Генератор принцип действия: Как работает генератор переменного тока?

Как работает генератор переменного тока?

Генератор превращает механическую энергию в электрическую путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Электрический ток вырабатывается и тогда, когда силовые линии движущегося магнита пересекают витки проволочной катушки {рисунок справа). Электроны {голубые шарики) перемещаются по направлению к положительному полюсу магнита, а электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают катушку (проводник), в проводнике индуцируется электрический ток.

Аналогичный принцип работает и при перемещении проволочной рамки относительно магнита {дальний рисунок справа), т. е. когда рамка пересекает силовые линии магнитного поля. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное.

Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Принцип действия генератора переменного тока

Простейший генератор переменного тока состоит из проволочной рамки, вращающейся между полюсами неподвижного магнита. Каждый конец рамки соединен со своим контактным кольцом, скользящим по электропроводной угольной щетке (рисунок над текстом). Индуцированный электрический ток течет к внутреннему контактному кольцу, когда соединенная с ним половина рамки проходит мимо северного полюса магнита, и, наоборот, к внешнему контактному кольцу, когда мимо северного полюса проходит другая половина рамки.

Трехфазный генератор переменного тока

Одним из наиболее экономически выгодных способов выработки сильного переменного тока является использование одного магнита, вращающегося относительно нескольких обмоток. В типичном трехфазном генераторе три катушки расположены равноудалено от оси магнита.

Каждая катушка вырабатывает переменный ток, когда мимо нее проходит полюс магнита (правый рисунок).

Изменение направления электрического тока

Когда магнит вдвигается в проволочную катушку, он индуцирует в ней электрический ток. Этот ток заставляет стрелку гальванометра отклоняться в сторону от нулевого положения. Когда магнит вынимается из катушки, электрический ток изменяет свое направление на противоположное, и стрелка гальванометра отклоняется в другую сторону от нулевого положения.

Переменный ток

Магнит не будет индуцировать электрический ток до тех пор, пока его силовые линии не начнут пересекать проволочную петлю. Когда полюс магнита вдвигается в проволочную петлю, в ней индуцируется электрический ток. Если магнит прекращает движение, электрический ток (голубые стрелки) также прекращается (средняя диаграмма). Когда магнит вынимается из проволочной петли, в ней индуцируется электрический ток, текущий в противоположном направлении.

Принципы и особенности работы генератора азота: как выбрать правильно

Генераторы азота — промышленное оборудование компактных размеров, предназначенное для образования из атмосферного воздуха концентрированного высокопроцентного азота с частотой до 99, 9999%. Функционирование устройства предусматривает селективное впитывание фильтрующим материалом кислорода из проникающего воздуха за счет короткоцикловой адсорбции без нагрева. Агрегат имеет 2 адсорбера, азотный ресивер и специальные приспособления для управления.

Через фильтр из ресивера для накопления сжатая воздушная масса поступает в 1-й адсорбер. Кислород остается в адсорбенте, а чистый азот транспортируется к ресиверу азотного типа. Работает генератор короткими циклами, длительностью по 60 секунд. Цикличность объясняется тем, что материал является фильтром и ежеминутно осуществляется смена колонн, которые задействуются для прохождения подготовленная воздушная масса. Периодичность циклов (может меняться) зависит от технических особенностей и нужной концентрации. При его функционировании не требуется использовать расходники, а только следует позаботиться об оптимальных эксплуатационных условиях, которые предусматривают температуру воздуха не ниже +5 °C и не выше +40 °C.

Адсорбционное деление воздуха является повторяющимся процессом. Восстановление высокодисперсного материала осуществляется благодаря уменьшению общего давления. Такое действие считается короткоцикловым поглощением.

Метод образования азота базируется на явлениях физического характера:

В виде поглотителя генератора задействуется вещество с твердой структурой и большим количеством пор. Оно предрасположено к впитыванию молекул газов. Отдельно взятый газ обладает определенными физическими свойствами и отличается способностью адсорбционной величиной. Для данных веществ предназначен конкретный материал с хорошими поглощающими способностям. Что касается азота, то для его получения идеально подходят молекулярные сита синтетически-углеродного типа.

Индукционные генераторы — Электромеханический индукционный генератор — Росиндуктор

ИНДУКЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР — это преобразователь механической энергии в электрическую. Нужен электромеханический индукционный генератор? Росиндуктор — генератор от профессионалов с нашего склада. Индукционные генераторы работают при возникновении переменного магнитного поля в катушке. Катушка создаёт переменное магнитное поле, вектор которого меняется с заданной генератором частотой. Созданные вихревые токи, индуцированные магнитным полем, производят нагрев металлического элемента, который передаёт энергию теплоносителю.

Принцип действия индукционного генератора

Принцип действия индукционного генератора основан на законе электромагнитной индукции — индуцирование электродвижущей силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле, или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле. Если в контуре вращается однородное магнитное поле с равномерной угловой скоростью, то в нем индуктируется синусоидальная электродвижущая сила.

Индукционный генератор переменного тока

Это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока, например, за счет вращения проволочной катушки в магнитном поле, или, наоборот, за счет вращения магнита. До тех пор, пока силовые линии магнитного поля пересекают проводящую катушку, в ней индуцируется электрический ток. Индуцированный электрический ток течет таким образом, что его поле отталкивает магнит, когда рамка приближается к нему, и притягивает, когда рамка удаляется. Каждый раз, когда рамка изменяет ориентацию относительно полюсов магнита, электрический ток также изменяет свое направление на противоположное. Все то время, пока источник механической энергии вращает проводник (или магнитное поле), генератор будет вырабатывать переменный электрический ток.

Устройство индукционного генератора

По конструкции выделяют генераторы:

• с неподвижными магнитными полюсами и вращающимся якорем,
• с вращающимися магнитными полюсами и неподвижным статором.

Генераторы с неподвижными магнитными полюсами используются чаще, поскольку при неподвижной статорной обмотке нет необходимости снимать с помощью скользящих контактов (щеток) и контактных колец с ротора большой ток высокого напряжения.

Статор (неподвижная часть) собирается из отдельных железных листов, изолированных друг от друга, а на внутренней поверхности статора имеются пазы, куда вкладываются провода статорной обмотки генератора. Ротор (подвижная часть) обычно изготавливают из сплошного железа, а полюсные наконечники магнитных полюсов ротора собирают из листового железа. Для создания максимально возможной магнитной индукции при вращении между статором и полюсными наконечниками ротора желателен минимальный зазор, а геометрическую форму полюсных наконечников подбирают такой, чтобы вырабатываемый генератором ток был наиболее близок к синусоидальному. На сердечники полюсов садят катушки возбуждения, питаемые постоянным током, который подводится с помощью щеток к контактным кольцам, расположенным на валу генератора.

Электромеханический индукционный генератор

Магнитное поле в электромеханическом генераторе создается с помощью постоянного или электромагнита, переменная электродвижущая сила индуцируется в обмотке.

В промышленных генераторах поле создается вращающимся магнитом, обмотки остаются неподвижными.

Генератор индукционного тока

Генераторы индукционного тока имеют широкую область применения: чаще всего их используют в местах, в которых требуется непрерывная подача электроэнергии, таких как медицинские учреждения, морозильные склады и т.п. также такие генераторы могут быть востребованы на строительных площадках и для электрификации загородных домов.

Генератор индукционного нагрева

Индукционный нагрев — это нагревание электропроводящих материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем. Генераторы индукционного нагрева применяются для:

• нагрева заготовок из магнитных материалов, в том числе для гибки и термообработки деталей,
• термической обработки мелких и хрупких деталей,
• поверхностной закалки изделий,
• плавки, сварки и пайки металлов,
• обеззараживания медицинского инструмента.
   

