Принцип работы генератор: Принцип работы генератора и способы его проверки на исправность

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

Существует два вида генераторов, применяемых на автомобилях:

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:

Инверторный генератор - электростанция в которой используется инверторная система с регулятором широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для более высокого качества электроэнергии (стабильность выходного напряжения и частоты). Принцип работы инверторного генератора следующий. Переменный ток преобразуется в постоянный при помощи выпрямителя, после чего осуществляется фильтрация пульсаций, сглаживаемая емкостными фильтрами. После этого, благодаря мощным ключам на транзисторах или тиристорах, включенных по мостовой схеме, осуществляется формирование переменного тока на нагрузке. Высокое качество выходных параметров (то есть самого тока) обеспечивается не только высококачественным сглаживанием пульсаций, но и стабильностью работы системы управления, отслеживающей необходимые выходные характеристики посредством цепей обратных связей.       Ротор вращается вокруг статора. На выходе получается трехфазный переменный ток, который поступает на цепь выпрямления блока инвертора. С помощью цепи выпрямления трехфазный переменный ток преобразовывается в постоянный, а затем стабилизируется при помощи цепи сглаживания. В цепи преобразования этот постоянный ток превращается в синусоидальный, который почти аналогичен полной синусоиде. На выход инвертора поступает переменный ток. Микрокомпьютер контролирует напряжение и частоту сигнала по частотной характеристике напряжения.   Электростанции подобного типа имеют массу плюсов: - Бензиновые электростанции инверторного типа отличаются более экономичным режимом работы. Это достигается благодаря наличию инверторной системы зажигания, а также автоматической регулировке оборотов двигателя, в зависимости от необходимой нагрузки. Кроме того, бензиновые электростанции инверторного типа оснащены функцией переключения работы двигателя в экономичный режим, в том случае, если нагрузка на генератор не велика; - Инверторные генераторы отличаются, также, иным принципом соединения с двигателем. В электростанциях подобного типа, генератор соединяется с мотором напрямую, без включения в эту систему массивного маховика. Это позволило значительно сократить вес электростанции, вплоть до 50%, а также уменьшить габариты устройства; - Бензиновые электростанции инверторного типа, как правило, оснащаются современными системами воздушного охлаждения двигателя. Также, в них значительно улучшена система шумопоглащения. Бензиновые двигатели и так работают гораздо тише дизельных, а использование двойного шумопоглощающего кожуха, и довольно эффективных глушителей, позволяют рекомендовать подавляющее большинство моделей таких электростанций для эксплуатации в непосредственной близости с местами работы или жизнедеятельности человека; - Кроме того, инверторные электростанции значительно "чище" других генераторов. Благодаря современной, высокоэффективной системе улучшенного сгорания топлива, уровень вредных выбросов максимально снижен, что делает эти устройства значительно безопаснее для окружающей среды; Современные генераторы очень надежны. Это достигается не только более совершенной конструкцией и качеством сборки, но и применяемым инновационным технологиям защиты основных узлов и деталей генератора.

Устройство бензинового и дизельного генератора в Москве и его принцип действия

Электростанции – это специально изготовленные устройства, которые превращают механическую энергию в электрическую. Он используется для выработки электричества и снабжения электрической энергией всех потребителей, которые входят в так называемую систему электрооборудования. Кроме этого, его могут использовать в качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Рассматривая устройство и принцип работы, можно сказать, что это сложный механизм, что синхронно работает и приносит свои плоды. Разобравшись более подробно в принципе функционирования электростанции, вы поймете, как именно она работает.

По каким принципам происходит процесс функционирования генераторов

Все современные аппараты, что представлены на рынке, работают на принципе электромагнитной индукции. В этом случае, в проводнике, что двигается в магнитном поле и пересекает его силовые линии, образуется электродвижущая сила. Этот проводник и станет выступать в качестве источника электрической энергии.

Стоит заметить, что перемещение проводника происходит с помощью, так называемых вращательных движений. В состав любой такой установки обязательно должны входить:

• несколько магнитов, чаще всего используются электромагниты;
• конструкция из проводников, что будут пересекать магнитное поле;
• специальная система для отвода напряжения.

Чтобы наглядно продемонстрировать принцип работы устройства, берется проводник, сгибающийся в виде петли. Потом ее ставят между двумя магнитами с разными полюсами. В том случае, если петлю вращать вокруг своей оси, то в ее сторонах, размещенных в направлении полюсов, начинает возникать электродвижущая сила. Чтобы увидеть работу конструкции, необходимо прикрепить к ней с помощью проводов обычную лампочку. Пока петля будет совершать вращательные движения, лампа будет светить, а когда петля остановится, то она соответственно потухнет. В данном случае, на конце петли будет скапливаться напряжение, а по самой спирали будет циркулировать самый настоящий электрический ток.

