Из чего состоит генератор: Генератор автомобиля: устройство и принцип работы

Автомобильный генератор. Виды и устройство. Работа и особенности

Любой автомобиль имеет свою электрическую сеть, выполняющую несколько функций: запуск двигателя стартером, обеспечение стабильного образования разряда искр для воспламенения бензиновой смеси, звуковой и световой сигнализации, а также освещения и создания комфортных условий в салоне.

Для обеспечения электрической энергией потребителей автомобильной электрической сети предусмотрены два источника питания: генератор и аккумуляторная батарея, которая питает энергией бортовую сеть до момента запуска двигателя. Ее особенностью является неспособность выработки электрического тока, а только его удержания внутри себя, и отдачи потребителям при необходимости. Поэтому аккумуляторная батарея не сможет одна долго обеспечивать электроэнергией сеть автомобиля, так как быстро разрядится, отдав всю энергию. Чем чаще запускается двигатель, и используются мощные потребители тока, тем быстрее произойдет ее разряд.

Для восстановления заряда батареи и обеспечения электричеством остальных потребителей автомобиля применяется автомобильный генератор, который постоянно вырабатывает электроэнергию во время работы двигателя.

Виды автогенераторов

Автомобильный генератор существует двух видов:

1. Генератор постоянного тока на современных автомобилях не используется. Для его работы не требуется выпрямление тока. Ранее применялся на автомобилях Победа, ГАЗ-51 и некоторых других марках, выпущенных до 1960 года.
2. Генератор переменного тока широко применяется на автомобилях в настоящее время. Первые такие генераторы были разработаны в Америке в 1946 году. Это более надежная и современная конструкция. На выходе генератора встроен полупроводниковый выпрямитель.

Устройство и работа

Оба вида генераторов служат для выработки электрического тока, необходимого для эксплуатации автомобиля. Их устройство и принцип работы имеют отличительные особенности, так как они вырабатывают разные виды тока. Рассмотрим конструктивные особенности и принцип действия, которые имеет автомобильный генератор каждого вида.

Автомобильный генератор постоянного тока

 

Такой автомобильный генератор имеет много недостатков:

• Малая эффективность работы.
• Недостаточная мощность.
• Несовершенная схема подключения.
• Необходим постоянный контроль.
• Частое техническое обслуживание.
• Малый срок службы.

Аналогичные конструкции, включающие в себя коллектор, могут одновременно функционировать в режиме генератора или двигателя. В гибридных автомобилях они нашли широкое применение.

Их отличием от автогенераторов переменного тока является то, что создающие магнитное поле электромагниты абсолютно неподвижны. Электродвижущая сила находится во вращающихся обмотках ротора. Электрический ток снимается с полуколец, изолированных между собой. На каждой щетке имеется напряжение одной полярности.

Автомобильный генератор переменного тока

Это популярная модель современных автогенераторов. Любая конструкция автогенератора включает в себя обмотку, расположенную в неподвижном статоре, который зафиксирован между двумя крышками: задней и передней. Со стороны задней крышки находятся контактные кольца ротора. Со стороны передней крышки находится привод со шкивом. Автомобильный генератор расположен впереди двигателя и крепится с помощью болтового соединения на специальные кронштейны. Натяжная проушина и крепежные лапы расположены на крышках генератора.

Крышки генератора изготовлены литьем из алюминиевых сплавов. Они имеют окна для вентиляции корпуса генератора. В разных конструкциях такие окна могут выполняться как в торцевой части генератора, так и на цилиндрической части над обмотками статора.

На задней крышке закреплен щеточный узел, объединенный с регулятором напряжения, а также блок выпрямителя. Крышки генератора стягиваются длинными винтами, зажимая между собой корпус статора с обмотками.

Статор автогенератора состоит:

Статор изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм. Для экономии металла конструкторы создали статор, состоящий из отдельных сегментов в виде подковы. Листы статора скреплены между собой в одну конструкцию с помощью заклепок или сварки. Все основные виды конструкций статора содержат 36 пазов, в которых находится обмотка. Пазы статора изолированы эпоксидным компаундом или специальной пленкой.

Ротор генератора состоит:

Автомобильный генератор имеет особенный вид системы полюсов ротора, состоящей из двух половин, имеющих выступы в виде клюва. На каждой половине имеется шесть полюсов, которые изготавливаются методом штамповки. Полюсные половины напрессовываются на вал. Между ними устанавливается втулка, на которой расположена обмотка возбуждения.Вал ротора обычно изготавливается из автоматной стали низкой твердости. Но при использовании роликового подшипника, который работает на конце вала со стороны задней крышки, вал изготавливают из твердой легированной стали, при этом цапфу вала подвергают закалке. Конец вала имеет резьбу, шпоночный паз для фиксации шкива.

В современных генераторах шпонка не применяется. Шкив фиксируется на валу усилием затяжки гайки. Для облегчения разборки на валу имеется шестигранный выступ для ключа, или углубление.

Щетки автогенератора расположены в щеточном узле и прижимаются к кольцам с помощью пружин.

Автомобильный генератор может оснащаться двумя типами щеток:

1. Меднографитовые.
2. Электрографитовые.

Второй тип обладает значительной потерей напряжения при контакте с кольцом. Это отрицательно влияет на выходные параметры генератора. Положительным моментом является длительный срок службы колец и щеток.

Узел выпрямления используется двух типов:

1. Теплоотводящие пластины, в которые запрессованы силовые диоды выпрямителя.
2. Конструкция с большими ребрами охлаждения, на которые припаиваются таблеточные диоды.

Вспомогательный выпрямитель включает в себя диоды в пластиковом корпусе формой в виде горошины или цилиндра, а также могут изготавливаться отдельным герметичным блоком, подключаемым к схеме специальными шинами.

Большую опасность для автогенератора может вызвать короткое замыкание теплоотводящих пластин положительного и отрицательного полюса. Это может произойти из-за случайного попадания металлического предмета или токопроводящей грязи. При этом в цепи аккумулятора возникает замыкание, которое может привести к пожару. Чтобы этого не произошло, многие токопроводящие элементы выпрямителя покрывают слоем изоляции.

В генераторе используются шариковые радиальные подшипники с заложенной в них разовой смазкой и уплотнением. Роликовые подшипники иногда применяются на импортных генераторах.

Охлаждение автогенератора происходит за счет закрепленных на валу лопастей вентилятора. Воздух засасывается в отверстия задней крышки. Существуют и другие способы охлаждения.

На автомобилях, у которых подкапотное пространство слишком плотное, и имеющее большую температуру, используют генераторы с особым кожухом, по которому отдельно поступает прохладный воздух для охлаждения.

Регулятор напряжения

Служит для поддержания напряжения автогенератора в необходимом диапазоне для нормальной работы электрооборудования автомобиля.

Такие регуляторы работают на основе полупроводниковых элементов. Их конструктивное исполнение может быть различным, но принцип их действия не отличается.

Регуляторы напряжения имеют свойство термокомпенсации. Это способность изменять величину напряжения в зависимости от температуры рабочего пространства для наилучшей зарядки аккумулятора. Чем прохладнее воздух, тем выше должно быть подводимое к аккумулятору напряжение.

Работа генератора

При запуске двигателя автомобиля главным потребителем электричества является стартер. При этом сила тока может достичь нескольких сотен ампер. В таком режиме электрооборудование работает только от аккумулятора, который подвержен сильному разряду. После запуска мотора автомобильный генератор является основным источником питания.

Во время работы двигателя происходит непрерывная дозарядка аккумулятора и обеспечивается работа электрических потребителей, подключенных к бортовой сети автомобиля. Если генератор выйдет из строя, то аккумуляторная батарея быстро разрядится. После зарядки напряжение аккумулятора и генератора отличается незначительно, поэтому зарядный ток уменьшается.

При работе мощных электроприборов автомобиля и низких оборотах двигателя, общий ток потребления становится выше способности генератора, поэтому реле напряжения переключает питание на аккумулятор.

Крепление и привод

Генератор приводится в действие с помощью шкива двигателя через ременную передачу. Обороты вращения генератора зависят от диаметра шкива генератора и шкива коленвала двигателя.

Современные автомобили оснащены поликлиновым ремнем, так как он обладает большей гибкостью и может приводить в действие шкивы небольшого диаметра. Это позволяет получить большие обороты генератора. Ремень может натягиваться разными способами, в зависимости от марки автомобиля и конструкции натяжителя. Чаще всего в качестве натяжителя используют специальные ролики.

Неисправности

Автогенераторы представляют собой надежное устройство, однако у них также случаются некоторые неисправности, которые делятся на два вида:

1. Механические неисправности чаще всего возникают вследствие износа деталей: шкива, приводного ремня, подшипников качения, меднографитных щеток. Такие неисправности легко обнаруживаются, так как возникают посторонние шумы, стуки со стороны генератора. Эти поломки устраняют путем замены изношенных деталей, так как восстановлению они не подлежат.
2. Электрические неисправности возникают гораздо чаще. Они могут выражаться в замыкании обмоток статора или ротора, поломке регулятора напряжения, пробое выпрямителя и т.д. До выявления неисправностей такие поломки могут отрицательно повлиять на аккумуляторную батарею. Например, пробитый регулятор напряжения будет постоянно перезаряжать батарею. При этом нет особых внешних признаков. Это выявляется только с помощью замеров напряжения выхода генератора.

Электрические неисправности также устраняются путем замены неисправных деталей новыми. Замыкание в обмотках требует их перемотки, что значительно повышает стоимость ремонта. В торговой сети можно найти запчасти к генераторам, в том числе и корпус статора с обмотками.