Устройство и принцип действия генераторов гармонических колебаний

Устройство и принцип действия генераторов  Общие сведения. Электронными генераторами гармонических колебаний называют автоколебательные системы, в которых энер­гия источников питания постоянного тока преобразуется в энергию незатухающих электрических сигналов переменного тока требуемой частоты. Электрические сигналы, формируемые генератором, должны быть стабильными по частоте и амплитуде, синусоидальными по форме. По принципу действия различают генераторы с самовозбуж­дением (автогенераторы) и с внешним (посторонним) возбуждением. Автогенераторы используют в качестве возбудителей колебаний требуемых частот, т. е. задающих генераторов. Получаемые от них колебания поступают в последующие каскады с целью усиления мощности или умножения частоты. Генераторы с внешним возбуж­дением являются по существу усилителями и служат для усиления мощности или умножения частоты высокочастотных колебаний.

Автогенератор представляет собой резонансный усилитель (нагрузкой служит резонансный контур) с положительной обратной связью в котором выполнено условие самовозбуж­дения KР=1. Если это условие выполняется только для одной частоты, генерируемые колебания имеют синусоидальную форму, если для многих частот, — сложную форму. Обычно это ус­ловие реализуется в генераторах релаксационных (несинусоидаль­ных) колебаний — мультивибраторах, блокннг-генераторах и др.

Принцип действия. Функциональная схема автогенератора состоит из колебательной системы КС (обычно конту­ра), в которой возбуждаются требуемые незатухающие колебания; источника электрической энергии ИЭ (источника питания), благо­даря которому в контуре поддерживаются незатухающие колеба­ния; усилительного элемента УЭ (транзистора или лампы), с по­мощью которого регулируется подача энергии от источника в кон­тур; элемента обратной связи ЭОС, который осуществляет подачу возбуждающего переменного напряжения из выходной цепи во входную.

По способу осуществления обратной связи различают автоге­нераторы с

• индуктивной (трансформаторной или автотрансформа­торной)
• емкостной ОС.

Применяют также схемы двухконтурных генераторов с электронной связью и обратной связью через меж­дуэлектродные емкости.Схемы автогенераторов с индуктивной (трансформаторной) обратной связью. При включении источ­ников питания в коллекторной (анодной) цепи транзистора (лам­пы) возникает ток коллектора, который заряжает конденсатор колебательного контура. После заряда конденсатор разряжается на катушку, В результате в контуре LK CK возникают свободные ко­лебания с частотой fо = 1/(2п\/ LKCK), индуктирующие в катушке связи Lc переменное напряжение той же частоты, с которой проис­ходят колебания в контуре. Это напряжение вызывает пульсацию тока коллектора (анода). Переменная составляющая тока воспол­няет потери энергии в контуре, создавая на нем усиленное тран« зистором переменное напряжение.

Процесс возникновения колебаний в генераторе. В начальный момент (при включении источника пи­тания) свободные колебания в контуре имеют малую амплитуду, поэтому индуктированное этими колебаниями напряжение возбуж­дения на базе транзистора Uб или сетке лампы Uc невелико. После усиления сигнала усилительным элементом ток в контуре iK(i*) воз­растает, в результате чего увеличивается амплитуда напряжения возбуждения U6(Ue), а следовательно, и амплитуда тока в контуре. В установившемся режиме рост тока в контуре ограничивается сопротивлением потерь контура а также затуханием, вносимым в контур за счет прохождения тока по обмотке ОС. Незатухающие колебания в контуре автогенератора установятся лишь при выпол­нении фазового (баланс фаз) и амплитудного (баланс амплитуд) условий самовозбуждения генератора. Фазовое условие сводится к тому, что в схеме генератора долж­на быть установлена положительная ОС между выходной и вход­ной цепями транзистора (лампы). В этом режиме обеспечивается восполнение потерь энергии в контуре. Фазовое условие самовоз­буждения выполняется, если суммарный сдвиг фаз усилительной цепи К и цепи обратной связи 0 составляет 2лп, где-n=0, 1, 2. .. Фазовое условие удовлетворяется, если переменное напряжение на входе усилительного элемента изменяется в про-тивофазе с переменным напряжением на« контуре выходной цепи. Обычно резонансное сопротивление параллельного контура име« ет чисто активный характер. При воздействии»на базу (сетку) сиг­нала с частотой, равной частоте резонанса, напряжение на коллек­торе (аноде) будет сдвинуто по фазе на 180° (как в обычном резиг сторном каскаде усиления). Напряжение, индуктируемое в обмотке обратной связи Lc за счет тока Iк, проходящего через контурную катушку LK, равно Uр=±jw0MIк, где М — коэффициент взаимоин­дукции между катушками. Правильная фазировка колебаний дости­гается соответствующим включением в схему концов катушки ОС, при котором U$ = — jwоМIк.  В этом случае общий фазовый сдвиг в схеме фк+фр =0, т. е. установится положительная ОС.

Амплитудное условие самовозбуждения схемы состоит в том, что для возникновения автоколебательного режима затухание сиг­нала, вносимое цепью ОС, должно компенсироваться усилителем. Глубина положительной ОС должна быть такой, чтобы полностью восполнялись потери энергии в контуре. При положительной ОС коэффициент усиления  k$ =K/(1 — pK). Коэффициент передачи цепи ОС, показывающий, какая часть переменного напряжения контура подается на базу (сетку) усили­тельного элемента в установившемся режиме работы генератора. Учитывая, что усилитель с положительной ОС переходит в ре­жим генерации при условии k$ >1, коэффициент передачи цепи ОС, при котором обеспечивается самовозбуждение, р>1/Kуст. Для транзисторной схемы коэффициент усиления на резонансной часто­те в установившемся режиме где S, Ri, м — статические параметры лампы. При удовлетворении условий баланса фаз и амплитуд в схеме автогенератора возможно установление колебательного режима.

Режимы возбуждения. Генерация колебаний зависит от выбора параметров контура и усилительного элемента, а также от началь­ного режима работы. При выборе исходной рабочей точки на пря­молинейной части характеристики получаем мягкий режим самовоз­буждения, при котором достаточно небольшого изменения тока, чтобы развивались колебания. Если рабочая точка выбрана в области нижнего изгиба харак­теристик (при большом напряжении смещения), то крутизна мо­жет оказаться недостаточной для обеспечения генерации при выбран­ном значении коэффициента взаимоиндукции М. В этом режиме, называемом режимом жесткого самовозбуждения, возбуждение ге­нератора возможно лишь при большой амплитуде напряжения воз­буждения. В транзисторной схеме автогенератора для получения мягкого режима самовозбуждения ,на базу транзистора относительно эмиттера подают- начальное напряжение смещения EСм= — ER2 с делителя R1R2. По мере нарасташш амплитуды коле­баний начинает преобладать падение напряжения на резисторе Ra, поэтому в устанавившемся режиме смещение на базе станет поло­жительным: EСм=IэRэ — ЕВ2. При этом генератор переходит в более экономичный жесткий колебательный режим с малыми углами от­сечки коллекторного тока.

В ламповой схеме генератора  мягкое само­возбуждение с последующим переходом от мягкого режима к жест­кому осуществляется автоматически с помощью цепи Rc Cc, вклю­чаемой в цепь сетки. При этом лампа Л должна работать в режиме сеточных токов. В начальный момент смещение на сетке отсутству­ет, а крутизна велика. С ростом напряжения возбуждения появля-ется сеточный ток, который обеспечивает заданное смещение

Электропитание автогенераторов. Схемы автогенераторов являются схемами с последовательным питанием. поскольку транзистор (лампа) и колебательный контур LK CK по отношению к источнику £к или Е& включены последовательно и через них проходит постоянная составляющая коллекторного (анод* ного) тока. В этих схемах приближение руки к контуру LK CK (на­пример, при настройке) влияет на его емкость, а следовательно, и частоту. Кроме того, в ламповой схеме контур относительно корпуса находится под сравнительно высоким напряжением анодного источ­ника, что неудобно при обслуживании. Однако схема с последова-тельным питанием содержит меньше блокировочных элементов (кон­денсаторов, дросселей).

