Устройство генератора переменного тока кратко: Генератор переменного тока — Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

Содержание

Генератор переменного тока - Генератор переменного тока состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь и вращающейся части — ротор или индуктор

В 1832-м году неизвестным изобретателем был создан первый однофазный синхронный многополюсный генератор переменного тока. Но в самых первых электронных устройствах применялся только постоянный ток, в то время как переменный ток долгое время не мог найти своего практического применения. Тем не менее, вскоре выяснили, что намного практичнее использовать не постоянный, а переменный ток, то есть тот ток, который периодически меняет свое значение и направление. Преимущества переменного тока, состоят в том, что его удобнее вырабатывать при помощи электростанций, генераторы переменного тока экономичнее и проще в обслуживании, чем аналоги, работающие на постоянном токе. Поэтому были собраны надежные электрические двигатели переменного тока, которые сразу нашли свое широкое применение в промышленных и бытовых сферах. Надо отметить, что благодаря существованию переменного тока, его особенным физическим явлениям, смогли появиться такие изобретения, как радио, магнитофон и прочая автоматика и электротехника, без которой сложно представить современную жизнь.

Устройство генератора переменного тока

Генератор переменного тока – это устройство, которые преобразует механическую энергию, в электрическую.

Состоит он из неподвижной части, которая называется статор или якорь (см. рисунок) и вращающейся части — ротор или индуктор. В генераторе переменного тока ротор - это электромагнит, который обеспечивает магнитное поле, которое передается на статор. На внутренней поверхности статора есть осевые впадины, так называемые пазы, в которых расположена обмотка переменного тока (проводник). Статор генератора изготавливается из 0.35 мм спрессованных стальных листов, которые изолированы покрытой лаком пленкой. Эти листы устанавливаются в станине устройства. Ротор крепится внутри статора и вращается посредством двигателя. Вал – одна из деталей, для передачи крутящего момента под действием расположенных на нём опор. На общем валу с генератором, располагается так называемый возбудитель постоянного тока, который питает постоянным током обмотки ротора. Аккумулятор в генераторе переменного тока выполняет функции стартерной батареи, которая имеет свойство накапливать и хранить электроэнергию при нехватке в отсутствии работы двигателя и при нехватке мощности, которую развивает генератор.

Применение генераторов переменного тока в жизни

В течении последних лет, популярность использования электростанций и генераторов переменного тока значительно возросла. Используются они как в промышленных, так и в бытовых сферах. Промышленные генераторы являются наилучшим вариантом для использования на производстве, в больницах, школах, магазинах, офисах, бизнес центрах, а так же на строительных площадках, значительно упрощая строительство в тех зонах, где электрификация полностью отсутствует. Бытовые генераторы, более практичные, компактные и идеально подходят для использования в коттедже и загородном доме. Генераторы переменного тока широко применяются в различных областях и сферах благодаря тому, что могут решить множество важных проблем, которые связаны с нестабильной работой электричества или полным его отсутствием.

Обслуживание

Практически любая дизельная электростанция в независимости от ее мощности и производителя имеет 2 главные составляющие. Это генератор переменного тока и двигатель внутреннего сгорания. Так как поддерживать данные узлы необходимо в рабочем исправном состоянии, в ходе их эксплуатации нужен определенный перечень обязательных работ по их техническому обслуживанию. К сожалению, подавляющее большинство владельцев считает, что можно ограничиться лишь своевременной заменой масла и фильтра, при этом «техническое обслуживание» можно провести и самостоятельно. Но результатом этого зачастую становится полный отказ работы устройства. В результате чего, не сложно сделать вывод, что проще и дешевле, доверить оборудование профессионалам, которые благодаря знаниям и огромному опыту, смогут увеличить срок службы ДГУ и сократить расходы при аварийных ситуациях.


Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

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

  • Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
  • Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

  • Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

  • Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
  • Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
  • Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
  • Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

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

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

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

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

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

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

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

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

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

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

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

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

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

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

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

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

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

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

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

  • Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
  • Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

  • Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
  • Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
  • Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
  • Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

  • Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
  • Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
  • В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
  • Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

  • Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

  1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
  2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
  3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
  4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
  5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
  6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
  7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

  • Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.
  1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
  2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

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

Тут можно выделить 4 типа:

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

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

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

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

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

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

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

Принципиальная схема автомобильного генератора

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

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

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

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

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

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

Генераторы тока: переменного и постоянного

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

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков. Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель - именно так работает генератор тока.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин - генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

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

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

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

В чем конструктивная разница между генераторами

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

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

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

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

Особенности конструкции генератора переменного тока

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


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

Асинхронным машинам характерны:

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

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

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

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


К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

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

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

Принцип работы генератора переменного тока

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

Основные достоинства генераторов переменного тока

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

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

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

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

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

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

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

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


Генератор переменного тока. Трансформатор

На одном из прошлых уроков мы с вами знакомились с переменным электрическим током и его свойствами. Мы узнали, что основная часть электроэнергии в мире вырабатывается с помощью электромеханических индукционных генераторов переменного тока, создающими синусоидальное напряжение.

Индукционным генератором переменного тока называется устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию переменного тока.

Напомним, что основными частями индукционного генератора переменного тока являются:

индуктор — это постоянный магнит или электромагнит, который создаёт магнитное поле;

якорь — это обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС;

и колле́ктор — контактные кольца и скользящие по ним контактные пластины (щётки), с помощью которых ток снимается или подводится к вращающимся частям.

Вращающаяся часть индукционного генератора называется ротором, а неподвижная статором.

Как вы знаете, электрический ток вырабатывается на различного рода электростанциях. А выработанная на них электроэнергия передаётся потребителю с помощью линий электропередач (сокращённо ЛЭП). Вроде бы всё просто, но тут есть несколько нюансов. Дело в том, что потребители электричества есть повсюду. А вот производится она в сравнительно немногих местах и, как правило, близко к источникам топливо- и гидроресурсов. Помимо этого электроэнергию невозможно законсервировать в огромных масштабах, поэтому она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому существует необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния. Однако при передаче электроэнергии неизбежны потери энергии, так как ток, проходя по проводам линии, нагревает их. Энергия тока, идущая на нагревание проводов линии передачи, является потерянной энергией.

Чтобы передача электрической энергии была экономически выгодной, необходимо потери на нагревание проводов сделать возможно малыми. Но как это осуществить? Закон Джоуля — Ленца указывает на два различных пути решения этой проблемы. Один путь — уменьшить сопротивление проводов линии передачи. Это можно сделать, взяв провода с большим сечением. Выясним на примере осуществимо ли это практически.

Пусть на электростанции установлен генератор постоянного тока мощностью 200 кВт, создающий напряжение 120 В. Требуется передать вырабатываемую генератором энергию на расстояние 10 км от станции. Какого сечения нужно взять медные провода, чтобы потери в линии передачи не превышали 10 % от передаваемой мощности?

Практически это значит, что такой способ передачи энергии невозможен.

Другой путь, ведущий к уменьшению потерь энергии в линии передачи, заключается в уменьшении тока в линии передачи. Но при данной мощности уменьшение тока возможно лишь при увеличении напряжения. Пусть теперь та же мощность в 200 кВт передаётся при напряжении 12 кВ. Тогда сила тока в линии электропередач составит примерно 16,67 А (то есть в сто раз меньше, чем в предыдущем случае). Так как величина тока уменьшилась в сто раз, то при тех же потерях мощности в ЛЭП сопротивление линии передачи увеличится в 1002 раз, то есть в 10 000. А вот сечение проводов в 10 000 раз уменьшиться и станет равным 4,86 мм2. Значит и вес меди, идущей на изготовление провода, уменьшится в те же 10 000 раз. Следовательно, передача энергии станет практически возможной.

Таким образом, при передаче электроэнергии на большие расстояния необходимо пользоваться высоким напряжением. При этом чем длиннее линия передачи, тем более высокое напряжение в ней используется/

Поэтому при передаче энергии на большие расстояния приходится повышать напряжение тока, получаемого от генераторов, что осуществляется при помощи трансформаторов.

Трансформатор — это устройство, служащее для преобразования силы и напряжения переменного тока при неизменной частоте.

Днём рождения трансформатора переменного тока считается 30 ноября 1876 года — это дата получения патента Павлом Николаевичем Яблочковым на устройство, предназначенное для питания изобретённых им же электрических свечей — нового в то время источника света.

В основе работы любого трансформатора лежит явление электромагнитной индукции. Рассмотрим схему простейшего трансформатора. Итак, он состоит из двух изолированных катушек (обмоток) с разным числом витков в них. Обмотки находятся на сердечнике, который состоит из отдельных стальных пластин, собранных в замкнутую раму той или иной формы.

Приложим к концам левой обмотки, которую мы будем называть первичной, переменное напряжение (от сети или генератора). По обмотке пойдёт переменный ток, который намагнитит сталь сердечника, создав в нём переменный магнитный поток. По мере нарастания тока будет расти и магнитный поток в сердечнике, изменение которого возбудит в витках катушки ЭДС самоиндукции, мгновенное значение которой равно первой производной магнитного потока через поверхность, ограниченную одним витком, по времени:

Переменный магнитный поток, возникающий в сердечнике трансформатора, пронизывает и витки вторичной обмотки, возбуждая в каждом из них такую же по величине ЭДС индукции, что и в каждом витке первичной обмотки.

Если первичная обмотка имеет N1 витков, а вторичная — N2 витков, то в обмотках индуцируются (без учёта потерь на рассеивание магнитного потока) соответственно электродвижущие силы «ЭДС один» и «ЭДС два»:

Разделив почленно первое уравнение на второе, получим, что возникающие в катушках ЭДС индукции (самоиндукции) пропорциональны числу витков в них:

Обычно активное сопротивление обмоток катушек очень мало и им часто пренебрегают. Поэтому приложенное к концам первичной обмотки напряжение можно считать примерно равным возникающей в ней ЭДС самоиндукции, взятой с обратным знаком:

Если цепь вторичной обмотки трансформатора разомкнута (это так называемый холостой ход трансформатора), то тока в ней нет, и напряжение на зажимах вторичной обмотки, равно индуцированной в ней ЭДС взятой с обратным знаком:

Мгновенные значения обеих ЭДС изменяются синфазно (то есть одновременно достигают максимумов и минимумов). Поэтому их значения можно заменить отношением действующих значений ЭДС или, учитывая предыдущие равенства, отношением действующих значений напряжений:

Величину К, равную отношению числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке, называют коэффициентом трансформации.

В том случае, когда нужно повысить напряжение, вторичная обмотка устраивается с большим числом витков (это повышающий трансформатор):

 В случае же, когда надо понизить напряжение, вторичная обмотка трансформатора берётся с меньшим числом витков (это понижающий трансформатор):

Пока вторичная обмотка разомкнута, трансформатор работает вхолостую. При холостом ходе он потребляет небольшую энергию, так как ток, намагничивающий стальной сердечник вследствие большой индуктивности катушки, очень мал. Передача энергии из первичной цепи во вторичную при холостом ходе отсутствует.

Нагрузим наш трансформатор, замкнув через нагрузку цепь его вторичной обмотки (это так называемый рабочий ход трансформатора). В этом случае происходит непрерывная передача энергии из первичной обмотки трансформатора в его вторичную обмотку. При этом мощность, выделяемая в первичной цепи и выделяемая на нагрузке, будут определяться уравнениями, представленными на экране:

Напомним, что здесь cos φ определяет коэффициент мощности переменного тока. Зная мощности тока в первичной и вторичной цепи трансформатора, можно найти коэффициент полезного действия последнего:

Согласно закону сохранения и превращения энергии, мощность тока во вторичной цепи должна бы быть равна мощности в первичной цепи:

В действительности же это равенство не соблюдается, так как при работе трансформатора имеются потери на нагревание обмоток трансформатора, на вихревые токи в сердечнике и на перемагничивание сердечника; однако потери эти невелики и сдвиги фаз между колебаниями силы тока и напряжения близки к нулю.

Поэтому трансформатор принадлежит к числу наиболее совершенных преобразователей энергии. А их коэффициент полезного действия достигает девяноста девяти процентов (99 %).

Иногда потерями в трансформаторе можно пренебречь и считать его КПД равным 100 %. Тогда из равенства мощностей первичной и вторичной цепи следует, что нагрузочные токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора обратно пропорциональны приложенным к ним напряжениям:

Это означает, что, повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).

Для закрепления материала, решим с вами такую задачу. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 350 витков, включён в сеть с напряжением 220 В. Ко вторичной обмотке трансформатора, имеющей 155 витков, включён потребитель сопротивлением 80 Ом. Какова сила тока во вторичной цепи, если падение напряжения на потребителе равно 70 В? Чему равно сопротивление вторичной катушки?

В заключение отметим, что напряжение, вырабатываемое генераторами на различных электростанциях, обычно не превышает 20 кВ. В то время, как мы показали ранее, для оптимальной передачи электричества на большие расстояния требуется напряжение в несколько сотен киловольт. Поэтому ток с электростанции сначала подаётся на расположенную неподалёку повышающую трансформаторную подстанцию, а затем — в линии электропередач. Но поскольку очень высокое напряжение не может быть предложено потребителю, то в конце линии его подают поочерёдно на несколько трансформаторных подстанций, понижающих напряжение до 380 В или 220 В. И лишь потом электроэнергию получают жилые дома и предприятия.

Автомобильный генератор – устройство и принцип работы генератора двигателя автомобиля

к списку всех статей
Автомобильный генератор
– это источник электроэнергии и неотъемлемая часть устройства автомобиля. Принцип действия электрогенератора состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. Генератор автомобиля является основной частью генераторной установки, которая также включает в себя регулятор напряжения.
Исправные автогенераторы осуществляют бесперебойную подачу тока, который необходим для работы большинства автомобильных компонентов-электропотребителей: системы зажигания, бортового компьютера и других. Одновременно с этим автомобильный генератор поддерживает заряд аккумуляторной батареи. Состояние и мощность генератора напрямую влияют на надежность автомобиля и его и эксплуатационные характеристики.

Устройство и принцип работы генератора
Автомобильный генератор работает по принципу преобразования механической энергии в электрическую: вращение коленчатого вала двигателя генератор преобразует в электрический ток.Это происходит благодаря явлению электромагнитной индукции, т.е. возникновению переменного электрического напряжения при изменении магнитного потока, протекающего сквозь замкнутый контур. В случае с автогенератором таким контуром выступает статор с медной обмоткой, внутри которого вращается ротор, представляющий собой магнит или совокупность магнитов.
Таким образом, основные элементы автогенератора – это статор, ротор и регулятор напряжения. В конструкции также присутствуют корпус из двух крышек, шкив для передачи энергии от двигателя посредством ремня генератора, диоды-выпрямители для преобразования переменного тока в постоянный,щеточный узел и другие вспомогательные элементы.
Статор -статичный элемент генератора, состоящий из замкнутого железного магнитопровода с пазами, внутри которых находится медная обмотка. Именно эта обмотка накапливает мощность автогенератора при вращении ротора.Ротор же представляет собой стальной вал с обмоткой возбуждения, в которой образуется магнитный поток, и двумя стальными втулками, которые подводят поток к обмотке статора.
При повороте ключа в замке зажигания к обмотке возбуждения подводится ток, который обеспечивает первоначальное возбуждение и приводит к образованию электромагнитного поля.Ротор вращается, получив привод от коленчатого вала двигателя с помощью ремня генератора, вращающего шкив. При вращении ротора магнитный поток в катушке попеременно меняет свое направление, так как напротив катушек оказываются то южный, то северный полюсы ротора. Вследствие этого внутри катушки возникает переменное напряжение, частота которого напрямую зависит от частоты вращения ротора и количества пар полюсов. Переменное напряжение с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, которое и подается к бортовой сети автомобиля.