Похожие темы:

Из чего состоит генератор автомобиля: неисправности, диагностика

У каждого автомобиля есть электрическая сеть, предназначенная для выполнения ряда функций. Так, посредством подобной сети удается выполнить запуск двигателя, поджечь топливо созданием необходимого количества искр, вовремя включить сигнальные огни и фары, а также создать благоприятные условия для пассажиров, находящихся внутри.

Обеспечением электричества занимаются:

• генератор
• аккумулятор

Второй начинает работать еще до подачи топлива в двигатель. Поэтому батарея не может долго одна вырабатывать энергию, иначе ее заряд быстро придет в негодность, и автомобиль отключится. Чтобы этого не произошло, после запуска мотора приходит на помощь генератор, вырабатывающий необходимое количество электроэнергии на протяжении эксплуатации мотора транспортного средства.

Виды генераторов

Известно два вида агрегатов, устанавливаемых на машины. Среди них:

1. Устройство постоянного тока. Чаще всего встречается на старых моделях транспортных средств. В последнее время популярность таких агрегатов заметно снизилась.
2. Устройство переменного тока. Установлено практически на все автомобили современного поколения. Впервые был разработан и выпущен на заводе Америки в 1946 году.

Второй тип электрогенераторов представляет собой надежную конструкцию, отличительной особенностью которой является наличие узлов, выпрямляющих ток.

Как устроен

Вне зависимости от вида, каждый генератор предназначен для образования и подачи электрического тока, с помощью которого удается ввести в эксплуатацию систему приборов внутри автомобиля. Устройство и принцип работы генераторов отличаются, так как каждый из видов агрегатов вырабатывает разный ток. В связи с этим стоит рассмотреть оба электрогенератора отдельно.

Автогенератор постоянного тока

Уже было отмечено, что данный агрегат встречается все реже, и связано это с рядом недостатков. Среди наиболее распространенных из них:

• небольшая эффективность работы;
• недостаточная мощность;
• необходимость проведения частого ремонта и осмотра;
• недолгий срок службы.

В состав конструкции входит коллектор, благодаря которому подобные устройства способны работать в двух режимах. Поэтому часто использовался в гибридных автомобилях.

Отличительная особенность заключается в том, что электромагниты, закрепленные на устройстве, не двигаются. Это обеспечивает определенное положение электродвижущей силы и особый принцип работы.

Автогенератор переменного тока

Считается популярным устройством среди современных моделей. Содержит в конструкции:

• обмотку, статор и ротор;
• крышки по обеим сторонам;
• привод со шкивом.

Располагают данный тип генератора рядом с двигателем, обычно впереди. Крепление осуществляют с помощью надежных болтов посредством заранее рассчитанного соединения. Крышки устройства выполняются из алюминиевых сплавов. В каждой крышке встроено окно для вентиляции корпуса, предотвращая перегрев конструкции. Отсутствие или засорение вентиляции объясняет, почему греется генератор на холостом или обычном ходу.

Дополнительно стоит отметить, что на задней крышке имеет особый узел, называемый щеточным. Обе крышки стягивают между собой, фиксируя специальными винтами увеличенной длины.

Конструкция

Стоит подробнее рассмотреть, из чего состоит генератор, встроенный в автомобиль. Далее представлены основные детали конструкции столь важного в машине устройства.

Статор

Статор генератора — это деталь, изготовленная из стали, толщина которой не превышает 10-11 мм. Добиваясь экономии металла, разработчики современного генератора изготовили данную деталь из отдельных элементов и придали ей форму подковы. Все листы конструкции скреплены между собой сварочным или заклепочным методами. В статоре более 30 пазов, предусмотренных для крепления обмотки. Изоляция статора обеспечивается специальным покрытием из эпоксидного компаунда или пленки.

Ротор

Система полюсов ротора отличается от системы в стандартных агрегатах. В ней две половины, каждый из которых имеет отдельный выступ, по форме напоминающий клюв. На каждом выступе — по шесть полюсов, напрессованных на вал.

Втулка устанавливается между полюсами, а обмотка закрепляется на ней. Вращающийся вал ротора изготавливают из стали низкой твердости, но это не мешает ему быть прочным и эффективно справляться с поставленной задачей. На конце вала резьба, а также шпоночный паз, фиксирующий шкив.

Узел выпрямления

Главным отличительным элементом современных автогенераторов переменного тока является узел выпрямления. Существует два типа используемых узлов:

1. Пластины, отводящие тепло. В них установлены силовые диоды, выпрямляющие ток.
2. Элементы со специальными ребрами для охлаждения. На них также установлены диоды, но они таблеточные.

Дополнительно к классификации можно отнести вспомогательный выпрямитель. В нем диоды содержатся в пластиковом корпусе, имеющем цилиндрическую форму. К схеме такой корпус подключают специальными шинами.

Регулятор напряжения

Данная деталь способствует поддержке необходимого напряжения внутри автогенератора. Благодаря этому достигается нормальная работа электрических систем, датчиков и других элементов, находящихся в системе транспортного средства.

Основа регуляторов напряжения — полупроводниковый элемент. Конструктивное исполнение подобных деталей может быть различным, но у всех одинаковая задача и один и тот же принцип действия.

Главное свойство регулятора — термокомпенсация. Оно представляет собой способность элемента менять показатель напряжения, поднимая или опуская его, если в процессе работы генератора были обнаружены изменения температуры за пределами рабочего пространства. Подобные махинации позволяют улучшить зарядку аккумулятора и снизить потребление ресурса.

Принцип работы генератора

Главный потребитель электроэнергии еще на запуске машины — стартер. При этом стоит заметить, что при впрыске топлива в мотор сила тока способна вырасти сразу до сотни ампер, если не больше. В таком режиме оборудование транспортного средства получает электроэнергию только от аккумулятора, который, как уже было отмечено ранее, быстро разряжается.

Как только двигатель начинает работать, на смену батарее приходит генератор, который тут же направляет электроэнергию для работы электрических систем, датчиков и других устройств.

При работе двигателя внутри машины происходит непрерывная зарядка аккумулятора, а также обеспечивается работоспособность электрооборудования, и со всем этим справляется автогенератор. Если он неожиданно выйдет из строя, то батарея машины, проработав небольшое количество времени, быстро сядет, и железному коню потребуется ремонт.

Крепление и привод

За работу генератора отвечает шкив двигателя посредством работы ременной передачи. Количество оборотов агрегата зависит от диаметров различных шкивов, входящих в состав конструкции основного устройства.

В современных моделях транспортных средств встречается поликлиновый ремень, обладающий большой гибкостью. С его помощью удается привести в действие шкивы минимального диаметра, благодаря чему увеличиваются обороты автогенератора. Существует несколько способов натяжения такого ремня, что очень удобно. Выбор способа зависит от модели транспортного средства, а также от конструкции натяжителя. Обычно предпочитают натягивать ремень специальными шариковыми роликами.

Неполадки

Несмотря на то, что вырабатывающие электричество устройства считаются надежными, в процессе их эксплуатации могут возникнуть различные проблемы. Эти проблемы можно поделить на два вида:

1. Механические. В основном связаны с износом деталей конструкции генератора. Например, из строя неожиданно может выйти ремень, подшипник или шкив. Обнаружить подобную неисправность легко, достаточно обратить внимание на посторонний звук или стук от двигателя, рядом с которым находится автогенератор. Проблема решается ремонтом или заменой.
2. Электрические. Удивительно, но возникают чаще. Выражаются в виде замыкания обмоток. Обнаружить невооруженным взглядом проблему не получится. Выявляется поломка только посредством незамедлительной проверки напряжения мультиметром.

Многие не знают, как проверить генератор автомобиля или как проверить его работу. Поэтому при возникновении подозрений на наличие неполадок в устройстве стоит провести диагностику генератора автомобиля или сразу же обратиться в сервисный центр для устранения проблемы.

Также читайте:

8 самых распространенных проблем Mercedes-Benz

Типичные неисправности и ремонт АКПП Мерседес-Бенц

Что такое Турбонаддув: Принцип работы, Конструктивные особенности

Система выхлопа автомобиля: Из чего состоит , частые неисправности и их устранения

Устройство автомобильного кондиционера

Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

Электрогенератор: предназначение, устройство, принцип действия

Основным предназначением автомобильного электрогенератора является подзарядка аккумулятора и питания бортовой системы автомобиля. Учитывая конструктивные особенности, можно выделить два типа генераторов: генераторы традиционной и компактной конструкции.

Генератор, в основе работы которого находится магнитная индукция, предназначен для обеспечения электрическим током потребителей, включенных в систему электрооборудования, а также для зарядки аккумулятора при включенном двигателе автомобиля. Генератор должен иметь соответствующие выходные параметры, чтобы, независимо от режима движения автомобиля, не происходил разряд аккумулятора. Кроме этого, генератор должен обеспечивать стабильное напряжение в бортовой сети автомобиля. Принцип работы генератора, а также конструкция этого механизма приблизительно одинаковы для любого автомобильного генератора, несмотря на то, где и кем он выпущен.

Устройство генератора

Основу работы генератора составляет эффект электромагнитной индукции. Генератор состоит из корпуса, статорной обмотки, ротора, реле-регулятора и выпрямительного моста.

Корпус генератора выступает в качестве основания для статорной обмотки. Обычно производится из легкосплавных металлов, например, из дюралюминия. Для охлаждения во время работы в корпусе предусмотрены специальные «окна». Сзади и спереди корпуса имеются подшипники, на которых крепится ротор. Статорная обмотка производится из медного провода и укладывается в пазах сердечника.