В схемах автогенераторов с параллельным питанием транзистор (лампа), контур LKCK и источник пи­тания Ек(Еа) включены параллельно. Принцип действия генератора, собранного по этой схеме, в основном аналогичен принципу действия генератора с последовательным питанием. Разделение переменной и постоянной составляющих коллекторного (анодного) тока дости­гается заградительными дросселями L3 и конденсаторами Ср.. Пере­менная составляющая коллекторного (анодного) тока, для которой дроссель представляет большое, а конденсатор малое сопротивле­ние, в основном проходит через транзистор (лампу) и контур, вос­полняя в нем потери энергии. Если бы в схеме не было дросселя L3, переменная составляющая тока, замыкаясь через источник, не поступала бы в контур и возникновение колебаний было бы невоз­можно. При отсутствии в схеме конденсатора Ср постоянный ток от источника ЕК(Е&), замыкаясь через дроссель L3 и катушку LK, мог бы заметно возрасти и вызвать перегрузку источника и недо­пустимый нагрев катушек L3 и LK.

Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Категория:

   Устройство автомобиля

Публикация:

   Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Читать далее:

Принцип действия генераторов постоянного и переменного тока

Если силовые линии магнитного поля пересекать проводником, то в нем наводится ЭДС, вызывающая упорядоченное движение электронов (ток) в замкнутой цепи. На этом явлении и основан принцип действия генераторов. Схема простейшего генератора постоянного тока показана на рис. 1, а. Прямоугольная рамка из медной проволоки вращается в магнитном поле постоянного магнита. Концы рамки присоединены к двум изолированным друг от друга полукольцам (пластинам), которые составляют коллектор. При вращении рамки вместе с ней вращаются и пластины коллектора, поочередно подходя к щеткам. При этом к верхней щетке, как показано на рисунке, всегда подходит сторона рамки, пересекающая магнитные силовые линии у северного полюса, в которой ток направлен от полукольца. Эта щетка обозначается знаком «—». Нижняя щетка постоянно соединена с той стороной рамки, в которой ток течет к щетке. Эта щетка обозначается знаком « + ». Таким образом, при вращении рамки ток во внешней цепи будет иметь постоянное направление от плюсовой щетки к минусовой. Такой ток называется постоянным.

Для увеличения мощности генератора вместо постоянного магнита применяют электромагнит, создающий больший магнитный поток. Число витков и пластин коллектора значительно увеличено, что позволило увеличить ЭДС и уменьшить величину пульсации тока.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Принципиальные схемы генераторов:
а — постоянного тока; 6 — переменного тока: I. 2. Ч концы обмотки статора; 4 — ро тор;. 5 – статор

Корпус генератора и сердечники катушек и якоря составляют магнитную систему, в которой концентрируется магнитный поток. Этот магнитный поток проходит через воздушный зазор между сердечниками катушки и якоря, витки которого пересекают магнитный поток. Якорь генератора приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя. Индуктируемый в обмотках якоря ток питает все потребители электрической энергии автомобиля.

В последние годы на автомобилях в основном устанавливаются генераторы переменного тока, которые имеют ряд преимуществ перед генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока отличается от генератора постоянного тока тем, что вращающийся многополюсный магнит (ротор) своими магнитными силовыми линиями пересекает неподвижные витки обмотки статора, в которых индуктируется переменная ЭДС. У трехфазных автомобильных генераторов обмотку статора составляют три ветви, концы которых соединяют в одну общую точку. Такую схему соединения называют звездой, а общую точку — нулевой. Другие концы ветвей присоединяют к выпрямительному блоку, от которого выпрямленный ток поступает в сеть для питания потребителей. В автомобильных генераторах вместо постоянного магнита ротора применяют электромагнит, что усложняет конструкцию генератора, но облегчает регулирование напряжения при изменении частоты вращения ротора.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство генераторов автомобилей

Категория: — Устройство автомобиля

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Как работает электрогенератор

Электрогенератор – один из составляющих элементов автономной электростанции, а также многих других. По сути, он и является самым важным элементом, без которого невозможна выработка электрической энергии. Электрогенератор преобразует вращательную механическую энергию в электрическую. Принцип его действия основан на так называемом явлении самоиндукции, когда в проводнике (катушке), двигающемся в силовых линиях магнитного поля возникает электродвижущая сила (ЭДС), которую можно (для лучшего понимания вопроса) назвать электрическим напряжением (хотя это и не одно и то же).

Составными частями электрического генератора являются магнитная система (в основном используются электромагниты) и система проводников (катушек). Первая создает магнитное поле, а вторая, вращаясь в нем, преобразует его в электрическое. Дополнительно в генераторе есть еще и система отвода напряжения (коллектор и щетки, соединение катушек определенным образом). Она собственно связывает генератор с потребителями электрического тока.

Получить электроэнергию можно и самому, проведя самый простейший опыт. Для этого нужно взять два разнополюсных магнита или повернуть два магнита разными полюсами друг к другу, и поместить между ними металлический проводник в виде рамки. К ее концам подключить небольшую (слабомощную) электрическую лампочку. Если рамку начать вращать в ту или другую сторону, лампочка начнет светится, то есть на концах рамки появилось электрическое напряжение, а через ее спираль потек электрический ток. Точно также происходит в электрогенераторе, стой лишь разницей, что в электрогенераторе более сложная система электромагнитов и намного сложнее катушка из проводников, обычно медных.

Электрогенераторы различаются как по типу привода, так и по виду выходного напряжения. По типу привода, который приводит его в движение:

• Турбогенератор – приводится в движение при помощи паровой турбины или газотурбинного двигателя. В основном используются на больших (промышленных) электростанциях.
• Гидрогенератор – приводится в движение при помощи гидравлической турбины. Применяется также на больших электростанциях, работающих посредством движения речной и морской воды.
• Ветрогенератор – приводится в движение при помощи энергии ветра. Используется как в маленьких (частных) ветряных электростанциях, так и в больших промышленных.
• Дизель-генератор и бензо-генератор приводятся в движение соответственно дизельным и бензиновым двигателем.

По виду выходного электрического тока:

• Генераторы постоянного тока – на выходе получаем постоянный ток.
• Генераторы переменного тока. Бывают однофазные и трехфазные, с однофазным и трехфазным выходным переменным током соответственно.

Различные типы генераторов имеют свои конструктивные особенности и практически несовместимые узлы. Объединяет их лишь общий принцип создания электромагнитного поля путем взаимного вращения одной системы катушек относительно другой либо относительно постоянных магнитов. Ввиду этих особенностей ремонт генераторов или их отдельных компонентов под силу только квалифицированным специалистам.

< Предыдущая		Следующая >

Устройство и принцип работы генератора переменного тока

Генератор тока— это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Они могут генерировать как постоянный, так и переменный ток.

До второй половины XX века на автотранспорте применялись генераторы постоянного тока. Затем широкое распространение получили полупроводниковые диоды, которые позволяли выпрямить переменный ток или сделать его постоянным. Поэтому и в этой сферы генераторы постоянного тока заменили более надежные и компактные трехфазные генераторы переменного тока.

В прошлой статье Я подробно рассмотрел вопросы работы электродвигателя, сейчас будут изложены общие принципы работы  и устройства генератора тока. Я не буду подробно останавливаться на машинах постоянного тока, потому что в быту, гаражах и на автотранспорте они сегодня не применяются. Они лишь широко используются в городском электротранспорте: троллейбусах и трамваях .

Принцип действия генератора тока

Генератор работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея— электродвижущая сила (ЭДС) индуцируется в прямоугольном контуре (проволочной рамке), вращающимся в однородном вращающемся магнитном поле.

