Основни части на индукционен генератор. Алтернатор: дизайн и предназначение

Синхронен генератор - машина (механизъм) променлив токкоето преобразува определен вид енергия в електричество. Такива устройства включват електростатични машини, галванични клетки, слънчеви батерии, термопилоти и др. Използването на всеки тип от изброените устройства се определя от техническите им характеристики.

Област на приложение

Синхронните агрегати се използват като източници на променлив ток: те се използват в мощни топлоцентрали, водни и атомни електроцентрали, в мобилни централи, транспортни системи (автомобили, самолети, дизелови локомотиви). Синхронният блок може да работи автономно - като генератор, който доставя всеки товар, свързан към него, или успоредно с мрежата - други генератори са свързани към него.

Синхронният блок може да включва устройства на места, където няма централно захранване на електрическите мрежи. Тези устройства могат да се използват във ферми, които са разположени далеч от населените места.

Описание на устройството

Устройството на синхронен генератор се дължи на наличието на такива елементи като:

• Роторът или индукторът (подвижен, въртящ се), който включва полевата намотка.
• Котва или статор (неподвижен), в който е включена намотката.
• Намотка на единица.
• Превключвател на статорната намотка.
• Изправител.
• Няколко кабела.
• Електрическа смесителна структура.
• Заваръчна машина.
• Бобина на ротора.
• Регулиран доставчик с постоянен ток.

Синхронният генератор работи като генератори и двигатели. Той може да премине от графика на генератора към графика на двигателя - това зависи от действието на въртящата се или спирачната сила на устройството. В графика на генератора в него е включено механично и електричеството излиза. В моторната графика електрическата енергия влиза в нея, а механичната енергия излиза.

Устройството е свързано към верига на променлив ток от различни видове нелинейни съпротивления. Синхронните блокове са генератори на променлив ток в електроцентралите, докато синхронните двигатели се използват, когато е необходим двигател, който работи с постоянна честота на въртене.

Принципът на действие на устройството

Синхронният генератор работи на принципа на електромагнитната индукция. По време на празен ход намотката на котвата (статора) е отворена, поради което магнитното поле на блока се формира от една намотка на ротора. Когато роторът се върти от жичния двигател, той има постоянна честота, магнитното поле на ротора се движи през проводниците на статорните фазови намотки и индуцира повтарящи се променливи токове - електромоторна сила (ЕМП). ЕМП е синусоидален, несинусоидален или пулсиращ.

Възбуждащата намотка е предназначена да създаде начална магнитно полеза индуциране на електрическа задвижваща сила в намотката на котвата. Ако котвата на синхронен генератор се задейства чрез въртене с определена скорост, след това се възбужда от източник на постоянни токове, тогава възбуждащият поток преминава през проводниците на статорните намотки и се променя променлива ЕМП във фазите на намотката.

Трифазно устройство

Трифазният синхронен генератор е устройство, което има трифазна структура на променлив ток, което е от голямо практическо приложение. Въртящият се електромагнит е способен да генерира магнитен поток (променлив), който се движи през трите фази на съществуващата намотка на статора. И резултатът от това е, че променлива ЕМП със същата честота се появява във фазите, фазовото изместване се извършва под ъгъл, равен на една трета от периода на въртене на магнитните полета.

Трифазен синхронен генератор е оборудван така, че котвата на неговия вал е електромагнит и се захранва от генератора. Когато валът се върти, например от турбина, генераторът подава електрически ток, докато намотката на ротора се захранва от подадения ток. От това котвата се превръща в електрически магнит и, извършвайки обороти със същия вал, доставя въртящо се електромагнитно поле.

Синхронните трифазни хидро- и турбинни генератори генерират по-голямата част от електричеството. Синхронните агрегати се използват и като електрически двигатели в устройства с мощност над 50 kW. По време на работата на синхронния блок в графиката на двигателя, самият ротор е свързан към източник на постоянни токове, докато статорът е свързан с трифазен кабел.