Этот пример идеально показывает работу самого простого устройства. Но в современных моделях используется усовершенствованная система магнитов, внутри которых находится целая катушка из медных проводков. Медь прекрасно переносит электрический ток и передает его на систему отвода напряжения. Главное, чтобы магнитное поле было замкнутым, тогда и результат будет положительным.

Все устройства можно разделить в зависимости от того, какой ток будет на выходе оборудования.

• Установки постоянного тока, когда на выходе имеем постоянный и одинаковый ток.
• Устройство с переменным током на выходе, которые могут быть однофазными и трехфазными.

Естественно, мы рассмотрели принцип действия генератора бензинового или дизельного на достаточно простом примере. Но если взять достаточно сложные приборы, принцип действия будет тот же. Единственное, что здесь поменяется – это количество используемых элементов.

Принцип работы автомобильного генератора, схема

Генератор — один из главных элементов электрооборудования автомобиля, обеспечивающий одновременное питание потребителей и подзаряд аккумуляторной батареи.

Принцип действия устройства построен на превращении механической энергии, которая поступает от мотора, в напряжение.

В комплексе с регулятором напряжения узел называется генераторной установкой.

В современных автомобилях предусмотрен агрегат переменного тока, в полной мере удовлетворяющий всем заявленным требованиям.

Устройство генератора

Элементы источника переменного тока спрятаны в одном корпусе, который также является основой для статорной обмотки.

В процессе изготовления кожуха применяются легкие сплавы (чаще всего алюминия и дюрали), а для охлаждения предусмотрены отверстия, обеспечивающие своевременный отвод тепла от обмотки.

В передней и задней части кожуха предусмотрены подшипники, к которым и крепится ротор — главный элемент источника питания.

В кожухе помещаются почти все элементы устройства. При этом сам корпус состоит из двух крышек, расположенных с левой и с правой стороны — около приводного вала и контрольных колец соответственно.

Две крышки объединяются между собой с помощью специальных болтов, изготовленных из алюминиевого сплава. Этот металл отличается незначительной массой и способностью рассеивать тепло.

Не менее важную роль играет щеточный узел, передающий напряжение на контактные кольца и обеспечивающий работу узла.

Изделие состоит из пары графитных щеток, двух пружин и щеткодержателя.

Также уделим внимание элементам, расположенным внутри кожуха:

• Ротор — стальной элемент, имеющий одну обмотку и, по сути, представляющий собой электромагнит. Ротор находится на валу, а сверху обмотки установлены втулки клювообразной формы. Ток подается с помощью медных колец, которые расположены на валу и объединены с обмоткой через специальные щетки.
• Обмотка — устройство, изготовленное из медной проволоки и закрепленное в пазы сердечника. Сам сердечник выполнен в форме окружности и изготавливается с применением специального материала, обладающего улучшенными магнитными качествами. В электротехнике металл носит название «трансформаторное железо». У статора есть три обмотки, связанные между собой и объединенные в звезду или треугольник. В точке объединения установлен диодный мост, обеспечивающий выпрямление напряжения. Обмотка изготовлена из специальной проволоки, имеющей двойную термоустойчивую изоляцию, покрытую специальным лаком.
• Реле-регулятор — ключевой элемент установки, обеспечивающий стабильное напряжение на выходе устройства. Монтаж регулятора может производиться в кожухе генератора или снаружи. В первом случае он находится возле графитных щеток, а во втором — там, где щетки крепятся к щеткодержателю (но в разных моделях авто монтаж может осуществляться по-разному). Ниже представлены реле-регуляторы с щеточным узлом.
• Выпрямительный мост — элемент, предназначенный для преобразования переменного тока на выходе статора в постоянное напряжение. Выпрямитель состоит из трех пар диодов, которые установлены на токопроводящем основании и попарно объединяются друг с дружкой. В среде автовладельцев и мастеров СТО диодный мост часто называется «подковой» из-за схожести с этим предметом.

Какие требования предъявляются к автомобильному генератору?

К генераторной установке автомобиля выдвигается ряд требований:

• Напряжение на выходе устройства и, соответственно, в бортовой сети должно поддерживаться в определенном диапазоне, вне зависимости от нагрузки или частоты вращения коленвала.
• Выходные параметры должны иметь такие показатели, чтобы в любом из режимов работы машины АКБ получала достаточное напряжение заряда.

При этом каждый автовладелец должен особое внимание уделять уровню и стабильности напряжения на выходе. Это требование вызвано тем, что аккумулятор чувствителен к подобным изменениям.

Например, в случае снижения напряжения ниже нормы АКБ не заряжается до необходимого уровня. В итоге возможны проблемы в процессе пуска мотора.

В обратной ситуации, когда установка выдает повышенное напряжение, аккумулятор перезаряжается и быстрее ломается.

Полезно почитать: Взорвался аккумулятор, причины и что делать.

Принцип работы автомобильного генератора, особенности схемы

Принцип действия генераторного узла построен на эффекте электромагнитной индукции.

