Подвижная часть электрического генератора: Особенности генераторов переменного тока

Подвижная часть электрического генератора – Защита имущества

Читайте также:

1. I. Общая часть.
2. II. Основная часть.
3. II. Основная часть.
4. Вводная часть.
5. Дисциплинарная воинская часть.
6. Здесь описывается 1-я часть.
7. Историческая часть. Результаты.
8. Основная часть.
9. Педагогическая часть.
10. Подготовительная часть.
11. Практическая часть.

Устройство электрической машины постоянного тока

Электрические машины, определение, назначение, обратимость машин

Электрической машиной называют устройство, преобразующее или механическую энергию в электрическую (генератор), или электрическую энергию в механическую (электродвигатель) Электрические машины разделяют по назначению на 2 основных вида: электрические генераторы и электрические двигатели. Генераторы предназначены для выработки электрической энергии, а электродвигатели – для приведения в движение колесных пар электрических локомотивов, вращение валов вентиляторов, компрессоров и т.

п. В электрических машинах происходит процесс преобразования энергии. Генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Это означает, что для работы генератора надо вращать его вал каким-либо двигателем. На тепловозе, например, генератор приводят во вращение дизелем, на тепловой электростанции – паровой турбиной, на гидроэлектростанции – водяной турбиной. Электрические двигатели, наоборот, преобразуют электрическую энергию в механическую. Поэтому для работы двигателя его надо соединить проводами с источником электрической энергии или включить в электрическую сеть. Электрические машины обратимы. Это значит, что одна и та же машина может работать и как генератор, и как двигатель.

Электрическая машина состоит из двух частей:

II подвижная часть.

Неподвижная часть электрической машины состоит из:

1. Станина – выполняет роль корпуса и магнитопровода.

Как корпус станина служит для:

– крепления остальных деталей машины

– для защиты внутренних деталей машины от пыли, грязи и т. д.

– для защиты потребителей (людей) от вращающихся частей машины.

Как магнитопровод станина служит для замыкания по ней основного магнитного потока.

Станина изготавливается литьём из стали высокой прочности и высокой магнитной проницаемости.

2. Главные полюса служат для создания основного магнитного потока (магнитного поля).

Полюс состоит из:

– сердечника (магнитопровода), набранного из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи.

– обмотки главных полюсов (обмотки возбуждения магнитного потока) изготавливаются из медного провода круглого сечения.

– полюсные наконечники имеют вид верхушки синусоиды для того, чтобы магнитная индукция в зазоре между полюсами изменялась бы по синусоидальному закону.

3. Дополнительные полюса служат для улучшения работы машины большой мощности, устройство аналогично устройству главных полюсов. Количество дополнительных полюсов кратно 2 и равно количеству главных.

4. Щетки со щеткодержателями выполняют две роли:

а) если электрическая машина работает в режиме генератора, то электрический ток проходит по цепочке: обмотка якоря – коллектор – щетки – нагрузка (потребитель) во внешней цепи.

б) если электрическая машина работает в режиме электродвигателя, то ток проходит по цепочке: внешний источник питания – щетки – коллектор – обмотка якоря

Щетки изготавливаются из графита с добавлением порошка меди для повышения электропроводности и устойчивости к стиранию. Щетки взаимозаменяемы без дополнительного разбора конструкции электрической машины.

5. Боковые крышкимашины с подшипниковыми узлами закрывают машину по бокам и служат для крепления вала.

Подвижная часть электрической машины состоит из:

1. Вал – служит для крепления подвижных деталей машины. Вал изготавливается из стали высокой прочности.

1. Якорь и якорные обмотки выполняют две роли.

а) если машина работает в режиме генератора то при вращении якоря в обмотке якоря возникает ЭДС.

б) если машина работает в режиме двигателя, то от внешнего источника питания ток попадает в обмотку якоря, в результате чего якорь начинает вращаться.

Якорь выполняет роль магнитопровода и набирается из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. В теле якоря сверлят вентиляционные каналы, по которым проходит охлаждающий воздух.

Проводники обмотки якоря закрепляются во внешних пазах якоря. Каждый проводник обмотки якоря припаивается к соответствующей пластине коллектора.

1. Коллекторявляется механическим выпрямителем тока, представляет собой жесткую конструкцию из медных пластин. Коллектор закрепляется на валу. Поверхность коллектора тщательно обрабатывается и зашлифовывается для уменьшения потерь на трение щеток по коллектору. Щёточно-коллекторный узел наиболее уязвимый, так как это единственное место соприкосновения подвижной и неподвижной частей машины; поэтому он требует постоянного контроля и ухода.

1. Вентилятор –крепится на валу и предназначен для воздушного охлаждения машины

3. Сердечник якоря

4. Сердечник главного полюса

5. Обмотка возбуждения главного полюса

7. Подшипниковый щит

9. Обмотка якоря

1. Классификация генераторов постоянного тока по способу возбуждения магнитного потока

Различают генераторы независимого возбуждения и генераторы с самовозбуждением. В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока. Генераторы независимого возбуждения находят применение в схемах автоматики, в двигатель-генераторных агрегатах, когда требуется изменять не только значение, но и полярность напряжения на зажимах, а также в качестве тахогенераторов, предназначенных для дистанционного измерения частоты вращения. Недостатком этих машин является необходимость иметь отдельный источник энергии для питания обмотки возбуждения или постоянные магниты.

В генераторах с самовозбуждением питание обмотки главных полюсов осуществляется напряжением самого генератора. При этом отпадает необходимость в отдельном источнике питания. В зависимости от схемы включения обмотки возбуждения различают генераторы параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. Генераторы постоянного тока параллельного возбуждения находят широкое применение в качестве бортовых источников питания, на подвижных объектах: кораблях, самолетах, автомобилях.

Генераторы последовательного возбуждения используют редко.

Генераторы со встречным включением обмоток используют в качестве сварочных генераторов.

2. Классификация электродвигателей постоянного тока по способу возбуждения магнитного потока

Свойства электродвигателей постоянного тока определяются в основном способом включения обмотки возбуждения. В зависимости от этого различают электродвигатели: 1) с независимым возбуждением: обмотка возбуждения питается от постороннего источника постоянного тока; 2) с параллельным возбуждением : обмотка возбуждения подключена параллельно обмотке якоря; 3) с последовательным возбуждением : обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря; 4) со смешанным возбуждением : он имеет две обмотки возбуждения, одна подключена параллельно обмотке якоря, а другая – последовательно с ней.

Двигатели с последовательным возбуждением применяют во всех тяговых приводах (электровозы, тепловозы, Электропоезда, электрокары), а также в приводах грузоподъемных механизмов

3. Устройство асинхронного двигателя с фазным ротором

Асинхронный двигатель – простейший из электрических машин, имеет 2 основные части статор и ротор. Статор состоит из чугунной станины, к которой закреплен магнитопровод в виде полого цилиндра, между станиной и сердечником оставлен зазор через который проходит охлаждающий воздух. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. В пазы, вырезанные по внутренней окружности статора укладывают обмотку и закрепляют клиньями. Ротор набирают из тонких листов электротехнической стали, в пазах ротора размещают фазную обмотку. Устройство фазной обмотки ротора аналогично устройству обмотки статора. Концы фазной обмотки ротора соединяют с контактными кольцами и через щетки соединяют с регулировочными или пусковыми реостатами.

Контактные кольца из латуни или меди укрепляются на валу двигателя с помощью изолирующих прокладок. Щеткодержатель с угольными или медно-графитовыми щетками крепят на подшипниковом щите.

4. Принцип действия асинхронного двигателя

Основан на использовании вращающегося магнитного поля и основных законах электротехники. При включении двигателя в сеть трехфазного тока в статоре образуется вращающееся магнитное поле, силовые линии которого пересекают стержни или катушки обмотки ротора. Согласно закону электромагнитной индукции, в обмотке ротора создается ЭДС пропорционально частоте пересечения силовых линий и в короткозамкнутом роторе возникают значительные токи. По закону Ампера на проводники с током, находящиеся в магнитном поле, действуют силы, которые по принципу Ленца стремятся устранить причину вызывающую ток. Таким образом ротор раскручивается в направлении вращения поля и вращается с частотой меньшей частоты вращения поля, то есть не синхронно с полем, или асинхронно.

5. Скольжение и частота вращения ротора асинхронного

Частота вращения магнитного поля статора – n1, а частота вращения ротора- n2, причем n2

|	следующая лекция ==>
СТУПИНА О.А. – КУРС ЛЕКЦИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ ПО ОБЩЕСТВОЗНАНИЮ. Билет №24 1. Художественные средства, используемые в иллюстрациях литературных произведений	|	Исследование схем диодных выпрямителей

Дата добавления: 2015-05-07 ; Просмотров: 787 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Фактически вся промышленная электрическая энергия в стране вырабатывается на тепловых (ТЭС), гидравлических (ГЭС) и атомных (АЭС) электростанциях. В разных странах доля электроэнергии, производимой на различного вида электростанциях, неодинакова. В России в настоящее время тепловые электростанции дают примерно (69—70) %, атомные и гидравлические — по 15 % общего количества электроэнергии. Стоимость единицы вырабатываемой электроэнергии на каждом из этих трех видах станций может резко различаться. Различны капитальные затраты при их сооружении, расходы на эксплуатацию, уровень автоматизации, степень надежности, зависимость от сезона и особенностей их климатического и географического расположения и многих других обстоятельств. Объединяет их только одно. Они обязаны вырабатывать ток стандартной частоты 50 периодов в секунду, или 50 Гц, необходимого уровня напряжения для той сети, к которой присоединяются электрические машины, работающие в режиме генераторов переменного тока, установленных на каждой из станций. Абсолютное равенство частот напряжения сотен одновременно работающих генераторов может быть обеспечено только одним — специальным типом этих электрических машин — синхронными генераторами, т.е. работающими одновременно, в ритме единого времени, со строго определенными частотами вращения своих подвижных частей, называемых роторами.

Следует отметить, что все электрические машины обладают свойством обратимости. Любой электрический генератор может работать как двигатель, т.е. преобразовывать электрическую энергию в механическую. На каждой электростанции установлено большое число электродвигателей, удовлетворяющих собственные нужды станции.