Възбуждащи структури

Всички турбо-, хидро-, дизелови генератори, синхронни компенсатори, двигатели, произведени в момента, са оборудвани с най-новите полупроводникови структури, като възбуждане на синхронни генератори. Тези структури използват метода за коригиране на трифазни променливи токове на възбудители с висока или индустриална честота или напрежението на възбудения блок.

Генераторното устройство е такова, че възбуждащите структури могат да осигурят такива параметри на работа на блока като:

• Първият етап на възбуда, тоест началният.
• Работа на празен ход.
• Връзка с мрежата чрез прецизна синхронизация или самосинхронизация.
• Работете в енергийна структура със съществуващи товари или претоварвания.
• Възбуждането на синхронните устройства може да бъде принудително съгласно такива критерии като напрежение и ток, имащи дадена кратност.
• Електрическо спиране на апарата.

Дизайн на генератора

В момента се произвеждат много видове индукционни уреди, но генераторното устройство е проектирано така, че да имат едни и същи части:

• Електромагнит или постоянен магнит, който създава магнитно поле.
• Променлива EMF намотка.

За да се получи най-големият магнитен поток, всички генератори използват специална магнитна структура, която се състои от две стоманени сърцевини.

Намотките, които създават магнитното поле, са монтирани в жлебовете на една от сърцевините, а EMF-индуцираните намотки са инсталирани в жлебовете на другата. Едното ядро \u200b\u200b- вътрешното - взаимодейства с неговата намотка и се върти около хоризонтален или вертикален прът. Такъв прът се нарича ротор. Неподвижната сърцевина с намотка се нарича котва (статор).

Характеристики на инструмента

За да се оцени функцията на синхронните генератори, се прилагат същите характеристики като при генераторите. постоянен ток... Само някои условия са различни и допълнени.

Основните характеристики на синхронния генератор са:

• На празен ход е зависимостта на ЕМП на устройството от възбуждащите токове, като в същото време е показател за намагнитването на магнитните вериги на машината.
• Външната характеристика е зависимостта на напрежението на устройството от токовете на натоварване. Напрежението на устройството се променя по различни начини в зависимост от увеличаването на товара за различните видове товар. Причините, които причиняват такива промени, са следните:

1. Спадът на напрежението в индуктивния и активна съпротива устройство намотки. Той се увеличава с увеличаване на натоварването на устройството, т.е. неговия ток.
2. Промяна в EMF на уреда. Възниква в зависимост от реакцията на статора. При активни натоварвания намаляването на напрежението ще бъде причинено от спада на напрежението във всички намотки, тъй като реакцията на статора води до увеличаване на EMF на генератора. При активно-капацитивни видове товар ефектът на намагнитване води до увеличаване на текущата стойност на напрежението в сравнение с номиналната стойност.

• Контролните характеристики на синхронния генератор са зависимостта на токовете на полето от токовете на натоварване. По време на работата на синхронните блокове е необходимо да се поддържа постоянно напрежение на техните клеми, независимо от естеството и големината на натоварванията. Това не е трудно да се постигне, ако ЕМП на генератора се регулира. Това може да стане чрез автоматична промяна на възбуждащите токове в зависимост от промените в натоварванията, т.е. при активно-капацитивен товар е необходимо да се намали възбудителният ток, за да се поддържа постоянно напрежение, а с активно-индуктивно и активно - увеличаване.

Мощността на синхронния генератор се определя от следните стойности:

• Съответно мрежово напрежение.
• Вашата ЕМП.
• Ъгъл на измерване.

AC устройство

Синхронният алтернатор е електрическа машина, която преобразува механичната ротационна енергия в електрическа енергия на променливи токове. Инсталирани са мощни генератори на такива токове:

• турбогенератор на хидрогенератор - в електроцентрали;
• устройства с променлив ток с относително ниска мощност - в автономни системи за електрозахранване (електроцентрала с газова турбина, дизелова електроцентрала) и в честотни преобразуватели (двигател-генератор).

Понастоящем се произвеждат много видове такива устройства, но всички те имат обща подредба на основните елементи:

• котва (статор) - фиксирана;
• ротор, въртящ се около оста.