ЭДС также возникает в неподвижной прямоугольной рамке, если в ней вращать магнит.

Простейший генератор представляет собой прямоугольную рамку, размешенную между 2 магнитами с разными полюсами. Для того что бы снять с вращающейся рамки напряжение используются токосъемные кольца.На практике же используются электромагниты, которые представляют собой катушки индуктивности или обмотки из медного провода в электроизоляционном лаке. При прохождении  электрического тока по обмоткам, они начинают обладать электромагнитными свойствами. Для их возбуждения необходим дополнительный источник тока- в автомобилях это аккумуляторная батарея. В бытовых электростанциях возбуждение при заводке происходит в результате самовозбуждения или от дополнительного маломощного генератора постоянного тока, который приводится в движение валом генератора.

По принципу работы генераторы могут быть синхронными или асинхронными.

1. Асинхронные генераторы конструктивно просто устроены и недороги в изготовлении, более устойчивы к токам короткого замыкания и перегрузок. Асинхронный электрогенератор идеально подходит для питания активной нагрузки: ламп накаливания, электронагревателей, электроники, электрических конфорок и т. д. Но даже кратковременная перегрузка для них недопустима, поэтому при подключении электродвигателей, не электронного типа сварочного аппарата, электроинструмента и других индуктивных нагрузок- запас по мощности должен быть минимум трехкратным, а лучше четырехкратным.
2. Синхронный генератор прекрасно подойдет для индуктивных потребителей с высокими значениями пусковых токов. Они способны в течении одной секунды выдерживать пятикратную токовую перегрузку.

Устройство генератора переменного тока

Для примера рассмотрения устройства возьмем автомобильный трехфазный генератор.

Автомобильный генератор состоит из корпуса и двух крышек с отверстиями для вентиляции. Ротор вращается в 2 подшипниках и приводится в движение при помощи шкива. По своей сути ротор является электромагнитом, состоящий из одной обмотки. Ток на нее подается при помощи двух медных колец и графитовых щеток, которые соединены с электронным реле-регулятором. Оно отвечает за то, что бы выдаваемое напряжение генератором всегда было в допустимыми пределах 12 Вольт с допустимыми отклонениями и не зависело от частоты вращения шкива. Реле-регулятор может быть как встроено в корпус генератора, так и находится за его пределами.

Статор состоит из трех медных обмоток, соединенных между собой в треугольник. К точкам их соединения подключен выпрямительный мост из 6 полупроводниковых диодов, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное.

Бензиновый электрогенератор состоит из  двигателя и приводящего им в движение на прямую- генератора тока, который может быть как синхронного, так и асинхронного типа.

Двигатель оснащен системами: запуска, впрыска топлива, охлаждения, смазки, стабилизации оборотов. Вибрацию и шум поглощают глушитель, виброгасители и амортизаторы.

Блок автоматики и управления следит за работой электростанции и  при необходимости корректирует и защищает в аварийных ситуациях.

В более дешевых электростанциях происходит ручной запуск, а в более дорогих- автозапуск при помощи стартера и аккумуляторной батареи.

Более подробно об электростанциях Вы сможете узнать из нашей следующей статьи «Как выбрать электростанцию для дома или гаража».

Принцип работы генератора переменного тока

Электроэнергия — один из важнейших источников энергии в современном обществе. Генератор — это механическое оборудование, которое преобразует другие формы энергии в электричество.

Есть много форм генераторов, но принцип работы основан на законе электромагнитной индукции и законе электромагнитной силы. Следовательно, общий принцип его конструкции заключается в использовании соответствующих магнитопроводящих и проводящих материалов для формирования магнитных цепей и цепей для взаимной электромагнитной индукции с целью генерирования электромагнитной энергии и достижения цели преобразования энергии.

Принцип работы генератора переменного тока

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию с использованием принципа электромагнитной индукции, при котором перерезание магнитных силовых линий проводом индуцирует электрический потенциал. Синхронный генератор состоит из статора и ротора.

Статор — это якорь, излучающий энергию, а ротор — это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки с равномерным разрядом, основания и торцевой крышки. Ротор обычно представляет собой скрытый полюс, который состоит из обмотки возбуждения, железного сердечника и вала, защитного кольца, центрального кольца и т. Д. Постоянный ток течет в обмотку возбуждения ротора, чтобы создать почти синусоидальное распределенное магнитное поле (называемое полем ротора), и его эффективный поток возбуждения пересекает неподвижную обмотку якоря. Когда ротор вращается, магнитное поле ротора вращается вместе с ним. С каждым оборотом силовые линии магнитного поля последовательно отсекают каждую фазную обмотку статора, и трехфазный переменный потенциал индуцируется в трехфазной обмотке статора.Когда генератор работает с симметричной нагрузкой, трехфазный ток якоря объединяется для создания вращающегося магнитного поля с синхронной скоростью. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тормозной момент.

Генератор / генератор переменного тока делится на однофазный генератор и трехфазный генератор. Генератор часто используется в дизель-генераторных установках.

Этапы проверки установки генератора переменного тока следующие:

1) При установке генератора убедитесь, что входное отверстие для охлаждающего воздуха ничем не закрыто, и не допускайте попадания отработанного горячего воздуха в генератор.Если на вентиляционной крышке есть жалюзи, окно должно быть обращено вниз, чтобы соответствовать требованиям уровня защиты. При механическом соединении одноопорного генератора особое внимание следует уделять равномерному воздушному зазору между статором и ротором.

2) Для соединения генератора переменного тока и дизельного генератора требуется, чтобы параллельность и соосность муфты составляли менее 0,05 мм. Требования при фактическом использовании могут быть немного ниже, в пределах примерно 0,1 мм, слишком много повлияет на нормальную работу подшипника, что приведет к повреждению, муфту следует зафиксировать установочным штифтом.Перед установкой проверьте муфту еще раз.

3) Метки U, V, W, N напечатаны на клеммной головке в выходной коробке генератора, что не указывает фактическую последовательность фаз и зависит от направления вращения. UVW, напечатанный на сертификате, указывает фактическую последовательность фаз вращения по часовой стрелке, а VUW указывает фактическую последовательность фаз вращения против часовой стрелки.

4) Когда генератор с подшипником скольжения соединен, высота центра генератора должна быть отрегулирована немного ниже, чем центр дизельного двигателя, чтобы вес маховика дизельного двигателя не передавался на подшипник генератора, иначе подшипник генератора будет нести дополнительный вес маховика, который не способствует образованию масляной пленки подшипника скольжения, что приводит к нагреву и даже сгоранию подшипника.

5) Если нейтральные точки каждого генератора в системе электроснабжения соединены друг с другом, или когда нейтральная точка генератора подключена к трансформатору и его нейтральной точке нагрузки, генераторная установка будет иметь ток нейтрали, в 3 раза превышающий частота на нейтральной линии в работе. Следовательно, ток нейтрали генератора необходимо измерять при различных условиях нагрузки, которые могут возникнуть во время работы. Во избежание перегрева генератора сетевой ток не должен превышать 50% номинального тока генератора.Мощность нейтральной линии слишком велика, и для ее ограничения необходимо установить реактор нейтральной линии на нейтральной линии.

6) В соответствии с принципиальной схемой или схемой подключения выберите соответствующий кабель питания и используйте медные разъемы для проводки, медного соединения и шины. После того, как сборная шина и сборная шина надежно закреплены, локальный зазор на стыке не превышает 0,05 мм, а расстояние между проводами не превышает 10 мм, также необходимо установить необходимый заземляющий провод.

Техническое обслуживание генератора

Тестирование без нагрузки один раз в неделю, время работы составляет 10-15 минут, так что проблемы можно обнаружить вовремя и убедиться, что аккумулятор имеет достаточную емкость для запуска генератора.