Синхронные генераторы (СГ), предназначенные для преобразования механической энергии паровой, газовой или гидравлической турбины, вращающей ротор СГ, в электрическую энергию, имеют неподвижную часть, называемую статором.

Подвижная часть генератора (ротор) может быть выполнена с сосредоточенной обмоткой. В этом случае ротор и сам генератор называются явнополюсными. Если обмотка ротора является распределенной, ротор и генератор называются неявнополюсными.

На рис. 7.1 схематично показано поперечное сечение синхронной явнополюсной машины с четырьмя полюсами на роторе 2 чередующейся полярности N-S-N-S. Сосредоточенная обмотка возбуждения 4, размещенная на роторе, обтекается постоянным током, возбуждающим магнитное поле ротора. Ротор приводится во вращение источником механической энергии. Чаще всего — это паровая, газовая или гидравлическая турбина, создающая механический вращающий момент. Частота вращения турбины может быть различной — в диапазоне от десятков до сотен и даже тысяч оборотов в минуту: ниже для гидравлических турбин и выше для остальных видов. Постоянный ток на вращающуюся обмотку возбуждения 4 подается через контактные кольца 5. При вращении ротора магнитное поле обмотки возбуждения перемещается относительно неподвижной обмотки статора 3, размещенной в пазах сердечника статора 1, что вызывает (индуктирует) в обмотке электродвижущую силу (ЭДС). Частота ЭДС f₁ равна произведению частоты вращения ротора n₂ в оборотах в секунду на число пар полюсов ротора р (на рис. 3.1 p = 2, т.е. число полюсов 2р = 4), отсюда

Синхронные генераторы, вращаемые паро- и газо­выми турбинами, назы­ваются турбо­генера­торами, а враща­емые гидрав­лическими тур­бинами — гидро­генера­торами.

Большинство турбогенераторов страны имеют число пар полюсов равное единице, значит для сети 50 Гц n₂ = f₁/р = 50 об/с или n₂ = 60f₁/р = 3000 об/мин. Для стран, где принята частота напряжения 60 Гц (США, Япония и др.), частота вращения ротора составит 3600 об/мин. Для генераторов с большим, чем единица, числом пар полюсов частота вращения роторов будет частным от деления 3000 (или 3600) на число пар полюсов, об/мин:

1500, 1000, 750, 600 и т.д. (для 50 Гц)

1800, 1200, 900, 720 и т.д. (для 60 Гц).

Внешний вид явнополюсного ротора (2р = 12) и его поперечный разрез представлены на рис. 7.2 и рис. 7.3.

Неявнополюсный ротор, у которого обмотка возбуждения не сосредоточенная, а распределенная по пазам, показан на рис. 7.4 и 7.5.

Такие роторы характерны для турбогенераторов, при этом число пар полюсов равно единице, реже — двум. Явнополюсная синхронная машина, приводимая во вращение гидравлической турбиной, т.е. гидрогенератор (рис. 7.6), чаще всего имеет вертикально ориентированный вал и «подвешена» на подпятник, воспринимающий не только массы генератора, гидротурбины, но и осевое давление воды на лопасти гидротурбины.

Турбогенератор, вращаемый паровой или газовой турбиной, имеет горизонтально расположенный вал (рис. 7.7), опирающийся на два подшипника скольжения.

Разрезы гидро- и турбогенераторов приведены на рис. 7.8 и 7.9.

Масса электрической машины возрастает с уменьшением частоты ее вращения. Гидрогенераторы имеют частоту вращения примерно в 6—60 раз меньшую, чем турбогенераторы. Эта разница обусловлена различием типов применяемых в этих машинах паровых, газовых и гидравлических турбин, а также зависит от характера используемых для ГЭС водных источников (расход воды, уклон водопотока, рельеф местности при учете экономической целесообразности эксплуатируемой зоны). Из-за более низких частот вращения гидроагрегатов общие массы гидрогенераторов достигают 1,5—2 тыс. т и в несколько раз превышают массы аналогичных по мощности турбогенераторов, делая невозможным применение горизонтального расположения валов с более простыми подшипниками скольжения.

Диаметры роторов турбогенераторов на 3000 об/мин не превышают 1,1—1,25 м при длине ротора до 8 м. Роторы гидрогенераторов достигают в диаметре 15—20 м при длине до 5 м.

Дата добавления: 2014-12-21 ; просмотров: 1855 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Неподвижная часть – генератор

Неподвижная часть генератора – статор – снабжен обмотками проводов. [2]

Неподвижную часть генератора называют статором, а подвижную – ротором. Ротор генератора 3 представляет собой вращающийся электромагнит с полюсными наконечниками ( заштрихованы) в виде сегментов. Число магнитных полюсов ротора-индуктора равно или кратно двум. Обмотку возбуждения 4 электромагнита укрепляют в пазах ротора, она охватывает собой основания полюсных наконечников, полярность которых зависит от направления укладки этой обмотки ( по направлению движения часовой стрелки или против него), поскольку направление тока в обмотке возбуждения постоянно. Концы обмотки возбуждения подключают к двум изолированным кольцам 5, насаженным на вал ротора. При вращении ротора каким-либо двигателем вместе с ротором вращается и создаваемое им магнитное поле. Поэтому магнитный поток, охватываемый обмоткой ( якорем), вложенной в пазы статора, изменяется. [3]

При этом в неподвижной части генератора – статоре возникает электрический ток, являющийся конечным продуктом технологического процесса тепловой электростанции. [4]

При вращении ротора возникает переменная ЭДС индукции в обмотках, расположенных в неподвижной части генератора – в статоре. Для увеличения ЭДС индукции используется обмотка статора с большим числом витков. Для увеличения магнитного потока эту обмотку наматывают на стальной сердечник и зазор между сердечниками статора и ротора делают как можно меньшим. [5]

К концам проводника припаяны кольца, от которых ток перейдет к неподвижным щеткам ( деталям, служащим для передачи тока от неподвижных частей генератора к движущимся) и далее во внешнюю цепь к потребителям. [7]

Концы роторной обмотки присоединены к вращающимся кольцам, укрепленным на валу ротора. На неподвижной части генератора – статоре – укреплены контактные щетки, скользящие вдоль вращающихся колец и подключенные к линии передачи, соединяющей генератор с потребителями электроэнергии, например с лампами накаливания. [9]

В современных генераторах переменного тока большой мощности индуктор представляет собой сильный электромагнит и является ротором, а якорь представляет собой обмотку, состоящую из большого числа витков изолированного провода, вложенных в пазы сердечника, который набран из листов электротехнической стали. Якорь является неподвижной частью генератора – статором. [11]

Рассмотрим устройство простейшего генератора переменного тока. Индуктор представляет собой магнит, который является неподвижной частью генератора – статором, и служит для создания магнитного поля. Якорь представляет собой рамку ACDB изолированного провода, закрепленную на оси, и является ротором. [13]

Как называется неподвижная часть генератора

Укажите отношение кинетической энергии точки, совершающей гармонические колебания, к ее потенциальной энергии для момента времени, когда смещение точк … и равно половине амплитуды. Вкажіть відношення кінетичної енергії точки, яка здійснює гармонічні коливання, до її потенціальної енергії для моменту часу, коли зміщення точки дорівнює половині амплітуди.

1. Материальная точка совершает гармонические колебания с периодом 3,6 с и амплитудой 3 см. Укажите, какой путь (в см) прошла точка за 0,3 с после про … хождения положения равновесия. 2. Материальная точка совершает гармонические колебания с периодом 2 с и амплитудой 3 см. Укажите, какой путь (в см) прошла точка за 0,25 с после прохождения крайнего положения. Помогите, пожалуйста, решить 1. Матеріальна точка здійснює гармонічні коливання з періодом 3,6 с і амплітудою 3 см. Вкажіть, який шлях (в см) пройшла точка за 0,3 с після проходження положення рівноваги. 3

30 баллов!!! Решите задание 4

на изделие площадью 39см² нанесён слой платины толщиной в 1 мкм. сколько атомов платины содержит этот слой. плотность платины 21500кг/м³. атомная масс … а 0,195кг/моль.​

……………………………….. ​

Определите результирующей ток

Что покажет Вольтметр если u=586 sin wt

Решите задачу: R с C Дано: U=220 В; I=5 А; С=200 мкФ; L=0, 142 Гн Найти: R, Xc, S, Q, P, cosф Построить векторную диаграмму.​

статор — это… Что такое статор?

СТАТОР — (англ. stator от лат. sto стою), неподвижная часть электрической машины, выполняющая функции магнитопровода и несущей конструкции. Термин статор употребляют преимущественно по отношению к машинам переменного тока. Статор состоит из сердечника (с… …   Большой Энциклопедический словарь

Статор — электродвигателя 3 x фазного переменного тока Статор (англ. stator, от лат …   Википедия

СТАТОР — СТАТОР, статора, муж. (латин stator, букв. тот, кто стоит) (тех.). Неподвижная часть электрических машин, в противоп. ротору. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

СТАТОР — СТАТОР, а, муж. (спец.). Неподвижная часть электрической машины роторного типа. | прил. статорный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

СТАТОР — (Stator) неподвижная часть электрической машины. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

СТАТОР — неподвижная часть электр. машин. Термин этот применяется гл. обр. к машинам переменного тока. Технический железнодорожный словарь. М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство. Н. Н. Васильев, О. Н. Исаакян, Н. О. Рогинский, Я. Б …   Технический железнодорожный словарь

статор — сущ., кол во синонимов: 1 • статер (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

статор — статор, мн. статоры, род. статоров и в просторечии статора, статоров …   Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

Статор — Сталин торжествует имя …   Словарь сокращений и аббревиатур

СТАТОР — (1) неподвижная часть электрической машины, выполняющая функции магнитопровода и несущей конструкции; (2) неподвижная часть машины или узла роторного типа, напр. С. компрессора, турбины и т. п …   Большая политехническая энциклопедия

статор — а; м. [от лат. stator стоящий неподвижно] Неподвижная (невращающаяся) часть электрических машин (генератора, двигателя и т.п.), состоящая из сердечника и станины. ◁ Статорный, ая, ое. С ое кольцо турбины. С ая обмотка. * * * статор (англ. stator …   Энциклопедический словарь

Анатомия ГЭС | ТГК-1

Силу водного потока человечество научилось использовать сотни лет назад: в средние века река вращала рабочее колесо мельницы, а в XIX столетии появились первые гидростанции, на которых энергия водного потока преобразуется в электрическую.