Ротор представляет собой некий электромагнит, который имеет одну обмотку, расположенную на валу ротора. Сверху обмотки находится сердечник, выполненный из ферромагнитного металла.

Реле-регулятор осуществляет функцию контроля и регулирования напряжения на выходе из генератора. Выпрямительный мост с шестью диодами выдает прямой ток более 40 ампер. Диоды, расположенные попарно на плюсовом и минусовом токопроводящих основаниях, соединяются по схеме Ларионова.

1. передняя крышка;
2. обмотка статора;
3. обмотка возбуждения;
4. задняя крышка;
5. щеточный узел;
6. контактные кольца;
7. выпрямительный блок;
8. полюсные половины;
9. крыльчатка вентилятора;
10. приводной шкив

Конструктивные особенности

Учитывая конструктивное исполнение, можно выделить два типа генераторов: традиционные и компактные. Генераторы традиционной конструкции имеют вентилятор, расположенный у приводного шкива. Вентиляционные окна находятся только в торцевой части.

Генераторы компактной конструкции имеют два вентилятора, расположенные внутри полости генератора. Компактные генераторы часто называют высокоскоростными, так как они оснащены приводом, имеющим повышенное передаточное отношение.

Принцип работы генератора

Работа автомобильного генератора основывается на принципе появления переменного электрического напряжения в обмотке статора, возникающего в результате воздействия постоянного магнитного поля, образующегося вокруг сердечника.

Ротор приводится в действие двигателем через ременную передачу. На обмотку ротора производится подача постоянного электрического напряжения, достаточного для возникновения магнитного потока. Силу магнитного потока регулирует реле-регулятор. Напряжение на выходе генератора находится в пределах между 13,6 вольт летом и 14,2 вольт зимой. Этого напряжения достаточно для того, чтобы аккумулятор находился в нормальном рабочем состоянии, и периодически производилась его подзарядка. Питание бортовой сети, включенной параллельно аккумулятору, происходит от клемм генератора.

Правила эксплуатации генераторов

Среди основных правил можно выделить следующие:

— При эксплуатации генератора важно, чтобы «минус» АКБ всегда подключался к корпусу, а плюс — к плюсу генератора.
— Во время эксплуатации генератора его нельзя отсоединять от АКБ, так как это может привести к неисправностям в бортовой сети машины.
— Нельзя проверять генератор с использованием искры, присоединяя плюс генератора к корпусу. Из-за этого выходят из строя диоды. Для осуществления проверки генератора используют амперметр или вольтметр.
— Если производится ремонт генератора, не стоит проверять сопротивление изоляции обмотки статора высоким напряжением тока. Подобные действия могут осуществляться только на специальном стенде при условии отсоединения диодов выпрямителя.
— Если производится проверка электропроводки автомобиля, генератор необходимо отсоединить.
— При проведении кузовного ремонта автомобиля, особенно с осуществлением сварочных работ, генератор обязательно отсоединяют.

Важно придерживаться всех вышеперечисленных правил, так как их несоблюдение часто приводит к неисправностям генератора.

Другие статьи

#Уплотнитель стекла

Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла

17.11.2021 | Статьи о запасных частях

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

#Переходник ключа карданный

Переходник ключа карданный: удобная работа под углом

10.11.2021 | Статьи о запасных частях

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

#Тормозной шланг SSANGYONG

Шланг тормозной SSANGYONG: сильное звено тормозов «корейцев»

03.11.2021 | Статьи о запасных частях

Южнокорейские автомобили SSANGYONG оснащаются тормозной системой с гидравлическим приводом, в которой применяются тормозные шланги. Все о тормозных шлангах SSANGYONG, их типах, особенностях конструкции и применяемости, а также о вопросах выбора и замены этих деталей — читайте в представленной статье.

принцип работы, устройство, схема подключения, назначение

Для питания бортовой сети транспортного средства предусмотрено два источника тока. И водителю очень важно разбираться в принципах работы автомобильного генератора, который наряду с аккумуляторной батареей, предназначен для обеспечения энергией электрооборудования машины.

К надёжности и стабильности устройств такого рода предъявляются жесткие требования.

В Российской Федерации производимое и используемое электрооборудование должно соответствовать ГОСТ Р 52230–2004. Документ устанавливает общие технические условия, которые распространяются и на стартерные аккумуляторы автомобилей. Упомянутый национальный стандарт полностью соответствует международным нормативам, что позволяет использовать на отечественных машинах компоненты иностранного производства.

На заре автомобилестроения и вплоть до 60-х годов прошлого века в бортовых сетях использовались генераторы постоянного тока — капризные и маломощные. С появлением полупроводниковых (селеновых и кремниевых) выпрямителей на машины стали ставить агрегаты переменного тока. Они втрое меньше по массе и при той же нагрузке обеспечивают более высокую стабильность выходного тока.

Для чего в автомобиле нужен генератор?

Генератор используется для поддержания в бортовой сети определенных напряжения и тока. Основное назначение генератора автомобиля состоит в обеспечении устойчивого питания электрооборудования при работающем двигателе — в частности, для:

• Заряда аккумулятора.
• Питания всех потребителей электрического тока в нормальных условиях.
• Питания потребителей совместно с АКБ при экстремальной эксплуатации.

Применение автомобильного генератора позволяет восстанавливать заряд аккумулятора, который расходуется на запуск двигателя при помощи стартера. При этом напряжение в бортовой сети пребывает в строго установленных пределах, превышающих электрохимический потенциал пластин батареи.

Разобравшись в вопросе, для чего нужен генератор в автомобиле, необходимо понять, что в случае отказа агрегата двигатель проработает еще какое‐то время за счет аккумулятора. Продлить этот период можно, отключив все второстепенные потребители: вентилятор отопителя, кондиционер, аудиосистему. По исчерпании заряда батареи двигатель заглохнет.

Устройство и конструкция автомобильного генератора

Трехфазные электроагрегаты переменного тока, устанавливаемые на современных машинах, могут быть 2‐х видов: стандартный и компактный. Общее устройство автомобильных генераторов 2‐х видов одинаково — они состоят из следующих элементов:

• Шкива с валом и подшипниками.
• Ротора с контактными кольцами.
• Обмоток статора.
• Корпуса генератора.
• Регулятора напряжения.
• Выпрямительного устройства.
• Щеточного узла.

Конструкции автомобильных генераторов различаются только особенностями компоновки. При одинаковых электрических параметрах стандартные агрегаты значительно крупнее малоразмерных. Компактность обеспечивается за счет использования современных материалов и технологий.

Вот из чего состоит электрогенератор и какие функции выполняют его компоненты:

• Шкив обеспечивает передачу вращения от коленвала на ротор с помощью ремня.
• Корпус генератора имеет две крышки (переднюю, заднюю) и нужен для соединения элементов в единую конструкцию. На наружной поверхности размещены кронштейны, с помощью которых устройство крепится на двигателе.
• Ротор представляет собой вал, на котором установлены обмотки возбуждения и контактные кольца из электротехнической меди.
• Статор включает в себя магнитопровод из пакета стальных пластин, в которых вырезаны фигурные пазы. В них уложены трехфазные обмотки из одножильного медного провода, где и генерируется ток.
• Регулятор напряжения изготавливается в виде отдельного блока или комбинируется со щеточным узлом. Основное назначение — управление работой генератора путем изменения тока в обмотке возбуждения.
• Выпрямительное устройство по схеме Ларионова состоит из двух частей: алюминиевых теплоотводов, в каждый из которых запрессовано по три силовых диода. Вентили обеспечивают преобразование переменного напряжения в постоянное, что используется в бортовой сети для питания электрооборудования.
• Передача напряжения на обмотку возбуждения производится через специальный узел и цилиндрические контактные кольца. Щетки делаются из специальных сортов графита и устанавливаются в держателе с направляющими, изготовленными из диэлектриков. Для обеспечения плотного контакта они подпружинены, а напряжение на них подается по проводу, запрессованному в основание.

Разбираясь с устройством генератора современного автомобиля, следует выделить в нем механическую и электрическую часть. Первая (к которой относятся шкив и два подшипника ротора) обеспечивает его вращение в корпусе. Вторая часть собственно генерирует электрический ток для запитывания бортовой сети. Описываемая схема автомобильного генератора впервые была применена в изделиях американской фирмы «Невиль» в 1946 году. Такими устройствами комплектовались военные машины и автобусы.

Основные параметры генератора

Основные номинальные параметры определяются исходя из технических требований к конструкции конкретной модели транспортного средства:

• Напряжение. В соответствии с ГОСТ 52230–2004 выбирается из диапазона от 7,14 и до 28 В.
• Ток отдачи.
• Частота возбуждения и самовозбуждения.

Токоскоростная характеристика определяет зависимость номинального тока генератора от частоты его вращения. Напряжение в бортовой сети легковых и коммерческих автомобилей, а также автобусов составляет 12 В, особо мощных и специальных машин — 24 В. Максимальный ток отдачи определяется при частоте вращения ротора в 6 000 мин−1.

Еще одна важнейшая характеристика данного агрегата — КПД. Для современных моделей этот показатель находится на уровне 50-60%.

Как работает автомобильный генератор?

Устройство начинает функционировать только после запуска двигателя стартером, который запитывается напрямую от аккумуляторной батареи. Ключевой принцип работы генератора автомобиля состоит в преобразовании механической энергии в электрическую. На коленчатом валу силового агрегата установлен шкив, который раскручивает через ременную передачу установленный на необслуживаемых подшипниках ротор.