Рекомендации по эксплуатации автогенератора

1. Устанавливая в свой автомобиль АКБ, или запуская двигатель от другого источника, убедитесь в том, что соблюдаете правильную полярность. В противном случае выйдет из строя выпрямитель автогенератора и возникнет угроза возгорания.
2. Необходимо отслеживать состояние электропроводки и состоянием контактов проводов, которые подходят к генератору автомобиля и регулятору напряжения. Слабый контакт может привести к образованию избыточного напряжения.
3. Стоит также следить за состоянием ремня генератора, так как в случае слабого натяжения генератор работает менее эффективно, в случае слишком тугого натяжения возможно разрушение подшипников.
4. Рекомендуем доверить установку генератора профессионалам из СТО во избежание возникновения непредвиденных проблем

Не упускайте важные события

к списку всех статей

Устройство генератора переменного тока кратко

Содержание статьи

  • Принцип действия генератора переменного тока
  • Как выбрать генератор
  • Как возбудить генератор

Устройство генератора переменного тока

На практике используется несколько видов генераторов. Но каждый из них включает в себя одни и те же составные элементы. К ним относятся магнит, который создает соответствующее поле, и специальная проволочная обмотка, где создается электродвижущая сила (ЭДС). В простейшей модели генератора роль обмотки выполняет рамка, способная вращаться вокруг горизонтальной или вертикальной оси. Амплитуда ЭДС пропорциональна количеству витков, имеющихся на обмотке, и размаху колебаний магнитного потока.

Чтобы получить значительный по силе магнитный поток, в генераторах используют особую систему. Она состоит из пары стальных сердечников. Обмотки, которые создают переменное магнитное поле, помещают в пазы первого из них. Те витки, которые индуцируют ЭДС, укладывают в пазы второго сердечника.

Внутренний сердечник называют ротором. Он вращается вокруг оси вместе с имеющейся на нем обмоткой. Тот сердечник, который остается без движения, выполняет функцию статора. Чтобы сделать поток магнитной индукции наиболее сильным, а потери энергии минимальными, расстояние между статором и ротором стараются сделать как можно меньше.

По какому принципу работает генератор

Электродвижущая сила возникает в обмотках статора сразу после появления электрического поля, для которого характерны вихревые образования. Эти процессы порождаются изменением магнитного потока, которое наблюдается при ускоренном вращении ротора.

Ток от ротора подается в электрическую цепь при помощи контактов, имеющих вид элементов скольжения. Чтобы сделать это было легче, к концам обмотки присоединяют кольца, называемые контактными. К кольцам прижимаются неподвижные щетки, через которые и осуществляется связь между электрической цепью и обмоткой движущегося ротора.

В витках обмотки магнита, где создается магнитное поле, ток имеет сравнительно небольшую силу, если сравнивать его с тем током, который генератор отдает внешней цепи. По этой причине уже конструкторы первых генераторов решили отводить ток от обмоток, расположенных статично, а слабый ток к вращающемуся магниту подавать через контакты, обеспечивающие скольжение. В генераторах малой мощности поле создает магнит постоянного типа, который способен вращаться. Такая конструкция позволяет упростить всю систему и вовсе не использовать кольца и щетки.

Современный промышленный генератор электрического тока представляет собой массивное и громоздкое сооружение, которое состоит из металлических конструкций, изоляторов и медных жил. Размеры устройства могут составлять несколько метров. Но даже для такого солидного сооружения очень важно выдержать точные габариты деталей и зазоры между подвижными частями электрической машины.

Электрическим генератором называется машина или установка, предназначенная для преобразования энергии неэлектрической — в электрическую: механической — в электрическую, химической — в электрическую, тепловой — в электрическую и т. д. Сегодня в основном, произнося слово «генератор», мы имеем ввиду преобразователь механической энергии – в электрическую.

Это может быть дизельный или бензиновый переносной генератор, генератор атомной электростанции, автомобильный генератор, самодельный генератор из асинхронного электродвигателя, или тихоходный генератор для маломощного ветряка. В конце статьи мы рассмотрим в качестве примера два наиболее распространенных генератора, но сначала поговорим о принципах их работы.

Так или иначе, с физической точки зрения принцип работы каждого из механических генераторов — один и тот же: явление электромагнитной индукции, когда при пересечении линиями магнитного поля проводника – в этом проводнике возникает ЭДС индукции. Источниками силы, приводящей к взаимному перемещению проводника и магнитного поля, могут быть различные процессы, однако в результате от генератора всегда нужно получить ЭДС и ток для питания нагрузки.

Принцип работы электрического генератора — Закон Фарадея

Принцип работы электрического генератора был открыт в далеком 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем. Позже этот принцип назвали законом Фарадея. Он заключается в том, что при пересечении проводником перпендикулярно магнитного поля, на концах этого проводника возникает разность потенциалов.

Первый генератор был построен самим Фарадеем согласно открытому им принципу, это был «диск Фарадея» – униполярный генератор, в котором медный диск вращался между полюсами подковообразного магнита. Устройство давало значительный ток при незначительном напряжении.

Позже было установлено, что отдельные изолированные проводники в генераторах проявляют себя гораздо эффективнее с практической точки зрения, чем сплошной проводящий диск. И в современных генераторах применяются теперь именно проволочные обмотки статора (в простейшем демонстрационном случае — виток из проволоки).

Генератор переменного тока

В подавляющем своем большинстве современные генераторы — это синхронные генераторы переменного тока. У них на статоре располагается якорная обмотка, от которой и отводится генерируемая электрическая энергия. На роторе располагается обмотка возбуждения, на которую через пару контактных колец подается постоянный ток, чтобы получить вращающееся магнитное поле от вращающегося ротора.

За счет явления электромагнитной индукции, при вращении ротора от внешнего привода (например от ДВС), его магнитный поток пересекает поочередно каждую из фаз обмотки статора, и таким образом наводит в них ЭДС.

Чаще всего фаз три, они смещены физически на якоре друг относительно друга на 120 градусов, так получается трехфазный синусоидальный ток. Фазы можно соединить по схеме «звезда» либо «треугольник», чтобы получить стандартное сетевое напряжение.

Частота синусоидальной ЭДС f пропорциональна частоте вращения ротора: f = np/60, где — p – число пар магнитных плюсов ротора, n – количество оборотов ротора в минуту. Обычно максимальная скорость вращения ротора — 3000 оборотов в минуту. Если подключить к обмоткам статора такого синхронного генератора трехфазный выпрямитель, то получится генератор постоянного тока (так работают, кстати, все автомобильные генераторы).

Трехмашинный синхронный генератор

Конечно, у классического синхронного генератора есть один серьезный минус — на роторе располагаются контактные кольца и щетки, прилегающие к ним. Щетки искрят и изнашиваются из-за трения и электрической эрозии. Во взрывоопасной среде это не допустимо. Поэтому в авиации и в дизель-генераторах более распространены бесконтактные синхронные генераторы, в частности — трехмашинные.

У трехмашинных устройств в одном корпусе установлены три машины: предвозбудитель, возбудитель и генератор — на общем валу. Предвозбудитель — это синхронный генератор, он возбуждается от постоянных магнитов на валу, генерируемое им напряжение подается на обмотку статора возбудителя.

Статор возбудителя действует на обмотку на роторе, соединенную с закрепленным на ней трехфазным выпрямителем, от которого и питается основная обмотка возбуждения генератора. Генератор генерирует в своем статоре ток.

Газовые, дизельные и бензиновые переносные генераторы

Сегодня очень распространены в домашних хозяйствах дизельные, газовые и бензиновые генераторы, которые в качестве приводных двигателей используют ДВС — двигатель внутреннего сгорания, передающий механическое вращение на ротор генератора.

У генераторов на жидком топливе имеются топливные баки, газовым генераторам — необходимо подавать топливо через трубопровод, чтобы затем газ был подан в карбюратор, где превратится в составную часть топливной смеси.

Во всех случаях топливная смесь сжигается в поршневой системе, приводя во вращение коленвал. Это похоже на работу автомобильного двигателя. Коленвал вращает ротор бесконтактного синхронного генератора (альтернатора).

Лучшие инверторные генераторы домашних электростанций имеют встроенный аккумулятор для компенсации перепадов и систему двойного преобразования, у таких устройств переменное напряжение получается более стабилизированным.

Автомобильные генераторы

Еще один пример генератора переменного тока — самый распространенный в мире вид генератора – автомобильный генератор. Данный генератор традиционно содержит обмотку возбуждения с контактными кольцами на роторе и трехфазную обмотку статора с выпрямителем.

Встроенный электронный регулятор удерживает напряжение в допустимых для автомобильного аккумулятора пределах. Автомобильный генератор — высокооборотный генератор, его обороты могут достигать 9000 в минуту.

Хотя изначально ток получается переменным (полюсные наконечники ротора поочередно и в разной полярности пересекают своими магнитными потоками три фазы обмотки статора), затем он выпрямляется диодами и превращается в постоянный, пригодный для зарядки аккумулятора.

Необычные конструкции электрических генераторов:

Генератор переменного тока — это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока путем вращения проволочной катушки в магнитном поле. Большинство генераторов переменного тока используют вращающееся магнитное поле.

В последнее время широкое распространение получили генераторы переменного тока, выгодно отличающиеся от генераторов постоянного тока своими габаритными размерами и способностью вырабатывать ток заряда при меньшей частоте вращения коленчатого вала двигателя. Они имеют повышенную надежность.

Генераторы переменного тока используют на гусеничных и колесных машинах (например, на КамАЗ-4310 и КЗКТ-7428). По своей конструкции генераторы переменного тока отличаются от коллекторных генераторов постоянного тока. У них почти вдвое меньше масса и втрое — расход меди. Благодаря более раннему началу отдачи зарядного тока (с момента приведения во вращение вала двигателя на режиме холостого хода) такие генераторы имеют существенно лучшие зарядные свойства по сравнению с генераторами постоянного тока.

Генератор переменного тока представляет собой трехфазную синхронную электромашину с электромагнитным возбуждением и выпрямителем. Генератор работает совместно с регулятором напряжения, обеспечивающим поддержание в электросети машины (с определенным допуском) требуемого постоянного напряжения.

Рис. Схема генератора переменного тока:
1 — ротор; 2 — статор; 3, 9 — шарикоподшипники; 4 — шкив привода; 5 — вентилятор; 6, 10 — крышки; 7 — выпрямитель; 8 — контактные кольца; 11 — щеткодержатель; 12 — обмотка возбуждения; 13 — винты крепления фазовых обмоток статора к выпрямителю; 14 — винт «массы»

Принцип действия генератора переменного тока

Конструкции электрических генераторов переменного тока различны, но принцип их действия одинаков. Рассмотрим один из таких генераторов.

Статор 2 генератора с трехфазной обмоткой выполнен в виде отдельных катушек, в витках которых при вращении ротора 1 индуцируется переменное напряжение. В каждой фазе имеется по шесть катушек, соединенных последовательно. Обмотка возбуждения 12 выполнена в виде катушки и помещена на стальной втулке клювообразных полюсов ротора, обмотки которого питаются постоянным током от аккумуляторной батареи или выпрямителя 7, устанавливаемого на выходе генератора. В крышке 10 имеются вентиляционные окна, через которые циркулирует охлаждающий поток воздуха. Моноблок-радиатор способствует охлаждению выпрямителя, собранного из кремниевых вентилей (диодов) с допустимой температурой нагрева 150 °С.

Интересным компоновочным решением конструкции генератора переменного тока является генераторная установка магистральных автопоездов МАЗ. Она состоит из генератора и интегрального регулятора напряжения (ИРН). Номинальное вырабатываемое напряжение установки 28 В, номинальная мощность 800 Вт. Регулятор вмонтирован в основание щеткодержателя генератора. В крышку генератора также вмонтирован выпрямительный блок БПВ 4-45. Регулятор состоит из резисторов, конденсаторов, стабилитронов, транзисторов и других элементов. Он снабжен переключателем сезонной регулировки («летняя» и «зимняя»). Элементы ИРН смонтированы на малогабаритной керамической плате, закрытой специальной крышкой и залитой герметиком, что делает конструкцию неразборной и неремонтируемой.

Автомобильный генератор - как работает, из чего состоит и устройство

Генератор - основной источник электроэнергии машины. Расскажем подробно как работает, из чего состоит и его устройство внутри. Информация подойдет для начинающих и опытных автолюбителей.

Как работает

При пуске двигателя автомобиля основным потребителем электроэнергии является стартер, сила тока достигает сотен ампер, что вызывает значительное падение напряжения аккумулятора. В этом режиме потребители питаются только от аккумулятора, который интенсивно разряжается. Сразу после пуска двигателя генератор становится основным источником электроснабжения. Генератор авто является источником постоянной подзарядки аккумуляторной батареи во время работы двигателя. Если он не будет работать, аккумулятор быстро разрядиться. Он обеспечивает требуемый ток для заряда АКБ и работы электроприборов. После подзарядки аккумулятора, генератор снижает зарядный ток и работает в штатном режиме.

При включении мощных потребителей (например, обогревателя заднего стекла, фар) и малых оборотов двигателя суммарный потребляемый ток может быть больше, чем способен отдать генератор. В этом случае нагрузка ляжет на аккумулятор, и он начнет разряжаться.

Привод и крепление

Привод осуществляется от шкива коленчатого вала ременной передачей. Чем больше диаметр шкива на коленчатом валу и меньше диаметр шкива, тем выше обороты генератора, соответственно, он способен отдать потребителям больший ток. На современных машинах привод осуществляется поликлиновым ремнем. Благодаря большей гибкости он позволяет устанавливать на генераторе шкив малого диаметра и, следовательно, получать высокие передаточные отношения. Натяжение поликлинового ремня осуществляется натяжными роликами при неподвижном генераторе.

Устройство и из чего состоит

Любой генератор автомобиля содержит статор с обмоткой, зажатый между двумя крышками — передней, со стороны привода, и задней, со стороны контактных колец. Генераторы крепятся в передней части двигателя болтами на специальных кронштейнах. Крепежные лапы и натяжная проушина находятся на крышках. Крышки, отлитые из алюминиевых сплавов, имеют вентиляционные окна, через которые воздух продувается вентилятором. Генераторы традиционной конструкции снабжены вентиляционными окнами только в торцевой части, а "компактной" конструкции - еще на цилиндрической части над лобовыми сторонами обмотки статора. На крышке со стороны контактных колец крепятся щеточный узел, который объединен с регулятором напряжения, и выпрямительный узел. Крышки обычно стянуты между собой тремя или четырьмя винтами, причем статор оказывается зажат между крышками, посадочные поверхности которых охватывают статор по наружной поверхности.