И хотя каждый из нас представляет себе в общих чертах устройство этих сооружений, редко кому удается заглянуть внутрь.

Гидроагрегат электростанции похож на айсберг – большая часть расположена в воде, а сверху в машинном зале мы видим только своеобразную «масленку» — верхнюю часть работающей машины.

Огромный масштаб основного оборудования, благодаря которому энергия водного потока превращается в электричество, можно оценить только во время большого капитального ремонта — сосредоточения усилий десятков людей.

Капитальный ремонт редко продолжается меньше пары месяцев. Сначала приступают к демонтажу генератора. Он закреплен на массивной крестовине, которая принимает на себя вес всего оборудования.

Под крышкой крестовины находится огромный ротор. Именно здесь рождается электричество: ротор вращается в магнитном поле статора, возникает электродвижущая сила, которая вызывает электрический ток.

Ротор снимают и отправляют на специальную ремонтную площадку, расположенную в машинном зале, для проверки и обслуживания.

Затем происходит выемка рабочего колеса. Этот огромный «вентилятор» принимает на себя всю силу реки.

Под действием напора рабочее колесо вращает вал, на котором закреплен ротор генератора – это и есть принципиальная схема работы ГЭС.

Вес ротора может достигать нескольких десятков тонн, так что без крана при установке ротора не обойтись.

Любая сборка и разборка гидроагрегата – это множество слесарной работы.

Мелочей не бывает: каждый болт должен соответствовать нормативам и допускам. Поэтому на ГЭС есть слесарный участок, где работают, что называется, «на качество».

Кстати, турбины тоже бывают разные. Для рек с небольшим перепадом высот и, соответственно, напоров, применяют поворотно-лопастные турбины (турбины Каплана) – похожие на гребной винт корабля. Как следует из названия, их лопасти могут поворачиваться, что и обеспечивает изменение рабочего диапазона.

Второй распространенный тип – радиально-осевые турбины. Они применяются на реках с высоким напором, позволяют получить больше мощности, но могут работать в более узком диапазоне режимов.

Рабочее колесо весит несколько десятков тонн и может служить десятилетиями. Например, турбина Волховской ГЭС отработала около 90 лет и теперь стала памятником около гидроэлектростанции.

Чтобы ГЭС эффективно работала, мало просто поместить турбину в реку — воду нужно подводить специальным образом – через подводящий канал и спиральную камеру. Это нужно для того, чтобы вода равномерно поступала на лопасти рабочего колеса.

Увидеть спиральную камеру можно только во время строительства гидроэлектростанции, так как она находится в основании ГЭС. Но иногда, во время капитального ремонта, спиральную камеру осушают и туда можно зайти, чтобы провести инспекцию и выполнить регламентные работы.

Здесь есть еще один важный элемент: направляющий аппарат. Это система неподвижных и подвижных лопаток на пути воды к турбине.

Статичные пластины ламининиризируют, то есть «успокаивают» поток, чтобы он не повредил рабочее колесо, а подвижные открывают и закрывают входные окна, тем самым регулируют количество поступающей воды на турбину. Задача управления простая: нужно добиться оптимальных соотношений между открытиями направляющего аппарата и углами разворота лопастей.

Последние два десятилетия круто изменили практику эксплуатации этих потрясающих машин. На смену аналоговым устройствам пришли цифровые компьютерные технологии, которые стали неотъемлемой частью управления электростанцией.

Сегодня многие ГЭС даже могут работать в автономном режиме – один человек отдает команды целому каскаду гидроэлектростанций, и все действия по управлению оборудованием выполняет автоматика. Она же следит за параметрами: как только что-то выходит за рамки допустимых значений, система подает сигнал или включает защиту.

Вся телемеханика и автоматика помещается в нескольких шкафах.

Работа с современным цифровым оснащением предъявляет особые требования к персоналу. Это инженеры с высшим образованием и высочайшей квалификацией. Каждый из них сдал несколько экзаменов, прежде чем получил допуск к работе!

Любая гидроэлектростанция – это комплекс искусственных сооружений, с помощью которых человек надежно установил контроль над стихией реки. Благодаря регулированию на многих реках удалось прекратить разрушительные паводки, а с помощью шлюзов даже обеспечить судоходство.

Многим ГЭС на Северо-Западе России (первенцам ленинского плана электрификации страны) уже 80-90 лет, что зачастую означает, что их проект не предусматривал развития современных технологий. Например, вряд ли отцы-энергетики могли предположить, что по плотинам ГЭС будет перемещаться огромный поток автомобилей.

Именно в таких случаях возникает потребность модернизировать конструкцию. Специфика работы на гидросооружениях заключается в невозможности вывести объект из эксплуатации. Водосброс нельзя «выключить», осушить и спокойно перестроить. Каждое действие должно быть выполнено строго в соответствии с проектом. Демонтаж старых конструкций происходит с хирургической точностью и аккуратностью.

Новые стальные балки смогут выдержать необходимые нагрузки.

Кроме того, обновленный водосброс будет иметь собственный кран для ремонтных работ.

Река несет в себе немало посторонних предметов, которые засоряют сороудерживающие решетки. Сама по себе вода — это агрессивная среда и необходимо постоянно контролировать состояние бетона плотины и подводящего канала. Как тут без водолазов?

В последние годы гидроэнергетики применяют инновационное оборудование: вместо водолазов погружается самый настоящий робот!

Оператор с берега управляет его движением, а камеры в реальном времени передают картинку на терминал.

В считанные минуты можно осмотреть приемные решетки или подводную камеру.

Двигатели на электрическом приводе позволяют маневрировать во всех направлениях и противостоять течению реки. Будущее уже здесь!

Время от времени перед гидроэнергетиками встают вызовы, с которыми не справится никакой робот. Что делать, если на горизонте в верхнем течении реки показался… остров? И он стремительно приближается!

Оказывается, что плавучие острова – это не такое уж редкое явление. В верховьях рек бывают обширные заболоченные участки. Годами на поверхности воды нарастает ковер травы и даже укореняются деревца. В многоводные годы после сильных дождей или таяния снегов уровень воды в реке поднимается, участки болота всплывают и уходят вниз по течению.

Острова бывают довольно обширные, даже со случайными пассажирами: земноводными и мелкими грызунами. Не стоит и говорить, что такие «сюрпризы» доставляют энергетикам немало хлопот.

На помощь приходит штатный катер, который позволяет отвести остров в сторону и приступить к его ликвидации.

За несколько часов труда энергетикам удается разделить его на части. Дальше куски острова нужно направить точно в открытое окно водосброса.

Главная задача гидроэнергетиков – безопасная эксплуатация гидротехнических сооружений и оборудования. Вся эта сложная система работает благодаря трудам выдающихся инженеров прошлого и грамотным инженерам, оперативникам и ремонтникам сегодня.

Когда закончен масштабный ремонт, турбина на месте, а генератор готов запустить поток электронов в сеть, остался один простой тест.

На крышку работающего гидрогенератора нужно поставить монету на ребро – если колоссальная сила реки вращает многотонный ротор с такой легкостью и нежностью, что монета не падает – значит работа выполнена качественно.

Как и принято у энергетиков.

Основные достоинства вентильных реактивных электродвигателей / генераторов

Простая конструкция

Ротор и статор выполнены в виде пакетов листового магнитомягкого материала. На роторе ВРД отсутствуют обмотки и постоянные магниты. Фазные обмотки находятся только на статоре. Для уменьшения трудоемкости катушки обмотки якоря могут изготавливаться отдельно, а затем надеваться на полюсы статора.

Рис. 1. Полюсная катушка статора (25 витков медного провода диаметром 2 мм)

Рис. 2. Листы статора и ротора из магнитомягкого материала (сталь электротехническая 3411-3415 толщиной 0,35 мм)

Высокая ремонтопригодность

Простота обмотки якоря повышает ремонтопригодность ВРД/ВРГ, т.к. для ремонта достаточно сменить вышедшую из строя катушку.

Отсутствие механического коммутатора

Управление электромеханическим преобразователем электропривода/генератора осуществляется с помощью высокоэффективных силовых полупроводниковых элементов — IGBT или MOSFET (HEXFET) транзисторов, надежность которых существенно превышает надежность любых механических деталей, например: коллекторов, щеток, подшипников.

Отсутствие постоянных магнитов

ВРД/ВРГ не содержит постоянных магнитов ни на роторе, ни на статоре, при этом он успешно конкурирует по характеристикам с вентильными электрическими двигателями с постоянными магнитами (ВЭДПМ). В среднем, при одинаковых электрических и весогабаритных характеристиках ВРД/ВРГ имеет в 4 раза меньшую стоимость, значительно большую надежность, более широкий диапазон частот вращения, более широкий диапазон рабочих температур. Конструктивно, по сравнению с ВЭДПМ, ВРД/ВРГ не имеет ограничения по мощности (практически, мощность ВЭДПМ ограничивается пределом около 20-40 кВТ). ВЭДПМ требуют защиты от металлической пыли, боятся перегрева и сильных электромагнитных полей, в случае короткого замыкания обмотки превращаются в самовозгорающуюся систему. Вентильные реактивные электродвигатели/генераторы свободны от всех этих недостатков.

На роторе отсутствует обмотка

Ротор не имеет обмотки и выполнен в виде пакета листового магнитомягкого материала, например из обычной электротехнической стали.

Малое количество меди

На изготовление ВРД/ВРГ требуется в среднем 2-3 раза меньше меди, чем для коллекторного электродвигателя такой же мощности, и в 1,3 раза меньше меди, чем для асинхронного электродвигателя.

Tепловыделение происходит в основном только на статоре, при этом легко обеспечивается герметичная конструкция, воздушное или водяное охлаждение

В рабочем режиме не требуется охлаждение ротора. Для охлаждения ВРД/ВРГ достаточно использовать наружную поверхность статора.

Высокие массогабаритные характеристики

В большинстве случаев ВРД/ВРГ может быть выполнен с полым ротором. Толщина спинки ротора при этом должна быть не менее половины ширины полюса. Подбором количества полюсов статора и ротора могут быть оптимизированы массогабаритные характеристики электродвигателя/генератора, его мощность при заданном моменте и диапазоне частоты вращения.