1. Перед обслуживанием необходимо отключить автоматический воздушный выключатель генератора. Главный выключатель должен быть установлен в положение остановки, а положительный и отрицательный силовые кабели батареи должны быть сложены, чтобы убедиться, что генератор не может запуститься.

2. Проверьте уровень электролита в аккумуляторной батарее. Если этого недостаточно, добавьте раствор серной кислоты или дистиллированную воду в зависимости от ее концентрации.

3. Рассчитайте совокупное время работы генератора с момента последнего технического обслуживания. Воздушный фильтр следует очищать каждые 50 часов, а масляный фильтр, дизельный фильтр и водяной фильтр следует заменять каждые 250 часов.

4. Проверьте установку на предмет утечки воды и масла и очистите корпус генератора.

5. Подсоедините шнур питания и разъем аккумулятора.Индикатор неисправности теста должен гореть.

6. Проверьте исправность заземляющего провода.

7. Проверьте рабочее состояние вытяжного вентилятора в машинном отделении, достаточно ли дизельного топлива для работы в течение 8 часов.

8. Проверьте, в норме ли уровень охлаждающей жидкости и моторного масла.

9. После того, как ручная испытательная машина заработает нормально, включите автоматический воздушный выключатель генератора, переключите главный выключатель в положение автоматического запуска, выполните испытание имитации сбоя питания и проследите за автоматическим запуском генератора.

10. Запустите генератор с нагрузкой на один час и проверьте, нормально ли работают индикаторы каждого прибора и агрегата.

Генератор постоянного тока

— определение, детали и принцип работы

Что такое генератор постоянного тока?

Машины, преобразующие механическую энергию в электрическую, называются электрическими генераторами. Вырабатываемая электрическая энергия далее передается и распределяется по линиям электропередач для бытового и коммерческого использования. Существует два типа генераторов:

1. Генератор переменного тока

2. Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока — это тип электрического генератора, который преобразует механическую энергию в электричество постоянного тока. Здесь преобразование энергии основано на принципе создания динамически индуцированной ЭДС. Эти генераторы наиболее подходят для автономных приложений. Генераторы постоянного тока обеспечивают непрерывное питание устройств хранения электроэнергии и электрических сетей (постоянного тока).

Части генератора постоянного тока

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Генератор постоянного тока состоит из следующих частей —

1. Статор — Статор представляет собой набор из двух магнитов, расположенных таким образом, что противоположные полярности обращены друг к другу. .Статор предназначен для создания магнитного поля в области вращения катушки.

2. Ротор — Ротор представляет собой многослойный цилиндрический сердечник якоря с прорезями.

3. Сердечник якоря — Сердечник якоря имеет цилиндрическую форму и имеет канавки на внешней поверхности. В этих пазах размещается обмотка якоря.

4. Обмотка якоря — это изолированные проводники, помещенные в сердечник якоря. Из-за них происходит реальное преобразование энергии.

5. Катушки возбуждения — для создания магнитного поля катушки возбуждения размещаются над полюсным сердечником. Катушки возбуждения всех полюсов соединены последовательно. Когда через них протекает ток, соседние полюса приобретают противоположную полярность.

6. Хомут — внешняя полая цилиндрическая конструкция известна как Хомут. Он обеспечивает поддержку основных полюсов и межполюсных полюсов и обеспечивает путь для магнитного потока с низким сопротивлением.

7. Полюса — основная функция полюсов — поддерживать катушки возбуждения.Это увеличивает площадь поперечного сечения магнитной цепи, что приводит к равномерному распределению магнитного потока.

8. Полюсный башмак — Для защиты катушки возбуждения от падения и увеличения равномерного распространения магнитного потока используется полюсный башмак. Полюсный башмак закреплен на хомуте.

9. Коммутатор — Коммутатор имеет цилиндрическую форму. Несколько клиновидных жестко вытянутых медных сегментов образуют коммутатор. Функции коммутатора:

Принцип работы генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока работает по принципу законов Фарадея электромагнитной индукции.Согласно закону Фарадея, всякий раз, когда проводник находится в флуктуирующем магнитном поле (или когда проводник перемещается в магнитном поле), в проводнике индуцируется ЭДС. Если проводник провести по замкнутому пути, возникнет индуцированный ток. Направление индуцированного тока (определяемое правилом правой руки Флеминга) изменяется по мере изменения направления движения проводника.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Например, рассмотрим случай, когда якорь вращается по часовой стрелке, а проводник слева движется вверх.Когда якорь завершит половину оборота, направление движения проводника изменится на обратное. Направление тока будет переменным. Когда соединения проводов якоря меняются местами, происходит реверсирование тока. Таким образом, мы получаем на выводах однонаправленный ток.

Уравнение ЭДС для генератора постоянного тока

Уравнение ЭДС для генератора постоянного тока выражается как,

Где,

Например, ЭДС, генерируемая на любом параллельном пути

P- Общее количество полюсов в поле

N- Скорость вращения якоря (об / мин)

Z- Общее количество проводов якоря в поле.

Ø- Магнитный поток на полюс.

A — количество параллельных ходов в якоре.

Eg = (PØNZ) / 60A

Потери в генераторах постоянного тока

При преобразовании механической энергии в электрическую возникают потери энергии, т.е. весь ввод не преобразуется в вывод. Эти потери классифицируются в основном на три типа:

1. Потери в меди. Эти потери возникают при протекании тока через обмотки и бывают трех типов: потери в меди якоря, потери в медной обмотке возбуждения и потери из-за сопротивления щеток.

2. Потери в железе — из-за индукции тока в якоре возникают потери на вихревые токи и гистерезисные потери. Эти потери также называются потерями в сердечнике или магнитными потерями.

3. Механические потери. Потери, возникающие из-за трения между частями генератора, называются механическими потерями.

Типы генераторов постоянного тока

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Применения генератора постоянного тока

1. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением используется в силовых и осветительных целях с использованием регуляторов поля.

2. Генератор постоянного тока серии используется в дуговых лампах для генератора стабильного тока, освещения и усилителя.

3. Составные генераторы постоянного тока Level используются для питания общежитий, офисов, домиков.

4. Составные генераторы постоянного тока используются для питания сварочных аппаратов постоянного тока.

5. Генератор постоянного тока используется для компенсации падения напряжения в фидерах.

электрогенератор | инструмент | Британника

электрический генератор , также называемый динамо , любая машина, которая преобразует механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.

Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное изменение полярности в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.

Генераторы синхронные

Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Особой формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате они имеют одинаковую форму. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Ротор

Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.

Элементарный синхронный генератор.

Британская энциклопедия, Inc.

Статор простейшего генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.

Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.

Роторная конструкция генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которое охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения скорости ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.

Генератор | Encyclopedia.com

Принцип работы

Генераторы переменного тока

Коммерческие генераторы

Генераторы постоянного тока

Ресурсы

Генератор — это машина, с помощью которой механическая энергия преобразуется в электрическую.Генераторы можно разделить на две основные категории в зависимости от того, является ли производимый ими электрический ток переменным (AC) или постоянным (DC). Оба типа генераторов работают по одному и тому же основному принципу, хотя детали их конструкции различаются. Генераторы также можно классифицировать по источнику механической энергии (или первичному двигателю), которым они приводятся, например, по мощности воды или пара.

Научный принцип работы генераторов был открыт почти одновременно примерно в 1831 году английским химиком и физиком Майклом Фарадеем (1791–1867) и американским физиком Джозефом Генри (1797–1878).Представьте, что катушка с проволокой помещена в магнитное поле, а концы катушки присоединены к некоторому электрическому устройству, например, измерителю тока. Если катушка вращается в магнитном поле, измеритель тока показывает, что в катушке наведен ток. Величина индуцированного тока зависит от трех факторов: силы магнитного поля, длины катушки и скорости, с которой катушка движется в поле.