Статор генератора

1 - сердечник, 2 - обмотка, 3 - пазовый клин, 4 - паз, 5 - вывод для соединения с выпрямителем

Статор набирается из стальных листов толщиной 0.8...1 мм, но чаще выполняется навивкой "на ребро". При выполнении пакета статора навивкой ярмо статора над пазами обычно имеет выступы, по которым при навивке фиксируется положение слоев друг относительно друга. Эти выступы улучшают охлаждение статора за счет более развитой наружной поверхности.

Необходимость экономии металла привела к созданию конструкции пакета статора, набранного из отдельных подковообразных сегментов. Скрепление между собой отдельных листов пакета статора в монолитную конструкцию осуществляется сваркой или заклепками. Практически все генераторы автомобилей массовых выпусков имеют 36 пазов, в которых располагается обмотка статора. Пазы изолированы пленочной изоляцией или напылением эпоксидного компаунда.

Ротор генератора

а - в сборе; б - полюсная система в разобранном виде; 1,3- полюсные половины; 2 - обмотка возбуждения; 4 - контактные кольца; 5 - вал

Особенностью автомобильных генераторов является вид полюсной системы ротора. Она содержит две полюсные половины с выступами — полюсами клювообразной формы по шесть на каждой половине. Полюсные половины выполняются штамповкой и могут иметь выступы. В случае отсутствия выступов при напрессовке на вал между полюсными половинами устанавливается втулка с обмоткой возбуждения, намотанной на каркас, при этом намотка осуществляется после установки втулки внутрь каркаса.

Валы роторов выполняются из мягкой автоматной стали. Но при применении роликового подшипника, ролики которого работают непосредственно по концу вала со стороны контактных колец, вал выполняется из легированной стали, а цапфа вала закаливается. На конце вала, снабженном резьбой, прорезается паз под шпонку для крепления шкива.

Во многих современных конструкциях шпонка отсутствует. В этом случае торцевая часть вала имеет углубление или выступ под ключ в виде шестигранника. Это позволяет удерживать вал от поворота при затяжке гайки крепления шкива, или при разборке генератора, когда необходимо снять шкив и вентилятор.

Щеточный узел

Это конструкция, в которой размещаются щетки т.е. скользящие контакты. В автомобильных генераторах применяются щетки двух типов — меднографитные и электрографитные. Последние имеют повышенное падение напряжения в контакте с кольцом по сравнению с меднографитными. Они обеспечивают значительно меньший износ контактных колец. Щетки прижимаются к кольцам усилием пружин.

Выпрямительные узлы

Применяются двух типов. Это пластины-теплоотводы, в которые запрессовываются диоды силового выпрямителя или конструкции с сильно развитым оребрением и диоды припаиваются к теплоотводам. Диоды дополнительного выпрямителя имеют обычно пластмассовый корпус цилиндрической формы или в виде горошины или выполняются в виде отдельного герметизированного блока, включение в схему которого осуществляется шинками.

Наиболее опасным является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с "массой" и выводом "+" генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением, т.к. при этом происходит короткое замыкание по цепи аккумуляторной батареи и возможен пожар.


Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Подшипниковые узлы

Это радиальные шариковые подшипники с одноразовой закладкой пластичной смазки на весь срок службы и одно или двухсторонними уплотнениями, встроенными в подшипник. Роликовые подшипники применяются только со стороны контактных колец и достаточно редко, в основном, американскими фирмами. Посадка шариковых подшипников на вал со стороны контактных колец - обычно плотная, со стороны привода - скользящая, в посадочное место крышки наоборот - со стороны контактных колец - скользящая, со стороны привода - плотная. Охлаждение генератора авто осуществляется одним или двумя вентиляторами, закрепленными на его валу. При этом у традиционной конструкции генераторов воздух засасывается центробежным вентилятором в крышку со стороны контактных колец. У генераторов, имеющих щеточный узел, регулятор напряжения и выпрямитель вне внутренней полости и защищенных кожухом, воздух засасывается через прорези этого кожуха, направляющие воздух в наиболее нагретые места - к выпрямителю и регулятору напряжения.
Система охлаждения: а - устройства обычной конструкции; б - для повышенной температуры в подкапотном пространстве; в - устройства компактной конструкции. Стрелками показано направление воздушных потоков На автомобилях с плотной компоновкой подкапотного пространства применяют генераторы со специальным кожухом, через который в него поступает холодный забортный воздух. У генераторов "компактной" конструкции охлаждающий воздух забирается со стороны как задней, так и передней крышек.

Для чего нужен регулятор напряжения

Регуляторы поддерживают напряжение генератора в определенных пределах для оптимальной работы электроприборов, включенных в бортовую сеть автомобиля. Генераторы оснащаются полупроводниковыми электронными регуляторами напряжения, встроенными внутрь корпуса. Схемы их исполнения и конструктивное оформление могут различаться, но принцип работы одинаков.

Регуляторы напряжения обладают свойством термокомпенсации - изменения напряжения, подводимого к аккумуляторной батарее, в зависимости от температуры воздуха в подкапотном пространстве для оптимального заряда АКБ. Чем ниже температура воздуха, тем большее напряжение должно подводиться к батарее и наоборот. Величина термокомпенсации достигает до 0,01 В на 1°С. Некоторые модели выносных регуляторов имеют ручные переключатели уровня напряжения (зима/лето).

Определение: Генератор | Информация об открытой энергии

Генератор, вырабатывающий переменный ток за счет вращения ротора. [1]

Определение Википедии

Генератор переменного тока - это электрический генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую в виде переменного тока. Из соображений стоимости и простоты в большинстве генераторов используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Иногда используется линейный генератор переменного тока или вращающийся якорь со стационарным магнитным полем.В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в действие автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания. Генератор, в котором в качестве магнитного поля используется постоянный магнит, называется магнето. Генераторы на электростанциях с приводом от паровых турбин называются турбогенераторами. Большие трехфазные генераторы переменного тока на 50 или 60 Гц на электростанциях вырабатывают большую часть мировой электроэнергии, которая распределяется по электрическим сетям.Генератор переменного тока - это электрический генератор, преобразующий механическую энергию в электрическую в виде переменного тока. Из соображений стоимости и простоты в большинстве генераторов используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Иногда используется линейный генератор переменного тока или вращающийся якорь со стационарным магнитным полем. В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в действие автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания.Генератор также называется синхронным генератором, поскольку он работает с синхронной скоростью. Генератор, в котором в качестве магнитного поля используется постоянный магнит, называется магнето. Генераторы на электростанциях с приводом от паровых турбин называются турбогенераторами. Большие трехфазные генераторы переменного тока на 50 или 60 Гц на электростанциях вырабатывают большую часть мировой электроэнергии, которая распределяется по электрическим сетям. Генератор переменного тока - это электрический генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию в виде переменного тока.Из соображений стоимости и простоты в большинстве генераторов используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Иногда используется линейный генератор переменного тока или вращающийся якорь со стационарным магнитным полем. В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в действие автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания. Генератор также называется синхронным генератором, поскольку он работает с синхронной скоростью. <если вы удалите это снова, я приложу свой ботинок к вашей заднице> Генератор, который использует постоянный магнит для своего магнитного поля, называется магнето.Генераторы на электростанциях с приводом от паровых турбин называются турбогенераторами. Большие трехфазные генераторы переменного тока на 50 или 60 Гц на электростанциях вырабатывают большую часть мировой электроэнергии, которая распределяется по электрическим сетям. Генератор переменного тока - это электрический генератор, который преобразует механическую энергию в электрическую энергию в виде переменного тока. Из соображений стоимости и простоты в большинстве генераторов используется вращающееся магнитное поле со стационарным якорем. Иногда используется линейный генератор переменного тока или вращающийся якорь со стационарным магнитным полем.В принципе, любой электрический генератор переменного тока можно назвать генератором переменного тока, но обычно этот термин относится к небольшим вращающимся машинам, приводимым в действие автомобильными и другими двигателями внутреннего сгорания. Генератор также называется синхронным генератором, поскольку он работает с синхронной скоростью. Генератор, в котором в качестве магнитного поля используется постоянный магнит, называется магнето. Генераторы на электростанциях с приводом от паровых турбин называются турбогенераторами. Большие трехфазные генераторы переменного тока на 50 или 60 Гц на электростанциях вырабатывают большую часть мировой электроэнергии, которая распределяется по электрическим сетям.
Связанные термины
Электрогенератор, переменный ток, энергия, переменный ток, турбина, биоэнергетика
Список литературы
  1. ↑ http://www1.eere.energy.gov/site_administration/glossary.html

Автомобильный генератор переменного тока - Инженерное мышление

Узнайте, как работает генератор. Это устройство является неотъемлемой частью электрической системы каждого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Итак, что он делает и как работает.В этой статье мы рассмотрим типичный автомобильный генератор переменного тока, чтобы понять, как он работает, основные части, а также почему и где мы их используем.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть руководство YouTube.

Что такое генератор

Генератор выглядит примерно так. Мы находим генератор в моторном отсеке автомобиля.

Генератор

Вал генератора соединен с двигателем через ремень и шкив. Когда двигатель работает, вал генератора переменного тока вынужден вращаться, это вращение генерирует электричество.

Объяснение генератора переменного тока

Генератор вырабатывает электричество переменного или переменного тока, поэтому его называют генератором переменного тока. С электричеством переменного тока ток электронов постоянно течет вперед и назад. Это тот же тип электричества, который вы найдете в розетках в ваших домах, но напряжение в ваших домах намного выше.

Однако все электрические компоненты в автомобиле используют другой тип электричества, известный как постоянный или постоянный ток.В этом типе электричества электроны движутся только в одном направлении, это то же самое, что и электричество, которое вы получаете от батареи.

Выпрямитель

Таким образом, генератор преобразует переменный ток в постоянный через выпрямитель. Выходное напряжение генератора переменного тока изменяется в зависимости от скорости автомобиля, поэтому генератор также использует регулятор, чтобы ограничить его и поддерживать почти постоянную мощность.

Почему используется генератор

Каждому современному транспортному средству для работы требуется электричество, оно используется для питания таких устройств, как освещение, музыкальная система, электрические стеклоподъемники, дворники и т. Д.

Электрические компоненты используют DC

Двигатель сжигает топливо. Он используется для поворота коленчатого вала и движения автомобиля. Двигатель обеспечивает только механическую силу, но не производит электричество. Итак, нам нужен способ питания всех электрических устройств в автомобиле, и именно здесь нам пригодится генератор.

В моторном отсеке также находится автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В. В нем накапливается энергия в виде химической энергии, а не электричество.

Автомобильный аккумулятор

Между прочим, мы подробно рассмотрели, как работает автомобильный аккумулятор, проверьте это ЗДЕСЬ

При выключенном двигателе аккумулятор питает электрические компоненты автомобиля.Однако это разрядит аккумулятор.

Когда автомобиль заводится, аккумулятор подает большой ток на стартер, который вращает маховик и запускает двигатель. Аккумулятор снова частично разряжается во время запуска из-за большого тока, необходимого для вращения стартера.

Запуск двигателя

После запуска двигателя генератор переменного тока используется для подзарядки аккумулятора, чтобы в нем было достаточно энергии для повторного запуска двигателя в будущем. Генератор также будет питать электрические устройства автомобиля при работающем двигателе.

Двигатель работает

Если аккумулятор слишком долго разряжается, он не сможет обеспечить большой ток, необходимый для запуска стартера, и автомобиль необходимо будет запустить от внешнего источника.

Двигатель выключен

Основные детали

Давайте посмотрим на основные части генератора. В передней части агрегата находим шкив. Это колесо с прорезанными в нем канавками, которые помогают удерживать ремень, который обеспечивает вращающую силу от двигателя.

Шкив

Шкив колеса прикреплен к валу, который проходит по всей длине генератора.

Внутренние компоненты находятся внутри основного корпуса. Корпус состоит из 2-х частей, передней и задней планки. В корпусе есть прорези, позволяющие воздуху проходить и отводить образующееся нежелательное тепло.

Корпус

На задней панели устройства находятся электрические соединения. Существует много различных конструкций, но это пример простой трехпроводной схемы с внутренним регулятором и выпрямителем, который имеет следующие клеммы:

Терминал

B.Это выход, который заряжает аккумулятор. Терминал
S. Это позволяет регулятору определять напряжение. Терминал
F. Он подключен к зажиганию и обеспечивает начальное питание электромагнита при запуске.

Клеммы

Для замыкания цепи электричество возвращается через раму автомобиля к отрицательной клемме аккумулятора или от него.

Поскольку это устройство имеет внутренний регулятор и выпрямитель, мы находим эти компоненты на задней панели устройства, обычно под защитной крышкой.Мы увидим их более подробно в ближайшее время.

Сняв корпус, мы можем заглянуть внутрь устройства. Первое, что мы видим, это статор. Статор неподвижен и не вращается.

Статор

Он состоит из нескольких ламинированных листов, которые имеют рисунок прорезей по внутреннему краю.

Ламинированный лист

Затем мы находим 3 отдельных набора медных проводов, которые намотаны между этими пазами в определенном порядке. Один конец каждой катушки соединен вместе, образуя нейтральную точку, это конфигурация звезды.

Конфигурация «звезда»

Каждый комплект катушек вырабатывает одну фазу переменного тока, в сумме обеспечивая 3 фазы. Другой конец каждой катушки проходит через корпус и присоединяется к выпрямителю.

Генератор вырабатывает переменный ток переменного тока, но аккумулятор и электрические устройства автомобиля нуждаются в постоянном токе. Итак, выпрямитель будет преобразовывать переменный ток в постоянный ток.

В центре генератора мы находим еще одну катушку с проволокой, которая намотана на железный сердечник и соединена с валом.Вал также удерживает два контактных кольца. Контактные кольца подсоединены к противоположным концам катушки. В задней части корпуса мы находим щетки. Это несколько подпружиненных угольных блоков, которые выталкиваются наружу и трутся о контактные кольца, образуя электрическое соединение. Автомобильный аккумулятор сначала подает электричество на катушку через щетки. Когда электричество проходит через катушку, оно генерирует электромагнитное поле.

Центр генератора переменного тока

Чтобы усилить это электромагнитное поле, на каждом конце катушки размещены два железных зажима, которые сцепляются друг с другом.Один конец станет северным полюсом, другой - южным.

Электромагнитное поле

Поскольку электромагнит прикреплен к валу ротора. Когда двигатель вращает вал, он также вращает электромагнит мимо катушек статора. Это заставит катушки статора генерировать ток, и, таким образом, будет вырабатываться электричество.

Когда генератор вырабатывает электричество, он может питать электромагнит сам через трио диодов, которые преобразуют электричество трехфазного переменного тока в постоянный ток.

Напряжение и ток, производимые генератором переменного тока, будут изменяться в зависимости от скорости транспортного средства, чем быстрее движется транспортное средство, тем быстрее вращается коленчатый вал и, следовательно, тем быстрее вращается генератор переменного тока, что увеличивает напряжение и ток. Для управления этим используется другой компонент, называемый регулятором, который установлен на задней части устройства.

Это интегральная печатная плата, которая контролирует выходную мощность генератора и изменяет ток, протекающий через электромагнит, для управления его силой.Сила электромагнита может использоваться для изменения выходной мощности генератора.