Низкая трудоемкость

Простота конструкции ВРД/ВРГ снижает трудоемкость его изготовления. В сущности, его можно изготовить даже на не специализирующемся в области электромашиностроения промышленном предприятии. Для серийного производства ВРД/ВРГ требуется обычное механическое оборудование — штампы для изготовления шихтованных сердечников статора и ротора, токарные и фрезерные станки для обработки валов и корпусных деталей. Трудоемкие и сложные в технологическом отношении операции, например изготовление коллектора и щеток коллекторного электродвигателя или заливка клетки ротора асинхронного двигателя, здесь отсутствуют. По предварительным оценкам трудоемкость изготовления ЭМП вентильного реактивного электродвигателя составляет на 70% меньше трудоемкости изготовления коллекторного и на 40% меньше трудоемкости изготовления асинхронного электродвигателя.

Гибкость компоновки

Простота обмотки якоря и отсутствие обмотки и магнитов на роторе обеспечивает ВРД/ВРГ высокую гибкость компоновки. Конструкция электродвигателя/генератора может быть плоской, вытянутой, обращенной, секторной, линейной. Для выпуска целого типоряда электродвигателей/генераторов с различной мощностью можно использовать один и тот же комплект штампов для вырубки ротора и статора, поскольку для увеличения мощности достаточно увеличить соответственно длину набора ротора и статора. Не составляет труда изготовление машины с расположением статора как снаружи ротора, так и наоборот, а также встраивание электроники в корпус машины. Изменение коэффициента электромагнитной редукции позволяет создавать машины для облегченных и, напротив, тяжелых условий работы, включая моментные двигатели. Для привода некоторых рабочих машин выгоднее иметь линейные электродвигатели с возвратно-поступательным перемещением зубцового штока (аналога ротора). В ряде случаев может быть использована давно известная, но неэффективная в случае асинхронного электродвигателя конструкция дугостаторной машины, статор которой охватывает доступную для размещения дугу окружности ротора, в качестве которого может использоваться вал с зубчатым колесом.

На рисунках ниже приведены примеры некоторых возможных конструкций вентильных реактивных электродвигателей/генераторов. Синим цветом выделена подвижная часть электрической машины, зеленым — статор, красным — обмотки, серым — несущая конструкция.

С вращающимся ротором.

Секторные.

дугостаторный с внутренним ротором	дугостаторный моментный

Линейные.

линейный односторонний	линейный 2-, 4-сторонний или с круглым штоком
линейный моментный односторонний	линейный моментный 2-, 4-сторонний или с круглым штоком

Высокая надежность

Простота конструкции обеспечивает ВРД/ВРГ более высокую безотказность, чем безотказность других типов электрических машин. Конструктивная и электрическая независимость фазных обмоток обеспечивает работоспособность ВРД даже в случае полного замыкания полюсной катушки одной из фаз. ВРГ остается работоспособным даже после выхода из строя одной или двух фаз.

Широкий диапазон частот вращения: от единиц до сотен тысяч об/мин

Электромагнитная редукция позволяет создавать малогабаритные «моментные» электродвигатели для приводов роботов, манипуляторов и других низкооборотных механизмов или низкооборотные высокоэффективные генераторы для ветровых или волновых электростанций. В то же время частота вращения быстроходных ВРД/ВРГ может превышать 100000 об/мин.

Высокий КПД в широком диапазоне частот вращения

Практически достижимый КПД вентильного реактивного электродвигателя/генератора мощностью 1 КВт может доходить до 90 % в диапазоне 5-10-кратной перестройки частоты вращения. КПД более мощных электрических машин может достигать 95-98 %.

ВРД часто путают с синхронным реактивным электродвигателем (СРД), обмотки якоря которого питаются синусоидально изменяющимися напряжениями без обратной связи по положению ротора. СРД имеет низкий КПД, который не превышает 50 % для маломощных электродвигателей и до 70 % для мощных электрических машин.

Импульсный характер питания ЭМП обеспечивает удобную стыковку с современной цифровой электроникой

Поскольку ВРД/ВРГ питается (возбуждается) однополярными импульсами, для управления ЭМП требуется простой электронный коммутатор. Управляя скважностью импульсов силовых транзисторов электронного коммутатора можно плавно изменять форму импульсов тока фазных обмоток электродвигателя или генератора.

Электронное управление электрическими и механическими характеристиками, режимом работы

Естественная механическая характеристика ВРД/ВРГ определяется реактивным принципом действия электрической машины и близка к гиперболической форме. Основное свойство такой характеристики — постоянство мощности на валу машины — оказывается чрезвычайно полезным для электроприводов с ограниченной мощностью источника, так как при этом легко реализуется условие его неперегружаемости. Применение замкнутой системы управления с обратными связями по скорости и нагрузке позволяет получить механические характеристики любой заданной формы, включая абсолютно жесткие (астатические), и не ведет к какому либо усложнению системы управления, так как ее процессор обладает большой избыточностью по числу входов и выходов, быстродействию и памяти. Фактически поле доступных механических характеристик непрерывным образом покрывает все четыре квадранта плоскости момент-скорость в пределах области ограничений конкретного электропривода.

Низкая стоимость электромеханического преобразователя

Стоимость ВРД оказывается самой низкой из всех известных конструкций электрических машин. Дорогостоящим в рассматриваемой системе электропривода можно считать электронный преобразователь, который является обязательным элементом всех современных регулируемых электроприводов. Однако, цены на изделия силовой электроники по мере развития масштабов производства имеют устойчивую тенденцию к снижению. Исключение из состава ВРД/ВРГ коммутационных аппаратов, для изготовления которых необходима непрерывно дорожающая медь, также способствует уменьшению стоимости.

Наконец, экономическая эффективность ВРД повышается также в результате существенно меньшего расхода электроэнергии, обусловленного высоким КПД электродвигателя и применением наиболее экономичных стратегий управления в динамических режимах работы.

Волноприбойный генератор

Актуальность

Когда запасы традиционных источников энергии (нефть, газ и уголь) истощаются, а их использование приводит к образованию парникового эффекта на планете, большее количество ученых обращаются к поискам альтернативных способов получения энергии, например, энергии приливной волны. Энергия волн — энергия, которую волны переносят по поверхности воды. Это неисчерпаемый источник, пригодный для получения электричества.
При создании нашей модели мы использовали метод, когда камеры, нижняя часть которых погружена в воду, соединены с катушкой индуктивности на стационарной платформе. Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электрическую.

Цель

Сконструировать, создать и апробировать модель волноприбойного генератора.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Набор электротехнических приборов
• Металлические конструкции
• Магниты

Описание

Волноприбойный генератор — это устройство, которое устанавливается на берегу водоема (океана, моря) и вырабатывает некоторое количество энергии из прибойных волн. Мы создали и апробировали действующую модель.  Сейчас работаем над ее усовершенствованием.

Принцип работы. Механическая энергия преобразуется в электрическую на основе явления электромагнитной индукции. Генератор состоит из двух частей — подвижной и не подвижной. К подвижной части относится волноприбойная платформа, толкающий вал и неодимовый магнит. К неподвижной части относится опора, возвратные пружины, катушка индуктивности и несущий каркас. Когда волна бьет по волноприбойной платформе, она передаёт импульс толкающему валу, с прикрепленным на нем магнитом. Магнит проходит через катушку индуктивности, что и вызывает небольшой электрический импульс. Когда магнит уже прошёл через катушку,  толкательный вал упирается в возвратные пружины, которые в свою очередь и приводят всю подвижную часть в привычное положение.  

Впереди установки стоит общая, секционная пластина из оцинкованной стали. Она выполняет роль платформы, на которую давит накатывающая волна. Платформа может раскрываться на 4 маленьких секции, благодаря подвижным креплениям и гидравлическому приводу. Это необходимо на случай урагана или шторма, чтобы сильными волнами установку не снесло в море и не сломало.  К платформе прикреплён общий  стационарный вал, с другой стороны которого закреплен стационарный редкоземельный неодимовый магнит. Вал передает поступательно-колебательную силу, полученную от волны на магнит. Магнит в свою очередь проходит через втулку, на которой намотано 45 метров тонкого медного провода 0,01 мм. Чтобы вал возвращался в прежнее положение, по бокам от катушки индуктивности прикреплены 3 пружинных амортизатора, которые выталкивают вал из сжатого положения в обычное. В ходе работы с катушки индуктивности выходит однополярное напряжение, которое преобразуется в двухполярное с помощью диодного моста и ещё нескольких компонентов.

Результат работы/выводы

Результат работы позволил оценить КПД волноприбойного генератора и создать более продуктивные модели.

При конструировании опытной модели мы столкнулись с рядом проблем, которые я решил.

1. В катушке индуктивности вырабатывается однополярный ток, которым нельзя эффективно запитывать электрические компоненты. Для этого мной был поставлен один диодный мост, который выпрямляет напряжение в двуполярное.

2. Гидродинамика и оптикаемость установки под водой.

3. В катушке индуктивности появился электрический импульс, магнит должен резко пройти через неё. Это может быть только при сильных волнах. Мой генератор выдаёт пиковое электрическое напряжение в 4,5 Вольт. Это крайне мало, но хватает для наглядной демонстрации работы установки. Подводя итог, я могу сказать, что моя установка далеко не совершенна, и у неё есть свои недостатки, но при доработке эта технология имеет некоторые перспективы.

Мнение автора

“Я считаю, что Курчатовский проект — очень полезный проект  и хорошая помощь ученикам, которым интересно проводить исследования и которые стремятся к чему-то большему. Защищая свой проект я научился выступать публично, что было для меня большой проблемой.

Мнение автора

“Я считаю, что Курчатовский проект — очень полезный проект  и хорошая помощь ученикам, которым интересно проводить исследования и которые стремятся к чему-то большему. Защищая свой проект я научился выступать публично, что было для меня большой проблемой.