Питание обмотки возбуждения, расположенной на вращающемся якоре, осуществляется от аккумулятора через щеточный узел и контактные кольца. Для защиты батареи от саморазряда подключение производится через специальный выпрямитель, состоящий из трех диодов. Величина напряжения в этой цепи регулируется электронным или электромеханическим стабилизатором, интегрированным или выполненным в виде отдельного устройства.

Вращающийся якорь создает электромагнитные поля, которые индуцируют в обмотках статора переменный ток. Он поступает на выпрямитель, представляющий собой блок диодов. В него входят шесть вентилей: по три отрицательных и положительных. Они обеспечивают преобразование фазного напряжения в линейное. Соединение обмоток генератора осуществляется по схеме «треугольника» или «звезды». В первом случае величина тока в 1,7 раза ниже, нежели во втором. Треугольник применяется на моделях авто повышенной мощности.

Описываемый принцип действия автомобильного генератора обеспечивает поддержание в бортовой сети напряжения в диапазоне от 13,9 до 14,5 В. Точная величина зависит от частоты вращения коленчатого вала и уровня нагрузки. Потребители (например, аккумулятор) к электроагрегату подключаются через вывод «В+».

Для чего в генераторе регулятор напряжения?

При изменении частоты оборотов коленчатого вала и соответственно ротора в бортовой сети могут возникнуть скачки напряжения, которые негативно сказываются на работе потребителей. Скачки устраняются за счет ограничения тока возбуждения, передаваемого через щетки с регулятора напряжения на ротор. Управление осуществляется путем изменения времени подключения обмотки якоря в зависимости от нагрузки на бортовую сеть.

Если возникает неисправность регулятора или повреждение щеточного узла и контактных колец, возможен недозаряд или перезаряд аккумуляторной батареи. Длительная эксплуатация машины с таким дефектом приведет к выходу из строя АКБ.

Неисправность генератора можно определить по индикатору на панели приборов. Горение лампочки заряда аккумулятора после запуска говорит о недостаточном напряжении в сети, а мигание указывает на превышение.

Заключение

Даже самое общее представление об устройстве и принципах работы автомобильного генератора может помочь избежать неисправностей электрооборудования. Генератор начинает работать после запуска двигателя и выполняет функции основного источника тока в автомобиле.

В процессе эксплуатации автомобиля необходимо тщательно следить за натяжением приводного ремня, которое влияет на положение генератора. На ряде современных автомобилей агрегат закреплен прочно, и изношенный клиновый или поликлиновый ремень необходимо сразу менять. Поддержание генератора в исправном состоянии позволит избежать крупных трат на капитальный ремонт авто.

схема и принцип действия устройства переменного тока

Человечество уже больше века использует электричество во всех сферах деятельности. Без него просто невозможно представить себе нормальной жизни. С помощью специальных машин механическая энергия преобразуется в переменный или постоянный ток. Чтобы лучше понять, как это происходит, необходимо разобраться, из чего состоит генератор и как он работает.

Превращение механической энергии в электрическую

В основе работы любого генератора лежит принцип магнитной индукции. Первые электрические машины появились во второй половине XIX века. Их изобретателями стали Майкл Фарадей и Ипполит Пикси. В 1886 году прошла публичная демонстрация альтернатора — устройства, способного вырабатывать ток из механического движения.

Первый трехфазный генератор переменного тока разработал россиянин Доливо-Добровольский. Он же в 1903 году сооружает самую первую на Земле электростанцию промышленного значения, ставшую источником питания для элеватора.

Простейшая схема генератора переменного тока представляет собой проволочную катушку, совершающую вращение в магнитном поле. Альтернативный вариант — когда катушка остаётся недвижима, а её пересекает магнитное поле. В обоих случаях будет вырабатываться электрическая энергия. Пока продолжается движение, в проводнике вырабатывается переменный ток. Генераторы применяются для выработки тока во всем мире. Они являются частью глобальной системы электроснабжения Земного шара.

Конструкция генератора переменного тока

То как устроен генератор, зависит от его назначения, и возможны различные модификации. Однако существуют две основные составляющие:

1. Ротор — подвижный элемент, изготовленный из цельного железа.
2. Статор — неподвижный, он собирается из изолированных железных листов. Внутри на нём есть пазы, в которых проходит проволочная обмотка.

Чтобы получить наибольшую магнитную индукцию, расстояние между этими частями агрегата должно быть как можно меньшим. Обмотка возбуждения, находящаяся на роторе, питается через систему щёток.

Выделяются два типа конструкции:

• с вращающимся якорем и неподвижным магнитным полем;
• магнитное поле вращается, а якорь остаётся на месте.

Наибольшее применение получили машины с подвижными магнитными полюсами. Гораздо удобнее снимать электричество со статора, нежели с ротора. В целом генератор построен так же, как электродвигатель.

Классификация и виды агрегатов

Агрегаты для преобразования механической энергии в электрическую имеют сходную конструкцию. Они могут различаться принципом действия генератора и обмотки возбуждения:

• независимое возбуждение происходит от аккумулятора;
• источником является генератор постоянного тока;
• источник возбуждения размещается на том же валу, что и основной;
• самовозбуждение выпрямленным током;
• от постоянных магнитов.

По конструкции:

• явно выраженные полюса;
• не выраженные.

По способу соединения обмоток:

• система Тесла;
• звезда;
• треугольник;
• славянка.

В зависимости от количества фаз:

• однофазные;
• двухфазные;
• трехфазные.

Агрегаты постоянного тока устроены таким образом, что механизм для съёма энергии состоит из двух изолированных полуколец, на каждое из которых поступает заряд определённого потенциала. На выходе получается пульсирующий ток одной направленности.

Синхронные генераторы имеют якорь с обмоткой, на которую подаётся постоянный ток. Регулируя его величину, можно изменять силу магнитного поля и контролировать напряжение на выходе. В асинхронных нет обмотки, вместо этого используется эффект намагничивания.

Основные сферы применения

Стоит помнить о том, что обычное электричество в розетках появляется благодаря работе огромных генераторов переменного тока на тепловых электростанциях. Сфера использования этих электрических машин включает в себя все виды деятельности человека:

• используются в качестве резервного источника энергии на объектах, где нельзя допускать перебоев электроснабжения;
• незаменимы в местах, где отсутствуют линии электропередачи;
• бо́льшая часть транспортных средств снабжена генератором, он вырабатывает электричество для бортовой сети;
• питание установок для гидролиза;
• промышленность;
• на атомных и гидроэлектростанциях.

В последнее время всё большую популярность набирают бытовые агрегаты для выработки электроэнергии. Они отличаются компактными размерами и малым потреблением топлива. Могут работать на бензине и на дизеле. Применяются в походных условиях, на даче или как аварийный источник питания.

Изобретение способа получения электричества из механического движения имело эпохальное значение для развития современной цивилизации. Окружающий мир полон загадок, ответы на которые неизвестны, но, возможно, людей ждут и другие важные открытия, способные изменить жизнь.

Генератор | Valeo Service

Роль генератора заключается в поставке постоянного заряда аккумуляторной батарее при работе двигателя. Данная постоянная поставка мощности предотвращает разрядку аккумулятора и обеспечивает необходимую мощность электронным устройствам автомобиля. Генератор подключается и получает питание с помощью коленчатого вала через приводной ремень. При работе двигателя приводной ремень вращает генератор, преобразующий кинетическую энергию в электрический ток. Основной принцип — преобразовать движение, инициируемое маховым колесом, в электричество. Надежность, безопасность и высочайшее качество новых продуктов обеспечиваются постоянными инновациями и строгими критериями испытаний. Благодаря значительной составляющей оригинального оборудования компания Valeo может предложить генераторы для новейших моделей автомобилей через небольшое время после их выхода на рынок, это такие модели как Audi A6, Mercedes C Class, Renault Clio IV и Volkswagen Golf VII. Линейка новых устройств состоит из самых лучших продуктов благодаря требовательными стандартам испытаний оригинального оборудования Valeo.

 

Измерение тока и напряжение, испытание при электрической и циклической нагрузках продолжаются до 1000 часов. Кроме того, машины подвергаются испытаниям в экстремальных условиях, таких как солевой туман, температурные удары и вибрации до разрушения, чтобы соответствовать высочайшим требованиям. Valeo является новатором, имеющим более 100 лет опыта работы с вращающимися машинами, от Dynastar 1912 года до микрогибридного решения i-StARS® 2013 года.

 

Valeo удовлетворяет всем потребностям рынка и технологической эволюции, демонстрируя исторически сильное лидерство в области оригинального оборудования: однофазный генератор переменного тока, технология на основе водного охлаждения до современного производства эффективных и удобных генераторов, таких как генераторы EG. Valeo прокладывает путь к лучшим технологиям для производства генераторов: постоянное повышение мощности и эффективности при компактном дизайне. Генератор EG («Эффективное преобразование») использует специальные модули, которые на 10 очков более эффективны, чем традиционные диоды, и потому представляют собой революционную технологию. Данная технология подходит для автомобилей многих производителей, таких как Volkswagen, BMW и Mercedes. Генератор Standard Exchange Линейка генераторов Valeo Standard Exchange высшего класса насчитывает более 1500 наименований и потому подходит практически для всех моделей автомобилей на рынке, как европейском, так и азиатском.

 

Специальный процесс восстановления генераторов позволяет Valeo предлагать лучшие в своем классе продукты в отношении качества. После сбора генераторы отправляются в специальное производственное подразделение, где проходят через различные этапы процесса восстановления:

1. Все детали разбираются, и компоненты промываются, кроме ротора, который очищается с помощью проволочной щетки. Подшипники систематически заменяются новыми.