Регулятор

Как вырабатывается электричество в генераторе

Электричество - это поток электронов в проводе. Медная проволока состоит из миллионов и миллионов атомов меди. У каждого атома есть свободный электрон. Это электрон, который может свободно перемещаться между другими атомами. Он действительно движется к другим атомам сам по себе, но это происходит случайным образом во всех направлениях, что для нас бесполезно.

Нам нужно, чтобы много электронов текло в одном направлении, и мы делаем это, прикладывая разность напряжений к двум концам провода. Это заставляет электроны течь. Если перевернуть батарею, электроны текут в противоположном направлении.

Когда электричество проходит через провод, вокруг него создается электромагнитное поле. Если мы поместим какой-нибудь компас вокруг провода и пропустим через него ток, компасы выровняются по магнитному полю. Если мы изменим направление тока, магнитное поле изменится на противоположное, и компасы изменят направление.

Если провод свернуть в катушку, магнитное поле станет сильнее. Каждое поперечное сечение провода по-прежнему создает электромагнитное поле, но вместе они образуют более сильное магнитное поле. Электромагнит генерирует северный и южный полюсы, точно так же, как постоянный магнит, и мы можем убедиться в этом, снова воспользовавшись некоторыми компасами. Если мы увеличим ток в катушке, электромагнитное поле возрастет.

Мы можем сделать и наоборот. Если мы пропустим магнит через катушку с проволокой, в катушке будет генерироваться ток.Циферблат на амперметре показывает ток, текущий в прямом направлении, поэтому он генерирует постоянный или постоянный ток. Когда магнит перестает двигаться, циферблат возвращается на ноль. Когда магнит перемещается в противоположном направлении, ток течет в противоположном направлении, и циферблат показывает обратный ток.

Если мы несколько раз перемещаем магнит внутрь и наружу, ток будет попеременно течь вперед и назад. Так генерируется переменный или переменный ток.Ток меняется по направлению.

Если мы перемещаем магнит быстрее, генерируется более сильный ток.

Если использовать более сильный магнит, то ток тоже возрастет.

Если мы используем большую катушку с большим количеством витков, это также будет генерировать больший ток.

Вместо постоянного магнита можно использовать электромагнит. По мере того, как мы перемещаем это внутрь и наружу, он также будет генерировать переменный ток в катушке. Но с помощью электромагнита мы можем регулировать ток и напряжение, чтобы изменять силу магнитного поля, это позволяет нам контролировать, сколько тока генерируется в катушке.

Вместо того, чтобы перемещать магнит в катушку и выходить из нее, мы можем гораздо проще генерировать ток, вращая магнит и размещая вокруг него катушки. Самая сильная часть магнитного поля находится на концах, где сходятся силовые линии магнитного поля. Вы можете увидеть силовые линии магнитного поля, посыпав магнит железными опилками.

Железные опилки над магнитом

Когда магнит находится между двумя катушками, ток не генерируется, но когда магнит начинает вращаться, самая сильная часть магнитного поля становится все ближе и ближе к катушке.Катушка испытывает изменяющуюся интенсивность магнитного поля, это приведет к тому, что все больше и больше электронов будет выталкиваться вперед, пока оно не достигнет максимальной интенсивности. Затем магнит начинает удаляться от катушки, поэтому магнитное поле начинает уменьшаться, как и ток электронов, пока он снова не достигнет нуля. Теперь противоположный конец магнита начинает приближаться к катушке, и это тянет электроны в противоположном направлении, снова до максимальной точки, а затем снова уменьшается до нуля. Итак, если мы нанесем этот ток на диаграмму, мы получим синусоидальную волну с током, текущим в положительной, а затем отрицательной областях.Эта установка дает нам однофазное питание переменного тока.

Sine Wave

Но у нас есть все это пустое пространство между катушками, что кажется немного бесполезным. Итак, что мы можем сделать с этим пространством? Что ж, мы можем добавить больше катушек и создать больше фаз, чтобы обеспечить еще большую мощность.

Если мы поместим еще одну катушку с поворотом на 120 градусов от первой фазы, это даст нам вторую фазу. Почему? Поскольку катушка расположена под другим углом, она будет испытывать изменение интенсивности магнитного поля в разное время.Следовательно, ток будет течь вперед и назад в разное время. Это дает нам еще одну синусоиду, которая возникает в другое время.

Вторая фаза

У нас все еще есть пустое место, поэтому мы можем добавить еще один набор катушек под углом 120 градусов от предыдущей, чтобы создать третью фазу.

Если мы использовали только одну фазу, то для каждого вращения магнита половина времени течет ток вперед, а половина времени - назад. Но с тремя фазами у нас всегда есть фаза, которая течет вперед, и всегда есть одна, которая течет назад.Это означает, что мы можем использовать это для увеличения мощности.

Трехфазный

Вместо 3 отдельных катушек и 6 проводов, поскольку фазы всегда переключаются между прямым и обратным направлениями, мы можем соединить концы катушек вместе. Тогда ток будет свободно течь между каждой катушкой при изменении направления.

Сейчас мы производим электричество трехфазным переменным током. Но все наши электрические цепи и компоненты в автомобиле используют постоянный или постоянный ток. Итак, нам нужно преобразовать переменный ток в постоянный, и для этого мы используем полный мостовой выпрямитель.

По сути, это всего лишь 6 диодов, соединенных попарно и соединенных параллельно. Если вы не знаете, диоды пропускают ток только в одном направлении и блокируют ток в обратном направлении. Таким образом, при однофазном питании на каждый оборот магнита ток будет течь только половину оборота, а другая половина будет полностью заблокирована.

Полный мостовой выпрямитель

Если мы подключим каждую из 3 фаз отдельно к диоду, то ток будет течь или блокироваться в разное время.Следовательно, мы можем объединить фазы в блок диодов, и только фаза, ближайшая к максимуму, сможет пройти. Это дает нам немного грубый выход постоянного тока. Чтобы сгладить это, мы можем подключить конденсатор, который в основном будет поглощать электроны, а затем автоматически выбрасывать электроны, чтобы поддерживать постоянный выход. Это дает нам постоянный источник постоянного тока.

Кстати, мы подробно рассмотрели диоды, конденсаторы и преобразователи мощности ранее. Проверьте их здесь- ДИОДЫ, КОНДЕНСАТОРЫ, ИНВЕРТОРЫ ПИТАНИЯ.

Хорошо, теперь у нас есть выход постоянного тока. Но если магнит подключен к двигателю, и автомобиль разгоняется, то магнит будет вращаться быстрее, и это увеличит выходное напряжение и ток. Мы не хотим этого, потому что это убьет все наши электронные компоненты в машине. Итак, нам нужен способ регулирования напряжения.

Если вы помните, мы видели, что с помощью электромагнита мы можем увеличивать или уменьшать напряженность электромагнитного поля, изменяя напряжение.А изменяя силу магнита, мы можем изменять напряжение и ток, генерируемые в катушке.

Вот почему в генераторе используется электромагнит, чтобы он мог управлять мощностью. Автомобильный аккумулятор питает электромагнит. Хотя большинство современных генераторов переменного тока будут использовать трио диодов, которые преобразуют переменный ток генератора переменного тока в постоянный ток и питают электромагнит через регулятор напряжения, когда генератор вырабатывает электричество.

На блоке питания электромагнита, внутри регулятора, мы находим компонент, известный как транзистор.К регулятору также подключен датчик напряжения.

Транзистор

Транзистор - это тип электронного переключателя, который можно включать и выключать тысячи раз в секунду с помощью контроллера. Это можно использовать для управления величиной протекающего тока.

Если мы представим, что ток, протекающий через катушку от батареи, находится на максимальном уровне в течение заданного периода времени, то мы получаем ток 100%, а сила электромагнита - 100%. Но если мы теперь используем переключатель, чтобы электричество протекало только половину времени, то мы получаем 50% тока, и, следовательно, электромагнит составляет только 50% своей силы.

Таким образом, измеряя выходную мощность генератора и затем изменяя время открытия и закрытия транзисторного ключа, мы можем контролировать ток, протекающий через катушку, и силу электромагнита. Это контролирует, сколько электроэнергии вырабатывает генератор переменного тока для поддержания постоянной мощности.

Но теперь, когда вы все заряжены, зайдите на squarespace.com , чтобы создать свое собственное присутствие в Интернете, в котором есть множество функций, позволяющих людям запускать, публиковать и продвигать свои собственные проекты.

Существуют мощные инструменты для ведения блога, позволяющие демонстрировать фотографии и видео из ваших проектов, а также обновлять информацию о ходе работы.

Вы можете легко запланировать встречи на занятиях и занятия с членами команды и клиентами с помощью встроенного инструмента. И вы даже можете собирать платежи или пожертвования, чтобы поддержать свое дело.

Зайдите на сайт squarespace.com, чтобы получить бесплатную пробную версию, а когда будете готовы к запуску, перейдите по адресу squarespace.com/engineeringmindset , чтобы сэкономить 10% на первой покупке веб-сайта или домена.



Принцип работы генератора переменного тока

Машина, вырабатывающая трехфазную мощность из механической энергии, называется генератором переменного тока или синхронным генератором. Работа генератора переменного тока основана на том принципе, что при изменении магнитного потока, соединяющего проводник, в проводнике индуцируется ЭДС.

Генераторы переменного тока являются основным источником всей потребляемой нами электроэнергии. Эти машины являются крупнейшими преобразователями энергии в мире.Они преобразуют механическую энергию в энергию переменного тока.

Принцип работы генератора переменного тока

Генератор переменного тока работает на том же фундаментальном принципе электромагнитной индукции, что и генератор постоянного тока. Работа генератора переменного тока основана на том принципе, что при изменении магнитного потока, соединяющего проводник, в проводнике индуцируется ЭДС.

Подобно генератору постоянного тока, генератор также имеет обмотку якоря и обмотку возбуждения. Но между ними есть одно важное различие.

В генераторе постоянного тока обмотка якоря размещена на роторе, чтобы обеспечить преобразование переменного напряжения, генерируемого в обмотке, в постоянное напряжение на выводах с помощью вращающегося коммутатора.

Полевые столбы размещаются на неподвижной части машины. Поскольку в генераторе переменного тока коммутатор не требуется, обычно более удобно и выгодно размещать обмотку возбуждения на вращающейся части (т. Е. На роторе), а обмотку якоря - на неподвижной части (т.е.э., статор).

Генератор имеет трехфазную обмотку на статоре и обмотку возбуждения постоянного тока на роторе. Этот источник постоянного тока (называемый возбудителем) обычно представляет собой небольшой шунт постоянного тока или составной генератор, установленный на валу генератора.

Конструкция ротора бывает двух типов:

  1. Выступающий (или выступающий) полюсный тип
  2. Невыступающий (или цилиндрический) тип полюса

В генераторе с явнополюсным типом выступающие или выступающие полюса устанавливаются на большой круглой стальной раме, которая прикреплена к валу генератора. генератор.

В генераторе переменного тока с цилиндрическими полюсами ротор выполнен из гладкого сплошного радиального цилиндра из кованой стали, имеющего ряд пазов по внешней периферии.

Работа генератора

Обмотка ротора питается от возбудителя постоянного тока, и на роторе формируются чередующиеся полюса N и S.

Когда ротор вращается против часовой стрелки первичным двигателем, проводники статора или якоря перерезаются магнитным потоком полюсов ротора. Следовательно, e.м.ф. индуцируется в проводниках якоря из-за электромагнитной индукции.

Индуцированная э.д.с. чередуется, поскольку полюса N и S ротора попеременно проходят через проводники якоря. Направление наведенной э.д.с. можно найти по правилу правой руки Флеминга , а частота дается по формуле;

f = PN / 120
где N = частота вращения ротора в об / мин.
P = количество полюсов ротора

Величина индуцированного напряжения в каждой фазе зависит от магнитного потока ротора, количества и положения проводников в фазе и скорости ротора.

При вращении ротора в обмотке якоря индуцируется трехфазное напряжение. Величина наведенной э.д.с. зависит от скорости вращения и постоянного тока возбуждения. Величина ЭДС. в каждой фазе обмотка якоря одинакова. Однако они различаются по фазе на 120 ° электрически.

Видео-анимация

Посмотрите, как работает генератор переменного тока на learnengineering.org в этом видео.

Генератор: полное руководство - MZW Motor

Говоря о двигателе транспортного средства и различных электрических аксессуарах, генератору всегда есть чем заняться.Почему это так? Генератор прямо или косвенно влияет на работу различных систем в автомобиле. При отсутствии генератора аккумулятор не заряжался. У двигателя возникнут проблемы с запуском, и электрическая система автомобиля сломается.

Генератор переменного тока стал стандартным автомобильным компонентом много десятилетий назад. Конечно, за годы он претерпел множество трансформаций. Сегодня этот компонент намного эффективнее и мощнее. Вы также найдете его в каждом автомобиле, который использует двигатель внутреннего сгорания, где он работает с электрическими частями и системами.

В этом полном руководстве по генератору переменного тока мы даем вам все, что нужно знать об генераторе переменного тока - от того, как он работает, деталей, из которых он изготовлен, различных типов генераторов переменного тока до признаков неисправности. Вы также узнаете, как проверить генератор на наличие проблем, а также получите помощь в восстановлении работы генератора в случае отказа, информацию о том, как его отремонтировать или заменить.

Глава 1

Определение и функция автомобильного генератора

Глава 2

Детали / компоненты генератора

Глава 3

Типы генераторов

Глава 4

Признаки неисправности генератора

Глава 5

Поиск и устранение неисправностей генератора / Диагностика

Глава 7

Ремонт генератора

Глава 6

Замена генератора

Глава 1

Определение и функция автомобильного генератора

Что такое генератор в автомобиле? Это компонент, который вырабатывает электричество в результате движения коленчатого вала.Генератор обычно прикручивается к блоку двигателя одним концом болтами. Система шкива и ремня соединяет его с коленчатым валом, откуда он получает механическую энергию для вращения.

Автомобильный генератор можно узнать по внешнему виду. Он размером примерно со средний кокосовый орех и обычно имеет алюминиевый корпус. На передней и задней части генератора есть вентиляционные отверстия, которые помогают его охлаждать. В передней части генератора вал выступает и прикрепляется к шкиву. Затем шкив обматывается ремнем.Сбоку расположены клеммы для различных цепей.

Источник: http://mechanics.stackexchange.com

Функция генератора

Для чего нужен автомобильный генератор? Функция генератора аналогична функции обычного генератора: преобразовывать механическую энергию в электричество. Вырабатываемая им электрическая энергия питает некоторые аксессуары в автомобиле. К ним относятся фары (как внутренние, так и внешние), обогреватель, приборная панель, дворники, автомобильное радио и многое другое.

Помимо питания электрических систем автомобиля, генератор заряжает аккумулятор, чтобы он всегда был готов к своей работе. Вот почему аккумулятор запускает двигатель каждый раз, когда он вам нужен, и поэтому вам никогда не нужно заряжать его вне автомобиля. Кажется, что у транспортного средства есть бесконечный запас электроэнергии.

Генератор вырабатывает электричество только при работающем двигателе вашего автомобиля. Он дополняет батарею в то время, и не зря. Сама по себе батарея может питать электрические системы только в течение ограниченного периода времени.А если бы он сделал это в отсутствие генератора, он бы полностью разрядился и пришел в негодность.