В големите индустриални генератори електромагнитът, който е ротор, се върти. В същото време намотките с индуцирана ЕМП, положени в слотовете на статора, остават неподвижни.

В устройства като синхронен генератор с малка мощност магнитното поле се генерира от въртящ се постоянен магнит.

Видове синхронни единици

Има следните видове синхронни генератори:

1. Хидро - в него роторът има разлика поради наличието на изразени полюси, използва се в производството на електричество и работи при ниски скорости.
2. Турбо - различава се в неявно-полюсната структура на генератора, произвежда се от турбини от различен тип, скоростта на оборотите е доста висока, достигайки около 6000 об / мин.
3. Синхронен компенсатор - това устройство доставя реактивна мощност, се използва за подобряване на качеството на електричеството за стабилизиране на напрежението.
4. Асинхронен двоен енергиен блок - генератор от този тип се състои в това, че свързва както роторни, така и статорни намотки от текущ доставчик с различни честоти. Създава се асинхронен работен график. Освен това се отличава със стабилността на работния график и факта, че преобразува различни фазови токове и се използва за решаване на проблеми с тясна специализация.
5. Двуполюсен шоков блок - работи в схема на късо съединение, действа за кратко време, в милисекунди. Също така тества устройства с високо напрежение.

Разновидности на инертни материали

Синхронният генератор (двигател) е разделен на няколко модела, които са проектирани за различни цели:

• Стъпка (импулсна) - използва се за задвижвания на механизми със старт-стоп цикъл или устройства с непрекъснато движение с импулсен управляващ сигнал (броячи, лентови задвижвания, задвижвания на CNC машини и др.).
• Gearless - за използване в автономни системи.
• Безконтактни - използвани за работа като електроцентрали на кораби от морския и речния флот.
• Хистерезис - използва се за броячи на времето, в инерционни електрически задвижвания, в автоматични системи за управление;
• Асинхронни двигатели - за захранване на електрически инсталации.

Разделяне по тип ротор

По естеството на роторното устройство генераторното устройство е разделено на:

• Изрично - с изпъкнали или с изразени полюси. Тези ротори се използват в тихо работещи генератори, чиято скорост на въртене не надвишава 1000 оборота в минута.
• Имплицитен полюс е цилиндричен ротор, който няма изпъкнали полюси. Тези конструкции са двуполюсни и четириполюсни.

В първия случай роторът се състои от кръст, върху който са фиксирани полюсните сърцевини или полевите намотки. На второ място - високоскоростни агрегати със скорост 1500 или 3000. Роторът е направен под формата на цилиндър от доста висококачествена стомана с жлебове, в който е инсталирана възбуждаща намотка, състояща се от отделни намотки с различна ширина.

История

Системите за генериране на променлив ток са известни в прости форми от откриването на магнитната индукция на електрически ток. Ранните машини са разработени от пионери като Майкъл Фарадей и Хиполит Пикси.

Фарадей разработи „въртящ се триъгълник“, действието на който беше многополюсен - всеки активен проводник преминава последователно през зона, където магнитното поле е в противоположни посоки. Първата публична демонстрация на най-мощната "алтернативна система" се състоя през 1886 година. Големият двуфазен алтернатор е построен от британския електротехник Джеймс Едуард Хенри Гордън през 1882 година. Лорд Келвин и Себастиан Феранти също разработиха ранен алтернатор, който произвежда честоти между 100 и 300 херца. През 1891 г. Никола Тесла патентова практичен „високочестотен“ алтернатор (работещ с честота около 15 000 херца). След 1891 г. са въведени многофазни алтернатори.

Принципът на работа на генератора се основава на действието на електромагнитната индукция - появата на електрическо напрежение в намотката на статора, което е в променливо магнитно поле. Създава се с помощта на въртящ се електромагнит - ротор, когато през неговата намотка преминава постоянен ток. Променливо напрежение преобразувана в константа от полупроводников токоизправител.

Автомобилен генератор

Автомобилен алтернатор. Задвижващият ремък е свален.