Участие в Курчатовском проекте дало мне много нового: я освоил методы научного исследования, получил новые знания в электродинамике, освоил навыки инженерных работ. А главное, я  осознал актуальность современных  экологических проблем. Также  я научился работать с различными приборами измерительными приборами и электротехническими схемами.  Он помогает школьникам создавать научные проекты, это очень интересно! ”

Экспериментальная проверка адекватности математической модели возвратно-поступательного электрического генератора с электромагнитным возбуждением | Менжинский

1. Пинский, Ф. И. Энергоустановки со свободнопоршневыми двигатель-генераторами / Ф. И. Пинский // Мобильная техника. 2004. № 2. С. 13–17.

2. Design of a Hydraulic Free-Piston Engine / P. A. J. Achten [et. al] // SAE Off-Highway Engineering. 2001. February. P. 23–28.

3. Cawthorne, W. R. Optimization of a Brushless Permanent Magnet Linear Alternator for Use with a Linear Internal Combustion Engine / W. R. Cawthorne. West Virginia: Morgantown, 1999. 113 р.

4. Разработка математической модели энергоустановки для автономного образца вооружения на базе возвратно-поступательного электрического генератора полной мощностью до 15 кВА: отчет о НИР № 2073/16 / УО «ВА РБ»; рук. А. Н. Малашин. Минск, 2016. 76 с.

5. Темнов, Э. С. Разработка теоретических основ расчета и конструирования малоразмерных двигатель-генераторных установок как единой динамической системы / Э. С. Темнов. Тула, 2005. 134 с.

6. Костиков, В. Г. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование / В. Г. Костиков, Е. М. Парфенов, Е. М. Шахнов / 2-е изд. М.: Горячая линия – Телеком, 2001. 344 с.

7. Использование возвратно-поступательной схемы электрического генератора для повышения эффективности энергоустановок автономных образцов вооружения / А. Б. Менжинский [и др.] // Вестник Военной академии Республики Беларусь. 2016. Т. 53, № 4. С. 108–114.

8. Cафонов, В. А. Термомеханический двигатель с линейным генератором, работающий по циклу Стирлинга / В. А. Cафонов, И. Л. Белецкий, П. Н. Кузнецов // Авиационнокосмическая техника и технология. 2014. № 4. С. 60–62.

9. Хитерер, М. Я. Синхронные электрические машины возвратно-поступательного движения / М. Я. Хитерер, И. Е. Овчинников. СПб.: КОРОНА принт, 2013. 368 с.

10. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины / А. В. Иванов-Смоленский. М.: Энергия, 1980. 928 с.

11. Балагуров, В. А. Электрические машины с постоянными магнитами / В. А. Балагуров, Ф. Ф. Галтеев, А. Н. Ларионов. М.: Энергия, 1964. 480 с.

Различные части генератора

Генератор — это машина, используемая для преобразования механической энергии в электричество. Генераторы, работающие от источника топлива, такого как масло, бензин, ветер или движущаяся вода, создают электрический ток за счет электромагнитной индукции. Генераторы широко используются в качестве резервных источников питания для заводов и больниц, где предприятие может сразу же настроить их на работу в случае отключения основного питания. Коммерческие генераторы, обычно используемые в жилых домах и на малых предприятиях, обычно имеют размер большого гриля для барбекю и позволяют легко хранить их.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Генераторы преобразуют источник топлива в полезную энергию, которую потребители могут использовать в качестве резервного источника питания. Генераторы содержат двигатель, топливную систему, генератор переменного тока и регулятор напряжения, а также системы охлаждения, выхлопа и смазки.

Двигатель

Каждая машина содержит двигатель, который обычно является частью машины, которая преобразует источник топлива в полезную энергию и позволяет ей двигаться или выполнять свои механические функции.По этой причине двигатели иногда называют первичным двигателем машины. В генераторе двигатель использует источник топлива (бензин, дизельное топливо, природный газ, пропан, биодизель, воду, сточный газ или водород) для создания механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Конструкция каждого генераторного двигателя направлена ​​на создание максимального запаса электрического тока за счет работы на определенном топливе или другом источнике энергии. Некоторые двигатели, обычно используемые в конструкции генераторов, включают поршневые двигатели, паровые двигатели, газотурбинные двигатели и микротурбины.

Топливная система

Генераторы, работающие на топливе, имеют систему, которая накапливает и подает соответствующее топливо в двигатель. В баке хранится достаточно топлива для питания генератора в течение эквивалентного количества часов. Топливопровод соединяет бак с двигателем, а возвратный трубопровод соединяет двигатель с топливным баком для возврата топлива. Топливный насос перемещает топливо из бака по топливопроводу к двигателю. Топливный фильтр фильтрует любой мусор из топлива перед подачей в двигатель.Топливная форсунка распыляет топливо и впрыскивает его непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Генератор и регулятор напряжения

Генератор преобразует механическую энергию, вырабатываемую двигателем, в электрический ток. Генератор состоит из статора и ротора (или якоря). Статор — это неподвижная часть, содержащая набор катушек, проводящих электричество. Ротор движется, создавая вокруг статора постоянно вращающееся электромагнитное поле. Генератор вырабатывает электрическое напряжение.Генератор должен регулировать напряжение для получения постоянного тока, пригодного для практического использования.

Системы охлаждения, выпуска и смазки

Температуру компонентов генератора необходимо регулировать для предотвращения перегрева во время использования. Генераторы могут использовать вентилятор, охлаждающую жидкость или и то, и другое, чтобы контролировать рабочую температуру генератора. Генератор также производит выхлоп, поскольку камера сгорания преобразует топливо. Выхлопные системы удаляют вредные газы, выделяемые генератором во время работы.Генераторы состоят из множества движущихся частей, каждая из которых требует смазки для обеспечения бесперебойной работы. Система смазки хорошо смазывает генератор.

Электрогенератор без движущихся частей

Противоположная полярность Поле электромагнитного потока создается за счет предотвращения магнитного замыкания. Это поле электромагнитного потока имеет разную силу в зависимости от размера и состава магнитов, а также количества протекающего электричества.

ДЛЯ НЕМЕДЛЕННОГО ВЫПУСКА

PRLog (пресс-релиз) — 1 июня 2010 г. —
Теперь существует новая технология производства электроэнергии, в которой используется очень мощное поле электромагнитного потока, создаваемое двумя электромагнитами противоположной полярности, которые не могут достичь замыкания. .Всем известно, что противоположные полюса магнита притягиваются, и многие из нас испытали попытки удерживать два магнита отдельно и испытали силу притяжения противоположной полярности.
Эта технология нового поколения использует силу притяжения противоположной полярности для создания поля магнитного потока, аналогичного полю магнитного потока, используемому в современных технологиях генерации катушек вращательного поля.
Этот новый подход позволяет электронам «прыгать» в высоковольтные медные или стальные провода, сконфигурированные в этом пространстве магнитного поля, когда на электромагниты нет потока энергии.
Вот рабочее изображение: возьмите два электромагнита, которые используются для магнитного подъема 5000 фунтов металлолома или раздавленных транспортных средств. Они, конечно, противоположной полярности и выстроены друг над другом. Один прикреплен к 20-тонному бетонному блоку, а другой прикреплен к крану. Эти два электромагнита создают поле электромагнитного потока с магнитным притяжением 10 000 фунтов. Эта новая технология использует новый способ заставить электроны в этом поле магнитного потока «прыгать» в медную или стальную проволоку, чтобы «генерировать» Мега-ватты электроэнергии.
Используя эту новую технологию без движущихся частей или статического электрического генератора, электромагниты можно масштабировать для выработки большого количества энергии в качестве технологии замены дизель-электрических генераторов, паровых турбин на угле, коксе или ядерном топливе и природном газе. приводные турбины. Эта технология также масштабируется и может быть идеальной для питания автомобилей, грузовиков, кораблей, яхт, тяжелого и горнодобывающего оборудования, а также малых и больших самолетов. Эта новая технология генераторов электроэнергии может стать основой для перехода от топлива на нефтяной основе к полностью электрическим транспортным средствам.

Детали для электрических генераторов

— четкое определение

Электрические генераторы очень важны для различных применений, чтобы обеспечивать электроэнергией удаленные и городские строительные площадки и поддерживать электроэнергию в случае отключения электроэнергии. Мы составили глоссарий генераторных систем, деталей и деталей, чтобы лучше понять, как работают электрические генераторы, и какие типы генераторов и дополнительные инструменты доступны. Вы можете сократить расходы на техническое обслуживание благодаря доступу к экономичным деталям электрического генератора, разработанным в соответствии с действующими стандартами OEM (производитель оригинального оборудования).Наши профессиональные команды и эффективная цепочка поставок означают, что компоненты будут в ваших руках, когда они вам понадобятся, а также помогут вам улучшить полезный жизненный цикл вашего электрогенератора.

Что такое детали электрического генератора?

Электрогенератор — это устройство, используемое для преобразования механической энергии в электрическую. Электрические генераторы вырабатывают электрический ток за счет электромагнитной индукции, используя источник топлива, такой как ветер, бензин, масло или движущаяся вода.Электрогенераторы широко используются в качестве резервных источников энергии для больниц и заводов, где предприятие может использовать их для работы немедленно, если основная энергия отключена.

Что представляют собой детали электрического генератора (Ссылка: wpowerproducts.com )

Коммерческие электрические генераторы обычно имеют размер большого гриля для барбекю и позволяют легко хранить. Обычно они используются жилыми домами и малым бизнесом. Эти генераторы представляют собой комплектные блоки, которые поставляют электроэнергию через определенный двигатель.В двигателе и других различных компонентах используется источник топлива для выработки электроэнергии, пригодной для использования в различных областях.

Двигатель

Двигатель — это рабочая лошадка электрогенератора. Двигатели электрогенератора обычно работают на природном газе или дизельном топливе. Топливо питает двигатель, и во время его работы различные части, включая генератор и аккумуляторную секцию, преобразуют механическую энергию в электричество, используемое для различных устройств.По этой причине двигатели иногда называют основным двигателем машины.

Размер и форма двигателя обычно определяют, сколько электроэнергии производит электрогенератор.

Электрогенераторный двигатель (Ссылка: wpowerproducts.com )

В электрическом генераторе двигатель использует свой источник топлива (например, дизельное топливо, бензин, пропан, природный газ, биодизель, канализационный газ, воду или водород) для преобразовать механическую мощность системы в электричество.Каждая конструкция двигателя электрического генератора направлена ​​на создание максимального источника электрического тока за счет использования определенного топлива или других источников энергии. Некоторые двигатели, обычно используемые при моделировании электрических генераторов, представляют собой газотурбинные двигатели, паровые двигатели, поршневые двигатели и микротурбины.