В случае прохождения магнитного потока через катушку и его изменения, на выводах появляется и меняется напряжение (в зависимости от скорости изменения потока). Аналогичным образом работает и обратный процесс.

Так, для получения магнитного потока требуется подать на катушку напряжение.

Выходит, что для создания переменного напряжения требуются две составляющие:

• Катушка (именно с нее снимается напряжение).
• Источник магнитного поля.

Не менее важным элементом, как отмечалось выше, является ротор, выступающий в роли источника магнитного поля.

У полюсной системы узла присутствует остаточный магнитный поток (даже при отсутствии тока в обмотке).

Этот параметр небольшой, поэтому способен вызвать самовозбуждение только на повышенных оборотах. По этой причине по обмотке ротора пропускают сначала небольшой ток, обеспечивающий намагничивание устройства.

Упомянутая выше цепочка подразумевает прохождение тока от АКБ через лампочку контроля.

Главный параметр здесь — сила тока, которая быть в пределах нормы. Если ток будет завышенным, аккумулятор быстро разрядится, а если заниженным — возрастет риск возбуждения генератора на ХХ мотора (холостых оборотах).

С учетом этих параметров подбирается и мощность лампочки, которая должна составлять 2-3 Вт.

Как только напряжение достигает требуемого параметра, лампочка гаснет, а обмотки возбуждения питаются от самого автомобильного генератора. При этом источник питания переходит в режим самовозбуждения.

Снятие напряжения производится со статорной обмотки, которая выполнена в трехфазном исполнении.

Узел состоит 3-х индивидуальных (фазных) обмоток, намотанных по определенному принципу на магнитопроводе.

Токи и напряжения в обмотках смещены между собой на 120 градусов. При этом сами обмотки могут собираться в двух вариантах — «звездой» или «треугольником».

Если выбрана схема «треугольник», фазные токи в 3-х отмотках будут в 1,73 раза меньше, чем общий ток, отдаваемый генераторной установкой.

Вот почему в автомобильных генераторах большой мощности чаще всего применяется схема «треугольника».

Это как раз объясняется меньшими токами, благодаря которым удается намотать обмотку проводом меньшего сечения.

Такой же провод можно использовать и в соединениях типа «звезда».

Чтобы созданный магнитный поток шел по назначению, и направлялся к статорной обмотке, катушки находятся в специальных пазах магнитопровода.

Из-за появления магнитного поля в обмотках и в статорном магнитопроводе, появляются вихревые токи.

Действие последних приводит к нагреву статора и снижению мощности генератора. Для уменьшения этого эффекта при изготовлении магнитопровода применяются стальные пластины.

Выработанное напряжение поступает в бортовую сеть через группу диодов (выпрямительный мост), о котором упоминалось выше.

После открытия диоды не создают сопротивления, и дают току беспрепятственно проходить в бортовую сеть.

Но при обратном напряжении I не пропускается. Фактически, остается только положительная полуволна.

Некоторые производители автомобилей для защиты электроники меняют диоды на стабилитроны.

Главной особенностью деталей является способность не пропускать ток до определенного параметра напряжения (25-30 Вольт).

После прохождения этого предела стабилитрон «пробивается» и пропускает обратный ток. При этом напряжение на «плюсовом» проводе генератора остается неизменным, что не несет риски для устройства.

К слову, способность стабилитрона поддерживать на выводах постоянное U даже после «пробоя» применяется в регуляторах.

В результате после прохождения диодного моста (стабилитронов) напряжение выпрямляется, становится постоянным.

У многих типов генераторных установок обмотка возбуждения имеет свой выпрямитель, собранный из 3-х диодов.

Благодаря такому подключению, протекание тока разряда от АКБ исключено.

Диоды, относящиеся к обмотке возбуждения, работают по аналогичному принципу и питают обмотку постоянным напряжением.

Здесь выпрямительное устройство состоит из шести диодов, три их которых являются отрицательными.

В процессе работы генератора ток возбуждения ниже параметра, который отдает автомобильный генератор.

Следовательно, для выпрямления тока на обмотке возбуждения достаточно диодов с номинальным током до двух Ампер.

Для сравнения силовые выпрямители имеют номинальный ток до 20-25 Ампер. Если требуется увеличить мощность генератора, ставится еще одно плечо с диодами.

Режимы работы

Чтобы разобраться в особенностях функционирования автомобильного генератора, важно понять особенности каждого из режимов:

• В процессе пуска двигателя главным потребителем электрической энергии выступает стартер. Особенностью режима является создание повышенной нагрузки, что приводит к уменьшению напряжения на выходе АКБ. Как следствие, потребители берут ток только с аккумулятора. Вот почему при таком режиме батарея разряжается с наибольшей активностью.
• После завода двигателя автомобильный генератор переходит в режим источника питания. С этого момента устройство дает ток, который необходим для питания нагрузки в автомобиле и подзаряда АКБ. Как только аккумулятор набирает требуемую емкость, уровень зарядного тока снижается. При этом генератор продолжает играть роль главного источника питания.
• После подключения мощной нагрузки, например, кондиционера, обогрева салона и прочих, скорость вращения ротора замедляется. В этом случае автомобильный генератор уже не способен покрыть потребности автомобиля в токе. Часть нагрузки перекладывается на АКБ, который работает в параллель с источником питания и начинает постепенно разряжаться.