Принцип работы генератора

Давайте теперь посмотрим на работу автомобильного генератора переменного тока - как он работает для выработки столь необходимой электроэнергии в транспортном средстве. Также, почему компонент отличается от обычного генератора.

Генератор в вашем автомобиле в основном состоит из статора и ротора. Проще говоря, статор - это неподвижная часть генератора переменного тока, состоящая из трех различных проволочных катушек.Ротор - это вращающаяся часть. Он также оснащен проводами катушки, но с магнитным сердечником. Это то, что происходит в автомобильном генераторе переменного тока, что приводит к выработке электроэнергии.

  • Когда двигатель запускается, он вращает коленчатый вал.
  • Коленчатый вал вращает шкив, к которому прикреплен приводной ремень. Ремень вращает несколько шкивов, в том числе тот, который работает с генератором.
  • Когда шкив генератора вращается, это вызывает быстрое вращение ротора.
  • Ротор состоит из обмоток катушки вокруг магнитного сердечника.Когда генератор работает, постоянный ток от батареи течет через провода катушки, чтобы создать вокруг него магнитный поток
  • Когда ротор вращается, магнитный поток разрезает катушки статора и за счет электромагнитной индукции вызывает протекание тока в статоре. обмотки. Сила тока зависит от скорости вращения и может контролироваться, как мы увидим позже.
  • Этот ток является переменным и должен быть выпрямлен, прежде чем его можно будет использовать для питания различных компонентов автомобиля или грузовика.
  • Схема выпрямления, состоящая из диодов и других частей, работает для преобразования переменного тока в постоянный или постоянный ток
  • Схема направляет электрическую мощность генератора переменного тока на батарею для ее зарядки, а другая - на различные электрические системы
  • Компоненты и системы, которые нужно, чтобы электричество ожило, или сделайте это, когда вы их включите.Аккумулятор также заряжается, и его электрическая энергия восстанавливается. Энергия батареи сохраняется для запуска двигателя в следующий раз и для удовлетворения различных потребностей в электроэнергии, когда генератор не работает.
Источник: http://www.vwdieselparts.com

История генератора

Принцип генератора переменного тока был открыт еще в 1830-х годах. Несколько десятилетий спустя, в 1891 году, было впервые промышленно применено генератор переменного тока. Технологии быстро развивались, и к 1960 году стало стандартной практикой строить автомобили с генератором переменного тока.

До этого в автомобилях использовались генераторы для питания различных электрических частей. Но они не были мощными или эффективными, когда дело доходило до получения желаемого тока и напряжения. По мере развития технологий в электрические системы автомобилей добавлялось больше аксессуаров. С увеличением потребности в электроэнергии возникла потребность в энергоблоке другого типа.

В кратчайшие сроки производители начали использовать генераторы переменного тока вместо генераторов для питания различных электрических компонентов и цепей транспортных средств.Они были способны производить более высокие напряжения и токи на более низких скоростях.

Генераторы используются по сей день. Каждый современный автомобиль оснащен генератором переменного тока. Что только продолжает улучшаться, так это дизайн, материалы, различные детали генератора и другие аспекты устройства. Принцип работы не изменился.

Автомобильный генератор переменного тока состоит из множества различных частей, работающих вместе, чтобы устройство выполняло свои функции.Когда каждый компонент генератора работает правильно. и на оптимальном уровне аккумулятор полностью заряжается. Различные электрические системы также будут работать без сбоев. В следующей главе мы рассмотрим эти детали генератора, которые обеспечивают его работу.

Раздел 2

Детали / компоненты генератора

Генератор прошел долгий путь. С тех пор, как в 1960-х он стал обычным автомобильным компонентом, многое было сделано для его улучшения.Автомобильный генератор несколько десятилетий назад был простым устройством, а современный - сложным оборудованием. Он состоит из нескольких частей, каждая из которых служит определенной цели.

Детали и функции генератора

1. Статор
Источник: http://www.carcabin.com/-alternator-stator

Это неподвижная часть генератора переменного тока, которая окружает вращающийся ротор. Статор имеет круглую форму и обычно состоит из трех различных проволочных катушек, намотанных на сердечник.Сам сердечник состоит из деталей из железа или стали. Они увеличивают магнитный эффект, необходимый для индукции электрического тока. Катушки статора вырабатывают так называемое трехфазное питание. Как мы вскоре увидим, этот дизайн имеет свои преимущества.

Статор заменяет механическое движение ротора на электричество. Когда намагниченная катушка ротора вращается, она создает ток в обмотках статора за счет электромагнетизма. Благодаря конструкции генератора ток, который он производит, меняет направление много раз за одну секунду.Перед подачей в различные цепи автомобиля его необходимо исправить.

2. Выпрямитель
Источник: www.Irseries.com

Подключенный к статору выпрямитель состоит из ряда диодов. Диоды расположены таким образом, что пропускают ток только в одном направлении. Работа выпрямителя заключается в преобразовании переменного тока, вырабатываемого генератором переменного тока, в постоянный ток. Как мы видели ранее, одна из функций генератора переменного тока - заряжать аккумулятор.Этого не может случиться с переменным током, который меняет направление каждый раз, и причиной выпрямителя.

Многие другие электрические части автомобиля также не могут использовать переменный ток. Кроме того, AC представляет опасность для безопасности. Таким образом, выпрямитель является одной из наиболее важных частей сборки генератора. Его наличие служит больше, чем корректировка направления тока. В трехфазном генераторе переменного тока 6 диодов работают вместе для выпрямления тока.

3.Ротор
Источник: http://www.deer-online.com

В отличие от статора, узел ротора генератора содержит несколько компонентов. Он состоит из магнитопровода, намотанных на него проводов, контактных колец, концевых подшипников и щеток. Ротор - это вращающаяся часть генератора. Он приводится в движение шкивом, который прикреплен к нему и вращается при работающем двигателе. Компоненты вала ротора включают:

  • Охлаждающий вентилятор - В старых автомобилях охлаждающий вентилятор располагался снаружи генератора на валу ротора.Как следует из названия, вентилятор предотвращает перегрев генератора переменного тока, что может случиться, если вы долгое время ехали без остановки.
  • Щетки - щетки генератора сделаны из угля и служат для передачи тока на катушки ротора. Щетки генератора натянуты специальными пружинами для обеспечения стабильного контакта с контактными кольцами.
  • Контактные кольца - контактные кольца представляют собой круглые кусочки меди на коленчатом валу. Как и угольные щетки, они пропускают ток к обмоткам катушки ротора.Концы катушки прикрепляем к кольцам.
  • Концевые подшипники - они поддерживают вал ротора и позволяют ему свободно перемещаться. Они имеют решающее значение для нормальной работы ротора и, следовательно, всего агрегата.
4. Регулятор напряжения
Источник: http://www.autoelectricsupplies.co.uk

Регулятор генератора регулирует выходное напряжение. Это достигается за счет изменения тока, протекающего от батареи к обмоткам ротора. Когда выходное напряжение уменьшается, он обеспечивает большее количество тока и восстанавливает выход.Когда напряжение генератора увеличивается, происходит обратное.

Таким образом, регулятор обеспечивает стабильный уровень напряжения. Аккумулятор остается защищенным от перегрузок или нерегулярной зарядки, а срок его службы увеличивается. Другие электрические цепи также защищены от более высоких уровней напряжения, которые могут привести к повреждению. В старых моделях автомобилей регулятор установлен на крыле. В новых моделях это внутренний компонент генератора переменного тока. Некоторые используют компьютерную систему автомобиля для обеспечения правильной выходной мощности на клеммах генератора.

5. Шкив
Источник: http://jrpdistribution.co.uk

Шкив расположен на внешней части генератора, но соединен с валом ротора. Система приводного ремня проходит вокруг него, обеспечивая коленчатому валу средство для вращения ротора генератора. Пока шкив вращается, в обмотках статора вырабатывается электроэнергия. У старых автомобилей есть простой ремень, который шел от генератора до шкивов коленчатого вала. Современные имеют змеевик или приводной ремень.

6. Жилой
Источник: http://store.alternatorparts.com

Перечень деталей генератора не может быть полным без упоминания корпуса. Это корпус, в котором заключены внутренние компоненты. Обычно он изготавливается из алюминия, чтобы сделать генератор легким и устойчивым к ржавчине. Корпус обычно вентилируется, чтобы увеличить поток воздуха и облегчить охлаждение. Это потому, что тепло выделяется из-за звука ротора на высоких скоростях.

Другие части, которые каким-то образом связаны с генератором, но не включают непосредственно следующие.

  • Ремень генератора - он проходит вокруг шкива генератора до самого ремня, прикрепленного к коленчатому валу. Он приводит в действие генератор всякий раз, когда работает двигатель.
  • Кронштейны - они позволяют установить генератор на блок двигателя. Есть жесткий кронштейн и тип, допускающий регулировку. Регулируемый кронштейн позволяет натягивать шкивный ремень. Он используется в автомобилях без натяжителя ремня.
  • Натяжитель ремня - он является частью монтажных кронштейнов генератора.Вы используете его, чтобы натянуть приводной ремень до необходимого уровня натяжения.
  • Соединения генератора - они позволяют току электричества либо уходить, либо проходить в генератор. Есть провода от батареи к генератору переменного тока и другие провода, которые подают ток от генератора в нужные места.

Теперь, когда мы рассмотрели детали и принцип работы генератора переменного тока, давайте посмотрим на типы генераторов: это тема следующей главы.

Глава 3

Типы генераторов

Как правило, генераторы различаются по конструкции, способу работы и другим аспектам.Однако автомобильные генераторы не имеют особых различий и почти одинаковы для разных марок. Помимо автомобильной промышленности, это оборудование можно найти в различных областях применения.

Электростанции, например, используют генераторы высокой мощности для производства электроэнергии. В различных отраслях промышленности также используются генераторы переменного тока для различных процессов. Из-за различного использования генераторы различаются в зависимости от области применения. Различия проявляются в конструкции, рабочем действии, размере и так далее.В этой главе мы рассмотрим различные типы генераторов переменного тока, включая те, которые не используются в автомобилях.

Классификация генераторов

Генераторы переменного тока

бывают разных типов, но их можно сгруппировать по многим параметрам. К ним относятся:

1. Согласно заявке
Источник: http://www.nationsstarteralternator.com
  • Автомобильные генераторы переменного тока. Они встречаются в современных автомобилях, в основном в тех, которые используют двигатели внутреннего сгорания.Это компактные части оборудования, которые обеспечивают постоянное питание электрических систем транспортного средства.
  • Судовые генераторы переменного тока - см. Генераторы для морского применения. У них есть характеристики, соответствующие окружающей среде, например, части, которые могут выдерживать соленые условия. Они предназначены для производства от 12 до 24 В в зависимости от требований к мощности.
  • Генераторы для дизель-электрических локомотивов - Используются в тепловозах с дизельными и электрическими трансмиссиями для снабжения тяговых двигателей электроэнергией.
  • Бесщеточные генераторы переменного тока - Бесщеточные генераторы переменного тока имеют уникальную конструкцию. это не требует внешнего тока возбуждения.Узел возбудителя устанавливается на валу ротора. Эти генераторы не требуют особого обслуживания, так как количество изнашиваемых деталей значительно сокращается.
2. Согласно проекту
  • Явный полюс - Генератор переменного тока этого типа имеет магнитный полюс, который выступает из поверхности ротора. Эти генераторы работают на низких скоростях в диапазоне от 150 до 600 об / мин. Поэтому они в основном имеют гидравлический привод.
  • Цилиндрический ротор - в этом роторе не используется выступающая поверхность.Вместо этого ротор длинный и маленький в диаметре, с четырьмя полюсами и выше. Воздушные зазоры однородные. Генератор переменного тока с цилиндрическим ротором представляет собой высокоскоростной энергогенерирующий агрегат. Он работает со скоростью от 1500 до 300 об / мин.
3. Согласно принципу работы
  • Вращающийся якорь - предназначен для вращения якоря в постоянном магнитном потоке.
  • Вращающееся поле - Якорь остается неподвижным, в то время как магнитное поле вращается. Выходной сигнал можно применять непосредственно к нагрузке, контактные кольца или щетки не требуются
4.По выходной мощности
  • Однофазный - Обмотки статора в этом типе генератора переменного тока расположены последовательно, образуя однопроводную цепь катушки
  • Двухфазный - Катушка статора в этом генераторе переменного тока состоит из двух или более отдельных однофазных обмоток
  • Три -Фаза- Лестница состоит из трех однофазных катушек. Это стандартная конструкция автомобильного генератора переменного тока
5. В соответствии с частотой вращения
Источник: http: //www.newegg.ком
  • Turbo - Они подключены к турбинам и представляют собой высокоскоростные генераторы переменного тока, вырабатывающие огромное количество энергии. Генераторы с турбонаддувом часто работают при 3000 об / мин и выше. Роторы турбогенераторов в основном цилиндрические.
  • Low-Speed ​​- Работают на низких скоростях менее 1000 об / мин, в отличие от турбогенераторов. Низкоскоростные генераторы в основном имеют гидравлический привод.

Генератор и генератор: в чем разница?

Генератор против.Генератор

Это видео на Youtube объясняет разницу между генератором и генератором переменного тока

Генератор переменного тока отличается от обычного генератора во многих отношениях.

Во-первых, генератор вырабатывает постоянный ток, а генератор переменного тока - переменный. Во-вторых, генераторы имеют вращающийся якорь внутри стационарного магнитного поля. С другой стороны, генератор переменного тока в основном использует вращающееся магнитное поле внутри неподвижного кольца обмоток катушки.

Еще одно различие между генератором и генератором заключается в величине тока, производимого каждым из них. Ток на клеммах генератора обычно намного выше. Генераторы в основном имеют одну катушку провода, в то время как генератор переменного тока поставляется с тремя разными катушками. Трехфазная конструкция дает в три раза больше электроэнергии.

КПД генератора переменного тока также выше. Он обеспечивает более высокие уровни напряжения и тока при более низких оборотах ротора. Что касается размера, генератор обычно более компактный по сравнению с генератором такой же конструкции и номинальной мощности.Генераторы также легче, что делает их пригодными в большинстве ситуаций. Кроме того, они дешевле и, следовательно, экономически выгодны для приобретения.

Автомобильный генератор переменного тока

По причинам, описанным выше в отношении различий между генератором переменного тока, очевидно, что генератор имеет больше преимуществ. Он производит более высокие напряжения при более низких скоростях и большем токе. Генераторы также могут быть небольшими по размеру, сохраняя при этом эффективность и мощность.По этим причинам это устройство было предпочтительным энергоблоком в автомобилях.

Если ваш автомобиль или грузовик не был произведен до 1960-х годов, у него под капотом будет генератор переменного тока. Эти генераторы электроэнергии эффективны и высокопроизводительны. Но у них есть продолжительность жизни. В конечном итоге у них возникают проблемы, и вам может потребоваться их замена. Посмотрим на это в следующей главе.

Глава 4

Признаки неисправности генератора

Генератор - один из ключевых компонентов автомобиля.Это помогает питать электрические системы и поддерживать готовность батареи к временным потребностям в электроэнергии. Но потом, детали сборки генератора, которые крутятся. Они изнашиваются каждый раз, когда вы включаете двигатель.