На самом деле, не имеет значения, вращается ли катушка в магнитном поле или магнитное поле заставляет вращаться вокруг катушки.Важным фактором является то, что провод и магнитное поле движутся по отношению друг к другу. Как правило, большинство генераторов постоянного тока имеют стационарное магнитное поле и вращающуюся катушку, в то время как большинство генераторов переменного тока имеют стационарную катушку и вращающееся магнитное поле.

В электрическом генераторе вышеупомянутый измеритель тока должен быть заменен каким-либо электрическим устройством. Например, в автомобиле электрический ток от генератора используется для управления фарами, автомобильным радиоприемником и другими электрическими системами в автомобиле

.Концы катушки прикрепляются не к гальванометру, а к контактным кольцам или собирающим кольцам. Каждое контактное кольцо, в свою очередь, прикреплено к щетке, через которую электрический ток передается от контактного кольца во внешнюю цепь.

Когда металлическая катушка проходит через магнитное поле в генераторе, вырабатываемая электрическая мощность постоянно изменяется. Сначала генерируемый электрический ток движется в одном направлении (слева направо). Затем, когда катушка достигает положения, параллельного магнитным силовым линиям, ток вообще не возникает.Позже, когда катушка продолжает вращаться, она прорезает магнитные силовые линии в противоположном направлении, и генерируемый электрический ток распространяется в противоположном направлении (справа налево).

Таким образом, вращающаяся катушка в фиксированном магнитном поле описанного здесь типа будет производить переменный ток, который течет в одном направлении в течение некоторого момента времени, а затем в противоположном направлении в следующий момент времени. Скорость, с которой ток переключается вперед и назад, называется его частотой.Например, ток, используемый для большинства бытовых устройств, составляет 60 герц (60 циклов в секунду).

КПД генератора можно повысить, заменив описанную выше проволочную катушку якорем. Якорь состоит из цилиндрического железного сердечника, вокруг которого намотан длинный кусок проволоки. Чем длиннее кусок провода, тем больший электрический ток может генерировать якорь.

Одним из наиболее важных практических применений генераторов является производство большого количества электроэнергии для промышленного и бытового использования.Двумя наиболее распространенными первичными двигателями, используемыми в генераторах переменного тока, являются вода и пар. Оба этих первичных двигателя могут приводить в движение генераторы на очень высоких скоростях вращения, при которых они работают наиболее эффективно, обычно не менее 1500 оборотов в минуту.

Гидроэлектроэнергия (энергия, обеспечиваемая проточной водой, как в больших реках) является особенно привлекательным источником энергии, поскольку ее производство ничего не стоит. Однако у него есть недостаток, заключающийся в том, что должны быть построены довольно прочные надстройки, чтобы использовать механическую энергию движущейся воды и использовать ее для приведения в действие генератора.

Промежуточным устройством, необходимым для выработки гидроэлектроэнергии, является турбина. Турбина состоит из большого центрального вала, на котором установлен ряд лопаток в форме вентилятора. Когда движущаяся вода ударяется о лопасти, она

КЛЮЧЕВЫЕ УСЛОВИЯ

Переменный ток —Электрический ток, который течет сначала в одном направлении, затем в другом; сокращенно AC.

Якорь — Часть генератора, состоящая из железного сердечника, вокруг которого намотана проволока.

Коммутатор — Разъемное кольцо, которое служит для изменения направления электрического тока в генераторе на противоположное.

Постоянный ток (DC) —Электрический ток, который всегда течет в одном и том же направлении.

Первичный двигатель —Источник энергии, приводящий в действие генератор.

Контактное кольцо — Устройство в генераторе, которое обеспечивает соединение между якорем и внешней цепью.

заставляет центральный вал вращаться.Если центральный вал затем прикрепляется к очень большому магниту, он заставляет магнит вращаться вокруг центрального якоря, генерируя электричество, которое затем может передаваться для промышленных и жилых помещений.

Электрогенерирующие установки также обычно работают на пару. На таких установках сжигание угля, нефти или природного газа или энергия, полученная из ядерного реактора, используется для кипячения воды. Произведенный таким образом пар затем используется для привода турбины, которая, в свою очередь, приводит в движение генератор.

Генератор переменного тока может быть модифицирован для производства электроэнергии постоянного тока (DC). Для замены требуется коммутатор. Коммутатор — это просто контактное кольцо, разрезанное пополам, причем обе половины изолированы друг от друга. Щетки, прикрепленные к каждой половине коммутатора, расположены так, что в момент изменения направления тока в катушке они скользят от одной половины коммутатора к другой. Следовательно, ток, который течет во внешнюю цепь, всегда течет в одном и том же направлении.

См. Также Электромагнитное поле; Электрический ток; Электроснабжение; Эффект Фарадея.

КНИГИ

Маколей, Дэвид и Нил Ардли. Как все устроено . Бостон: Компания Houghton Mifflin, 2004.

Гросс, Чарльз А. Электрические машины. Нью-Йорк: CRC, 2006.

Дэвид Э. Ньютон

Генератор, принцип его работы и его типы

Кредит изображения: https://www.examfear.com/notes-dir/00/00/07/00000703.html

• Генератор — это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую.
• Он состоит из катушки, движущейся в магнитном поле. Когда катушка вращается, в катушке индуцируется ЭДС, которая генерирует ток (индуцированный ток) через катушку. Вся электроэнергия, подаваемая в наши дома, вырабатывается этим методом.
• Работает по принципу электромагнитной индукции .
• Есть два типа генераторов:
  • Генератор переменного тока
  • Генератор постоянного тока

Закон электромагнитной индукции Фарадея

• Процесс индукции тока в замкнутой катушке из-за относительного движения между магнитом и катушкой называется электромагнитной индукцией .
• Относительное движение между катушкой и магнитом изменяет магнитный поток , связанный с катушкой, и, следовательно, индуцирует ЭДС (или ток) в катушке, называемую индуцированной ЭДС или индуцированным током .
• Индуцированная ЭДС в цепи численно равна скорости изменения магнитного потока в цепи. Это называется законом индуцированной ЭДС Фарадея .

Индуцированная ЭДС (E) = -d φ / dt

• Магнитный поток (φ) измеряется в Weber (Wb) или Ньютон-метр на ампер.Следовательно, единица измерения dφ / dt равна

= (Ньютон-метр) / (Ампер-секунда)

= джоуль / кулон

=

вольт

• Знак минус (-) указывает, что ЭДС, индуцированная в катушке, препятствует любому изменению магнитного потока. Это связано с тем, что согласно закону Ленца, наведенная ЭДС генерирует ток, который создает магнитное поле, которое действует, чтобы противодействовать изменению магнитного потока.

Направление индуцированного тока:

• Направление индуцированного тока в катушке поперек магнитного поля определяется правилом правой руки Флеминга .
• В нем говорится, что если большой, указательный и средний пальцы правой руки вытянуты так, что они взаимно перпендикулярны друг другу, при этом большой палец указывает направление движения проводника, а указательный палец указывает направление движения. магнитного поля (то есть с севера на юг), то средний палец указывает направление индуцированного тока.

1. Генератор переменного тока:

• • Генератор переменного тока вырабатывает переменного тока или переменного тока.
  • Он используется на гидроэлектростанциях или тепловых электростанциях для генерации переменного тока в больших масштабах.

Строительство:

• Прямоугольная катушка из медной проволоки с числом витков, называемая якоря , удерживается в однородном магнитном поле, создаваемом полюсными наконечниками N и S.
• Сильное магнитное поле можно создать, пропустив вокруг него постоянный ток. Этот магнит называется полевым магнитом .
• Для создания высокого напряжения катушка намотана на железный сердечник, поэтому магнитный поток, связанный с катушкой, увеличивается.
• Два конца катушки соединены с круглыми кольцами, известными как контактные кольца , (или собирающие кольца). Контактные кольца используются для предотвращения скручивания и запутывания проводов в цепи во время вращения якоря.
• Две угольные (графитовые) щетки соприкасаются с этими кольцами, замыкая цепь с внешним сопротивлением нагрузки R.
• В некоторых генераторах ЭДС может быть индуцирована вращением полевого магнита вместо катушки якоря.