Они являются источником первичной механической энергии для генератора. Их размер напрямую связан с максимальной выходной мощностью, которую может обеспечить электрогенератор.При выборе движка системы необходимо учитывать различные особенности. Разработчик двигателя должен предоставить технические характеристики и состояние обслуживания устройства.

Электрогенераторные двигатели работают на разных видах топлива. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, тогда как большие работают на жидком пропане, дизельном топливе, природном газе или пропане. Некоторые конкретные двигатели также могут работать на основе двойной комбинации дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме работы.

Кроме того, типы двигателей OHV (двигатели с верхним расположением клапанов) отличаются от других двигателей наличием впускных и выпускных клапанов. Эти клапаны расположены в верхней части цилиндра двигателя.

Топливная система

Электрогенераторы, работающие на топливе, имеют систему, которая сохраняет и подает в двигатель лучшее топливо. Топливная система — это основная секция генератора. Без топлива двигатель не работает. Это означает, что в систему следует залить соответствующее топливо, и в электрогенераторе и на месте должно быть достаточно топлива для возобновления работы системы.

Бак позволяет сэкономить топливо, достаточное для работы системы в течение эквивалентного количества часов. Топливопровод соединяет бак с главным двигателем, а возвратный трубопровод соединяет двигатель с источником топлива для возврата топлива. Топливный насос передает топливо от источника внутри топливопровода к двигателю. Секция фильтра фильтрует любой мусор из топлива перед использованием в двигателе. Топливная форсунка измельчает топливо и отправляет его прямо в камеру сгорания системы.

Рекомендуется выбрать топливную систему и поток топлива перед запуском электрогенератора, чтобы убедиться, что каждая секция работает должным образом, и в топливных трубках нет засоров или перегибов, которые могли бы помешать попаданию дизельного топлива или природного газа. система.Популярные виды топлива для электрогенераторов содержат природный газ, дизельное топливо и пропан.

Емкость топливных баков обычно достаточна для использования в электрогенераторах в среднем в течение 6-8 часов. В случае небольших секций электрогенератора источником топлива является часть основания салазок. Для коммерческого использования потребуется установка дополнительного топливного бака. Общие свойства топливной системы включают:

• Соединение трубопровода от двигателя к топливному баку: линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная трубка направляет топливо от двигателя в бак.
• Вентиляционная линия топливного бака: у источника топлива есть вентиляционная линия, чтобы избежать повышения давления или вакуума при заправке и дренаже системы.
• Переливной патрубок от топливного бака к сливной трубе: это необходимо для предотвращения перелива во время процесса заправки источника.
• Топливный насос: он может перекачивать топливо из основного бака в другие баки. Топливный насос нормально работает от электричества.
• Топливный фильтр или водоотделитель топлива: он может отделять воду и посторонние предметы от основного топлива для защиты других частей электрогенератора от загрязнения и коррозии.
• Топливная форсунка: она может распылять основное топливо и направлять необходимое количество топлива в камеру сгорания системы.

Генератор и сторона электрогенератора

Генератор — одна из наиболее важных частей деталей электрогенератора, которая преобразует механическую энергию, производимую двигателем, в электрическую мощность. Генератор представлен как «Genhead», составляя часть электрического генератора, который генерирует электрическую мощность за счет механической энергии, обеспечиваемой двигателем.Генератор крепится ремнем к коленчатому валу двигателя.

Генератор включает в себя ротор (или якорь) и статор. Ротор движется, создавая фиксированный вращающийся электромагнитный выход вокруг статора. Ротор работает как движущийся компонент, который генерирует вращающийся магнитный выход за счет 1) постоянных магнитов, 2) использования возбудителя и 3) индукции. Ротор создает движущуюся магнитную среду вокруг статора, которая содержит разницу напряжений между обмотками статора.Это генерирует выходной ток в электрическом генераторе.

Статор представляет собой неподвижную секцию, включающую набор катушек, направляющих электричество. Генератор вырабатывает электрическое напряжение. Электрогенератор должен регулировать напряжение для создания фиксированного тока, подходящего для практического применения. Когда двигатель вращается, он вращает ремень, который вращает вал ротора. Ротор — это, по сути, магнит, и область, близкая к магниту, вводится как проводник.Эти части электрического генератора работают вместе, чтобы производить электричество в форме тока.

При проектировании генератора переменного тока необходимо учитывать следующие особенности:

• Металл против пластикового корпуса: в то время как цельнометаллические модели обеспечивают стабильность генератора, пластиковые корпуса со временем деформируются и привести к поломке скользящих частей генератора. Он быстро изнашивается и опасен для пользователя.
• Игольчатые подшипники vs.Шариковые подшипники: шариковые подшипники более подходят и служат дольше.
• Бесщеточная конструкция: Генератор, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания, а также генерирует более чистую мощность.

Системы охлаждения, выпуска и смазки

Температура деталей электрического генератора требует особого регулирования, чтобы избежать перегрева во время работы. В электрических генераторах может использоваться охлаждающая жидкость, вентилятор или и то, и другое для контроля температуры системы во время работы.Электрический генератор также производит выхлоп, поскольку камера сгорания сжигает топливо. Выхлопные системы устраняют опасные газы, выделяемые системой во время работы. Электрогенераторы включают в себя несколько движущихся частей, каждая из которых нуждается в смазке для обеспечения бесперебойной работы. Системы смазки хорошо смазывают все детали электрогенератора.

Панель управления

Панель управления электрогенератором основана на пользовательском интерфейсе. Это позволяет оператору системы управлять различными частями электрогенератора и настраивать их по мере необходимости.Эти основные элементы управления — это значение напряжения, создаваемого электрическим генератором, основной ток и частота на выходе. Управление системой поддерживается различными дисплеями и датчиками, а настройки электрического генератора настраиваются с помощью ряда переключателей и кнопок.

Зарядное устройство для аккумулятора

Как и другие машины, электрический генератор сначала запускается от аккумулятора. Поскольку эту батарею необходимо заряжать, в систему также входит зарядное устройство, которое восстанавливает батарею во время работы системы.

Регулятор напряжения

Генератор электрического генератора создает ток в качестве основного выхода. Этот ток не подходит для восстановления аккумуляторной части или работы другого оборудования. Вместо этого требуется постоянный ток. Регулятор напряжения определяет напряжение тока и преобразует его из альтернативного типа в постоянный.

Основная рама / рама Электрогенераторная рама (Код: wpowerproducts.com )

Подставка или основная рама — это корпус деталей электрогенератора, в котором находятся все детали и компоненты. Салазки можно сделать так, чтобы электрический генератор мог располагаться на бетонной площадке или земле, или он может быть присоединен к прицепу для простой транспортировки системы. Это также может гарантировать, что детали электрогенератора правильно заземлены, что важно для работы скважины и безопасности частей электрогенератора.

Система смазки

Поскольку электрические генераторы содержат определенные движущиеся части, они должны иметь секцию смазки.Смазочная часть гарантирует, что скользящие части не будут вызывать чрезмерного трения и перегрева, что может привести к отказу системы.

Принадлежности к электрогенератору Детали

Электрогенераторы состоят из нескольких отдельных секций и компонентов и могут использоваться в сочетании с рядом принадлежностей. Вот некоторые из них:

Блоки нагрузки Блок нагрузки электрического генератора (Ссылка: wpowerproducts.com )

Блоки нагрузки используются для газовых и дизельных систем.Они созданы, чтобы помочь проверить различные источники питания на пригодность для работы и электрическую мощность перед подключением системы к реальной нагрузке. Они также могут помочь электрогенераторам во время процесса сгорания, чтобы гарантировать, что все топливо будет израсходовано.

Автоматические переключатели

Автоматические переключатели повышают уровень безопасности электрогенераторов. Эти переключатели поставляют энергию для других секций, обеспечивая отдельную точку подключения для системы.Когда передаточный переключатель работает, другие части электрического генератора могут быть прикреплены к передаточному переключателю, а не непосредственно к генератору. Автоматические переключатели передачи позволяют электрическому генератору автоматически включиться в работу при выходе из строя основного источника энергии. Система выключится сама по себе, когда снова будет подана энергия.

Радиаторы Радиатор электрогенератора (Ссылка: wpowerproducts.com )

Радиаторы поддерживают работу системы в приемлемых температурных пределах, чтобы избежать перегрева.

Прицеп

Установка на прицепе больших и малых электрогенераторов упрощает транспортировку системы и подходит для мобильных проектов и приложений с различными требованиями к питанию.

Корпус

Кожухи могут защитить электрогенератор от внешних воздействий. Кожухи электрогенераторов улучшают защиту от атмосферных воздействий и снижают звуковое загрязнение. Всепогодные типы полностью водонепроницаемы, чтобы избежать повреждения водой и опасных условий, которые могут возникнуть при попадании воды в электрическое устройство.Типы звукоизоляции подходят для населенных пунктов, где шум электрогенератора не является благоприятным. Внутренний кожух дает больше места для ремонта и обслуживания электрогенератора внутри.

Из каких частей состоит генератор? Компоненты и их назначение

Генераторы

чрезвычайно важны для различных отраслей промышленности, поскольку они обеспечивают электроэнергией удаленные и городские строительные площадки и обеспечивают электроэнергией в случае отключения электроэнергии. Чтобы лучше понять, как работают генераторы, а также какие типы генераторов и дополнительное оборудование доступны, мы составили глоссарий деталей, систем и компонентов генераторов.

Ищете запчасти для генератора? У нас есть тысячи запасных частей, готовых к отправке

Новые излишки, восстановленные и бывшие в употреблении детали для дизельных и газовых двигателей.

Комплектующие для Caterpillar и других крупных производителей.

Обзор деталей

Генераторы

Генераторы представляют собой комплектные блоки, вырабатывающие электроэнергию через двигатель. Двигатель и различные компоненты превращают источник топлива в полезную электроэнергию для большого количества применений.