2. Ротор проходит испытание электричеством и покрывается краской для предотвращения коррозии. После промывки статор обрабатывается проволочной щеткой для удаления следов коррозии, а затем покрывается краской. Внутренний диаметр с высокой точностью калибруется, а концы фаз покрываются оловом и проходят испытание электричеством.

3. Шкивы проверяются, покрываются краской и хромом, шкивы шестерни холостого хода систематически заменяются.

4. Стеклоподъемники моются, высушиваются и подвергаются пескоструйной очистке. Щетки и пружины меняются.

5. Диоды выпрямительного моста проходят испытание по отдельности и, при необходимости, заменяются.

 

Перед окончательной окраской все обновленные компоненты собираются, и каждый готовый продукт проходит проверку на соответствующем испытательном стенде (измерение скорости и температуры, условия перенапряжения и испытание до разрушения). В течение всего процесса неукоснительно соблюдаются стандарты оригинального оборудования, а для проверки продукции в более чем 40 контрольных точках используются испытательные стенды и измерительные приборы, предназначенные для оригинального оборудования. После сборки 100% деталей проходят повторную проверку, после чего маркируются и упаковываются. Все произведенные компанией Valeo генераторы не содержат асбест.

Навесной генератор переменного тока 230в/50гц мощностью 5 кВт для работы от двигателя

Навесной генератор переменного тока 230в/50гц мощностью 5 кВт для работы от двигателя 01.12.2017 11:20

Питание переменного тока напрямую от двигателя AC BeltPower

Если в ограниченном пространстве сложно установить генератор WhisperPower и существует необходимость в непосредственно передаваемой мощности 230 В / 50 Гц, генератор Beltpower переменного тока может стать подходящим решением. Мы предлагаем модели 3,5 кВА и 5 кВА для такого рода генератора, питаемого от двигателя.Система состоит из компактного альтернатора и внешнего блока-инвертора, который преобразовывает мощность альтернатора в немодулированную мощность синусоидального сигнала 230 В / 50 Гц. Этот комплект может использоваться для эксплуатации небольших кондиционеров, инструментов,насосов и т.п.

С практической точки зрения, почему бы также не установить недорогое зарядное устройство с инвертором  в качестве расширения системы Beltpower постоянного тока, которое будет заряжать вспомогательную батарею, и обеспечивать бесшумно вырабатываемую мощность после выключения двигателя!Когда двигатель выключен, либо работает при недостаточно высокой частоте вращения, напряжение 230 В недоступно. Однако наличие инвертора и зарядного устройства WPC позволяет подавать напряжение 230 В без перебоев.

Брошюра на этот комплект по безопасной ссылке Навесной генератор переменного тока 230В/50Гц

Комплект состоит из нескольких позиций 

 

Навесной альтернатор переменного тока и модуль преобразования
41301000 W-BD 5.0 BELTPOWER GENERATOR 230VAC 5kW

+Дальше мы выбираем необходимую длину кабеля  между альтернатором и  преобразователем

41301020             5 m shielded power supply cable

41301021             8 m shielded power supply cable

41301022             10 m shielded power supply cablе

 

+Выбираем длину кабеля   между  преобразователем и панелью ДУ

41301025             5 m cable remote panel

41301026             10 m cable remote panel

50209133             15 m cable remote panel

 

+41301030 REMOTE CONTROL PANEL BELTPOWER

+Выбираем   шкив  из предложенных

41301050             pulley pole 6 groove Ø 60 mm (recommended)

41301051             pulley pole 6 groove Ø 50 mm

41301052             Pulley double V groove 12.7 mm Ø 70 mm

41301053             Pulley double V groove 10 mm Ø 60

 

 

Однако, скобу для установки придется делать самим, так как вариантов двигателей тысячи, невозможно угадать

Различные части генератора

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

TL; DR (слишком долго; не читал)

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

Двигатель

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

Топливная система

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

Генератор и регулятор напряжения

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

Системы охлаждения, выпуска и смазки

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

Генератор переменного тока

Генератор переменного тока
Далее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи

Генератор переменного тока Электрический генератор или динамо-машина — это устройство, преобразующее механическую энергию в электроэнергия.Простейший практичный генератор состоит из прямоугольного катушка вращается в однородном магнитном поле. Магнитное поле обычно подается постоянным магнитом. Эта установка проиллюстрирована на рис. 38.

Рисунок 38: Генератор переменного тока.

Пусть будет длина катушки вдоль оси вращения, а ширина катушки перпендикулярно этой оси. Предположим, что катушка вращается с постоянной угловой скоростью в равномерном магнитное поле напряженности.Скорость, с которой двое длинные стороны катушки ( т. е. , стороны и) движутся через магнитное поле, это просто продукт угловой скорости вращения и расстояния каждого стороне от оси вращения, поэтому . Двигательная ЭДС индуцированный в каждой стороне задается , где составляющая магнитного поля, перпендикулярная мгновенному направлению движения рассматриваемой стороны. Если направление магнитного поля составляет угол с нормальным направлением к катушку, как показано на рисунке, затем .Таким образом, величина двигательной ЭДС, генерируемой в сторонах и является

(209)

где площадь катушки. ЭДС равна нулю, когда или, поскольку направление движения сторон и параллельно направлению магнитного поля в этих случаях. ЭДС достигает максимального значения, когда или, поскольку направление движения сторон и находится на перпендикулярно к направлению магнитного поля в этих случаях.Между прочим, из симметрии ясно, что нет чистого двигательного ЭДС создается по бокам и катушке.

Предположим, что направление вращения катушки такое, что сторона перемещается на страницу на рис. 38 (вид сбоку), тогда как сбоку перемещается со страницы. Двигательная ЭДС, индуцированная в побочных действиях от к . Точно так же двигательный ЭДС индукции в побочные действия от до. Видно, что обе ЭДС действуйте по часовой стрелке вокруг катушки. Таким образом, чистая ЭДС действуя вокруг катушка .Если в катушке есть витки, то чистая ЭДС становится равной . Таким образом, общее выражение для ЭДС, генерируемой вокруг устойчиво вращающаяся, многовитковая катушка в однородном магнитном поле

(210)

где мы написали для постоянно вращающейся катушки (при условии, что в ). Это выражение также можно записать

(211)

где

(212)

— пиковая ЭДС, создаваемая генератором, и — количество полных оборотов, выполняемых катушками за секунду.Таким образом пиковая ЭДС прямо пропорциональна площади катушки, количеству витков в катушке частота вращения катушки, и напряженность магнитного поля.

На рисунке 39 показана ЭДС, указанная в формуле. (211) в виде функции времени. Видно, что изменение ЭДС во времени равно синусоидальный по природе. ЭДС достигает максимальных значений, когда плоскость катушка параллельна плоскости магнитного поля, проходит через ноль, когда плоскость катушки перпендикулярна магнитному полю, и меняет направление подписывать каждые полупериоды оборота катушки.ЭДС периодическая (, то есть , он постоянно повторяет один и тот же образец во времени), с период (который, конечно же, период вращения катушки).

Рисунок 39: ЭДС, генерируемая стабильно вращающимся генератором переменного тока.

Предположим, что некоторая нагрузка (, например, , лампочка или электрический обогреватель) элемент) сопротивления подключается к клеммам генератор.На практике это достигается путем соединения двух концов катушка к вращающимся кольцам, которые затем подключаются к внешней цепи с помощью металлических щеток. По закону Ома ток, протекающий в нагрузка дается

(213)

Обратите внимание, что этот ток постоянно меняет направление, как и ЭДС генератора. Следовательно, тип генератора, описанный выше, является обычно называют генератора переменного тока , или, генератора.

Ток, протекающий через нагрузку, также должен течь по катушке. Поскольку катушка находится в магнитном поле, этот ток вызывает крутящий момент на катушке, который, как легко продемонстрировать, замедляет ее вращение. Согласно разд. 8.11, тормозной момент действующий на катушке дается выражением

(214)

где — составляющая магнитного поля, которая лежит в плоскости катушки.Из уравнения (210) что

(215)

поскольку . Внешний крутящий момент, равный разрывному моменту и противоположный ему, должен быть приложен к катушка, если она должна вращаться равномерно , как предполагалось выше. Скорость, с которой этот внешний крутящий момент действительно работает, равна произведение крутящего момента и угловой скорости катушки. Таким образом,

(216)

Неудивительно, что скорость, с которой работает внешний крутящий момент, точно соответствует скорости скорость, с которой электрическая энергия генерируется в цепи, состоящей из вращающейся катушки и нагрузки.

Уравнения (210), (213) и (215) дают

(217)

где . На рисунке 40 показан разрыв крутящий момент, построенный как функция времени, согласно Уравнение (217). Видно, что крутящий момент всегда имеет один и тот же знак (, т.е. , он всегда действует в одном и том же знаке). направление, чтобы постоянно противостоять вращение катушки), но не постоянный во время. Вместо этого периодически пульсирует с периодом.Нарушение крутящий момент достигает максимального значения, когда плоскость катушки параллельна плоскость магнитного поля, и равна нулю, когда плоскость катушки перпендикулярна к магнитному полю. Понятно, что внешний крутящий момент нужен чтобы катушка вращалась с постоянной угловой скоростью, она также должна пульсировать вовремя с периодом. Постоянный внешний крутящий момент приведет к неравномерно вращающемуся катушки, и, следовательно, к переменной ЭДС, которая меняется со временем в более сложнее, чем .

Рисунок 40: Тормозной момент в стабильно вращающемся генераторе переменного тока.