Изображение предоставлено:
https: // www.powerplus.com/industrial-power-blog/ac-vs-dc-backup-generators-whats-the-difference/

Рабочий:

• Когда обмотка якоря вращается (например, с использованием водяной турбины на гидроэлектростанции или паром высокого давления на тепловой электростанции), магнитный поток через нее непрерывно изменяется, вызывая ток, который течет через угольные щетки через внешнюю нагрузку. Р.
• Величина и направление этого тока непостоянны. Направление тока (согласно правилу правой руки Флеминга) изменяется синусоидальным образом.
• Ток в катушке течет в одном направлении в течение первой половины оборота и в противоположном направлении в течение следующей половины оборота катушки. Следовательно, этот ток называется переменным током (AC).
• Один полный оборот катушки производит один полный цикл переменного тока. Число таких циклов, которые ток проходит за одну секунду, называется частотой переменного тока. Частота просто означает общее количество оборотов катушки якоря за одну секунду.
• В большинстве стран мира частота сети переменного тока составляет 50 Гц.
• Индуцированная ЭДС в генераторе может быть увеличена за счет увеличения:
  • Число витков катушки якоря
  • Площадь катушки якоря
  • Напряженность магнитного поля
  • Скорость вращающейся турбины

2. Генератор постоянного тока:

• • Генератор постоянного тока вырабатывает постоянный ток.
  • Прохождение постоянного тока через сопротивление внешней нагрузки R всегда однонаправлено.
  • Dynamo — это пример генератора постоянного тока, который используется для производства тока в малых масштабах.

Строительство:

• Аналогичен генератору переменного тока, но концы катушки якоря соединены с разъемными кольцами
• Угольные щетки находятся в физическом контакте с разрезными кольцами, замыкающими цепь для прохождения индуцированного тока через сопротивление внешней нагрузки, R.
• Разъемные кольца помогают в однонаправленном течении тока через внешнюю цепь.Следовательно, разрезные кольца также называются коммутаторами .

Кредит изображения:
https://www.zigya.com/question/VTBORlRqRXdNRFUwTWpNNQ==

Рабочий:

• Когда катушка якоря вращается между полюсными наконечниками N и S, в катушке индуцируется переменный ток.
• Но после каждого полупериода вращения катушки контакт катушки с внешней цепью меняет направление слева направо и наоборот с помощью коммутаторов через угольные щетки.
• Следовательно, в момент, когда ток в катушке меняет направление на противоположное, соединение с внешней цепью меняет направление, отправляя ток в том же направлении через нагрузку R.
• Таким образом, в обмотке якоря индуцируется переменный ток, но ток через внешнюю нагрузку всегда в одном и том же направлении (однонаправленный ток).
• Таким образом, генератор постоянного тока использует коммутаторы для фактического преобразования переменного тока, индуцированного в катушке якоря, в постоянный ток, протекающий через внешнюю нагрузку.

Генератор, принцип действия и виды

Принцип работы генератора

— Генератор переменного и постоянного тока — Электротехника 123

Машины постоянного или постоянного тока используются для преобразования одной формы энергии в другую.Аналогичным образом, генератор постоянного тока используется для выработки энергии, которая работает по принципу преобразования механической энергии в электрическую. Основным законом или принципом, лежащим в основе генератора, является закон Фарадея электромагнитной индукции, который гласит, что всякий раз, когда проводник перемещается в магнитном поле так, что он пересекает линии потока, создается динамически индуцированная электромагнитная сила ЭДС. Величина этой наведенной ЭДС в проводнике определяется уравнением:

e = Blv sin θ, где

l = длина части проводника в магнитном поле

v = скорость проводника

B = плотность магнитного потока

θ = угол между направлением движения проводника и направлением магнитного потока.

Следующая диаграмма поясняет принцип работы генератора постоянного тока.

Принцип генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока вырабатывает прямую энергию на основе фундаментального принципа законов электромагнитной индукции Фарадея . Согласно этим законам, когда проводник движется в магнитном поле, он разрезает силу магнитных линий, из-за чего в проводнике индуцируется ЭДС. Величина этой наведенной ЭДС зависит от скорости изменения магнитного потока, связанного с проводником.Эта электродвижущая сила ЭДС вызовет протекание тока, если цепь проводника замкнута. Следовательно, две основные части генератора — это магнитное поле и проводники, которые движутся внутри этого магнитного поля.

Давайте разберемся с основным принципом генератора постоянного тока из приведенного выше рисунка, который показывает, что одиночный контур проводника прямоугольной формы помещен между двумя противоположными полюсами магнита. Теперь рассмотрим прямоугольную петлю из проводника ABCD, который вращается внутри магнитного поля вокруг своей оси ab.Когда петля поворачивается из вертикального положения в горизонтальное, она обрезает силовые линии поля. Во время движения двух сторон, то есть AB и CD петли, пересекают силовые линии, ЭДС будет индуцирована с обеих сторон (AB и DC) петли. Когда петля замкнута, в ней будет циркулировать ток. Направление течения можно определить с помощью правила правой руки Флеминга. Форма волны тока через цепь нагрузки показана на рисунке ниже.Этот ток однонаправлен.

Форма сигнала тока от генератора постоянного тока

Рассмотрим однооборотную прямоугольную медную катушку, вращающуюся в магнитном поле. Катушка при вращении занимает разные угловые положения. При повороте катушки на угол 90 ° наведенная в катушке ЭДС максимальна. Поверните катушку еще на угол 180 °. ЭДС , индуцированная в катушке, будет равна нулю. Поверните катушку дальше на угол 270 °. ЭДС, наводимая в катушке, максимальна в обратном направлении.Делаем вывод, что природа наведенной ЭДС действительно альтернированная.

Конструкция генератора постоянного тока

Генератор постоянного тока состоит из следующих частей:

• Ярмо
• Ротор
• Статор
• Обмотка возбуждения
• Электромагниты возбуждения
• Полюсный сердечник и полюсный башмак
• Вал
• Катушка Якорь генератора постоянного тока
• Коммутатор генератора постоянного тока
• Щетки генератора
• Подшипник

Ярмо генератора постоянного тока

Он удерживает сердечники магнитного полюса генератора и действует как крышка генератора.Он несет поток магнитного поля. В небольшом генераторе ярмо изготовлено из чугуна, но для большой конструкции генератора постоянного тока , когда речь идет о весе машины, для изготовления ярма генератора постоянного тока предпочтительнее более легкая литая или катаная сталь.

Полюсные сердечники и полюсные наконечники генератора постоянного тока

В основном доступны два типа конструкции:

1. Сплошной полюсный сердечник, где он изготовлен из цельного куска чугуна или литой стали.
2. Ламинированный сердечник полюса, состоящий из ряда тонких пластин из отожженной стали. Конструкция магнитных полюсов в основном состоит из двух частей, а именно полюсного сердечника и полюсного наконечника, которые сложены вместе и затем прикреплены к ярму.

Вышеупомянутые две конструкции предназначены для разных целей, полюсный сердечник имеет небольшую площадь поперечного сечения и его функция состоит в том, чтобы просто удерживать полюсный башмак над ярмом, тогда как полюсный башмак, имеющий относительно большую площадь поперечного сечения, расширяет магнитный поток, создаваемый через воздушный зазор Сердечники полюсов и полюсные наконечники генератора постоянного тока.

Сердечник якоря генератора постоянного тока

Назначение сердечника якоря — удерживать обмотку якоря и обеспечивать путь для магнитного потока с низким сопротивлением. Хотя генератор постоянного тока обеспечивает постоянный ток, индуцированный ток в якоре имеет переменный характер. Поэтому сердечник якоря цилиндрической или барабанной формы изготавливается из круглого многослойного листа. В каждом круглом ламинировании пазы либо высекаются, либо перфорируются на внешней периферии, а шпоночная канавка находится на внутренней периферии.