Регулятор напряжения — функции, типы, контрольная лампа

Ключевым элементом генераторной установки является регулятор напряжения — устройство, поддерживающее безопасный уровень U на выходе статора.

Такие изделия бывают двух типов:

• Гибридные — регуляторы, электрическая схема которых включает в себя как электронные приборы, так и радиодетали.
• Интегральные — устройства, в основе которых лежит тонкопленочная микроэлектронная технология. В современных автомобилях наибольшее распространение получил именно этот вариант.

Не менее важный элемент — контрольная лампа, смонтированная на приборной панели, по которой можно делать вывод о наличии проблем с регулятором.

Зажигание лампочки в момент пуска мотора должно быть кратковременным. Если же она горит постоянно (когда генераторная установка в работе), это свидетельствует о поломке регулятора или самого узла, а также необходимости ремонта.

Тонкости крепления

Фиксация генераторной установки производится при помощи специального кронштейна и болтового соединения.

Сам узел крепится в передней части двигателя, благодаря специальным лапам и проушинам.

Если на автомобильном генераторе предусмотрены специальные лапы, последние находятся на крышках мотора.

В случае применения только одной фиксирующей лапы, последняя ставится только на передней крышке.

В лапе, установленной в задней части, как правило, предусмотрено отверстие с установленной в нем дистанционной втулкой.

Задача последней заключается в устранении зазора, созданного между упором и креплением.

Крепление генератора Audi A8.

А так агрегат крепиться на ВАЗ 21124.

Неисправности генератора и способы их устранения

Электрооборудование автомобиля имеет свойство ломаться. При этом наибольшие проблемы возникают с АКБ и генератором.

В случае выхода из строя любого из этих элементов эксплуатация ТС в нормальном режиме работы становится невозможной или же авто оказывается вовсе обездвиженным.

Все поломки генератора условно делятся на две категории:

• Механические. В этом случае проблемы возникают целостностью корпуса, пружин, ременным приводом и прочими элементами, которые не связаны с электрической составляющей.
• Электрические. Сюда относятся неисправности диодного моста, износ щеток, замыкание в обмотках, поломки реле регулятора и прочие.

Теперь рассмотрим список неисправностей и симптомы более подробно.

1. На выходе недостаточный уровень зарядного тока:

• Пробуксовка приводного ремня. Решение — натянуть ремень и проверить подшипники на факт исправности, симптомы – свист ремня генератора.
• Зависание щеток. Для начала стоит вычистить щеткодержатель и щетки от загрязнений и убедиться в достаточности усилия.
• Обрыв цепочки возбуждения, подгорание контактных колес. Первая проблема решается путем поиска и устранения обрыва, а вторая — посредством зачистки и проточки контактных колец (если это требуется).
• Выход из строя регулятора напряжения.
• Задевание ротором статорного полюса.
• Обрыв цепочки, объединяющий генератор и АКБ.

2. Вторая ситуация.

Когда автомобильный генератор выдает необходимый уровень тока, но АКБ все равно не заряжается.

Причины могут быть разными:

• Низкое качество протяжки контакта «массы» между регулятором и основным узлом. В этом случае проверьте качество контактного соединения.
• Выход из строя реле напряжения — проверьте и поменяйте его.
• Износились или зависли щетки — замените или очистите от грязи.
• Сработало защитное реле регулятора из-за наличия замыкания на «массу». Решение — отыскать место повреждения и убрать проблему.
• Прочие причины — замасливание контактов, поломка регулятора напряжения, витковое замыкание в обмотках статора, плохое натяжение ремня.

3. Генератор работает, но издает повышенный шум.

Вероятные неисправности:

• Замыкание между витками статора.
• Износ места для посадки подшипника.
• Послабление шкивной гайки.
• Разрушение подшипника.

Ремонт генератора автомобиля всегда должен начинаться с точной диагностики проблемы, после чего причина устраняется путем профилактических мер или замены вышедшего из строя узла.

Рекомендации по замене

Практика эксплуатации показывает, что поменять автомобильный генератор несложно, но для решения задачи требуется соблюдать ряд правил:

• Новое устройство должно иметь аналогичные токоскоростные параметры, как и у заводского узла.
• Энергетические показатели должны быть идентичными.
• Передаточные числа у старого и нового источника питания должны совпадать.
• Устанавливаемый узел должен подходить по размерам и с легкостью крепится к мотору.
• Схемы нового и старого автомобильного генератора должны быть одинаковыми.