Алтернатор се използва в съвременните автомобили за зареждане на батерия и за захранване на автомобилната електрическа система. Генераторите за променлив ток не използват комутатор, което дава голямо предимство пред генераторите за постоянен ток: те са по-прости, по-леки и по-евтини. Автомобилните алтернатори използват набор от токоизправители (диоден мост) за преобразуване на променлив ток в постоянен ток. За производството на DC с ниско пулсации автомобилните алтернатори имат трифазна намотка и трифазен токоизправител.

Съвременните автомобилни алтернатори имат вграден регулатор на напрежението. Преди това бяха инсталирани само аналогови регулатори на напрежението. В момента релейните регулатори превключиха на цифров канал така наречената CAN шина.

Морски генератори

Морски генератори за променлив ток в яхти с подходяща адаптация към морската среда.

Безчеткови генератори

Безчетковият генератор се състои от два генератора на един вал. Малките безчеткови генератори може да изглеждат като една единица, но двете части са лесно разпознаваеми при по-големи генератори. Повечето от двете са основният генератор, а по-малкият е патогенът. Възбудителят има неподвижни полеви намотки и въртяща се котва (мощност на намотките). Основният генератор използва противоположни конфигурации на въртящо се поле и стационарни намотки. Мостовият токоизправител (въртящ се токоизправител) е монтиран на плоча, прикрепена към ротора. Не се използват четки или плъзгащи пръстени, което намалява броя на износващите се части.

Индукционен генератор

За разлика от други генератори, работата на индукционния генератор не се основава на въртящо се магнитно поле, а на пулсиращо, с други думи, полето се променя не като функция на изместването, а като функция на времето, което в крайна сметка (EMF насоки) дава същия резултат.

Дизайнът на индукционни генератори предполага поставянето както на постоянно поле, така и на намотки за индуциране на ЕМП върху статора, докато роторът остава свободен от намотки, но задължително има назъбена форма, тъй като цялата работа на генератора се основава на зъбните хармоници на ротора.

Генератори за малка енергия

За мощности до 100 kW широко се използват едно- и трифазни генератори с възбуждане от постоянни магнити. Използването на високоенергийни постоянни магнити от състава неодим-желязо-бор даде възможност за опростяване на дизайна и значително намаляване на размера и теглото на генераторите, което е критично за малка вятърна енергия.

Дизайн на алтернатора

В най-общия случай най-често използваният трифазен алтернатор се състои от видим полюсен ротор с една двойка полюси (въртящи се генератори с малка мощност) или 2 двойки от тях, разположени напречно (най-често срещаните генератори с мощност до няколкостотин киловата. Такъв дизайн не само позволява по-рационално използване материал, но също така и за индустриална честота на променлив ток от 50 Hz дава работна честота на въртене на ротора 1500 об / мин, което е в добро съгласие със скоростта на сцепление на дизеловите двигатели с тази мощност), както и статор с 3 (в първия случай) или 6 (във втория) мощност намотки и стълбове. Напрежението от силовите намотки е това, което се доставя на потребителя.

Роторът може да бъде направен на постоянни магнити само за генератори с много ниска мощност, във всички останали случаи той има така наречената намотка. полева намотка, тоест това е електромагнит с постоянен ток, захранван във въртящ се ротор през четко-колекторен възел с прости пръстеновидни контакти, които са по-устойчиви на износване, отколкото разделен ламеларен колектор на машини с постоянен ток.

Във всеки мощен алтернатор с възбуждаща намотка на ротора неизбежно възниква въпросът - колко възбуден ток трябва да се приложи към бобината? В крайна сметка, изходното напрежение на такъв генератор зависи от това. И това напрежение трябва да се поддържа в определени граници, например 380 волта, независимо от тока в потребителската верига, чиято значителна стойност също може значително да намали изходното напрежение на генератора. Освен това фазовото натоварване обикновено може да бъде много неравномерно.