Практически все коммерческие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью генераторов переменного тока. Внешнее питание, необходимое для вращения генерирующей катушки, обычно подается от паровая турбина (продувка паром по вентиляторным лопаткам, которые принудительно вращается). Вода испаряется, чтобы произвести высокое давление пара за счет сжигания угля или за счет использования энергии, выделяющейся внутри атомной электростанции. реактор.Конечно, на гидроэлектростанциях мощность нужна на поворот катушки генератора подводится водяная турбина (аналогичная к паровой турбине, за исключением того, что падающая вода играет роль пара). Недавно был разработан новый тип электростанции, в котором мощность, необходимая для вращения генераторной катушки, вырабатывается газовой турбиной. (по сути, большой реактивный двигатель, работающий на природном газе). В Соединенных Штатах и Канаде переменная ЭДС, генерируемая электростанциями, колеблется на Гц, что означает, что катушки генератора на электростанциях вращаются точно шестьдесят раз в секунду.В Европе и большей части остального мира частота колебаний коммерчески производимой электроэнергии составляет Гц.

---

Далее: Генератор постоянного тока Up: Магнитная индукция Предыдущая: Вихревые токи

Ричард Фицпатрик 2007-07-14

НОВОСТИ

:: Siam Generator

Основные компоненты генератора можно в целом классифицировать следующим образом:

— двигатель

— Генератор

— топливная система

— Регулятор напряжения

— Система охлаждения и выхлопа

— Система смазки

— Зарядное устройство

— Панель управления

— Узел основной / рамы

Двигатель

Двигатель является источником механической энергии, которая подается на генератор.Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности генератора.

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при оценке двигателя генератора. Для получения полных спецификаций, графиков работы и технического обслуживания двигателя необходимо проконсультироваться с производителем двигателя.

Тип используемого топлива — двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан. (В жидкой или газовой форме) или природный газ Небольшие двигатели обычно работают на бензине, тогда как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе.Некоторые двигатели также могут работать на двух видах топлива, как дизельном, так и газовом, в двухтопливном режиме.

Генератор

Генератор переменного тока, также известный как «генераторная головка», является частью генератора, который вырабатывает энергию за счет механической энергии, поступающей от двигателя. Он состоит из сборки движущихся и движущихся частей, заключенных в машину. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электрический ток.

Топливная система

Обычно топливный бак имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем от 6 до 8 часов. В случае небольшого генератора топливный бак является частью опорной части генератора или является установлен. Поверх рамы генератора. Для коммерческого использования может потребоваться установка внешнего топливного бака.

Типичными характеристиками топливной системы являются следующие:

— Подсоединение трубопроводов от топливного бака к двигателю По подводящей магистрали топливо из бака поступает в двигатель, а по возвратной магистрали — от двигателя к двигателю. бак.

— Выхлопная труба для масляного бака Топливный бак имеет вентиляционный шланг для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и слива из бака. При заправке топливом убедитесь, что между форсункой и топливным баком есть металлический контакт, чтобы избежать искр.

— штуцер перелива от топливного бака к сливному шлангу Это необходимо для того, чтобы перелив при заправке бака не пролил жидкость на генераторную установку.

— топливный насос Это перекачка топлива из основного накопительного бака в дневной.Топливный насос обычно электрический.

— водоотделитель топлива / топливный фильтр. Он отделяет воду и посторонние вещества от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.

— топливная форсунка Распыляет жидкое топливо и впрыскивает необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Регулятор напряжения

Этот компонент регулирует выходное напряжение генератора. Это процесс регулирования напряжения цикла.Пока генератор не начнет вырабатывать выходное напряжение, эквивалентное возможности работать на полную мощность. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор полностью готов к работе, регулятор напряжения придет в состояние равновесия и вырабатывает постоянный ток, достаточный для поддержания выходной мощности генератора в полной работе.

Системы охлаждения и выхлопа

— Система охлаждения Непрерывная работа генератора нагревает компоненты.Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, выделяемого в процессе. Иногда сырая / пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генератора. Но в основном они ограничиваются такими ситуациями, как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью 2250 кВт и более. Иногда водород используется в качестве охлаждающей жидкости для обмоток статора больших генераторов. Поскольку водород более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты, водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения с деминерализованной водой в качестве смазки.холод Вот почему большие генераторы и малые электростанции часто имеют рядом с собой большие градирни. Для других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартные радиаторы и вентиляторы устанавливаются на генераторную установку и функционируют как основная система охлаждения.

** Необходимо регулярно проверять уровень охлаждающей жидкости в генераторе ежедневно. Систему охлаждения и насос неочищенной воды следует промывать каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать каждые 2400 часов работы генератора.Генератор следует размещать на открытом, хорошо вентилируемом месте с достаточным количеством свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы со всех сторон от генератора оставалось не менее 3 футов пространства, чтобы обеспечить свободный поток холодного воздуха **.

Выхлопные газы

Выхлопная система, производимая генератором, аналогична выхлопной. От дизельных или газовых двигателей и содержащих высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Поэтому совершенно необходимо установить достаточную вытяжную систему для удаления дымовых газов.Этот момент нельзя переоценить, поскольку отравление угарным газом остается одной из наиболее частых причин смерти в пострадавших от урагана районах, поскольку люди часто не думают об этом, пока не становится слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, высокопрочного чугуна или стали. Глушитель обычно крепится к двигателю с помощью гибкого соединителя, чтобы уменьшить вибрацию и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Необходимо убедиться, что выхлопная система генератора не подключена к какому-либо другому оборудованию.Кроме того, работа генератора должна быть одобрена местными властями или в соответствии с местными законами.

Смазочная система

Поскольку генератор содержит движущиеся части в двигателе, его необходимо смазывать. Для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного времени Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе.

** Уровень смазки следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Утечки смазочного масла следует проверять и заменять каждые 500 часов работы генератора **.

Зарядите аккумулятор

Зарядное устройство аккумулятора поддерживает заряд аккумулятора генератора, подавая точное «плавающее» напряжение. Если плавающее напряжение очень низкое, аккумулятор будет продолжать заряжаться. Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Оно также полностью автоматическое и не требует каких-либо регулировок или изменений каких-либо требуемых настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на 2.33 вольта на ячейку, что является плавающим напряжением. Точность для свинцово-кислотных аккумуляторов Зарядное устройство для аккумуляторов имеет отдельный выход постоянного напряжения, который мешает нормальной работе генератора.

Панель управления

— электрический запуск и выключение Панель управления с автоматическим запуском, автоматически запускает генераторную установку при отключении электроэнергии, контролирует работу генератора и автоматически отключается, когда в ней больше нет необходимости.

— датчики двигателя Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости.Напряжение аккумуляторной батареи, частота вращения двигателя и период работы Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет отключать встроенный генератор, когда они превышают соответствующий пороговый уровень.

— генераторный датчик На панели также есть измеритель для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.

— Другие органы управления, переключатель фаз, переключатель частоты и переключатель управления двигателем. (Ручной режим, автоматический режим) и многое другое.

Узел основной / рамы

Переносной или стационарный генератор Каждый блок имеет индивидуальный корпус, который обеспечивает структурную опорную основу.Рама также позволяет заземлить в целях безопасности.

На основе Froala Editor

На основе Froala Editor

На основе Froala Editor

На основе Froala Editor

На основе Froala Editor

Компоненты генератора переменного тока

— инструменты установки

Генераторы переменного тока

широко используются для выработки переменного напряжения. Чтобы понять, как работают эти генераторы, сначала необходимо понять функцию каждого компонента генератора.

Поле

Поле в генераторе переменного тока состоит из катушек проводников внутри генератора, которые получают напряжение от источника (так называемое возбуждение) и создают магнитный поток.Магнитный поток в поле разрезает якорь, создавая напряжение. Это напряжение в конечном итоге является выходным напряжением генератора переменного тока.

Арматура

Якорь — это часть генератора переменного тока, в которой вырабатывается напряжение. Этот компонент состоит из множества катушек с проволокой, достаточно больших, чтобы выдерживать ток полной нагрузки генератора.

Главный двигатель

Первичный двигатель — это компонент, который используется для привода генератора переменного тока. Первичный двигатель может быть вращающейся машиной любого типа, такой как дизельный двигатель, паровая турбина или двигатель.

Ротор

Ротор генератора переменного тока — это вращающийся компонент генератора, как показано на рисунке 1. Ротор приводится в движение первичным двигателем генератора, которым может быть паровая турбина, газовая турбина или дизельный двигатель. В зависимости от типа генератора этот компонент может быть якорем или полем. Ротор будет якорем, если на нем генерируется выходное напряжение; ротор будет полем, если к нему приложить возбуждение поля.

Рисунок 1 — Базовый генератор переменного тока

Статор

Статор генератора переменного тока — это неподвижная часть (см. Рисунок 1).Как и ротор, этот компонент может быть якорем или полем, в зависимости от типа генератора. Статор будет якорем, если там вырабатывается выходное напряжение; статор будет полем, если к нему приложено возбуждение поля.

Контактные кольца

Контактные кольца — это электрические соединения, которые используются для передачи мощности к ротору генератора переменного тока и от него (см. Рисунок 1). Контактное кольцо состоит из круглого проводящего материала, который соединен с обмотками ротора и изолирован от вала.Щетки движутся по контактному кольцу при вращении ротора. Электрическое соединение с ротором осуществляется с помощью щеток.

Контактные кольца используются в генераторах переменного тока, поскольку желаемый выходной сигнал генератора представляет собой синусоидальную волну. В генераторе постоянного тока использовался коммутатор для обеспечения выхода, ток которого всегда протекал в положительном направлении, как показано на рисунке 2. Это не обязательно для генератора переменного тока. Следовательно, генератор переменного тока может использовать контактные кольца, которые позволят выходному току и напряжению колебаться между положительными и отрицательными значениями.Это колебание напряжения и тока принимает форму синусоидальной волны.

Рисунок 2 — Сравнение выходов генераторов постоянного и переменного тока

Генератор переменного тока

— как это работает, детали, схема генератора переменного тока и типы

Генератор переменного тока

преобразует механическую энергию в электрическую, чтобы сформировать переменный ток (AC). В этом посте мы подробно расскажем о том, что такое генератор переменного тока, его типах, принципах работы, различных частях, схеме генератора переменного тока, приложениях и преимуществах.

Что такое генератор переменного тока

Генератор переменного тока преобразует механическую энергию в электрическую. Выходной сигнал имеет форму синусоидального сигнала или переменного тока. Переменный ток (AC) используется в домах и других частях земного шара через электростанции, которые поставляют переменный ток от источника энергии.

Рис. 1 — Знакомство с генератором переменного тока

Природный газ, атомная энергия, гидроэнергетика, ветер, солнечная энергия — это несколько источников энергии, которые электростанции используют для производства электроэнергии.Когда электростанция выдает ток через генератор переменного тока, напряжение повышается до значительного уровня с помощью трансформаторов. Это неизменно увеличивает эффективность источника питания, так как помогает предотвратить потерю мощности при прохождении тока на большие расстояния.

Таким образом, большое количество электроэнергии проходит через серию трансформаторов, которые распределяют ток по каждому дому или коммерческому помещению на безопасном уровне. Этот механизм работает по принципу закона электромагнитной индукции Майкла Фарадея.Этот закон гласит, что напряжение или ЭДС, создаваемое проводником с током, разрезает магнитное поле.

В генераторе переменного тока катушка, через которую протекает заряд или ток, неподвижна, а магнит движется. Из-за южного и северного полюсов магнита ток течет в противоположных направлениях, генерируя переменный ток. Выходная мощность генератора переменного тока обычно составляет 120 вольт и выше. Производимое выходное напряжение изменяется во времени и по амплитуде.

Рис. 2 — Изображение генератора переменного тока

Типы генераторов переменного тока

Существует два основных типа генераторов переменного тока:

1. Асинхронные генераторы
2. Синхронные генераторы

Асинхронные генераторы

Они также известны как асинхронные генераторы

Индукционные генераторы.Здесь контактные кольца помогают ротору вращаться. Хотя ротор пытается достичь синхронной скорости статора, его попытка не удалась. Если синхронная скорость статора дополняется скоростью ротора, скорость равна нулю. Следовательно, ротор не получает крутящего момента. И так
таких генераторов подходят для работы ветряных турбин.

Синхронные генераторы

Синхронные генераторы вращаются с синхронной скоростью. Генератор работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея.Следовательно, когда катушка поворачивается, образуется однородное магнитное поле. Эти генераторы используются на электростанциях, поскольку они помогают генерировать высокое напряжение.

Компоненты генератора переменного тока

Генератор переменного тока в основном состоит из следующих частей:

1. Поле
2. Якорь
3. Первичный двигатель
4. Ротор
5. Статор
6. Скользящие кольца

—

Рис. Генератор

1. Поле

Он состоит из катушек проводников, которые получают напряжение от возбуждения, которое создает магнитный поток.Образовавшийся магнитный поток разрезает якорь, создавая напряжение. Таким образом, генератор переменного тока производит выходное напряжение.

2. Якорь

Это важная часть генератора переменного тока, где вырабатывается напряжение. Он состоит из множества спиральных проводов, по которым протекает ток полной нагрузки генератора.

3. Первичный двигатель

Первичный двигатель — это блок, который управляет генератором переменного тока. Первичным двигателем может быть любая вращающаяся машина, такая как дизельный двигатель или механический двигатель, такой как паровая турбина, гидротурбина.

4. Ротор

Это компонент, который помогает производить вращение в генераторе переменного тока. Ротор приводится в действие первичным двигателем.

5. Статор

Как следует из названия, это стационарная часть генератора переменного тока. Статор имеет обмотки, которые создают движущееся магнитное поле, создаваемое ротором во время своего вращения.

6. Контактные кольца

Они используются для преобразования энергии в ротор и обратно. Этот компонент хорошо изолирован от вала и соединен с проводящим материалом круглого сечения.При вращении ротора на контактном кольце установлены щетки. Подключение щеток осуществляется путем электрического подключения к ротору.

Как работает генератор переменного тока | Схема генератора переменного тока

Из законов электромагнетизма Фарадея мы знаем, что электрический ток создает магнитное поле и, наоборот, изменение магнитного поля создает ток в проводнике. В генераторе переменного тока электрический ток генерируется, когда вращающийся контур провода, называемый якорем, помещается в однородное магнитное поле, и, наоборот, ток также может генерироваться, когда неподвижный якорь помещается во вращающееся магнитное поле.

Рис. 4 — Схема генератора переменного тока

Рассмотрим, вращающийся якорь, приводимый в действие турбинами, находится в однородном магнитном поле. Когда якорь вращается, одна половина петли движется в направлении, противоположном другой половине петли. Из-за этого индуцируется ЭДС и по контуру течет ток.

Два плеча якоря соединены со щетками. Одна из щеток подключается к системе распределения энергии через провод, который соединяется обратно с другой щеткой, замыкая цепь.При вращении якоря ток периодически меняет направление на противоположное, что является характеристикой переменного тока. Таким образом, генерируемый переменный ток используется для питания устройств.

Применения генератора переменного тока

К числу применений относятся:

• Они используются для включения освещения для мероприятий на открытом воздухе, таких как спортивные матчи.
• Обычно они используются для электроснабжения удаленных мест.
• Используются для выработки электроэнергии ветряными мельницами и плотинами гидроэлектростанций.
• Они также широко используются в автомобильной промышленности.
• Они также используются для питания бытовых электроприборов, таких как соковыжималки, пылесосы и т. Д.

Преимущества генератора переменного тока

К преимуществам относятся:

• Потери передачи незначительны по сравнению с генератором постоянного тока.
• Конструкция генератора этого типа проста.
• Генерируемую мощность легче повышать и понижать при использовании с трансформаторами.
• Техническое обслуживание меньше.

Недостатки генератора переменного тока

Недостатки:

• Возникающие вихревые токи вызывают потерю энергии.
• Крупномасштабное производство электроэнергии переменного тока с использованием только генераторов переменного тока опасно.

 A  lso Чтение:  
Трансформатор - принцип работы, детали, типы, применение, преимущества
Что такое токоизмерительные клещи (клещи-тестеры) - типы, принцип работы и amp; Как работать
Синхронный двигатель - конструкция, принцип, типы, характеристики  

Конструкция и внутренняя работа генератора

Последнее обновление 19 июня 2021 г.

Генератор — это электрическое устройство, преобразующее химическую энергию (топливо) в электрическую энергию.Обычно он состоит из двигателя и генератора переменного тока, которые питаются от какого-либо источника топлива.

Изображение портативного генератора с открытой рамой Dewalt DXGN4500 в разобранном виде

Мощность, вырабатываемая генератором, может использоваться в качестве резервной в случае прерывания основной линии, отключения электроэнергии или просто для отдыха.

Переносные генераторы меньшего размера широко используются в домашних условиях, в жилых автофургонах, грузовиках с едой и т. Д. В то время как более крупные генераторы высокой мощности находят свое применение в строительстве, специалистами по домашнему хозяйству и т. Д.

Как работает генератор?

Генератор состоит из трех основных частей : топливной системы, двигателя и генератора.

Топливная система подает накопленную химическую энергию в двигатель, где происходит ее сгорание. В результате вырабатывается механическая энергия, которая подводится к генератору переменного тока.

Генератор затем преобразует эту механическую энергию в электрическую.

Компоненты / части генератора:

Компоненты различаются от генератора к генератору.Разные модели и разные компании предлагают различные функции, которые различаются в каждой модели.

Однако есть некоторые важные компоненты , которые присутствуют во всех генераторах. К ним относятся:

1

Топливная система

Довольно стандартный топливный бак на 5 галлонов

Каждый генератор имеет топливный бак . Здесь хранится топливо, которое обеспечивает постоянную подачу энергии.

Топливопровод используется для передачи топлива от хранилища к двигателю.Возвратный трубопровод возвращает топливо обратно в резервуар для хранения.

Имеется фильтр, отфильтровывающий любые твердые частицы до того, как топливо попадет в двигатель. Затем топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя через топливную форсунку.

Также имеется штуцер для перелива, чтобы избежать перелива топлива. В случае перелива он отводит топливо, чтобы оно не пролилось на двигатель или генератор.

2

Двигатель

Двигатель является сердцем генератора , в котором происходит сгорание.

Топливо впрыскивается в камеру сгорания топливной форсункой. Свеча зажигания производит искру и запускает процесс сгорания, во время которого химическая энергия в виде топлива преобразуется в механическую.

Эта механическая энергия затем передается на генератор.

3

Генератор

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую

Генератор — это , где происходит преобразование механической энергии в электрическую, .Он состоит из двух частей: статора и ротора.

Статор — неподвижная часть. Он состоит из набора тесно намотанных катушек, расположенных вокруг ротора.

Ротор — вращающаяся часть. Он отвечает за создание магнитного поля.

Двигатель обеспечивает вращение ротора энергией. Создается вращающееся магнитное поле, которое индуцирует электричество в статоре за счет электромагнитной индукции.

Выходной сигнал генератора не очень плавный и содержит нежелательную рябь.Таким образом, установлен регулятор напряжения, чтобы отфильтровать пульсации и обеспечить плавную подачу электроэнергии.

4

Система охлаждения

Во время работы генератора тепло выделяется за счет сгорания топлива, трения и металлических контактов. Это тепло крайне нежелательно и может даже вызвать ожог генератора. Следовательно, генератор должен иметь какой-то охлаждающий механизм.

Это может быть охлаждающий вентилятор или охлаждающая жидкость, чаще всего вода в резервных генераторах. Вода проходит через генератор по трубам.Он поглощает тепло от генератора и выделяет его в окружающую среду. Переносные генераторы обычно имеют воздушное охлаждение .

5

Выхлопная система

Во время сгорания выделяется некоторое количество вредных и токсичных газов, которые необходимо отводить из системы. Для этого используются вентиляционные отверстия и выхлопные трубы.

Выхлопная система должна соответствовать правилам безопасности и гигиены труда.

6

Система смазки

Трение между металлическими компонентами двигателя нежелательно, так как оно может вызвать перегрев и износ устройства.

Следовательно, смазочная жидкость (масло) применяется для поддержания смазки металлических контактов, уменьшения трения и поглощения тепла, выделяемого трением.

7

Стартерный механизм и аккумулятор

Классический пусковой механизм

Существует два основных способа запуска генератора : механизм натяжного шнура и стартер.

В механизме с вытяжным шнуром шнур стартера является единственной видимой частью. При вытягивании шнур стартера входит в пусковой механизм.
В модуле стартера образуется искра, которая запускает процесс горения.

Второй метод — это использование стартера для запуска двигателя. Этот стартер питается от батареи постоянного тока.
Затем аккумулятор заряжается отдельно или от генератора.

8

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — это устройство, которое защищает генератор от повреждения во время электрического повреждения . В случае неисправности он запускает механизм отключения для обеспечения безопасности компонентов генератора.

9

Панель управления

Панель управления инверторного генератора Generac iQ3500

Панель управления — это система управления генератором, а содержит все входы и выходы . Здесь вы найдете различные розетки, доступные для питания ваших приборов.

Элементы управления вводом могут состоять из кнопки запуска / выключения, переключателя топлива, переключателя напряжения, настроек режима двигателя и т. Д.

Многие генераторы имеют своего рода центр обработки данных , который может отображать ток, частоту, напряжение и произведенную мощность генератором.У некоторых также есть индикатор неисправности, указатель уровня топлива и датчик температуры.

10

Рама / корпус

Рама / корпус представляет собой механическую конструкцию, которая поддерживает генератор и удерживает все его компоненты , чтобы обеспечить их безопасность и заземление. Рама также обеспечивает портативность портативного генератора.

Генераторы постоянного и переменного тока и асинхронные двигатели переменного тока — Обучение — ScienceFlip

Генераторы постоянного и переменного тока и асинхронные двигатели переменного тока — Learn

---

Генераторы

Генератор — это устройство, преобразующее механическую кинетическую энергию в электрическую.Генератор по структуре очень похож на двигатель, однако его функция в основном противоположная:

• Генератор преобразует механическую энергию в электрическую с помощью электромагнитной индукции.
• Мотор преобразует электрическую энергию в механическую посредством моторного эффекта.

В генераторе относительное движение между катушкой и магнитным полем индуцирует в катушке ЭДС. В небольших генераторах катушка вращается в стационарном магнитном поле, но в более крупных приложениях, таких как электростанции, катушки неподвижны, и внутри них вращается магнит, который обычно представляет собой электромагнит.Чтобы лучше понять генераторы, мы рассмотрим вращающуюся катушку внутри стационарного магнитного поля.

---

Работа генератора

Когда катушка вращается в магнитном поле, величина магнитного потока, проходящего через область катушки, изменяется. Этот изменяющийся магнитный поток вызывает изменяющуюся ЭДС на концах провода. Индуцированная ЭДС в катушке равна по величине скорости, с которой магнитный поток, проходящий через катушку, изменяется со временем.

На приведенной ниже диаграмме показана катушка, вращающаяся в магнитном поле, и величина магнитного потока, проходящего через катушку (желтый), и наведенную ЭДС (зеленый). Обратите внимание, как индуцированная ЭДС подчиняется закону, приведенному выше:

Важные моменты для понимания:

• ЭДС определяется скоростью изменения потока , а не величиной потока, проходящего через катушку
• Величина наведенной ЭДС меняется. Он пропорционален скорости изменения потока, проходящего через катушку
.

---

Генераторы постоянного тока

Генератор постоянного тока имеет структуру, аналогичную двигателю постоянного тока.Двигатель подключает щетки к клеммам источника питания, а генератор подключает щетки к клеммам, которые подают ЭДС во внешнюю цепь.

Генераторы

постоянного тока создают ЭДС, изменяющуюся во времени, но сохраняют ток в одном и том же направлении. Генератор постоянного тока состоит из коммутатора с разъемным кольцом, который соединяет вращающуюся катушку с выводами. Коммутатор предназначен для изменения направления тока в генераторе каждые 180 °, что обеспечивает питание внешней цепи током, протекающим в одном направлении — постоянным током.На приведенной ниже диаграмме показан изменяющийся ток, производимый генератором постоянного тока.

Выходной сигнал генератора постоянного тока можно сделать более согласованным за счет включения большего количества катушек на якорь.

---

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока

имеют переменную ЭДС, индуцированную на концах катушки. Форма графика зависимости ЭДС от времени такая же, как у синусоидального графика. ЭДС на концах катушки, вращающейся с постоянной скоростью в магнитном поле, создает переменный ток (AC).При подключении к внешней цепи он будет подавать в эту цепь переменный ток. Переменный ток — это метод передачи электроэнергии в больших масштабах по всему миру из-за его способности значительно снижать потери мощности за счет использования повышающих и понижающих трансформаторов. Генератор переменного тока подключает катушку к внешней цепи или распределительной системе с помощью коммутатора контактных колец. Контактные кольца вращаются вместе с катушкой. Щетки контактируют с контактными кольцами и передают ток на клеммы генератора, которые, в свою очередь, подключаются к внешней цепи и нагрузке.

На приведенной ниже диаграмме показан изменяющийся ток, производимый генератором переменного тока.

Выходной сигнал генератора переменного тока можно сделать более согласованным, если включить на якорь большее количество катушек. Он известен как трехфазный переменный ток и вырабатывается на электростанциях для распределения.

---

Определение полярности

Важно понимать, как определять направление индуцированного тока в генераторе в любой момент, а также полярность выводов.* Примечание: Направление и, следовательно, полярность могут быть определены только в любой момент в генераторе переменного тока, поскольку эти факторы постоянно меняются по мере вращения катушки.

Рассмотрим схему ниже:

• Катушка испытывает механическую силу, которая вращает ее по часовой стрелке
• Закон Ленца гласит, что будет индуцироваться ток, который противодействует движению, которое вызвало его
• Используя правило правой руки для ладони и учитывая сторону LK (пальцы указывают направление магнитного поля с севера на юг, ладонь указывает направление противоположной силы вниз — большой палец указывает направление обычного тока, идущего от L к K)

• Отрицательный заряд движется в противоположном направлении и накапливается на клемме A

• Клемма A обеспечивает источник электронов для внешней цепи и, следовательно, является отрицательной клеммой
• Клемма B принимает электроны, когда они движутся по внешней цепи, и поэтому является положительной клеммой

* Примечание: Студенты обычно приходят к выводу, что клемма B отрицательна, поскольку электроны перемещаются от B к A через генератор.Однако целью генератора является создание ЭДС и питание внешней цепи — движение заряда во внешней цепи — лучший способ запомнить и определить полярность.

---

Асинхронные двигатели переменного тока

Асинхронный двигатель переменного тока состоит из статора, который создает внешнее магнитное поле, в котором вращается ротор. Ротор асинхронного двигателя переменного тока состоит из серии проводников (металлических стержней), и ротор вращается вокруг оси вала двигателя.

Ротор асинхронного двигателя переменного тока широко известен как ротор с короткозамкнутым ротором. Он состоит из ряда токопроводящих шин из алюминия или меди. Они прикреплены к двум кольцам на обоих концах стержней. Концевые кольца «закорачивают» стержни и позволяют току течь от одной стороны клетки к другой.

Асинхронный двигатель переменного тока работает, создавая вращающееся магнитное поле. Статор асинхронного двигателя переменного тока состоит из пар электромагнитов.Переменный ток проходит через противоположные катушки, создавая магнитное поле. Переменный ток меняет полярность с частотой 50 Гц, поэтому катушки запитываются попарно, создавая магнитное поле, которое вращается вокруг двигателя снаружи. Когда магнитное поле статора вращается, создавая изменяющееся магнитное поле, в проводниках ротора индуцируется электрический ток. Это связано с законом Фарадея. Индуцированный электрический ток создает собственное магнитное поле. Согласно закону Ленца, это магнитное поле действует, чтобы противодействовать первоначальному изменяющемуся магнитному полю, заставляя ротор двигаться в том же направлении, что и изменяющееся магнитное поле, создаваемое статором.

Асинхронные двигатели переменного тока обладают множеством преимуществ, одно из которых состоит в том, что они имеют только одну движущуюся часть: ротор. В двигателях постоянного тока больше деталей, которые изнашиваются и нуждаются в замене. Недостатком простых асинхронных двигателей переменного тока является то, что их скорость фиксируется на уровне источника переменного тока (50 Гц).