Двигатель

Двигатель — это рабочая лошадка генератора. Двигатели генераторов обычно работают на дизельном или природном газе. Топливо вращает двигатель, и по мере того, как двигатель вращается, различные компоненты, включая генератор и аккумуляторную систему, превращают эту механическую энергию в электричество, используемое для вашего оборудования. Размер двигателя обычно определяет, сколько электроэнергии производит генератор.

Дизельный двигатель Caterpillar.

Сторона генератора / генератора

Генератор в генераторе — это то, что превращает механическую энергию в электричество. Генератор соединен ремнем с коленчатым валом двигателя. Когда двигатель вращается, он перемещает ремень, который вращает вал ротора. Ротор — это, по сути, магнит, а область вокруг магнита — проводник, который называется статором. Эти компоненты работают вместе, создавая электричество в виде переменного тока (A / C).

Топливная система

Топливная система — жизненно важный компонент генератора. Без топлива двигатель не сможет работать. Это означает, что в генератор необходимо залить правильное топливо, а внутри генератора и на месте должно быть достаточно топлива, чтобы генератор работал. Перед запуском генератора рекомендуется проверить топливную систему и поток топлива, чтобы убедиться, что все его детали работают должным образом, и в топливных линиях нет перегибов или засоров, которые могут препятствовать попаданию природного газа или дизельного топлива в двигатель.

Популярные виды топлива для генераторов включают дизельное топливо, природный газ и пропан.

Панель управления

Панель управления генератора — это пользовательский интерфейс. Это позволяет оператору генератора контролировать различные системы генератора и настраивать их по мере необходимости. Эти элементы управления включают количество напряжения, производимого генератором, электрический ток и частоту этого тока. Мониторинг системы обеспечивается различными датчиками и дисплеями, а настройки генератора регулируются с помощью ряда кнопок и / или переключателей.

Зарядное устройство

Как и ваш автомобиль, генератор сначала запускается с помощью аккумулятора. Поскольку эта батарея должна быть заряжена, генератор также будет содержать зарядное устройство, которое заряжает батарею во время работы генератора.

Регулятор напряжения

Генератор переменного тока вырабатывает переменный ток. Это не тот ток, который нужен для зарядки аккумуляторной системы хранения или работы различного оборудования. Вместо этого необходим постоянный ток (D / C).Регулятор напряжения контролирует напряжение тока и изменяет его с переменного тока на постоянный ток.

Основная рама / рама

Основная рама или салазок — это корпус генератора, который удерживает на нем все части и компоненты. Основная рама или салазки могут быть спроектированы так, чтобы генератор мог располагаться на земле или бетонной площадке, или он может быть установлен на прицеп для облегчения транспортировки системы. Это также помогает гарантировать, что генератор должным образом заземлен или заземлен, что важно для эксплуатации имущества и безопасности системы.

Блок генератора для тяжелых условий эксплуатации.

Система смазки

Поскольку генераторы содержат движущиеся части, они должны иметь систему смазки. Система смазки помогает гарантировать, что движущиеся части не создают чрезмерного трения и перегрева, которые могут вызвать блокировку системы.

Дизель-генераторная установка

Дизель-генераторные установки — это законченные генераторные системы, предназначенные для работы на дизельном топливе, что отлично подходит для удаленных мест.Дизель-генераторы надежны, требуют минимального обслуживания и работают эффективно, но при сгорании выделяют вредные газы. В последние годы правила, регулирующие выбросы, ужесточились, но достижения в области технологий означают, что дизельное топливо можно сжигать чище, чем раньше.

Газогенераторная установка

Генераторы природного газа предназначены для работы с природным газом, что отлично подходит для рабочих и строительных площадок, расположенных рядом с линиями природного газа, поскольку их можно просто подключить к существующим линиям.Сами по себе газовые установки дешевле, чем их дизельные аналоги, но, в зависимости от существующих линий подачи, установка газа может значительно увеличить стоимость. Поскольку они собирают газ из существующих трубопроводов, хранение топлива не представляет проблемы. Природный газ также горит чище, чем дизельное топливо.

Переносные генераторные установки

Переносные генераторные установки устанавливаются на трейлеры для облегчения транспортировки на различные объекты и обратно. Размеры этих генераторов варьируются от небольших блоков мощностью 8 кВт до генераторов мощностью 2500+ кВт.Переносные генераторы могут работать как на природном газе, так и на дизельном топливе.

Судовые генераторные установки

Судовые генераторные установки

специально созданы для использования вокруг водоемов, которые могут находиться в открытом море и при непредсказуемых погодных условиях. Они разработаны специально для использования на лодках и морских нефтяных вышках. Все эти генераторы соответствуют строгим требованиям для использования на море.

Двигатели

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели предназначены для использования в дизельных генераторах.Сам двигатель похож на двигатель, предназначенный для генераторов природного газа, но немного проще. Основное отличие заключается в системе зажигания и компонентах.

В дизельном двигателе воздух сжимается поршнем внутри цилиндра, в результате чего воздух нагревается (до температуры не менее 1000 градусов по Фаренгейту). Дизельный туман попадает в цилиндр через систему впрыска топлива, и, поскольку воздух внутри очень горячий, дизельное топливо мгновенно воспламеняется, что помогает вращать вал двигателя.

Двигатели, работающие на природном газе

В двигателях, работающих на природном газе, используется другая и более сложная система зажигания по сравнению с дизельными двигателями. Здесь топливо и природный газ впрыскиваются и сжимаются вместе, что делает смесь воздуха и газа взрывоопасной. Затем свечи зажигания воспламеняют топливную смесь, чтобы повернуть коленчатый вал.

Судовые двигатели

Судовые двигатели

приводят в действие судовые генераторы и обычно работают на дизельном или бензиновом топливе, поэтому системы зажигания будут различаться в зависимости от источника топлива.Судовые двигатели также предназначены для работы в морских условиях. Например, детали покрыты коррозионно-стойкими материалами, чтобы выдерживать более влажные условия.

Запчасти и аксессуары

Генераторы

состоят из ряда отдельных частей и компонентов и могут использоваться вместе с рядом принадлежностей. Некоторые из них включают:

Загрузочные банки

Блоки нагрузки

рекомендуются для дизельных и газогенераторных систем. Они предназначены для помощи в проверке различных источников питания на надежность работы и электрического тока перед подключением генератора к реальной нагрузке.Они также могут помочь дизельным генераторам в процессе сгорания, чтобы обеспечить сгорание всего топлива.

Грузовой блок на прицепе от Simplex.

Автоматические переключатели

Автоматические переключатели повышают безопасность генераторов. Эти переключатели помогают заземлять генератор и подавать питание на оборудование, обеспечивая единую точку подключения для генератора. Когда передаточный переключатель находится в работе, оборудование и здания можно подключить к безобрывному переключателю, а не напрямую к генератору.Автоматические переключатели передачи позволяют генератору запускаться автоматически при выходе из строя основного источника питания. При возобновлении подачи электроэнергии генератор отключится сам по себе.

Радиаторы

Радиаторы

помогают поддерживать работу генератора в рекомендуемых тепловых пределах, чтобы предотвратить перегрев.

Вентилятор и радиатор генератора, необходимые для отвода тепла от охлаждающей жидкости двигателя.

Прицеп

Монтаж малых и больших генераторов на прицепе упрощает транспортировку генератора и полезен для мобильных проектов (например.г. строительство дорог или метро) и работы с несколькими потребностями в электроэнергии.

Корпус

Корпуса

могут помочь защитить ваш генератор от непогоды. Корпуса генераторов обеспечивают защиту от атмосферных воздействий и шумоподавление. Всепогодные корпуса полностью водонепроницаемы, чтобы предотвратить повреждение водой и опасные ситуации, которые могут возникнуть при попадании воды в электрическую систему. Звукоизолирующие кожухи отлично подходят для населенных пунктов, где шум генератора нежелателен.

Встроенный кожух генератора дает больше места для обслуживания и ремонта генератора внутри.

Worldwide Power Products — лидер на рынке оборудования для производства электроэнергии. У нас есть большой инвентарь всех деталей и принадлежностей генераторов, о которых вы только что узнали, а также обширную коллекцию проверенных и испытанных новых и бывших в употреблении генераторных установок.

9 Компоненты генератора

Генератор состоит из 9 основных компонентов, каждый из которых выполняет свою функцию.

1. Двигатель : источник входной механической энергии для генератора. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может выдать генератор. При оценке двигателя вашего генератора необходимо учитывать несколько факторов. Изготовитель технических характеристик двигателя и графиков технического обслуживания.
   • Тип используемого топлива — двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном состоянии) или природный газ.Меньшие двигатели обычно работают на бензине, в то время как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двойной подаче дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме.
   • Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) в сравнении с двигателями без OHV — двигатели с верхним расположением клапанов отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не на блоке цилиндров. OHV

2. Генератор : известен как «Genhead», составляя часть генератора, которая вырабатывает электрическую мощность из механического входа, подаваемого двигателем.Он содержит набор неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество.
   • Статор — Стационарный компонент, который содержит набор электрических проводников, намотанных в катушках над железной рудой.
   • Ротор / Якорь — Движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле посредством 1) индукции, 2) постоянных магнитов, 3) использования возбудителя.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмотками этого статора.Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.

При оценке генератора переменного тока необходимо учитывать следующие факторы:

• • a) Металлический корпус по сравнению с пластиковым корпусом — цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора. Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к обнажению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и опасно для пользователя.
  • Шариковые подшипники против игольчатых подшипников — шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.
  • Бесщеточная конструкция — генератор, в котором не используются щетки, требует меньшего технического обслуживания, а также производит более чистую мощность.