Този проблем се решава в съвременните генератори, като правило, чрез въвеждане на електромагнитни токови трансформатори във изходните вериги на фазите на генератора, свързани чрез вторични намотки с триъгълник или звезда, и подаване на изхода на променливо трифазно напрежение с амплитуда от един - десетки волта, строго пропорционално и фазово съвпадащо с големината на фазовия ток на натоварване генератор - колкото повече ток се консумира в момента в тази фаза, толкова повече стрес на изхода на съответната фаза на съответния токов трансформатор. Така се постига стабилизиращият и авторегулиращ ефект. След това и трите управляващи фази от вторичните намотки на токови трансформатори се подават към конвенционален 3-фазен токоизправител от 6 полупроводникови диода и на неговия изход се получава постоянен ток с необходимата величина и се подава към намотката за възбуждане на ротора през сглобката четка-колектор. Схемата може да бъде допълнена с реостат за известна свобода на регулиране на възбуждащия ток.

В остарели генератори или генератори с ниска мощност вместо токови трансформатори се използва система от мощни реостати, с изолиране на работния възбудителен ток чрез промяна на спада на напрежението на резистора, когато токът през него се промени. Тези схеми бяха по-малко точни и много по-малко икономични.

И в двата случая съществува проблемът с появата на първоначалното напрежение на силовите намотки на генератора по време на старта на неговата работа - наистина, ако все още няма възбуждане, токът в вторични намотки токови трансформатори няма откъде да дойдат. Проблемът обаче се решава от факта, че желязото на роторния хомот има известна способност за остатъчно намагнитване, това остатъчно намагнитване е достатъчно за възбуждане на напрежение от няколко волта в силовите намотки, достатъчно за самовъзбуждане на генератора и достигане на неговите работни характеристики.

При самовъзбуждащите се генератори случайното подаване на външно индустриално напрежение е сериозна опасност. електрическа мрежа към намотките на силовия статор. Въпреки че това не води до никакви негативни последици за самите намотки на генератора мощно променливо магнитно поле от външната мрежа ефективно размагнитва статора, в резултат на което генераторът губи способността си да се самовъзбужда. В този случай се изисква първоначално подаване на напрежение на възбуждане от някакъв външен източник, например автомобилен акумулатор, понякога такава процедура напълно лекува статора, но в някои случаи необходимостта от външно възбуждане остава завинаги.

Главен алтернатор

Основният генератор се състои от въртящо се магнитно поле, както беше споменато по-рано, и фиксирана котва (намотки на генератора)

Хибридни коли

Вижте също

Връзки

• Генератори. Интегрирано публикуване (TPub.com).
• Дървен алтернатор с ниски обороти. ForceField, Форт Колинс, Колорадо, САЩ.

За тези, които не са запознати с генераторите, ние обясняваме, че това е единица, в която се получава друга от един вид енергия. Или по-точно от механични към електрически. Освен това тези устройства могат да генерират както постоянен ток, така и променлив ток. До средата на ХХ век се използват главно DC генератори. Те бяха големи машини, които не работеха много добре. Появата на пазара на полупроводникови диоди доведе до изобретяването на трифазен алтернатор. Именно диодите ви позволяват да коригирате променливия ток.

Принцип на действие

Работата на трифазен генератор се основава на закона на Фарадей - закона електромагнитна индукциякоето казва това електродвижеща сила задължително ще се индуцира във въртяща се правоъгълна рамка, която е инсталирана между двата магнита. В този случай се прави резервация, че магнитите ще създадат въртящо се магнитно поле. Посоката на въртене както на рамката, така и на магнитното поле трябва да са еднакви. Но електродвижещата сила също ще възникне, ако рамката остане неподвижна и в нея се върти магнит.

За да разберете как работи генераторът, разгледайте фигурата по-долу. Това е най-простата схема на нейната работа.

Тук ясно се виждат магнити с различни полюси, рамка, вал и плъзгащи се пръстени, с помощта на които токът се отклонява.

Разбира се, това е само диаграма, въпреки че лабораторните генератори са създадени по този начин. На практика конвенционалните магнити се заменят с електромагнити. Последните са медни намотки или индуктори. Когато минава през тях електричество, се формира необходимото магнитно поле. Такива генератори са инсталирани във всички автомобили (това е например), за да ги стартирате, под капака е монтирана батерия, тоест източник на постоянен ток. Някои модели генератори се стартират на принципа на самовъзбуждане или с помощта на генератори с ниска мощност.

Сортове

Класификацията се основава на принципа на работа, следователно тези AC устройства са разделени в два класа:

• Асинхронен. Това са най-надеждните генератори в експлоатация, малки по размер и тегло, прости по дизайн. Те се справят отлично с претоварвания и къси съединения. Вярно е, че трябва да се има предвид, че този вид веднага се проваля, ако върху него действа голямо претоварване. Например, пусков ток електрическо оборудване. Следователно си струва да се вземе предвид този факт, за който ще трябва да закупите генератор с капацитет три или четири пъти по-голям от консумацията на енергия на оборудването при стартиране.
• Синхронно. Но този тип лесно се справя с краткосрочни натоварвания. Такъв генератор може да издържи претоварване от пет или шест пъти. Вярно е, че не се различава с висока надеждност в сравнение с асинхронните опции, освен това е собственик на големи размери и маса.

Разбира се, това разделение е принципът на действие на блока. Но има и други критерии.

• Монофазни.
• Двуфазен.
• Три фази.
• Многофазна (обикновено шест фази).
• Заваряване.
• Линейна.
• Индукция.
• Стационарен.
• Преносим.

Трифазно генераторно устройство

По принцип подреждането на трифазен алтернатор е доста просто. Това е случай с две корици от противоположните страни. Всеки от тях има отвори за вентилация. Капаците имат ниши за лагери, в които валът се върти. На предния край на вала е монтиран трансмисионен елемент. Например на автомобилен генератор монтирана е ролка, с която въртенето се предава от двигателя с вътрешно горене към генератора. В противоположния край на трансмисионния вал е направен електрически ток, тъй като валът е в този случай действа като електромагнит с намотка.

Предаването се осъществява чрез графитни четки и плъзгащи пръстени (те са изработени от мед). Четките са свързани към електрически регулатор (всъщност това е обикновено реле), който регулира подаването на 12 волта с необходимите отклонения. Най-важното е, че релето не увеличава или намалява напрежението в зависимост от скоростта на въртене на самия вал.

Така че, ако говорим за трифазни алтернатори, това са три такива еднофазни. Само трифазен блок има намотка не на ротора (вала), а в статора. И има три такива намотки, които са изместени по фаза един спрямо друг. Валът, както при първия дизайн, действа като електромагнит, който се захранва от постоянен ток чрез плъзгащи се контакти.

Въртенето на вала създава магнитно поле в намотките. Електродвижещата сила започва да се индуцира, когато магнитното поле на намотките пресича ротора. И тъй като намотките са разположени симетрично на статора, т.е. на всеки 120º, електромоторната сила съответно ще има същата амплитудна стойност.

Свързани записи:

Генератор на мощност - един от съставните елементи на автономна електроцентрала, както и много други. Всъщност това е най-важният елемент, без който генерирането на електрическа енергия е невъзможно. Електрически генератор преобразува ротационната механична енергия в електрическа енергия. Принципът на неговото действие се основава на така наречения феномен на самоиндукция, когато в проводник (бобина) възниква електродвижеща сила (EMF), движеща се в силовите линии на магнитно поле, което може (за по-добро разбиране на проблема) да се нарече електрическо напрежение (въпреки че това не е същото ).

Компонентите на електрическия генератор са магнитна система (използват се предимно електромагнити) и система от проводници (намотки). Първият създава магнитно поле, а вторият, въртейки го, го превръща в електрическо. Освен това генераторът има и система за отнемане на напрежение (колектор и четки, свързващи намотките по определен начин). Всъщност свързва генератора с консуматори на електрически ток.

Можете да получите електричество сами, след като сте извършили най-простия експеримент. За да направите това, трябва да вземете два противоположни магнита или да завъртите два магнита с различни полюси един към друг и да поставите метален проводник под формата на рамка между тях. Свържете малка (малка мощност) крушка към нейните краища. Ако рамката започне да се върти в една или друга посока, светлината ще светне, т.е. в краищата на рамката се появи електрическо напрежение, а през спиралата му тече електрически ток. Същото се случва и при електрически генератор, единствената разлика е, че в електрическия генератор има по-сложна система от електромагнити и много по-сложна намотка от проводници, обикновено мед.

Електрическите генератори се различават както по типа на задвижването, така и по типа на изходното напрежение. По типа устройство, което го задвижва:

• Турбинен генератор - задвижван от парна турбина или газотурбинен двигател. Използва се предимно в големи (промишлени) електроцентрали.
• Хидрогенератор - задвижван от хидравлична турбина. Използва се и в големи електроцентрали, работещи чрез движението на речна и морска вода.
• Вятърен генератор - задвижван от вятърна енергия. Използва се както в малки (частни) вятърни паркове, така и в големи индустриални.
• Дизел-генераторът и бензо-генераторът задвижват съответно дизелов и бензинов двигател.

По вида на изходния електрически ток:

• DC генератори - получаваме постоянен ток на изхода.
• Генератори. Съществуват съответно еднофазни и трифазни, еднофазни и трифазни променливи токови изходи.

Различните видове генератори имат свои собствени конструктивни характеристики и почти несъвместими компоненти. Те са обединени само от общия принцип за създаване на електромагнитно поле чрез взаимно въртене на една система от намотки спрямо друга или спрямо постоянни магнити. Поради тези характеристики само квалифицирани специалисти могат да ремонтират генератори или отделните им компоненти.

За преобразуване на различни видове енергия в електрическа се използват специални устройства. Един от най-простите механизми е генератор на постоянен ток, който може да бъде закупен във всеки магазин за електроника или да бъде изграден собственоръчно.

DC генератор - устройство, което преобразува механичната енергия в електрическа за по-нататъшно използване във външна верига. В този случай всяка механична сила може да служи като източник на механична енергия: въртене на специална дръжка, свързване на мотор към устройството. Трябва да се отбележи, че по-голямата част от апартаментите и къщите в границите на всеки град се доставят с помощта на точно такива генератори, само от индустриален тип.

Снимка - DC генератор

Генераторът на електрически ток може да действа по точно обратния начин. Обратна трансформация електрическа енергия в механична с помощта на електродвигател. Много двигатели са оборудвани с ръчно (механично) задвижване, което, ако е правилно свързано, може да преобразува енергия и мрежи в обратна посока.

Принцип на работа и устройство

DC генераторът се състои от две основни части - статора и ротора. Други детайли:

1. Корпус: външна генераторна рамка. Често от чугун или стомана. Корпусът осигурява механична якост на цялата конструкция на генератора (или двигателя). Той също така предава магнитния поток, генериран от полюсите;
2. Магнитни полюси. Те са свързани с тялото с винтове или болтове, върху тях е поставена намотка;
3. Яремът на статора или рамката са направени от феромагнитни сплави, този елемент е настроен на намотката за възбуждане. Ядрата са снабдени с полюси, които помагат да се определи посоката на потока на заредените частици. Именно магнитните накрайници генерират магнитното поле, необходимо за работата на устройството;
4. Ротор: котва на генератора. Сърцевината е сглобена от отделни стоманени пластини, за да спомогне за повишаване на ефективността на генератора и за намаляване на генерирането на вихрови токове. При инсталиране на плочите се образуват кухини, в които се навива намотката на котвата или намотката за самовъзбуждане;
5. Превключвател и четки. Четките са направени от графит и в генератора има поне две от тях. Можете да разберете броя на четките, като преброите полюсите - този индикатор е идентичен.

Снимка - дизайнът на арматурата на постоянния генератор

Колекторните плочи се използват за свързване на клемите на веригата, те са направени от мед, която е известна като отличен проводник на електрически сигнали.

Принципът на действие на постояннотоков генератор се основава на формулата:

Според него, когато проводник се движи в магнитно поле (което прави възможно намаляването на магнитното електропроводи), Индукционната ЕМП се произвежда динамично в проводника. Количеството на генерираната ЕМП може да бъде определено с помощта на уравнението на DC генератора.

Една от основните функции на устройство за преобразуване на променлив ток е да генерира EMF в DC. Посоката на генерираната ЕДС ще варира във всеки проводник, през който енергията преминава по време на въртене на ротора. С помощта на превключвател на изхода на генератора се образува постоянен поток от заредени частици. В този случай изходният сигнал изглежда така:

Снимка - изходен сигнал на генератора на постоянен ток

Видове

Има тези видове DC генератори: самовъзбуждащи се и работещи на принципа на независимото превключване (диаграма по-долу). Методите за възбуждане зависят от вида на захранването на устройството. Самовъзбуждащият се електрически генератор работи от външни източници, може да бъде батерия или вятърен генератор. Също така, система за външно възбуждане често се прилага на магнити (главно на устройства с ниска мощност, до няколко десетки вата).

Фото - генераторна верига с независимо превключване

Възбуда независим генератор произведени чрез захранване от намотката на устройството. Тези устройства също са разделени на видове:

1. Шунтиращо или паралелно възбуждане;
2. Последователен.

Първите се отличават с паралелната връзка на намотката на котвата с намотката за възбуждане, а вторите, съответно, чрез последователното свързване на тези части.

Котва реакция

Това е доста често в празен ход генератор. Характеризира се със суперпозицията на получените магнитни полета от статора и ротора, което намалява напрежението и намалява магнитното поле. В резултат на това електродвижещата сила на устройството пада, има прекъсвания в работата, синхронният генератор може дори да прегрее или да се запали поради искри, които се появяват при неправилно триене на четките.

Фото - стълбове на генератора

С тази грешка можете да направите следното:

1. Компенсирайте магнитното поле с допълнителни полюси. Това ще помогне да се справите с спада на тази характеристика в определени точки на веригата;
2. Ремонтите често се извършват чрез просто плъзгане на колекторните четки.

Назначаване

За разлика от алтернаторите, устройствата от постоянен тип изискват непрекъсваемо захранване, което непрекъснато насочва постоянен ток в намотката на котвата. Поради това областта на приложение на такива устройства е доста тясно специализирана, в момента те се използват на малко места.

Снимка - принципът на генератора

Те често се използват за задвижване на електрически превозни средства в градовете. Също така, DC генераторите се използват за управление на електрическа кола, мотоциклет или като корабни възбудители или заваръчни инвертори... Те се използват като двигатели с ниска скорост за вятърни турбини.

DC дизеловият генератор може да се използва като електродвигател за мощни индустриални машини (тягов трактор, комбайн и др.) И тахогенератор. В същото време за управление на трактора е необходим мощен агрегат, който спецификации не отстъпват на показателите от 300 - 400 kW. В същото време дизелът може да замести и газа.

Снимка - устройство за автомобилен генератор

DC генераторът има следните характеристики (изчислението се извършва при n \u003d const):

1. На празен ход E \u003d f (iв)
2. Формула за последователно възбуждане U \u003d f (I)
3. Паралелно възбуждане U \u003d f (I)

Изследването показва, че характеристиките могат да бъдат изчислени въз основа на n \u003d 0.

Можете да намерите стандартни индикатори в паспорта на устройството и те често се отклоняват с няколко процента (възможната грешка е посочена и в инструкциите за генератора). Самоизработените генератори могат да имат различни характеристики от представените; можете да изберете необходимите данни, като използвате справочници. Можете да ги проверите чрез измерване на наличните параметри, има различни начини, в зависимост от вида на генератора.

Предимства на DC генератора:

1. За разлика от устройство с променлив тип, то не губи енергия при хистерезис, както и при вихрови токове;
2. Може да работи в екстремни условия;
3. Относително лек и лек;

Това устройство също има недостатъци. Основното е необходимостта от външен източник на енергия. Но понякога тази функция се използва като регулатор на електрическа машина.

Купете DC генератори може да бъде в магазините на сайтовете за внос и в заводи и пазари. Продажбата също се извършва на ръка, но не препоръчваме да използвате употребявани електрически устройства... Цената зависи от предназначението и мощността на устройството. Цената за 4GPEM варира в рамките на 30 000 рубли, а за PM-45 - 60 000. При покупка трябва да се направи представяне на произведението.