Учтите, что устройства, смонтированные на автомобилях зарубежного производства, фиксируются не так, как отечественного, к примеру, как на генератор TOYOTA COROLLA и Лада Гранта .Следовательно, если менять иностранный агрегат изделием отечественного производства, придется установить новое крепление.

Полезные советы в помощь

В завершение рассказа об автомобильных генераторах стоит выделить ряд советов, что необходимо, а чего нельзя делать автовладельцам в процессе эксплуатации.

Главный момент — установка, в процессе которой важно с предельным вниманием подойти к подключению полярности.

Если ошибиться в этом вопросе, выпрямительное устройство поломается и возрастает риск возгорания.

Аналогичную опасность несет и пуск двигателя при некорректно подключенных проводах.

Чтобы избежать проблем в процессе эксплуатации, стоит придерживаться ряда правил:

• Следите за чистотой контактов и контролируйте исправность электрической проводки автомобиля. Отдельное внимание уделите надежности соединения. В случае применения плохих контактных проводов уровень бортового напряжения выйдет за допустимый предел.
• Следите за натяжкой генератора. В случае слабого натяжения источник питания не сможет выполнять поставленные задачи. Если же перетянуть ремень, это чревато быстрым износом подшипников.
• Отбрасывайте провода от генератора и АКБ при выполнении электросварочных работ.
• Если контрольная лампочка загорается и продолжает гореть после пуска мотора, выясните и устраните причину.

Отдельное внимание стоит уделить реле-регулятору, а также проверке напряжения на выходе источника питания. В режиме заряда этот параметр должен быть на уровне 13,9-14,5 Вольт.

Кроме того, время от времени проверяйте износ и достаточность усилия щеток генератора, состояние подшипников и контактных колец.

Высота щеток должна измеряться при демонтированном держателе. Если последний износился до 8-10 мм, требуется замена.

Что касается усилия пружин, удерживающих щетки, оно должно быть на уровне 4,2 Н (для ВАЗ). При этом осматривайте контактные кольца — на них не должно быть следов масла.

Также автовладелец должен запомнить и ряд запретов, а именно:

• Не оставляйте машину с подключенной АКБ, если имеются подозрения поломки диодного моста. В противном случае аккумулятор быстро разрядится, и возрастает риск воспламенения проводки.
• Не проверяйте правильность работы генератора путем перемыкания его выводов или отключения АКБ при работающем двигателе. В этом случае возможна поломка электронных элементов, бортового компьютера или регулятора напряжения.
• Не допускайте попадания технических жидкостей на генератор.
• Не оставляйте включенным узел в случае, если клеммы АКБ были сняты. В противном случае это может привести к поломке регулятора напряжения и электрооборудования авто.
• Своевременно проводите замену ремня генератора.

Зная особенности работы генератора, нюансы его конструкции, основные неисправности и тонкости ремонта, можно избежать многих проблем с проводкой и АКБ.

Помните, что генератор — сложный узел, требующий особого подхода к эксплуатации.

Важно постоянно следить за ним, своевременно проводить профилактические мероприятия и замену деталей (при наличии такой необходимости).

При таком подходе источник питания и сам автомобиль прослужат очень долго.

Принцип работы генератора | Дизельные генераторы | Статьи

Прежде чем арендовать или купить дизельный или бензиновый генератор, мы рекомендуем разобраться с тем, как работает генератор и на что стоит обратить внимание, при выборе генератора

Принцип работы генератора

Электрический генератор - это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную из внешнего источника в электрическую энергию. Важно понимать, что генератор на самом деле не "создает " электрическую энергию. Вместо этого, он использует механическую энергию подаваемого в него, чтобы заставить двигаться электрические заряды, с помощью внешнего электрического контура, присутствующие в проводе его обмотки. Этот поток электрических зарядов образует выходной электрический ток, поступающий от генератора. Принцип работы генераторы может быть понятен, если рассмотреть его аналогично принципу работы водяного насоса, который не производит воду, а только перекачивает воду.

Основные компоненты электрического генератора можно классифицировать следующим образом

1 – двигатель 2 – генератор 3 – топливная система 4 – регулятор напряжения 5 – система охлаждения и выхлопная система 6 – система смазки 7 – аккумулятор 8 – панель управления 10 – основание, рама

Современные генераторы работают по принципу электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831-1832. Фарадей обнаружил, что движение потока электрических зарядов, может быть вызвано перемещением электрический проводник, таких как провод, который содержит электрические заряды в магнитном поле. Это движение создает разность потенциалов между двумя концами провода или электрического проводника, который, в свою очередь, вызывает движение электрических зарядов, таким образом, генерируется электрический ток.