В конце концов наступает момент, когда износ становится настолько серьезным, что работа генератора становится затруднительной. Когда это происходит, начинают проявляться симптомы. Признаки проблем с генератором часто начинаются с небольших предупреждений, которые со временем усиливаются. В конечном итоге генератор может даже перестать работать.

Помимо движущихся компонентов, есть электрические цепи генератора, которые могут выйти из строя. Это обычная проблема выпрямителя и регулятора. Если не устранить проблемы со схемой, это может привести к отказу всего энергоблока. Принятие мер на раннем этапе может помочь предотвратить отказ генератора и значительно сэкономить на затратах на замену. Поэтому всегда ищите эти знаки.

1. Контрольная лампа приборной панели

Источник: http: //www.motoringresearch.ком

У большинства автомобилей есть индикатор на приборной панели, указывающий на различные проблемы. Световые значки различаются в зависимости от марки автомобиля. В одних это может быть значок батареи, в других - GEN или ALT. В старых моделях признаком неисправности генератора обычно является GEN. Это означает генератор - название, под которым генератор переменного тока был известен в прошлые годы.

Из-за чего может загореться сигнальная лампа приборной панели? Генератор поддерживает напряжение от 23 до 14 В. В случае неисправности напряжение может либо превышать более высокое значение, либо опускаться ниже нижнего.Компьютерная система автомобиля определяет несоответствие, в результате чего загорается предупреждающий знак на приборной панели.

2. необычный шум генератора

Странные шумы под капотом могут указывать на различные проблемы. Один из них - плохой генератор. Если шум исходит от генератора переменного тока, следует подозревать несколько возможных сценариев. Проблема может заключаться в износе подшипников, особенно если шум напоминает шум от шлифования металлических деталей. Визжащий звук может быть признаком обрыва ремня генератора.Изношенная втулка также может стать причиной плохого звука генератора.

3. остановка двигателя

В современном автомобиле карбюратор заменяет система впрыска топлива. Для оптимальной работы система прямого впрыска требует достаточного количества электроэнергии. Неисправный генератор приведет к уменьшению подачи электроэнергии, и результаты будут ощущаться на двигателе. Иногда автомобиль может даже не заводиться. Вы можете услышать нормальный лязг и звуки реле при включении ключа зажигания, но сразу после этого тихо.

4.Проблемы с фарами

Источник: http://www.vwdieselparts.com

Генератор обеспечивает питание для фар. Когда он выходит из строя, мощность, которую он посылает в электрическую систему, будет нестабильной. В этом случае свет будет тускнеть, мигать или становиться слишком ярким. Часто фары загораются с тусклым светом, который становится ярче, когда двигатель (и генератор) набирает обороты. Если это произойдет, вероятно, у вас плохой генератор. Проблема может быть в регуляторе, который неисправен и не может исправить выходную мощность генератора.

5.Электрические проблемы и медленные аксессуары

Электроэнергия для многих деталей и аксессуаров автомобилей зависит от генератора: дворники, обогреватель заднего стекла, сиденья с электроприводом, окна, радио и другие. Если какой-либо из них начинает работать медленно, скорее всего, проблема в генераторе, который не вырабатывает требуемое напряжение. В некоторых случаях один или несколько аксессуаров будут работать нормально, но выйдут из строя при включении другого. Это сигнализирует о низкой мощности и выходе из строя генератора.

6.Мертвый аккумулятор

Когда генератор изношен, он не заряжает аккумулятор до полной емкости. Однако батарея по-прежнему должна вырабатывать энергию. Это оставляет его полностью разряженным. Поскольку для восстановления заряда батареи происходит небольшая зарядка или совсем не происходит ее, она достигает точки, когда перестает работать. Одним из первых признаков этого является то, что двигатель не запускается, среди прочих неисправностей. Затем вам может потребоваться заменить и генератор, и аккумулятор.

7. Запах горящей резины Источник: http://www.vwdieselparts.com

Вы заметите это, когда шкивный ремень чрезмерно нагревается и издает запах. Это часто указывает на неправильно установленный ремень, который создает слишком большое трение. Это также может быть приводной ремень, движение которого так или иначе затруднено. Хотя не каждый запах является признаком неисправного генератора, его нельзя игнорировать.

Вопросы и ответы о неисправности генератора

  • Что вызывает отказ генератора переменного тока?

Есть много причин неисправного генератора.Одна из них - это изношенные детали, влияющие на нормальное функционирование агрегата. Когда нарушается вращение ротора генератора, многие вещи могут пойти не так.

Приводной ремень, который не вращает ротор генератора, также может привести к его выходу из строя. Это может быть ослабленный ремень, который соскальзывает, или ремень, неправильно установленный в канавке шкива. Симптомы проскальзывания ремня генератора включают странные звуки под капотом. А в худшем случае - генератор, который вообще не питает электрические системы автомобиля.

  • Можно ли водить автомобиль с неисправным генератором переменного тока?

Да, вы могли бы, но только до тех пор, пока аккумулятор может питать все электрические системы в вашем автомобиле. Поскольку аккумулятор может работать только на короткое время, было бы не лучшим решением водить машину, когда у вас неисправен генератор. Риски, связанные с вождением с плохим генератором, включают остановку автомобиля в глуши.

Неисправный генератор против. Плохая батарея

И генератор, и аккумулятор работают рука об руку.Генератор поддерживает работу аккумулятора и аккумуляторную батарею, когда генератор не вырабатывает мощность. Если любой из них выходит из строя, страдают электрические системы в автомобиле. Двигатель может не запуститься, что будет означать, что генератор не будет работать.

Как отличить того, что не удалось? Первым шагом будет наблюдение за симптомами. Если генератор старый и издает странные звуки, это может быть проблема, а не аккумулятор. Тот же случай, если ремень привода оборван или ослаблен и не крутит шкив генератора.Что касается аккумулятора, у вас будут основания подозревать его выход из строя, если автомобиль не заводится. Но тогда у проблемы со статором могут быть и другие причины.

Итак, как определить, что вышел из строя генератор? Или какие тесты проводят механики, если вы отвозите им свою машину в ремонт генератора? Это тема следующей главы.

Глава 5

Поиск и устранение неисправностей / Диагностика генератора

Признаки неисправного генератора указывают на то, что с устройством что-то не так.Однако вы можете не знать, какая часть вышла из строя. Затем необходимо выполнить тесты для определения проблемы. Поиск и устранение неисправностей генератора позволяет не только точно определить проблему, но и определить степень повреждения. В этой главе мы обсудим, как это сделать. Давайте начнем с того, что посмотрим, как проверить работу и работу генератора на наличие проблем.

Как проверить автомобильный генератор переменного тока на выходное напряжение

Для этого теста вам понадобится вольтметр.Этот инструмент измеряет и измеряет напряжения. Вы можете использовать мультиметр, если это единственный доступный инструмент. Он также считывает уровни напряжения среди других измерений

Примечание: Никогда не отсоединяйте черный кабель аккумулятора в течение всего процесса тестирования. Современные автомобили используют компьютерную систему для управления напряжением генератора. Отсоединение отрицательного кабеля приведет к удалению аккумуляторного буфера и отправке сигнала о потере напряжения. Это заставило бы автомобильный компьютер среагировать, многократно увеличив напряжение генератора, мгновенно повредив электрические системы.В старых автомобилях это может не быть проблемой.

Источник: http://www.motoringresearch.com
Процедура тестирования
  • Сначала вам нужно подготовить вольтметр. Если он долго не использовался, возможно, разрядились батареи. Замени их. Затем поверните ручку, пока она не укажет на положение постоянного тока. Убедитесь, что показание на дисплее составляет 0,000 вольт. Если вы используете мультиметр, установите его на 20 В постоянного тока.
  • Для проведения этого теста вам понадобится работающий генератор.Это, в свою очередь, требует, чтобы аккумулятор был в хорошем состоянии. Поэтому начните с проверки аккумулятора, чтобы убедиться, что он не поврежден.
  • Чтобы проверить аккумулятор, выключите двигатель автомобиля и откройте капот.
  • Подключите красный провод вольтметра к положительной клемме аккумулятора, а черный - к отрицательный терминал.
  • Если аккумулятор показывает 12,2 В или более, его состояние достаточно хорошее, и вы можете использовать его для проверки генератора. Если напряжение батареи ниже этого, найдите другой.Вы также можете проверить генератор другим способом.

Теперь перейдем к процессу тестирования генератора

  • Запустить двигатель и довести до 2000 об / мин. Это запустит генератор и раскрутит его до высокой скорости.
  • Убедитесь, что змеевик, приводящий в движение генератор, достаточно натянут и не изношен.
  • При работающем двигателе повторно проверьте аккумулятор. Напряжение теперь должно находиться в пределах от 13 до 14,5 вольт при различных оборотах в минуту. Если напряжение не колеблется между этими двумя значениями и остается постоянным, переменное напряжение работает некорректно.Также, если он упадет ниже этого значения
  • Повторите тест с некоторыми электрическими аксессуарами, такими как радио. Если напряжение превышает 13 В, генератор работает нормально и заряжает аккумулятор должным образом.

Это идея испытаний батареи и генератора:

Проверка батареи поможет вам определить, в хорошем ли она состоянии. В противном случае вы не сможете получить правильные результаты при поиске и устранении неисправностей генератора.

Проверка генератора на выходное напряжение помогает определить, выдает ли он мощность.Когда генератор работает правильно, он должен заряжать аккумулятор автоматически. Вы можете подобрать это как повышение напряжения на клеммах аккумулятора.

Когда вы включаете автомобильные аксессуары, использующие электричество, вы подвергаете генератор переменного тока нагрузке. Он должен реагировать увеличением количества вырабатываемой мощности, которое снова считывается на клеммах батареи как повышенное напряжение.

Если напряжение остается постоянным даже при работающем двигателе, это означает, что генератор вырабатывает небольшую мощность или не производит ее вовсе.И если он падает, когда вы увеличили потребность в электроэнергии, включив аксессуар, это означает, что генератор слабый или неисправна цепь регулятора.

Источник: http://forums.sailinganarchy.com

Диоды генератора изменяют переменный ток на постоянный. Когда они неисправны, генератор пропускает переменное напряжение в разные цепи. Это приводит к повреждению различных аксессуаров. Батарея также может быть повреждена раньше срока и может возникнуть множество других проблем.

Для проверки диодов установите двигатель на скорость более 1200 об / мин и установите вольтметр для измерения переменного напряжения.На дисплее должно отображаться 0 вольт. Если есть утечка переменного тока, вы поймете это по показаниям вольтметра.

Другие способы диагностики проблем генератора

Помимо вольтметра или мультиметра, существуют и другие методы определения правильности работы генератора. В их числе:

  • Прослушивание необычных звуков

Включите двигатель, чтобы заработал генератор. При работающем двигателе используйте резиновую трубку, чтобы прислушаться к любому шуму, который может исходить от генератора.Проблема с подшипниками часто проявляется в виде скрежета. Если это визг, возможно, у вас ослаблен ремень.

Включите несколько аксессуаров по одному. Если генератор выходит из строя, шум будет увеличиваться с каждым дополнительным аксессуаром, который вы включаете. Жужжание радио указывает на то, что генератор переменного тока не работает должным образом, что приводит к утечке напряжения в системе.

  • Использование манометра генератора

Если в вашем автомобиле есть датчик напряжения или амперметр, вы можете использовать его для устранения неполадок генератора.Разгоните двигатель до 2000 ПЗУ. Включите некоторые автомобильные аксессуары, которые питаются от генератора. Проверьте манометр на показания вольт. Если вы заметили снижение напряжения или силы тока, генератор не работает должным образом. Если есть увеличение, даже когда аксессуары создают нагрузку на генератор, то с этим проблем нет.

Изношенный или потрескавшийся ремень обычно является причиной того, что генератор не вырабатывает требуемую мощность. Также может быть, что ремень недостаточно тугой.Ослабленный приводной ремень не повернёт шкив должным образом. Проверьте натяжитель ремня, который часто является причиной этой проблемы с генератором. Его пружина могла сломаться.

После того, как вы выполнили испытания и осмотр генератора, вы, вероятно, обнаружите в нем проблему. Если он в хорошем состоянии, проблемы с зарядкой и питанием могут быть вызваны другими проблемами. К ним относятся ослабленные, изношенные или корродированные кабели аккумуляторной батареи, плохая связь между компьютерной системой автомобиля и регулятором генератора.Среди других проблем это также могло быть перегоревшим предохранителем.

В зависимости от типа повреждения вы можете отремонтировать или заменить генератор. В большинстве случаев поврежденный или неисправный генератор необходимо выбросить. Как вы проводите замену генератора? Это то, что мы рассмотрим в следующей главе.

Глава 6

Замена генератора

Как заменить генератор

Вы только что проверили генератор и обнаружили, что он неисправен.Итак, вы приобрели новый и готовы к его установке. С чего начать и какова процедура обеспечения правильного монтажа и соединений? Хотя замена генератора может быть делом своими руками, очень важно знать, что нужно делать. Если вы сделаете это неправильно, это может повлиять на многие функции вашего автомобиля, поскольку генератор приводит в действие электрические системы.

Если вы решите произвести замену самостоятельно, это процесс от снятия старого генератора до прикручивания нового.

Снятие старого генератора Источник: http://www.familyhandyman.com
  1. Отсоединить аккумулятор. Это важно по соображениям безопасности. Для этого с помощью торцевого ключа или гаечного ключа ослабьте болт, удерживающий отрицательный клеммный кабель. Удалять положительный кабель не нужно.
  2. Найдите генератор. Если вам необходимо поднять автомобиль домкратом, убедитесь, что вы делаете это безопасно, припарковав автомобиль на ровной поверхности и включив стояночный тормоз.
  3. Отсоедините основной кабель питания.Это линия электропередачи, которая проходит от генератора до аккумулятора. Используйте гаечный ключ, чтобы ослабить болт, которым крепится кабель.
  4. С помощью отвертки ослабьте зажим, удерживающий жгут проводов генератора. Надежно зажмите провод, чтобы он не мешал.
  5. Снимите шкив ремня. Если в вашем автомобиле есть натяжитель ремня, используйте его, чтобы ослабить ремень вокруг шкива генератора. Если для натяжения ремня используются монтажные кронштейны, вы можете использовать это, чтобы ремень легко снимался со шкива.
  6. Проверить шкивный ремень на предмет износа. Если он выглядит потрескавшимся и потрескавшимся, это лучшее время для его замены.
  7. Снимите генератор с монтажного кронштейна. Это может создать некоторые проблемы, но не заставляйте его. вместо этого не торопитесь.

Теперь у вас отключена электропроводка генератора переменного тока, ремень отключен, а сам генератор отключен от монтажной площадки. Теперь вы можете подготовиться к установке нового.

