периодически меняет свое направление на переменный. В генераторе постоянного тока электрический ток течет в одном направлении.

2). Есть ли у автомобильных генераторов переменный или постоянный ток?

В первую очередь, переменный ток генерируется во вращающемся якоре и использует коммутатор и щетки для преобразования в постоянный ток.

3). Генератор переменного тока работает по какому принципу?

Он работает по принципу законов электромагнитной индукции Фарадея.

4). Назовите типы генераторов переменного тока.

Синхронные и асинхронные генераторы переменного тока

5).Батареи переменного или постоянного тока?

Батареи постоянного тока, так как они проводят ток только в одном направлении.

В этой статье мы обсудили генератор переменного тока и принцип его работы. Читатель может получить представление о генераторах переменного тока, типах, конструкции и областях применения. Вот вам вопрос, какова функция генератора переменного тока?

Высокоскоростной индукционный генератор для применения в авиационных силовых установках на JSTOR

Абстрактный

Электрогенераторы имеют более высокую удельную мощность при увеличении рабочей скорости.Высокоскоростные электрические генераторы, непосредственно связанные с газовыми турбинами, являются идеальным источником электроэнергии для бортовых систем благодаря надежной работе и высокой удельной мощности. Для надежной работы в диапазоне скоростей от 60000 до 120000 об / мин ротор электрогенератора должен быть прочным. Примеры надежных роторных технологий для генератора включают: постоянный магнит (PM), индукцию и переключаемое сопротивление. Цель данной статьи — описать текущую деятельность в области высокоскоростных индукционных генераторов и связанных с ними контроллеров.Ассортимент индукционных генераторов и контроллеров мощностью от 5 кВт до 200 кВт, работающих на скоростях до 62000 об / мин, в настоящее время находится в стадии разработки. Ротор сконструирован с использованием высокопрочных магнитных материалов для магнитных путей и высокопрочных сплавов для проводников, образующих беличью клетку. Были успешно проведены испытания, демонстрирующие высокий предел текучести конструкционных материалов ротора. Высокая удельная мощность конструкций индукционных генераторов демонстрируется электромагнитными весами индукционных генераторов: 5 кВт весит 1.7 фунтов — 30 кВт весит 5 фунтов, а 200 кВт весит 37 фунтов. в электромагнетизме. Преимущества индукционного генератора для различных применений в воздухе: простая, недорогая и прочная конструкция ротора; Электрическое возбуждение позволяет мгновенно снять возбуждение в случае внутренней неисправности, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение; Выходное напряжение может быть хорошо регулируемым постоянным или переменным током в установившемся режиме и в переходных режимах; Для приложений с очень высоким или очень низким напряжением могут использоваться трансформаторы, обеспечивающие желаемое выходное напряжение, что помогает улучшить удельную мощность контроллера; Для управления генератором требуется информация о скорости ротора, а не информация о положении ротора, что упрощает конструкцию самого датчика; Поскольку постоянные магниты не требуются, генератор может работать в неблагоприятных температурных условиях.Генераторы мощностью 5 кВт и 30 кВт предназначены для работы при температуре 500 ° F и размещаются внутри турбины. Три генератора мощностью 5 кВт, 30 кВт и 200 кВт находятся на разных стадиях изготовления и испытаний. Реализована работа по замкнутому циклу с использованием контроллеров на базе DSP. Будут представлены данные испытаний, относящиеся к производительности индукционных генераторов и контроллеров. Условия испытаний будут включать в себя регулирование установившегося напряжения, регулирование переходного напряжения и анализ эффективности генератора.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности. Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Объясните принцип работы синхронного генератора и асинхронного генератора

Который жестче между ротором с явнополюсным ротором и цилиндрическим роторные синхронные машины? Обосновать ответ.

1 Ответов

---

Показания тривекторного счетчика ER300P

0 Ответов

---

может трансформатор развивать трехфазную мощность от одного фазовый источник?

2 ответа

---

почему рейтинг большинства подстанций кратен 11?

4 ответа

---

, если мы знаем уровень неисправности, скажем 25 КА, как решить размер шин для распределительной сети 1000 ампер Выключатель? Примерный расчет или Farmula доступны или нет?

4 ответа ТКС,

---

---

Если я хочу купить новый Xformer для своего завода, какие основной параметр мне нужно будет проверять?

0 Ответов

---

что произойдет, если трехфазный двигатель подключить к одиночному фазовая цепь и наоборот?

3 ответа

---

Как работает изолятор при установке в сеть 440 В проводка

0 Ответов

---

Кто-нибудь может мне посоветовать, что такое ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ? СЕРТИФИКАЦИЯ, доступная для инженеров-электриков для рабочие люди с четкими деталями ??

1 Ответов

---

Почему в генераторах обычно используются обмотки с дробным шагом?

0 Ответов ТАТА, г.