Описание основных компонентов генератора

1. Двигатель

Двигатель является источником входной механической энергии подаваемой на генератор. Максимальная выходная мощность прямо пропорционально зависит от максимальной выходной мощности генератора двигателя. Для безотказной работы двигателя необходимо четко придерживаться графика технического обслуживания, разработанного производителем двигателей. На что стоит обратить внимание, при выборе генератора :

А. Тип используемого топлива : двигатели работают на различном виде топлив: дизельное топливо, бензин, пропан (сжиженный или в газообразном виде), или природный газ. Меньшие двигатели, как правило, работают на бензине, тогда как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидкий пропан, пропан или природный газ. Б. Верхнее или нижнее расположение клапанов двигателя. При верхнем расположение, впускные и выпускные клапаны расположены в головке цилиндра двигателя, а при нижней установке, впускные и выпускные клапаны установлены в блоке двигателя. Верхнее расположение клапанов в двигателе имеет ряд преимуществ:

• Компактный дизайн
• Простота в эксплуатации
• Долговечность
• Удобство при ремонте
• Низкий уровень шума во время работы
• Низкий уровень выбросов

Однако, двигатели, с верхним расположением клапанов, являются более дорогими, чем другие двигатели.

2. Генератор

Генератор, является тем узлом, который непосредственно преобразовывает механическую энергиею передаваемую двигателем, в электрическую энергию. Генератор содержит как статические так и подвижные узлы, заключенная в корпус

А. Статор - неподвижный компонент. Он содержит набор электрических проводников свернутых в рулон над железным сердечником. Б. Ротор / якорь - это подвижный компонент, который создает вращающееся магнитное поле, в одном из следующих трех способов:

• с помощью индукции - это так называемые бесщеточные генераторы переменного тока и обычно используются в больших генераторов.
• путем постоянных магнитов - это распространено в небольших г генераторах.
• с помощью возбудитель - возбудитель-это небольшой источник постоянного тока, который заряжает энергией ротор.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, что вызывает разность напряжений между обмотками статора.

Факторы на которые мы рекомендуем обратить внимание, прежде чем взять в аренду купить дизельный генератор

А. Материал корпуса металл или пластик. Полностью металлическая конструкция обеспечивает повышенную долговечность генератора. Пластиковые корпуса со временем деформируются, это приводит к появлению нежелательных люфтов и вибраций, что в свою очередь увеличивает износ и повышает опасность эксплуатации оборудования.

Б. Шариковые или игольчатые подшипники. Шариковые подшипники, в сравнение с игольчатыми подшипниками, являются предпочтительными и имеют больший срок службы.

В. Бесщёточный или генератор со щетками. Бесщёточная конструкция требует меньшего обслуживания, а также способствует производству более чистой энергии.

3. Топливная Система

Топливный бак, как правило, имеет достаточный объем, чтобы обеспечить бесперебойную работу генератора в течение 6-8 часов. У портативных (переносных) генераторов, топливный бак является частью рамы генератора или устанавливается на верхней части корпуса генератора. Для коммерческого использование, возможна установка дополнительно топливного бака.

4. Регулятор Напряжения

Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора.

5.1 Система охлаждения

Непрерывная работа различных компонентов генератора, приводит к нагреву системы. Для безотказной работы системы очень важно иметь качественную систему охлаждения.

В качестве охладителя для генератора, иногда, используется пресная вода. Данный вид охлаждения можно встретить в случае установки генератора в очень малых и закрытых помещениях или при установки очень больших генераторных установок, более 2250 кВт. В случае же установки крупных генераторов, также используется водород, в качестве теплоносителя для статорных обмоток. Водород является более эффективным для поглощения тепла, чем другие охлаждающие жидкости. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, содержащий деминерализованную воду в качестве теплоносителя. По этой причине очень большие генераторы и малые электростанции, часто имеют большие охлаждающие башни. Для всех других распространенных случаев, в качестве основной системы охлаждения, используется стандартный радиатор с вентилятором.

5.2 Выхлопная система

Как и все дизельные и бензиновые двигатели, дизельный генератор также выделяет выхлопные газы. Выхлопные газы содержат высокотоксичные химические вещества, которые должны контролироваться надлежащим образом. Следовательно дизельный генератор должен имеет качественную и надежную выхлопную систему. Эта система требует достаточного большого внимания, так как отравление угарным газом остается достаточно частой причиной смерти, а пользователи имеет тенденцию не обращать на то внимание, пока это их не коснулось.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть независимы и не должны крепится к двигателю генератора. Выхлопные трубы, как правило, крепятся к двигателю с помощью гибких соединителей – компенсаторов, для минимизации вибраций и предотвращения повреждения генератора. Выхлопная труба должна заканчивается на открытом воздухе, и выходить подальше от дверей, окон и других проемов в дом или здание. Вы должны убедиться, что к системе выхлопа генератора не подключено иное оборудование.

6. Система смазки

В связи с тем, что в состав оборудования генераторной установки входит двигатель, который имеет трущиеся и вращающиеся детали, то для долговечной и бесперебойной работы системы требуется система постоянной смазки. Двигатель генератора смазывается с помощью масляного насоса. Рекомендуется проверят уровень смазочного масла через каждые 8 часов работы генератора, а менять масло каждые 500 часов работы генератора.