3. Топливная система — Топливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем в течение 6-8 часов. В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью основания генератора. Для коммерческого использования может потребоваться монтаж и установка внешнего топливного бака. Общие характеристики топливной системы включают:
   • Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю — линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо от двигателя в бак.
   • Вентиляционная труба для топливного бака — топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и слива бака.
   • Подключение перелива от топливного бака к сливной трубе — это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака вызывал разлив жидкости в генераторную установку.
   • Топливный насос — перекачивает топливо из основного накопительного бака в дневной. Топливный насос обычно работает от электричества.
   • Водоотделитель топлива / топливный фильтр — отделяет воду и посторонние предметы от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.
   • Топливная форсунка — распыляет жидкое топливо и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.
4. Регулятор напряжения — Регулирует выходное напряжение генератора. Механизм описан, поскольку каждый компонент регулирует выходное напряжение генератора.Механизм описан ниже для каждого компонента, который участвует в циклическом процессе регулирования напряжения.
   • Регулятор напряжения: преобразует переменное напряжение в постоянный ток.
   • Обмотки возбудителя: преобразует постоянный ток в переменный.
   • Вращающиеся выпрямители: преобразует переменный ток в постоянный.
   • Ротор / Якорь: преобразует постоянный ток в переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности.По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, ровно столько, чтобы поддерживать выходную мощность генератора на полном рабочем уровне.

5. Системы охлаждения и выхлопа — продолжительное использование генератора приводит к нагреву его различных компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода выделяемого тепла.
   • Пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях. Водород можно использовать в качестве хладагента для обмоток статора больших генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Для обычных применений, как жилых, так и промышленных, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генераторе и работают как основная система охлаждения.

Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости в генераторе.Систему охлаждения и насос неочищенной воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать на открытом и вентилируемом месте с достаточным притоком свежего воздуха.

Выхлопная система — выхлопные газы, выделяемые генератором, такие же, как выхлопные газы любого другого дизельного или бензинового двигателя, и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов.

6. Система смазки — Поскольку генератор состоит из движущихся частей двигателя, ему требуется смазка для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе. Уровень смазочного масла следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять отсутствие утечек смазки и менять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.
7. Зарядное устройство для аккумулятора — Генератор запускается от батареи.Зарядное устройство поддерживает заряд аккумуляторной батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если напряжение холостого хода очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным. Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением напряжения холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов.Зарядное устройство аккумулятора имеет изолированный выход постоянного напряжения, который не мешает нормальному функционированию генератора.
   • Панель управления — пользовательский интерфейс генератора, содержащий положения для электрических розеток и органов управления. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из основных характеристик:
   • Электрический запуск и останов. Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор во время отключения электроэнергии, контролируют работу генератора и автоматически выключают агрегат, когда он больше не нужен.
   • Датчики двигателя — различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы, постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет встроить отключение генератора при любом из них превышают соответствующие пороговые уровни.
   Датчики генератора
   • — на панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока, напряжения и рабочей частоты.
   • Другие элементы управления — переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.
8. Панель управления
   Это пользовательский интерфейс генератора, содержащий положения для электрических розеток и органов управления. В следующей статье представлены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.
   • Электрический запуск и выключение — Панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически выключают агрегат, когда он больше не нужен.
   • Манометры двигателя — различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет автоматически отключать генератор, когда любой из них превышает соответствующие пороговые уровни.
   Датчики генератора
   • — На панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.
   • Другие элементы управления — переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.
9. Основная сборка / рама — Все генераторы, переносные или стационарные, имеют индивидуальные корпуса, которые обеспечивают структурную опору основания. Рама также позволяет заземлить генератор в целях безопасности.

Генератор-генератор переменного тока: Генератор-генератор переменного тока: что это такое и как он работает

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

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

Генератор-генератор переменного тока состоит из подвижных и неподвижных компонентов, заключенных в защитный кожух. Стационарная часть генератора переменного тока, также известная как «статор», представляет собой набор проводов или электрических проводников, намотанных катушками на железном сердечнике. Ротор, также известный как якорь, представляет собой подвижную часть генератора переменного тока, которая создает вращающееся магнитное поле тремя различными способами.

1. Индукция — этот механизм есть в больших генераторах.Вы также знаете их под названием «бесщеточные генераторы».
2. Постоянные магниты — Небольшие генераторные установки имеют постоянные магниты, которые создают постоянное магнитное поле. Ротор преобразует это стационарное магнитное поле во вращающееся магнитное поле, что приводит к выработке переменного тока.
3. Использование возбудителя — будучи небольшим источником постоянного тока (DC), возбудитель использует набор контактных колец и щеток для возбуждения ротора.

Принцип работы генератора-генератора
Электрогенераторы и генераторы переменного тока следуют правилу правой руки Флеминга.Правило правой руки Флеминга определяет направление движения проводника, магнитное поле и индуцированный ток. Согласно этому правилу, если вы поместите большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, и если большой палец представляет направление движения проводника, то указательный палец представляет направление магнитного поля и средний палец показывает направление электрического тока.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами генераторов и получите бесплатные расценки

(Единый пункт назначения для MSME, ET RISE предоставляет новости, обзоры и анализ по GST, экспорту, финансированию, политике и управлению малым бизнесом.)

Загрузите приложение The Economic Times News, чтобы получать ежедневные обновления рынка и новости бизнеса в реальном времени.

Как работают генераторы и динамо-машины

Как работают генераторы и динамо-машины — объясните это Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 10 августа 2020 г.

Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго. В современных домах в основном используется электричество. и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили.Электричество очень удобно. Вы можете производить его самыми разными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн. Вы можете сделать это в в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите. И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя. Что делает электрический возможная мощность — и действительно практичная — это превосходный электромагнитный устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя. работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество.Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!

Фото: Дизельный электрогенератор середины 20 века, сделанный в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова. Любезно предоставлены фотографиями в Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество — начать с того, что его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите запустить что-нибудь электрические, от тостера или зубную щетку MP3-плеер или телевидение, вам необходимо обеспечить его постоянным запасом электроэнергии.Откуда ты это возьмешь? Есть основной закон физики называется сохранение энергии, которое объясняет, как можно получить энергия — и как вы не можете. Согласно этому закону существует фиксированный количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем с этим сделать. Плохая новость в том, что мы не можем создавать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать из одной формы в другую.

Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно. Вы будете использовать энергию преобразуется из какой-либо другой формы в необходимую вам электрическую энергию. Обычно это происходит на электростанции. на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него через кабель.Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он проходит от вашего телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо. В этих экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя высокая температура). Откуда бы ни пришла ваша энергия, она почти наверняка будет превратился в электричество с помощью генератора.Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

Рекламные ссылки

Как мы можем производить электричество?

Фото: Типичный электрогенератор. Он может производить до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы читали нашу подробную статью о электродвигатели, вы уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор — это просто электродвигатель, работающий в обратном направлении.Если ты не прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать на — но вот краткое изложение в любом случае.

Электродвигатель — это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный на железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится временный магнит с электрическим приводом — другими словами, электромагнит — и создает вокруг себя магнитное поле. Этот временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться.Немного продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из электрическая зубная щетка к электричке.

Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает наоборот, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри.Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали противоположный? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад? То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель. ось вокруг. Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество через провод — по сути, вы производите электричество. Так что держи поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите электричества достаточно для подзарядки аккумулятора.По сути, вот как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Изображение: такой простой генератор вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное). Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он будет генерировать односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону.Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, — это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

Возьмите кусок провода и подключите его к амперметру (то, что измеряет ток) и поместите его между полюсами магнита. Теперь резко проведите проволокой сквозь невидимое магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе электрогенератора, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. (прочитать краткая биография или длинная биография).Если вы переместите провод в противоположном направлении, вы создадите ток, который течет в обратном направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же).Недостаточно просто поднести провод к магниту: для выработки электричества провод должен пройти мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив тот или иной из них на колесо. Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.

А теперь самое интересное.Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и располагаете так, чтобы она постоянно вращалась, как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда — вниз. Когда он движется вверх, электричество будет течь в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в обратном направлении. Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток).Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток — так как же им управлять?

Генераторы постоянного тока

Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается. Как двигатель постоянного тока, Генератор постоянного тока использует коммутатор. Звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока.Как мы видели выше, простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора — нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая создание постоянного тока.

Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока. В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный.В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходная мощность просто поднимается, опускается и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на диаграмме справа.

Генераторы переменного тока

Что, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор, который представляет собой просто генератор переменного тока.Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, в которых для создания вращающегося магнитного поля используются электромагниты, а не постоянные магниты, поэтому существуют генераторы, которые работают за счет индукции аналогичным образом.

Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от двигателей транспортных средств. В автомобилях используются генераторы, приводимые в движение их бензиновые двигатели, которые заряжают свои аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные схемы).

Генераторы в реальном мире

Фотография: Генератор переменного тока — это генератор, который вырабатывает переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя подвесной моторной лодки. Фото Есении Росас любезно предоставлено ВМС США.

Производство электричества звучит просто — и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий. для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной. фары, работающие от колес: вам нужно немного крутить педали, чтобы фары светились — и это просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания пара лампочек.Динамо — это просто очень маленькое электричество генератор. Напротив, на реальных электростанциях гигантские генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами. Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от турбина. Энергия, питающая турбину, поступает от топлива.И топливо — уголь или нефть — изначально поступало с заводов, работающих на энергия Солнца. Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

Какую мощность вырабатывает генератор?

Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем большую мощность он производит. Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:

Тип	Мощность (Вт)
Велосипед динамо	3
Генератор USB с ручным приводом	20
Ветряная микро турбина	500
Малый дизельный генератор	5000 (5 кВт)
Ветряная турбина	2 000 000 (2 МВт)

Переносные генераторы

Фото: Переносной электрогенератор, работающий от дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

В большинстве случаев мы принимаем электричество как должное. Мы включаем фонари, телевизоры или стиральные машины, не переставая думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. Но что, если вы работаете на улице, в глуши, и нет источник электричества, который вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электродрель?

Одна из возможностей — использовать аккумуляторные инструменты с перезаряжаемые батарейки. Другой вариант — использовать пневматические инструменты, такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант — использовать портативный электрогенератор. Это просто небольшой бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит, дожигая бензин, он толкает поршень взад и вперед, поворачивая генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для производите практически любое напряжение, которое вам нужно, в любом месте, где оно вам нужно.В виде пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится газа, и у вас кончится электричество!

Artwork: Генераторные технологии быстро развивались в 19 веке. Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовывать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082 переиздание 8 141 Эдварда Уэстона, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по смежным темам:

Видео

• Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень ясно показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
• Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалированный провод, магниты, картон и т. Д.).
• Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность генератора электроэнергии). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

Статьи

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

.