Монтаж нового генератора Источник: http: // www.Instructables.com
  1. Перед установкой нового генератора соедините два - новый и старый - вместе, чтобы проверить, похожи ли они. Размер, конструкция, монтажные прорези и кабельные разъемы должны совпадать.
  2. Затем сдвиньте новый генератор на место старого, стараясь при этом не повредить приводной ремень или провода.
  3. Продвиньте монтажные болты в прорези на генераторе до монтажного кронштейна.
  4. Затяните болты гаечным ключом. Если в вашем автомобиле используется автоматический натяжитель, полностью затяните болты.В противном случае сделайте это немного, чтобы позже вы могли сдвинуть генератор для достижения правильного натяжения ремня.
  5. Оберните ремень на шкиве генератора. Если это намотка, убедитесь, что вы правильно проложили ее. Если не уверены, можете воспользоваться руководством по эксплуатации автомобиля.
  6. Натяните приводной ремень, используя подходящие для вашего типа автомобиля средства.
  7. Если вы еще не затянули болты, сделайте это сейчас.
  8. Подсоедините жгут проводов и кабель питания. Обеспечьте герметичность соединений.
  9. Подсоедините отрицательный провод к аккумуляторной батарее.
  10. Опустите автомобиль, если вы его дернули.Закройте капот и напишите новый генератор.
Источник: http://wheelzine.com

Замена генератора, вопросы и ответы
  • Сколько времени нужно, чтобы заменить генератор?

Зависит от навыков и опыта. Продолжительность может составлять всего час для тех, кто делал это раньше, и два часа или более для неквалифицированных. Здесь мы рассматриваем, когда это делать самому. Если вы отнесете машину в ремонтную мастерскую, время замены генератора может сильно отличаться.Это потому, что в игру вступят другие факторы. У вас может быть машина даже на целый день.

  • Как часто следует заменять генератор переменного тока?

Обычно через каждые 100 000–150 000 миль. Но механики скажут вам, что они заменили генератор переменного тока с пробегом чуть менее 100 000 миль. Лучше всего следить за признаками износа и повреждений. Таким образом вы вовремя замените генератор.

  • Сколько стоит замена генератора переменного тока?

Опять же, это зависит от модели автомобиля и года выпуска.На марку генератора тоже. Стоимость нового устройства колеблется от 200 до 300 долларов. Добавьте к этому затраты на рабочую силу для установки, которые варьируются от региона к региону и от одного механика к другому. Если вы решите произвести замену самостоятельно, вы сможете значительно сэкономить.

  • У генераторов переменного тока установлен шкив?

Кто-то знает, кто-то нет. Если тип, который вы хотите заменить, поставляется с одним, он должен быть совместим с приводным ремнем. Вы не хотите, чтобы проблемы с вращением шкива возникали сразу после установки нового генератора.Если это не так, возможно, вам придется использовать тот, который установлен на старом генераторе.

Замена автомобильного генератора переменного тока не должна быть проблемой. Вам не нужны особые навыки или необычные инструменты. Чтобы все прошло хорошо, соблюдайте технику безопасности. Наденьте защитное снаряжение и держите наготове тряпки. Всегда отключайте отрицательную клемму аккумуляторной батареи, прежде чем приступить к работе с генератором. А если вы ведете машину долго, сначала дайте двигателю остыть.

Что делать, если у генератора небольшой пробег и вышло из строя лишь несколько деталей? Затем вы можете подумать об их устранении, особенно если компоненты подлежат ремонту.Давай посмотрим об этом дальше.

Глава 7

Ремонт генератора

Как и многие другие компоненты автомобиля, генератор содержит детали, которые можно отремонтировать. Это означает, что вам не нужно заменять его каждый раз при обнаружении неисправности. Иногда нужно только найти причину неисправности и устранить ее.

Существуют даже комплекты для восстановления генератора, которые могут помочь вам восстановить состояние генератора с меньшими затратами. И если вы решите провести ремонт или перестроить самостоятельно, вы в конечном итоге потратите лишь небольшую сумму денег.

Прежде чем вы сможете приступить к ремонту неисправного генератора, вам необходимо сначала определить неисправную деталь. Это включает в себя проведение тестов и проверок, описанных в предыдущей главе. Как только вы узнаете, что нужно исправить, вы можете приступить к делу.

Распространенные проблемы с генератором переменного тока и способы их устранения

Есть компоненты генератора, которые часто выходят из строя или изнашиваются. Они требуют ремонта, а не рассматривают дорогостоящий вариант замены всего устройства.Они включают;

Источник: http://www.35pickup.com

1. Ослабленный или изношенный шкив ремня - это может быть причиной необычного жужжания или визга. Чтобы узнать, неисправна ли эта деталь, достаточно открыть капот и осмотреть его. Ослабленный змеевик или клиновой ремень требует натяжения. В зависимости от марки и модели вашего автомобиля используйте автоматический натяжитель или передвиньте генератор по кронштейну. Только убедитесь, что ремень не слишком тугой и не слишком слабый. Если проблема заключается в изношенном или порванном ремне, его замена может быть единственным решением.

2. Неисправные диоды - если один из нескольких диодов не работает, произойдет утечка переменного напряжения. Как мы видели ранее, вы можете проверить утечку напряжения с помощью вольтметра. Часто для устранения проблемы можно заменить неисправный диод или заменить весь генератор.

3. Ослабленные крепежные болты генератора - они могут вызвать смещение генератора и привести к другим проблемам. Их нужно только подтянуть, и генератор продолжит работать без каких-либо проблем.

4. Застревание натяжителя - иногда натяжитель подвержен коррозии и заедает. Когда это произойдет, лучше всего заменить его.

5. Оборванные или изношенные провода - провода, потерявшие изоляцию, больше не могут работать должным образом. Возможно короткое замыкание и неправильная зарядка аккумулятора. Замените все кабели, которые кажутся изношенными.

6. Недостаточно заряженная батарея - это означает, что генератор не вырабатывает достаточную мощность. Для этого могло быть несколько причин. Возможно, вам потребуется провести тесты, чтобы выяснить причину, а затем вы сможете определить, какие действия следует предпринять.

7. Перезаряженный аккумулятор - проблема может быть в регуляторе. Поскольку он управляет выходной мощностью генератора, неисправность может означать, что напряжение ниже или превышает нормальные значения.

8. Аккумулятор совсем не заряжается - проверьте разъемы. Также это может быть перегоревший предохранитель. Возможно, их потребуется заменить или очистить, чтобы восстановить нормальную работу генератора.

Ремонт генератора Источник: http://alternatorbrush.com

Помимо временных мер по ремонту генератора переменного тока, вы можете рассмотреть некоторые долгосрочные варианты, которые также являются менее дорогостоящими.Восстановление генератора переменного тока - одна из них, и она очень популярна. Часто это простой процесс, который под силу любому человеку, не имеющему предварительных знаний в области автомеханики; только некоторые базовые знания генератора.

Многие производители автозапчастей продают комплекты для восстановления генераторов. Это дешевле, чем покупка нового устройства. Наборы содержат все необходимое для замены различных компонентов, а также инструкции о том, как это сделать. Если вы рассматриваете возможность восстановления генератора, вот процедура.

Шаги к восстановлению генераторов переменного тока
  1. Отсоединить клеммы аккумуляторной батареи.
  2. Снимите приводной ремень.
  3. Ослабьте и снимите болты крепления генератора.
  4. Снимите генератор.
  5. Начните со снятия задней крышки генератора. Вам нужно только открутить его.
  6. Проверить подшипники на износ. Если кажется, что они не плотно прилегают или если при вращении шкива слышен шум, их необходимо заменить.
  7. Ослабьте и снимите резисторы.
  8. Снимите выпрямитель вместе с его проводами.
  9. Установите новый выпрямитель, снова закрутив винты и припаяв соответствующие провода.
  10. Щетки генератора удерживаются на месте винтами. Ослабьте их и просто снимите старые щетки. Установите новые на их место и убедитесь, что пружины сзади правильно расположены.
  11. Отвинтите регулятор, снимите его и установите новый.
  12. Теперь, когда вы заменили детали, которые можно отремонтировать, используйте щетку для очистки других компонентов.
  13. Замените резистор, заднюю крышку и подключите электрическое соединение, которое вы удалили ранее. Вы можете протестировать восстановленный генератор, чтобы убедиться, что он работает правильно.
  14. Снова установите генератор в моторный отсек и закрепите его болтами. Верните приводной ремень, убедившись в правильном натяжении.
  15. Подсоедините кабели аккумуляторной батареи.

В этом видеоролике на YouTube показано, как ремонтировать, восстанавливать генератор и заменять его регулятор.

Conlusion

После получения всей информации о том, как починить генератор переменного тока, вы можете выбрать тот вариант, который лучше всего подходит для вас. Если у генератора мало пробег, но возникают проблемы, вы можете рассмотреть возможность проверки источника неисправности и ее устранения.

Примером может служить новый генератор переменного тока, который был установлен на старый приводной ремень. Если проблема заключается в ремне, могут проявляться симптомы повреждения. В таком случае вам не нужно устанавливать новый генератор, а устанавливать новый ремень.

При выборе ремонта, замены или восстановления генератора вы можете принять во внимание долгосрочные расходы. Стоимость ремонта генератора может быть намного меньше, чем стоимость покупки нового генератора. Это все еще может быть дешевле, чем восстановление.

Но тогда это только временное исправление генератора переменного тока, и очень скоро вам, возможно, придется копаться в карманах. Новый блок был бы намного лучше, а реконструкция очень приветствуется, если бюджет не позволяет. Вы хотите лучшего для своей машины, но также и для своего кармана.

Генератор в предложении (особенно хорошее предложение, например, цитата, пословица ...)

1. Генератор , который должен был подзаряжать его во время полета, по каким-то причинам не стал.

2. Специальный регулятор для генератора без аккумулятора разработан Prestolite.

3. Для этого генератора требуется 9 штук каждой разновидности.

4. Генератор не вырабатывает электричество.

5. Аварийное оборудование может представлять собой автоматический запуск аварийного генератора .

6. Генератор Генератор - другое название генератора переменного тока.

7. Генератор индуктора - это особый вид синхронного генератора, в котором возбуждение и выходная обмотка находятся на статоре.

8. Повреждение диода автомобильного генератора генератора должно прервать его прохождение тока.

9. Ослабленные ремни влияют на водяной насос, генератор , гидроусилитель руля и кондиционер.

10. Были кратко описаны несколько типичных процессов формовки полюса генератора генератора .

11. Эта схема состоит из аккумулятора , генератора (или генератора).

12. Бесщеточный генератор , 42 В, разработан, который является ключевой частью системы.Ротор возбуждения и обмотка якоря модернизированы для соответствия системе 42 В и повышения эффективности.

13. Компания Picopulse переработала Auto Генератор и стартер имели 15-летний опыт работы. Она также может разбираться в ремонте деталей в соответствии с требованиями покупателя.

13. Sentencedict.com - это словарь предложений, в котором вы можете найти хорошие предложения для большого количества слов.

14. Трехфазный мостовой выпрямитель для автомобиля Генератор является ключевым компонентом автомобиля.

15. Самовозбуждающийся генератор , который не выдерживает ток короткого замыкания.

16. Это устройство специально разработано для проверки работы коллекторного кольца генератора генератора .

17. Когда я в конце концов остановился и поднял капот, казалось, что шум исходит от генератора .

18. Хорошее место найти легко; подъемные проушины на двигателе или монтажные кронштейны генератора являются хорошим основанием.

19. Инцидент произошел к югу от Норталлертона и затронул генератор переменного тока локомотива .

20. Он упомянул, что специальным оборудованием был генератор переменного тока с раздельной зарядкой на выход 133/65 ампер.

21. Должны быть определены доказательства наличия электроэнергии в основной и резервной системах, и должна быть произведена оценка функционирования генератора или генератора .

22. № 2. Электрические части мотоциклов: магнето, стартер, катушка зажигания, магнето другого двигателя, генератор .

23. В данной статье анализируется процесс формирования напряжения разгрузки и взаимосвязь между напряжением разгрузки, фазной электродвижущей силой, током возбуждения и скоростью вращения в генераторе переменного тока .

24. Входное напряжение датчика напряжения аккумуляторной батареи ниже заданного зарядного напряжения во время работы двигателя. Кроме того, во время активного теста выхода генератора не обнаружено значительного заряда в напряжении аккумуляторной батареи.

25. Кроме того, водонепроницаемы ременные приводы, а также генератор , компрессор кондиционера, насос гидроусилителя рулевого управления и стартер.

26. В этой статье расчет нагрузочных характеристик генератора переменного тока с когтевым опорой на 28 В [предложениеdict.com], 35 А на 35 А выполнен с использованием метода трехмерных конечных элементов с четырехгранными краевыми элементами.

27. С обычными керамическими магнитами или магнитами из AlNiCo пришлось бы пойти намного дальше, чтобы построить генератор , который эффективно вырабатывает такую ​​мощность при таких низких оборотах.

28. Во многих схемах зарядки используется индикаторная лампа ИЛИ, чтобы указать, ИЛИ нет ли альтернатор ИЛИ заряжает аккумулятор.

29. Скорость нарастания напряжения является важным параметром рабочих характеристик автомобильного генератора .

30. В основном была представлена ​​структура обмотки ротора с четырьмя выступающими полюсами современного синхронного генератора переменного тока , а также спроектированы пресс-форма для зажима стального сердечника ротора и форма для намотки для намотки обмотки ротора.

Что такое система возбуждения генератора переменного тока? Почему это имеет значение? Как это влияет на стабильность напряжения? - Welland Power

Что такое система возбуждения на генераторе переменного тока?

Система возбуждения на генераторе переменного тока относится к способу первоначального создания напряжения генератора при вращении и управления во время использования.Система возбуждения отвечает за подачу тока возбуждения к несущему ротору. Требования к системе возбуждения включают надежность во всех условиях эксплуатации, простоту управления, легкость обслуживания, стабильность и быструю реакцию на переходные процессы.

Есть три основных типа стандартных бесщеточных машин с самовозбуждением. Шунтирующий или самовозбуждающийся, вспомогательная обмотка и постоянный магнит (PMG). Вы также можете увидеть генераторы с трансформаторным управлением. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки, то есть предпочтительный вариант зависит от требований приложений и бюджета.

Каковы основные компоненты системы возбуждения?

Компоненты системы самовозбуждения:

  1. Автоматический регулятор напряжения (АРН)
  2. Статор возбудителя
  3. Ротор возбудителя
  4. Диоды
  5. Главный ротор

Генератор переменного тока с дополнительной обмоткой дополнительно имеет вспомогательную обмотку, встроенную в главный статор. Машина с возбуждением от ГПМ имеет ротор ГПМ и статор ГПМ, установленные на неприводной стороне.

Почему система возбуждения имеет значение?

Без системы возбуждения генератор переменного тока не имел бы возможности наращивать свое напряжение, когда он начинает вращаться, а также не смог бы регулировать свое напряжение до предварительно установленного номинального уровня при работе на своей номинальной скорости.

Итак, без системы возбуждения генератор переменного тока был бы бесполезен для своей цели.

Как это влияет на стабильность напряжения?

Три основных типа шунтирующих или самовозбуждающихся, со вспомогательной обмоткой и постоянным магнитом (PMG) используют автоматический регулятор напряжения (AVR) для поддержания напряжения на заданном уровне.АРН регулирует свое выходное напряжение вверх и вниз, которое подается на статор возбудителя. Это, в свою очередь, приводит в действие ротор возбудителя. Затем главный статор запитывается через выпрямительные диоды.

Генераторы и динамо


Развитие и история компонента, который первым сделал электричество коммерчески осуществимо

Динамо Генераторы преобразуют механическое вращение в электрическую энергию.