7. Зарядное устройство

Функция запуска генератора работает от батареи. Зарядное устройство поддерживают постоянную зарядку генератора. Работа зарядного устройства – полностью автоматическая, не требующая каких либо настроек или корректировок параметров работы. Выходное напряжение зарядного устройства устанавливается 2,33 В постоянного тока на элемент. Это значение является постоянным напряжением, для подзарядки свинцово-кислотных батарей. Зарядное устройство имеет отдельный выход напряжения постоянного тока, что позволяет не вмешивается в нормальное функционирование генератора.

8. Панель управления

Панель управления - это пользовательский интерфейс контроллер генератора генератора, который содержит электрические розетки и элементы контроля, управления. Более подробная информация о панелеи управления приведена в специальном разделе.

Общее устройство генератора

Генератор переменного тока это элемент автомобиля, предназначенный для произведения электрической энергии путем преобразования механической энергии (вращение коленчатого вала) в электрическую энергию. Генераторы могут генерировать постоянный или переменный ток.

Генератор автомобиля используется, как источник питания для следующих электропотребителей: система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер, системы диагностики. Также генератор обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи (АКБ) во время движения автомобиля.

На сегодняшний день чаще всего используются генераторы переменного тока, которые хорошо себя зарекомендовали.

Как работает генератор?

Чтобы ответить на вопрос, - как работает генератор? - мы рассмотрим Принцип работы генератора.

Основа работы генератора заключается в использовании электродвижущей силы (ЭДС), которая образуется в прямоугольном контуре, вращающемся в однородном вращающемся магнитном поле.

Устройство простейшего генератора

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

---

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Автомобильный генератор: устройство, принцип работы, диагностика

Одним из видов навесного оборудования считается автомобильный генератор. Его главные функции — преобразование в электрический ток механической энергии от двигателя, а также стабилизация напряжения в сети. Главное назначение узла генератора — поддержание беспрерывного питания электрооборудования авто от работающего двигателя. Также узел используется для подзарядки АКБ машины. Основные узлы, принцип работы автомобильного генератора и возможные поломки рассмотрены в приведенной информации.

Виды генераторов

Для разных моделей автомобилей используются один из двух типов этого механизма.

Основные типы:

1. Генератор постоянного тока, применяющийся ранее на таких моделях как Победа, ГАЗ-51 и других авто, которые были выпущены еще до 1960 года.
2. Генератор переменного тока востребован на современных марках авто, отличается более продуманным и удобным устройством.

Главная функция генератора — трансформация и передача электрического тока при заведенном двигателе. Электроснабжение требуется многим узлам современных авто, часть энергии идет на подзарядку АКБ.

Устройство и назначение

Генератор для переменного тока выполняет свою основную функцию только за счет передачи механической энергии от вращения вала мотора на ротор. Появившееся вследствие вращения ротора магнитное поле преобразуется в электрический ток на обмотке стартера, после чего распределяется по основным потребителям бортовой сети. Это позволяет использовать мощность АКБ только на старте, после чего заряд батареи постепенно восстанавливается. Без этого важного устройства, разрядка аккумулятора происходила бы с большой скоростью, а напряжение в сети было бы недостаточным для работы всех энергоемких узлов и потребителей.

Устройство автомобильного генератора включает следующие узлы:

• Статор, в комплект которого входит обмотка, магнитопровод, выводы обмотки, клиновые пазы.
• Ротор, состоящий из контактных колец, вала, обмотки возбуждения, полюса.
• Подшипники.
• Крышка генератора, в которой есть отверстия для охлаждения системы.
• Система охлаждения, состоящая из одного или двух вентиляторов.
• Щеточный узел.
• Задняя и передняя крышка с крепежными пазами.
• Регулятор напряжения.
• Привод со шкивом, расположенный со стороны передней крышки.
• Блок выпрямителя (другое название — диодный мост).

Расположен узел обычно в передней части двигателя, крепление с которым происходит при помощи ременной передачи. Для этого механизма губительным является попадание влаги и грязи на корпус, поэтому генератор обычно размещен в самой высокой точке относительно двигателя авто. На разных марках машин используются генераторы различной мощности. Принципиальным различием также являются габариты устройства. В зависимости от этого используется стандартная или компактная комплектация. Главным отличием выступают размеры диодного моста, приводного шкива и вентилятора.

Принцип работы генератора

Описать примерный алгоритм работы генератора довольно просто. Для этого достаточно представить схему основных узлов авто, а также вспомнить основные постулаты электромагнитной индукции из школьного курса физики.

Как работает генератор авто:

1. Движения вала двигателя передаются на ротор посредством ременной передачи.
2. Образующееся в процессе движения магнитное поле проходит через медную обмотку, образуя на ее выводах напряжение переменного тока.
3. На выходе расположен выпрямительный блок, который преобразует переменный ток в постоянный, что обеспечивает постоянную подзарядку аккумулятора.
4. Регулятор напряжения необходим для поддержания заданных параметров системы, сглаживает возможные скачки и частоту магнитных импульсов.