Обмотка якоря генератора постоянного тока

Обмотка якоря обычно имеет форму намотки. Различные жилы катушек изолированы друг от друга. Проводники вставляются в пазы якоря, которые футерованы прочным изоляционным материалом.

Обмотки якоря можно разделить на две группы, в зависимости от способа подключения проводов к коммутатору, а именно:

1. Наклонные обмотки
2. Волновые обмотки

В нахлестанных обмотках два конца любой одной катушки находятся переносится на соседние сегменты.В волновых обмотках два конца каждой катушки согнуты в противоположных направлениях и разделены на сегменты на некотором расстоянии друг от друга. Если генератор постоянного тока имеет p пар полюсов, количество параллельных цепей с кольцевой обмоткой = 2p и количество параллельных цепей с волновой обмоткой = 2.

Коммутатор генератора постоянного тока

Коммутатор играет жизненно важную роль. роль в генераторе постоянного тока . Он собирает ток от якоря и отправляет его в нагрузку как постоянный ток. Фактически он принимает переменный ток от якоря и преобразует его в постоянный ток, а затем отправляет его на внешнюю нагрузку.Он имеет цилиндрическую структуру и состоит из сегментов клиновидной формы с высокой проводимостью, изготовленных из твердотянутой или штампованной меди. Каждый сегмент изолирован от вала.

Щетки генератора постоянного тока

Щетки изготовлены из угля. Это прямоугольный блок. Единственная функция этих угольных щеток генератора постоянного тока — собирать ток с сегментов коммутатора. Щетки размещены в держателе щеток прямоугольной формы.

Классификация генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока можно разделить в основном на два класса i.е. отдельно возбужденный и самовозбужденный. Другие самовозбуждающиеся генераторы подразделяются на шунтирующие генераторы, последовательные генераторы, составные генераторы, составные генераторы с длинным шунтом и составные генераторы с коротким шунтом.

В генераторах постоянного тока с независимым возбуждением обмотка возбуждения возбуждается отдельным источником постоянного тока . Ток возбуждения можно изменять с помощью последовательно включенного переменного сопротивления. В шунте обмотка возбуждения генератора подключена параллельно якорю. Обмотка возбуждения генератора последовательно соединена с якорем.В длинном шунтирующем генераторе соединения присутствуют как последовательные, так и шунтирующие обмотки. Вкратце, шунтирующий составной генератор, шунтирующее поле подключается только через клеммы якоря.

Существует множество генераторов , которые используются для различных целей и известны под разными терминами на обычном человеческом языке в зависимости от их использования и торговых марок, таких как портативный генератор, дизельный генератор, генератор на постоянных магнитах, генератор, комплект dg, портативный дизель. генератор, газогенератор, генератор природного газа, резервный генератор, генератор солнечной энергии, электрический генератор, генератор энергии, генератор Yamaha, генераторы Колера, генератор пропана.

Видео Объяснение принципа работы генератора постоянного тока

Как работает генератор для выработки электроэнергии?

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Вы можете использовать свои генераторы во множестве приложений, включая портативные источники питания и резервные источники питания. Для питания фонарей на велосипеде можно использовать небольшие генераторы. А по очень большим поставляют подавляющее большинство энергии в наши электрические сети.

Генераторы работают на дизельном топливе, бензине, пропане и даже на энергии человека. Несмотря на различные источники энергии, принцип работы большого дизельного генератора Caterpillar аналогичен принципу работы небольшого генератора. Но как генератор производит электричество?

Это может помочь понять, что генераторы не столько вырабатывают электроэнергию, сколько помогают ей. Это достигается за счет электромагнитных принципов, впервые открытых Майклом Фарадеем в начале 1830-х годов. Работа Фарадея считалась очень важной.Говорят, Альберт Эйнштейн держал его фотографию на стене в своем кабинете.

Фарадей обнаружил, что при намотке двух изолированных катушек проволоки вокруг кольца из железа и пропускании тока через одну из них ток вводился во вторую катушку проволоки. Это основной принцип двигателей и генераторов по сей день. Это электромагнитная индукция.

Как компоненты генераторной установки работают вместе?

Компоненты генератора работают вместе, чтобы преобразовать механическую энергию в электричество.Для простоты мы используем двигатель в качестве источника механической энергии.

• Двигатель: Чем мощнее двигатель в генераторе, тем большую мощность он будет производить. Генераторы большего размера работают на дизельном топливе.
• Генератор переменного тока: Генератор переменного тока включает в себя неподвижный компонент, называемый статором, и второй подвижный компонент, называемый ротором. Ротор создает вращающееся магнитное поле одним из нескольких способов. Обычно это зависит от размера генератора.Например, большие генераторы создают магнитное поле за счет индукции. В небольших генераторах можно использовать постоянный магнит. В генераторах переменного тока также может использоваться возбудитель, питаемый от небольшого источника постоянного тока (DC) с использованием колец и щеток.
• Регулятор напряжения: Регулятор напряжения регулирует напряжение, создаваемое генератором.

Вы должны прочитать подробную информацию о том, как работают компоненты дизельного, переменного, постоянного, электрического и ветрогенераторного агрегатов.

Узнать больше о: Продажа бывших в употреблении генераторов

Как генераторы создают или производят электричество?

Когда двигатель вырабатывает механическую мощность, регулятор напряжения работает с генератором в четырехступенчатом цикле, который повторяется до тех пор, пока он не достигнет максимальной мощности.Сначала регулятор напряжения принимает небольшое количество переменного напряжения, затем преобразует его в постоянный ток, который он отправляет на вторичные обмотки возбудителя статора. Эти вторичные обмотки возбудителя теперь имитируют первичные обмотки статора, создавая дополнительное количество переменного напряжения. Между вторичными обмотками возбудителя и вращающимися выпрямителями существует связь. Он преобразует переменный ток из обмоток в постоянный, который подается на ротор. Это создает электромагнитное поле, которое является частью существующего вращающегося магнитного поля ротора.Ротор индуцирует это более высокое напряжение переменного тока на обмотках статора, что, в свою очередь, создает более высокое напряжение переменного тока от генератора.

Цикл продолжается до тех пор, пока не будет достигнута максимальная мощность генератора. По мере увеличения мощности регулятор напряжения будет производить все меньше и меньше постоянного тока. При оптимальной мощности генерации постоянного тока достаточно, чтобы поддерживать его работоспособность. Когда мощность уменьшается, происходит добавление нагрузки. Например, регулятор напряжения вступает в действие, снова создавая цикл для поддержания уровня мощности на допустимом уровне.Это будет продолжаться до тех пор, пока генератор не отключится намеренно из-за нехватки топлива или, возможно, из-за механической поломки.

Другие аспекты больших генераторов

Хотя выше описывается принцип работы генератора, он не включает все компоненты большого генератора, такого как Caterpillar 3512C. Помимо двигателя, генератора переменного тока и регулятора напряжения, генераторам нужен источник топлива, такой как топливный бак вместе с топливной системой. Размер топливного бака определяет, как долго генератор будет вырабатывать энергию до заправки.Большим генераторам нужна система охлаждения и способ отвода выхлопных газов. Панель управления упрощает работу с генератором, а зарядное устройство для аккумуляторов будет держать генератор в готовности, когда это необходимо. Генераторы обычно устанавливаются на раму какого-либо типа, подходящую для его размера. При принятии решения о том, какой генератор подходит для вашего конкретного применения, важно учитывать не только мощность, и мы можем помочь.

Если вы ищете новый дизельный генератор или подержанный дизельный генератор, мы рекомендуем вам связаться с нами в компании Central States Diesel Generators.