Динамо - устройство, вырабатывающее постоянного тока электроэнергии с помощью электромагнетизма.Он также известен как генератор, однако термин «генератор» обычно относится к «генератору переменного тока», который вырабатывает мощность переменного тока.

Генератор - обычно этот термин используется для описания генератора переменного тока , который создает мощность переменного тока, используя электромагнетизм.

Генераторы, Динамо и Батарейки - три инструмента, необходимые для создания / хранения значительное количество электроэнергии для использования людьми.Аккумуляторы возможно, был обнаружен еще в 248 году до нашей эры. Они просто используют химические реакция на производство и хранение электричества. Ученые экспериментировали с батарея, чтобы изобрести первые лампы накаливания, электродвигатели и поезда и научные испытания. Однако батареи не были надежными или рентабельно для любого обычного электрического использования, именно динамо-машина радикально изменил электричество из диковинного в выгодное, надежное технология.

1. Как это работает
2. Краткая история динамо-машин и генераторов
3. Видео генераторов

1.) Как Это работает:

Базовый:

Сначала вам понадобится механический источник энергии, такой как турбина (приводимая в действие падающей водой), ветряная турбина, газовая турбина или паровая турбина. Вал от одного из этих устройств подключен к генератору для выработки энергии.

Динамо и генераторы работают используя дикие сложные явления электромагнетизма . Понимание поведение электромагнетизма, его полей и его эффектов очень велико. предмет исследования. Есть причина, по которой прошло 60 лет ПОСЛЕ Вольты первая батарея, чтобы заработала хорошая мощная динамо-машина. Мы будет проще, чтобы познакомить вас с интересным предметом выработки электроэнергии.

В самом общем смысле Генератор / динамо-машина - это один вращающийся магнит, находящийся внутри воздействия магнитного поля другого магнита. Вы не видите магнитное поле, но это часто иллюстрируется линиями потока. На иллюстрации над линиями магнитного потока будут следовать линии, созданные железом документы.

Генератор / динамо изготовлен сборка неподвижных магнитов (статора), создающих мощное магнитное поле, и вращающийся магнит (ротор), который искажает и разрезает магнитный магнитные линии статора.Когда ротор прорезает линии магнитного поток делает электричество.

Но почему?

Согласно закону индукции Фарадея если вы возьмете провод и будете двигать его вперед и назад в магнитном поле, поле давит на электроны в металле. Медь имеет 27 электронов, последние два на орбите легко переносятся на следующий атом. Это движение электронов - это электрический поток.

Посмотреть видео ниже показано, как ток индуцируется в проводе:

Если взять много провода например, в катушке и перемещая ее в поле, вы создаете более мощный «поток» электронов.Мощность вашего генератора зависит от по телефону:

"л" -длина проводник в магнитном поле
"v" - скорость проводника (скорость ротора)
"B" - сила электромагнитного поля

Вы можете производить расчеты, используя эта формула: e = B x l x v

Посмотреть видео чтобы увидеть все это наглядно:

О магнитах:

Вверху: простой электромагнит называется соленоидом.Термин «соленоид» на самом деле описывает трубчатая форма, созданная витой проволокой.

Магниты обычно не из природного магнетита или постоянного магнит (если это не маленький генератор), но они медные или алюминиевая проволока, намотанная на железный сердечник. Каждая катушка должна быть под напряжением с некоторой силой, чтобы превратить его в магнит. Эта спираль вокруг железа называется соленоид. Соленоиды используются вместо природного магнетита, потому что соленоид НАМНОГО мощнее.Небольшой соленоид может создать очень сильное магнитное поле.

Выше: Катушки с проволокой в ​​генераторах должны быть изолированы. Отказ генератора вызвано слишком высоким повышением температуры, что приводит к поломке изоляции и короткое замыкание между параллельными проводами. Подробнее о проводах>

Термины :
Электромагнетизм - изучение сил, которые происходит между электрически заряженными частицами
Ротор - часть генератора динамо, которая вращается
Якорь - то же, что и ротор
Поток - силовые линии в магнитном поле, это измеряется в плотности, единица СИ Вебера
Статор - магниты в генераторе / динамо-машине, которые не двигаются, они устанавливают стационарное магнитное поле
Соленоид - магнит, созданный катушкой из проволоки вокруг утюга / ферриса сердечник (соленоид технически означает форму этого магнита, но инженеры называют соленоид и электромагнит как синонимы.
Коммутатор - Узнайте больше о них здесь
Крутящий момент - сила во вращательном движении

Динамо

Динамо - это старый термин, используемый для описания генератора, вырабатывающего постоянного тока мощность . Мощность постоянного тока отправляет электроны только в одном направлении. Эта проблема с простым генератором заключается в том, что когда ротор вращается, он в конечном итоге полностью поворачивается, меняя направление тока.Ранние изобретатели не знать, что делать с этим переменным током, переменный ток более сложные в управлении и проектировании двигателей и фонарей. Ранние изобретатели пришлось придумать способ улавливать только положительную энергию генератора, поэтому они изобрели коммутатор. Коммутатор - это переключатель, позволяющий ток течет только в одном направлении.

См. видео ниже, чтобы увидеть, как работает коммутатор:

Динамо состоит из 3 основных компонентов : статора, якоря и коммутатор.

Кисти являются частью коммутатора, щетки должны проводить электричество, поскольку контакт с вращающимся якорем. Первые кисти были актуальны проволочные «щетки» из мелкой проволоки. Они легко изнашивались и они разработали графические блоки для выполнения той же работы.

Статор - это неподвижная конструкция, которая делает магнитные поле, вы можете сделать это в небольшой динамо-машине с помощью постоянного магнита.Для больших динамо требуется электромагнит.

Якорь изготовлен из витых медных обмоток, которые вращаются внутри магнитного поля, создаваемого статором. Когда обмотки движутся, они прорезают силовые линии магнитного поля. Этот создает импульсы электроэнергии.

Коммутатор необходим для выработки постоянного тока. В потоках мощности постоянного тока только в одном направлении через провод, проблема в том, что вращающийся якорь в динамо-машине меняет направление тока каждые пол-оборота, поэтому коммутатор - это поворотный переключатель, который отключает питание в течение обратной текущей части цикла.

Самовозбуждение:

Так как магниты в динамо являются соленоидами, для работы они должны быть запитаны. Так что помимо кистей какая мощность крана выйти на главную цепь, есть другой набор щеток для получения энергии от якоря для питания статора магниты. Это нормально, если динамо-машина работает, но как начать? динамо-машина, если у вас нет мощности для запуска?

Иногда арматура сохраняет некоторый магнетизм в железном сердечнике, и когда он начинает вращаться, он делает небольшая мощность, достаточная для возбуждения соленоидов статора.Затем напряжение начинает расти, пока динамо-машина не наберет полную мощность.

Если нет магнетизма осталось в железе якоря, чем часто используется аккумулятор для возбуждения соленоиды в динамо-машине, чтобы начать. Это называется "поле" мигает ».

Ниже в обсуждении проводя динамо, вы заметите, как мощность проходит через соленоиды иначе.

Есть два способа проводка динамо: серия рана и шунт ранить.См. Диаграммы, чтобы узнать разницу.

Ниже видео небольшого простая динамо-машина, похожая на схемы выше (построена в 1890-х годах):

Генератор

Генератор отличается от динамо-машина в том смысле, что она вырабатывает мощность переменного тока . Электроны входят в в обоих направлениях в сети переменного тока. Только в 1890-х годах инженеры придумали, как проектировать мощные двигатели, трансформаторы и другие устройства, которые могут использовать мощность переменного тока таким образом, чтобы конкурировать с постоянным током мощность.

Пока генератор использует коммутаторах, генератор использует контактное кольцо со щетками для постукивания по выключение ротора. К контактному кольцу прикреплены графит или углерод. "щетки", которые подпружинены, чтобы протолкнуть щетку на звенеть. Это поддерживает постоянный поток энергии. Кисти изнашиваются время и нуждаются в замене.

Ниже видео контактных колец и щеток, множество примеров от старого к новому:

Со времен Грамма в 1860-х годах было выяснено, что лучший способ построить динамо-генератор было расположить магнитные катушки по широкому кругу, с широким вращением арматура.Это выглядит иначе, чем простые маленькие примеры динамо-машин. вы видите, как они используются в обучении работе устройств.

На фото ниже вы будете хорошо видна одна катушка на якоре (остальные были сняты для обслуживания) и другие катушки, встроенные в статор.

С 1890-х до наших дней Трехфазное питание переменного тока было стандартной формой питания. Три фазы сделано за счет конструкции генератора.

Изготовить трехфазный генератор вы должны разместить определенное количество магнитов на статоре и якоре, все с правильным интервалом. Электромагнетизм так же сложен, как и волны и вода, поэтому вам нужно знать, как контролировать поле через ваш дизайн. Проблемы включают неравномерное притяжение вашего магнита. к железному сердечнику, неправильные расчеты искажения магнитного поле (чем быстрее вращается, тем сильнее искажается поле), ложный сопротивление в катушках якоря и множество других потенциальных проблем.

Почему 3 фазы? Если хочешь Чтобы узнать больше о фазах и почему мы используем 3 фазы, посмотрите наше видео с пионером трансмиссии Лайонелом Бартольдом.

2.) Краткая история динамо-генераторов:

Генератор возникла из работ Майкла Фарадея и Джозефа Генрих в 1820-х гг. Как только эти два изобретателя обнаружили и задокументировали явления электромагнитной индукции, это приводит к экспериментам другими как в Европе, так и в Северной Америке.

1832 - Ипполит Пиксии (Франция) построил первую динамо-машину с помощью коммутатора, его модель создавала электрические импульсы, разделенные отсутствием тока. Он также случайно создали первый генератор переменного тока. Он не знал, что чтобы сделать с изменяющимся током, он сосредоточился на попытке устранить переменный ток для получения постоянного тока, это привело его к созданию коммутатор.

1830s-1860s - Аккумулятор по-прежнему является самым мощным способом питания электричество для различных экспериментов, происходивших в этот период.Электричество по-прежнему было коммерчески невыгодным. Электрический аккумулятор с питанием от аккумулятора поезд из Вашингтона в Балтимор потерпел неудачу, что привело к серьезному затруднению в новую область электричества. После миллионов долларов потраченного впустую пара по-прежнему оказался лучшим источником энергии. Электричество все еще необходимо для оказались надежными и коммерчески выгодными.

1860 - Антонио Пачинотти - Создал динамо-машину, обеспечивающую непрерывное Источник питания постоянного тока

1867 - Вернер фон Сименс и Чарльз Уитстон создают более мощная, более полезная динамо-машина, в которой использовался электромагнит с автономным питанием в статоре вместо слабого постоянного магнита.

1871 - Зеноб Грамм зажег коммерческая революция электроэнергии. Он заполнил магнитное поле железный сердечник, который лучше пропускал магнитный поток. Это увеличило мощность динамо-машины до такой степени, что ее можно было использовать для многих коммерческих Приложения.

1870-е годы - Произошел взрыв новых конструкций динамо-машин, конструкций варьировал дикий ассортимент, лишь немногие выделялись как превосходящие эффективность.

1876 - Чарльз Ф. Браш (Огайо) разработала самую эффективную и надежную конструкцию динамо-машины из когда-либо существовавших. к этому моменту. Его изобретения продавались через Telegraph Supply. Компания.

1877 - Франклин Институт (Филадельфия) проводит испытания динамо-машин со всего мира. Публичность этого события стимулирует развитие других, таких как Элиху Томсон, лорд Кельвин и Томас Эдисон.

Выше: Длинноногая Мэри Эдисона, коммерчески успешная динамо-машина для его системы постоянного тока 1884

1878 - The Компания Ganz начинает использовать генераторы переменного тока в небольших коммерческих инсталляции в Будапеште.

1880 - Чарльз F. Brush использовало более 5000 дуговых ламп , что составляет 80 процентов всех ламп в мире. Экономическая сила электрического возраст начался.

1880–1886 - Системы переменного тока разрабатываются в Европе совместно с Siemens, Сабастиан Ферранти, Люсьен Голар и другие. Царство динамо-машин постоянного тока на прибыльном американском рынке многие настроены скептически. инвестировать в AC.Генераторы переменного тока были мощными, однако генератор само по себе не было самой большой проблемой. Системы контроля и распределения мощности переменного тока необходимо было улучшить, прежде чем она сможет конкурировать с DC на рынке.

1886 - Внутр. изобретатели Североамериканского рынка, такие как Уильям Стэнли , Джордж Вестингауз, Никола Тесла и Элиху Thomson разрабатывает собственный кондиционер системы и конструкции генераторов.Большинство из них использовали Siemens и генераторы Ферранти в качестве основы для изучения. Уильям Стэнли быстро смог изобрести генератор получше, будучи неудовлетворенным с генератором Сименса, который он использовал в своем первом эксперимент.

Выше: Генераторы переменного тока Siemens, используемые в Лондоне в 1885 году, в США Эдисон не хотел перейти в область питания переменного тока, в то время как в Европе технология развивалась быстро.


1886-1891 - Полифазный Генераторы переменного тока разработаны C.S. Bradly (США), August Haselwander. (Германия), Михаил Доливо-Добровский (Германия / Россия), Галилео Феррарис (Италия) и др. Системы переменного тока, которые включают улучшенный контроль и мощные электродвигатели позволяют AC конкурировать.


1891 - трехфазный Электропитание переменного тока оказалось лучшей системой для выработки электроэнергии и распространение на Международном Электротехническая выставка во Франкфурте.

Трехфазный генератор конструкции Михаила Доливо-Добровского, использованный на выставке видно слева.

1892 - Чарльз П. Стейнмец представляет свой доклад AIEE по гистерезису. Понимание Штейнмеца математики мощности переменного тока опубликована и помогает произвести революцию Проектирование систем питания переменного тока, включая большие генераторы переменного тока.

1890-е - Генератор дизайн быстро улучшается благодаря коммерческим продажам и имеющиеся деньги на исследования.Westinghouse, Siemens, Oerlikon, и General Electric разрабатывают самые мощные генераторы в мире. Некоторые генераторы все еще работают 115 лет спустя. (Механиквилл, Нью-Йорк)

Выше: 1894 Элиу Томсон разработал много Генераторы переменного тока для General Electric

Более поздний генератор Westinghouse, 2000 кВт, 270 В, после 1900

3.Видео

Mechanicville Генераторы с объяснением истории (1897), разработанные вдохновителем переменного тока Чарльз П. Стейнмец

Генератор Вестингауза сконструирован и испытан (1905 г.), спроектирован Оливером Шалленбергером, Tesla и другие в Westinghouse.

1895 Ранние мощные генераторы используется в Фолсоме, Калифорния (разработан Элиу Томпсон, доктором.Луи Белл и другие в GE)

1891 Генератор производства Oerlikon для Международной электротехнической выставки (дизайн Добровольского в Германии)


Связанные темы:

Источники:
-The История General Electric - Зал истории , Скенектади, Нью-Йорк, 1989 Второе издание
- Википедия (Генераторы, Чарльз Браш)
- Википедия (Коммутатор)
- Принципы электричества - от General Electric
- История питания переменного тока - Технический центр Эдисона
- Руководство по электричеству Хокинса

Фото / Видео:
-Copyright 2011 Технический центр Эдисона.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *