Трехфазный генератор переменного тока
Тот, кто незнаком с генераторами, объясняем, что это агрегат, в котором из одного вида энергии получается другая. А, точнее, из механической электрическая. При этом эти приборы могут генерировать как ток постоянный, так и ток переменный. До середины двадцатого века использовались в основном генераторы постоянного тока. Это были аппараты больших размеров, которые работали не очень хорошо. Появление на рынке диодов полупроводникового типа позволило изобрести трехфазный генератор переменного тока. Именно диоды позволяют выпрямить переменный ток.
Принцип работы
В основе работы трехфазного генератора лежит закон Фарадея – закон электромагнитной индукции, который гласит, что электродвижущая сила будет обязательно индуцироваться во вращающейся прямоугольной рамке, которая установлена между двумя магнитами. При этом делается оговорка, что магниты будут создавать вращающееся магнитное поле. Направление вращения и рамки, и магнитного поля обязательно совпадают. Но электродвижущая сила будет возникать и в том случае, если рамка останется неподвижной, а внутри нее вращать магнит.
Чтобы разобраться, как работает генератор, обратите внимание на рисунок ниже. Это простейшая схема его работы.
Здесь хорошо видны магниты с разными полюсами, рамка, вал и токосъемные кольца, с помощью которых производится отвод тока.
Конечно, это просто схема, хотя лабораторные генераторы так и создавались. На практике же обычные магниты заменяют электромагнитами. Последние – это медная обмотка или катушки индуктивности. Когда по ним проходит электрический ток, образуется необходимое магнитное поле. Такие генераторы установлены во всех автомобилях (это для примера), чтобы их запустить, под капотом устанавливается аккумулятор, то есть, источник постоянного тока. Некоторые модели генераторов запускаются по принципу самовозбуждения или при помощи маломощных генераторов.
Разновидности
В основе классификации заложен принцип действия, поэтому эти агрегаты переменного тока делятся на два класса:
- Асинхронные. Это самые надежные в работе, небольших размеров и веса, простых по конструкции генераторы. Они прекрасно справляются с перегрузками и коротким замыканием. Правда, необходимо учитывать, что данный вид сразу же выходит из строя, если на него будет действовать большая перегрузка. К примеру, пусковой ток электрооборудования. Поэтому стоит учитывать этот факт, для чего придется приобретать генератор мощностью большей раза в три или четыре, чем потребляемая мощность оборудования при запуске.
- Синхронные. А вот этот вид легко справляется с краткосрочными нагрузками. Такой генератор может выдержать перегруз раз в пять или шесть. Правда, высокой надежностью он не отличается по сравнению с асинхронным вариантов, к тому же он является обладателем больших размеров и массы.
Конечно, в данном разделении лежит принцип работы агрегата. Но есть и другие критерии.
- Однофазный.
- Двухфазный.
- Трехфазный.
- Многофазный (обычно шесть фаз).
- Сварочный.
- Линейный.
- Индукционный.
- Стационарный.
- Переносной.
Устройство трехфазного генератора
В принципе, устройство трехфазного генератора переменного тока достаточно простое. Это корпус с двумя крышками с противоположных сторон. В каждой из них проделаны отверстия для вентиляции. В крышках устроены ниши под подшипники, в которых вращается вал. На передний конец вала устанавливается передаточный элемент. К примеру, на автомобильном генераторе установлен шкив, с помощью которого вращение передается от двигателя внутреннего сгорания на генератор. На противоположном конце вала производится передача электрического тока, ведь вал в этом случае выступает как электромагнит с одной обмоткой.
Так вот если говорить о трехфазных генераторах переменного тока, то это три вот таких однофазных. Только трехфазный агрегат имеет обмотку не на роторе (валу), а в статоре. И таких обмоток три, которые сдвинуты относительно друг друга по фазе. Вал, как и в первой конструкции, выполняет функции электромагнита, который питается через контакты скользящего типа постоянным током.
Вращение вала создает в обмотках магнитное поле. Электродвижущая сила начинает индуцироваться, когда происходит пересечение магнитного поля обмоток с ротором. А так как обмотки располагаются на статоре симметрично, то есть, через каждые 120º, то соответственно и электродвижущая сила будет иметь одинаковое амплитудное значение.
устройство, принцип работы, подборка лучших в Москве
Люди все чаще задумываются о том, чтобы приобрести себе мини-электростанцию. Такие небольшие, компактные устройства способны обеспечить электричеством целый загородный дом или квартиру. Но, решая купить прибор, у многих возникает вопрос, какой именно агрегат выбрать. Ведь на рынке существует огромное количество оборудования, а хочется взять прибор и пользоваться им в свое удовольствие.
Трехфазный генератор занимает особое место среди разнообразия, его особенностью является возможность выдавать напряжение двух видов, а именно 220 В и 380 В.
Такие устройства могут прекрасно работать на дизеле и бензине, но их самая маленькая мощность 5–6 кВт, ведь такие приборы больше относятся к профессиональным моделям. Правда, для бытового использования его тоже часто покупают, особенно, если в доме есть трехфазные потребители.
Данное устройство имеет неподвижный статор и ротор (вал), что вращается и создает в обмотках универсальное магнитное поле. В трехфазном агрегате обмотка размещается не на роторе, а на статоре. Только следует сказать, что подобных отмоток на статоре целых три, и они сдвинуты по отношению друг к другу. Когда ротор оборачивается, он начинает пересекаться с магнитным полем обмоток, в результате чего начинает вырабатываться электродвижущая сила. Благодаря тому, что эти обмотки размещаются на одинаковом расстоянии друг от друга, электродвижущая сила имеет одинаковую амплитуду.
Особенности трехфазных агрегатов
- Благодаря уникальному строению, есть возможность подключать к нему несколько приборов одновременно.
- Он работает по принципу распределения мощности напряжения. Это значит, что такой агрегат не сможет потянуть мощную технику. Ведь, если агрегат на 6 кВт, то это не значит, что к нему можно подключать технику такой мощности. Он просто не потянет, ведь прибор равномерно распределяет напряжение на три фазы. Поэтому максимальная мощность потребителя не должна быть 2 кВт. Зато таких однофазных приборов можно подсоединить сразу три штуки.
- Часто люди могут ошибочно рассчитывать необходимую мощность технику и приобретать трехфазный агрегат для однофазных потребителей. В таком случае вы сможете подключить один прибор на 2 кВт, а сама электростанция будет работать на всю мощность (6–8 кВт) и потреблять огромное количество топлива. Если у вас только однофазные потребители, то рациональнее будет приобрести однофазный агрегат такой же мощностью. Он стоит намного дешевле, и расход топлива будет в несколько раз меньше.
- Такие устройства достаточно капризны в подключении однофазных потребителей. Но это не единственная их особенность. Ведь эта проблема решаема, если подключать три прибора одновременно. Но вот проблема перекоса фаз, которая встречается при использовании модели в домашних условиях, более существенна. Если объяснить по-простому, то нельзя, чтобы хоть одна фаза имела порог мощности больше 25% по сравнению с другими. То есть, если вы подключили телевизор или холодильник на 0,7–0,8 кВт, то на другую фазу вы сможете включить прибор мощностью не больше 1 кВт (+25% к первому показателю). Если включить пылесос, который имеет 2–2,5 кВт, то произойдет перекос фаз и аппарат отключится.
- Каждый трехфазный образец имеет две розетки, одна с напряжением 220 Вольт, а другая 380 Вольт.
Такие устройства стоят намного дороже обычных однофазных моделей. При этом обычному человеку достаточно сложно понять схему подключения потребителей. А высокое потребление топлива делают их не выгодными для домашнего или бытового использования.
Если в доме есть трехфазные приборы, которые требуют напряжение в 380 Вольт, лучше покупать трехфазный образец. При подключении таких потребителей перечисленных выше проблем не будет, генератор и техника прослужат вам длительное время.
vse-generatori.ru
Кaкoй выбрaть гeнeрaтoр: oднoфaзный или трёхфaзный?
- Электрогенераторы подразделяются на: однофазные (220 В) и трёхфазные (380 В).
- При отсутствии трёхфазных потребителей рациональнее применять однофазную электростанцию для более полного использования её мощности.
- К однофазным генераторам возможно подключать только однофазные потребители.
- Трёхфазные электростанции на 380 В применяются при необходимости подключения трёхфазных потребителей.
- Трёхфазные способны выдавать напряжение как 220В так и 380В, а однофазные только одно из них.
- Трёхфазные генераторы могут снабжать резервным электричеством загородные дома с трёхфазной разводкой сети.
А что же делать если у Вас трёхфазный ввод в дом, но нет трёхфазых потребителей? Это очень важный вопрос, потому что здесь есть 2 варианта:
1. Поставить трёхфазный генератор. В таком случае, нужно будет распределять всю нагрузку в доме на каждую из трёх фаз генератора. В теории это всё достаточно просто, но на деле всё запутаннее - при таком подключении нужно учитывать один крайне важный момент - на каждой из трёх фаз должна быть равномерная нагрузка. В случае, если разница в нагрузках по фазам начинает превышать 25%, то появляется опасность возникновения перекоса фаз, который приводит к выходу генератора из строя.
К примеру, если у Вас нагрузка 3 кВт, то на каждой из фаз генератора должно висеть по 1 кВт. Допустимо небольшое отклонение по каждой из фаз, но не более 25%. Таким образом, если на 1-ой фазе будет нагрузка 1 кВт, то нагрузка 1,5 кВт для 2-ой фазы и 0,5 кВт для 3-ей фазы являются не допустимыми - слишком велик риск перекоса фаз.
2. Поставить однофазный генератор. Подключение такого генератора
к 3-хфазному вводу у профессионалов не вызывает никаких
сложностей, поэтому мы осуществляем такие подключения регулярно.
Риск перекоса фаз в случае с установкой однофазного генератора
полностью исключен.
В случае, если Вы выбираете 3х-фазный электрогенератор для подключения 1-фазных потребителей, важно знать:
- При подключении к трёхфазным электрогенераторам однофазных потребителей, необходимо равномерно распределить нагрузку между фазами.
- Разница мощностей на разных фазах не должна превышать 20-25%. Иначе, возникнет перекос фаз, что может повлечь за собой поломку электростанции.
- Потребляемая мощность однофазной нагрузки не должна превышать 1/3 от номинальной мощности трёхфазного генератора. Т.е., к 6-ти киловаттной трёхфазной станции можно подключать 2-х киловаттный однофазный чайник.
- Ни в коем случае не допускается замыкание двух или более фаз у трёхфазной электростанции.
Смотрите также:
generatory-shop.ru
Самодельный трехфазный генератор
В статье представлены различные варианты трехфазных генераторов, которые сделаны своими руками
Генератор из постоянных магнитов И. Белецкого
Генератор из асинхронного двигателя своими руками: 3 схемы
Электрики давно научились извлекать пользу из принципа обратимости электрических машин: когда попадает в руки вроде бы ненужный трехфазный движок, то его можно раскрутить от бытовой сети или вырабатывать бесплатную электрическую энергию.
Эта статья рассказывает, как можно просто и надежно сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками по одной из трех доступных схем, а в ее конце приведен видеоролик, автор которого воплотил в железе эту идею.
Однако там есть ошибочные выводы. Не повторяйте их.
Секреты подбора электродвигателя
Асинхронная машина может работать в режиме:
1. двигателя, когда на нее подается электрическое напряжение;
2. или генератора, если вращать ее ротор с определенной величиной крутящего момента от дополнительного источника. Им может быть любой двигатель внутреннего сгорания, водяная турбина, ветряное колесо или другой источник энергии.
Отработавшие на производстве трехфазные электродвигатели часто списывают. Они попадают в руки домашнего мастера практически бесплатно или по символической цене.
Ими не сложно воспользоваться для решения бытовых или хозяйственных задач. Потребуется только оценить конструкцию: возможности по выработке электроэнергии определенного напряжения и мощности от источника энергии с конкретным числом оборотов.
Для этого следует изучить характеристики статора и ротора.
Коротко о статоре
Конструкция статора асинхронного двигателя представлена:
· тремя обмотками, по которым проходит электрический ток;
· магнитопроводом из пластин электротехнического железа, созданному для передачи магнитного потока.
Соединение концов обмоток может выполняться схемой звезды либо треугольника. Каждый вариант имеет свои особенности. Их надо учитывать для различных условий эксплуатации.
Что надо знать о роторе
Он имеет три обмотки из изолированного провода. по которым протекают наводимые токи и формируют суммарный крутящий момент магнитного поля.
Эти обмотки могут быть:
1. выведены на внешние клеммы статора через контактные вращающиеся кольца с щеточным механизмом. Его называют ротором с фазной обмоткой;
2. короткозамкнуты встроенным алюминиевым кольцом — «беличье колесо».
Выглядят они следующим образом.
Для бытовых целей предпочтительнее использовать электродвигатель у которого работает короткозамкнутый ротор. О нем идет речь дальше.
Однако, если попалась в руки модель с фазным ротором, то ее легко переделать в короткозамкнутую: достаточно просто зашунтировать выходные контакты между собой.
Важные электрические характеристики
Чтобы сделать генератор из асинхронного двигателя стоит учесть:
· поперечное сечение провода обмотки. Оно ограничивается тепловым воздействием от протекающих суммарных токов, формируемых как от активной нагрузки, так и реактивных составляющих;
· число оборотов, на которые рассчитан электродвигатель. Это оптимальная величина, котрой следует придерживаться при выборе подключения к источнику энергии;
· КПД, cos φ;
· схему подключения обмоток.
Эти величины указываются на табличке корпуса или рассчитываются косвенными методами.
Как работает двигатель в режиме генератора
При раскрутке ротора необходимо возбудить электромагнитное поле. Его добиваются за счет параллельного подключения к обмоткам емкостной нагрузки от батареи конденсаторов разными методами. Рассмотрим их.
Две схемы звезды
Типовое подключение выглядит следующим образом.
Упрощенный вариант схемы показан ниже.
Здесь применяют рабочий и пусковой конденсаторы, которые коммутируются собственными переключателями.
Схема треугольника
Она позволяет вырабатывать 220 вольт линейного напряжения.
Как подобрать конденсаторы
Емкость конденсатора для возбуждения генератора можно подсчитать по формуле, исходя из реактивной мощности, частоты и напряжения.
С=Q/2π∙f∙U2.
Следует учитывать, что они по разному влияют на нагрев обмоток в различных режимах. Поэтому для холостого хода и работы генератора используют ступенчатое переключение.
Рекомендуемые расчеты представлены таблицей.
Конденсаторную батарею рекомендую набирать из бумажных моделей на 500 вольт. Пользоваться электрическими конструкциями не рекомендую даже при включении каждой полугармоники через диод.
Электролит при нагревании может закипеть, что приведет к взрыву корпуса.
Особенности эксплуатации
Для безопасной работы необходимо:
· правильно подобать измерительные приборы;
· включить в схему защиты автоматический выключатель и УЗО;
· смонтировать схему резервного питания;
· правильно выбрать систему напряжения;
· избегать перегрузок за счет эффективного подключения потребителей;
· контролировать рабочую частоту на выходе.
Ее хорошо дополняет видеоролик Ильи Петровича. Обязательно посмотрите и ознакомьтесь с комментариями. Он допустил несколько характерных ошибок, а люди в своих комментариях указали на них. Надеюсь, что эта информация будет полезной для вас.
zen.yandex.ru
3-фазный генератор Марк 7
Видео канала GorillaGlass Live channel, который представил зрителям просто монстра – трехфазный генератор mark 7. Он сделан своими руками, но поразил с первого тестирования. Дело в том, что подключил сразу только 3 катушки. То есть подключил один трехфазный генератор из восьми, вывел трехфазный диодный мост. Проверка устройства проводится на велосипеде.
Самодельный трехфазный генератор односторонний.
Имеет 32 магнита 10х10.
24 катушки провод эмаль медь 0.8, сопротивление одной катушки 0.3 ома.
Материалы: сталь, алюминий, фанера, припой (пос 60), эпоксидная смола, лак паркетный износостойкий.
Инструменты: напильники, надфили, ножовка, циркуль, паяльник (100W), накирка, чертилка, линейка, молоток, рашпили, ручная дрель, сверла.
Посмотрим некоторые тесты. Сначала под напряжением, но большого не будет, потому что нужно по-другому делать не много, и будет хорошее напряжение. Немного покрутим. Слышите – он как самолет. Но 7 вольт, что разогнал – всего лишь работает 1 трехфазный генератор из восьми.
Почему один из трех? Статор состоит из 24 катушек, а ротот из 32 магнитов.
Давайте посмотрим на mark 5. Тот генератор был сделан на основе этого. У нас – вы знаете – 16 магнитов, 12 катушек, провод 0.4. Тут 32 магнита, 34 катушки – соединять можно как угодно. Видите, вывел все выводы – это большой плюс.
Что поразило в данном трехфазном генераторе – ток замыкания всего лишь трех катушек, и при том, что при этих 3.5 амперах катушки не греются.
Поставим. Ротор конечно надо будет балансировать – как ни крути – так как он бьет. Нужно заняться балансировкой – снимем ротор, магниты, напаяем, где надо, и будем стачивать.
Давайте покрутим – уже, видите, 1 ампер там. Слышите, он шумит, как самолет. С нормальной скоростью крутим 3.5 ампера. Посидим 30 секунд, покрутим, и потрогаем катушки. Они были не нагретые нисколько. То есть, если сделаем 8 выводов – 8 плюсов и 8 минусов получится – и соединим все в параллель, то ток короткого замыкания без нагрева будет примерно 24 ампера. Представляете?
О динамо-машине статья.
izobreteniya.net
Ремонт 3-х фазных генераторов
В электростанциях Briggs & Stratton Power Products используются 3-фазные генераторы прямого возбуждения, оснащенные автоматическим регулятором напряжения. Генератор состоит из ротора и статора. Ротор соединен с валом отбора мощности двигателя и вращается внутри неподвижного статора, который прикреплен к картеру двигателя. Статор имеет две обмотки: обмотку возбуждения и силовую обмотку. В отличие от однофазного генератора основная обмотка статора и обмотка возбуждения состоят из трех обмоток, по одной на каждую из трех фаз (схема 1).
Процесс возбуждения (превращение ротора в магнит) осуществляется обмоткой возбуждения. Розетки соединяются с силовой обмоткой. При вращении магнита (ротора) внутри силовой обмотки статора вырабатывается выходное напряжение.
Постоянный ток в роторной обмотке создает магнитное поле ротора. Обмотка возбуждения создает переменный ток, который после выпрямления диодным мостом подается через контактные кольца в обмотку ротора. При завершении работы генератора в роторе сохраняется небольшая часть магнетизма, которая называется остаточным магнетизмом.
Регулятор напряжения трансформаторного типа контролирует величину тока в обмотках ротора, а, следовательно, и силу магнитного поля ротора.
Регулятор напряжения
Регулятор напряжения 3-х фазного генератора состоит из 3 трансформаторов (составной трансформатор) рисунок 2. Обмоткавозбуждения соединяется с вторичной обмоткой регулятора напряжения трансформаторного типа, с диодными выпрямителями и контактными кольцами. Силовая обмотка генератора соединена с первичной обмоткой составного трансформатора и с розеткой. При увеличении тока нагрузки составной трансформатор увеличивает ток в обмотках ротора, регулируя выходное напряжение.
Корректировка регулятора напряжения
Увеличение или уменьшение воздушного зазора регулятора напряжения трансформаторного типа изменяет выходное напряжение. Отрегулируйте воздушный зазор добавлением или удалением изоляционных прокладок, как показано на рисунке 3.
ВНИМАНИЕ: регулятор напряжения трансформаторного типа отрегулирован при производстве и не требует корректировки при обычных условиях. Увеличение воздушного промежутка увеличивает напряжение. В целях безопасности корректировка всегда должна производиться при выключенном генераторе.
Поиск неисправностей
Для нахождения неисправностей необходимо:
Запустить двигатель и проверить его частоту вращения, при необходимости отрегулировать.
Проверить выходное напряжение непосредственно в розетке электростанции.(Используя вольтметр, имейте в виду, что напряжение может быть нулевым или очень низким).
ВНИМАНИЕ: Нулевое напряжение свидетельствует либо о разрыве цепи, либо о полной потери остаточного магнетизма на роторе.
Установите переключатель напряжения на 230 В одна фаза, запустите двигатель и измерьте напряжение в розетке. Установите переключатель на 380В три фазы, измерьте напряжение в каждой из фаз. Напряжение во всех трех фазах должно совпадать.
Восстановление остаточного магнетизма
Проводить данную операцию только в случае нулевого напряжения на выходе электростанции и, если не был найден разрыв цепи генератора и приборной панели.
Для восстановления остаточного магнетизма, нужно подсоединить аккумулятор 12В к проводам, соединяющим диодный моствыпрямителя и набор щеток, и запустить двигатель. ВНИМАНИЕ: Необходимо снять крышку генератора и запустить двигатель. Убедитесь, что провода подсоединены правильно, и не пытайтесь отсоединить провода при включенном двигателе.
- Снять 4 шурупа панели управления, чтобы получить доступ к щеткам.
- Снять верхнюю крышку генератора.
- Отметить плюсовой и минусовой провода, идущие от диодного моста выпрямителя к щеткам (1 и 2 на рисунке 4)
- Отсоединить провода от диодного моста выпрямителя (3 и 4 на рисунке 4) и изолировать их.
- Присоедините аккумулятор 12 В непосредственно к плюсовому и минусовому проводу щеток ротора (рисунок 5).
- Установить панель с розетками на генератор.
- Запустить двигатель и измерить напряжение в розетке.
- Если причина в остаточном магнетизме, то выходное напряжение восстановится.
- Отсоединить аккумулятор.
- Снова присоединить провода к диодному мосту выпрямителя.
- Запустить двигатель и измерить выходное напряжение.
Альтернативный способ
Если небольшая часть магнетизма сохраняется в роторе, то восстановить выходное напряжение можно, немного увеличив частоту вращения. При этом важно не превысить максимально допустимое число оборотов.
1. Запустить двигатель и дать ему нагреться.
2. Тягой управления дросселем медленно увеличить частоту вращения до 3600 мин-1, на 5 секунд.
3. Дать возможность двигателю восстановить обороты и снова проверить выходное напряжение в розетке.
Проверка фильтра EMC
Осуществить проверку фильтра EMC без специального оборудования невозможно.
Проверка составного трансформатора
Составной трансформатор состоит из трех простых трансформаторов, соединенных с силовой обмоткой и обмоткой возбуждения. Для проверки трансформатора найдите соответствующие разъемы и измерьте сопротивление на первичной (основной обмотке) и вторичной (обмотке возбуждения) обмотках.
Опираясь на таблицу сопротивления проводов, помните, что температура оказывает большое влияние на показания, значения могут расходиться с табличными до 20%. Замените составной трансформатор полностью, если неисправна одна из обмоток.
Проверка ротора
Для проверки ротора измерьте сопротивление на контактных кольцах. Проверьте, нет ли на них задиров.
remontbenzogeneratora.com.ua