Для работы всех узлов, подключенных к системе электроснабжения, требуется номинальная мощность автомобильного генератора в пределах 1 кВт. Этого достаточно, чтобы снабжать энергией систему зажигания, бортовой компьютер, осветительные приборы, диагностическое оборудование.

Диагностика и возможные неисправности в работе генератора

Определить поломку генератора для начинающего автолюбителя довольно сложно. Для этого необходимо знать не только принцип работы самого устройства, но и «симптомы» его неполадок.

Как проверить автомобильный генератор:

• Внешний осмотр корпуса, натяжение и целостность ремней, проводов, беспрепятственный ход вращения ротора.
• Осмотреть щетки, при необходимости — заменить изношенные или поврежденные детали.
• Осмотреть контактные кольца. Часто при невозможности найти подходящую запчасть приходится полностью заменять ротор генератора.
• Признаком износа подшипников является свист и гул при работе двигателя. Выполняя замену, обязательной чистке подвергаются посадочные места.
• При помощи мультиметра замерить значения сопротивления на обмотке возбуждения, для чего необходимо коснуться обоих контактных колец ротора. Нормальные показатели варьируются в пределах от 1,8 до 5 Ом. Низкий результат — признак короткого замыкания в сети. Высокое значение обычно говорит об обрыве цепи обмотки.
• По сильному окислению контактов можно судить о выходе из строя диодного моста.

Устранить неисправности генератора своими силами можно только при достаточном уровне знаний устройства авто и наличии подходящего инструмента. В противном случае, лучше обратиться за квалифицированной помощью в СТО, ведь от нормальной работы генератора во многом зависит и дальнейший срок службы авто.

Работа генератора в авто обеспечивает непрерывное питание электрической сети, подключение всех потребителей и периодическую подзарядку аккумулятора. В случае возможных неисправностей, напряжение в сети падает, а АКБ быстрей выходит из строя. В нашей статье рассмотрен принцип работы генератора, составляющие и возможные неисправности.

Electric Generator: Основное введение в принцип работы генераторов, их особенности и применение

Как работают электрические генераторы?
Электрогенератор - это устройство, которое используется для производства электроэнергии, которая может храниться в батареях или может подаваться непосредственно в дома, магазины, офисы и т. Д. Электрогенераторы работают по принципу электромагнитной индукции. Катушка-проводник (медная катушка, плотно намотанная на металлический сердечник) быстро вращается между полюсами магнита подковообразного типа.Катушка проводника вместе с ее сердечником известна как якорь. Якорь соединен с валом источника механической энергии, такого как двигатель, и вращается. Требуемая механическая энергия может быть обеспечена двигателями, работающими на таких видах топлива, как дизельное топливо, бензин, природный газ и т. Д., Или с помощью возобновляемых источников энергии, таких как ветряная турбина, водяная турбина, турбина на солнечной энергии и т. Д. Когда змеевик вращается, он разрезает магнитное поле, которое находится между двумя полюсами магнита. Магнитное поле будет мешать электронам в проводнике, вызывая в нем электрический ток.

Характеристики электрогенераторов

• Мощность: Электрогенераторы с широким диапазоном выходной мощности легко доступны. Как низкие, так и высокие требования к мощности можно легко удовлетворить, выбрав идеальный электрический генератор с соответствующей выходной мощностью.
• Топливо: Для электрогенераторов доступны различные варианты топлива, такие как дизельное топливо, бензин, природный газ, сжиженный нефтяной газ и т. Д.
• Портативность: На рынке доступны генераторы, на которых установлены колеса или ручки, чтобы их можно было легко перемещать с одного места на другое.
• Шум: Некоторые модели генераторов имеют технологию шумоподавления, которая позволяет хранить их в непосредственной близости без каких-либо проблем с шумовым загрязнением.

Применение электрогенераторов

• Электрогенераторы полезны для домов, магазинов, офисов и т. Д., Которые часто сталкиваются с отключениями электроэнергии. Они действуют как резервные, чтобы гарантировать бесперебойное электропитание устройств.
• В удаленных районах, где нет доступа к электричеству из основной сети, электрические генераторы действуют как основной источник питания.
• При работе на проектных площадках, где нет доступа к электричеству из сети, электрические генераторы могут использоваться для питания машин или инструментов.

Свяжитесь с ближайшими к вам ведущими дилерами по производству генераторов и получите бесплатные расценки
(Единый пункт назначения для MSME, ET RISE предоставляет новости, обзоры и анализ по GST, экспорту, финансированию, политике и управлению малым бизнесом. )

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

Генератор постоянного тока

: принцип работы и схемы

Прежде чем мы сможем объяснить принцип работы генератора постоянного тока , нам нужно охватить основы генераторов.

Есть два типа генераторов - генераторы постоянного тока и генераторы переменного тока. Генераторы постоянного и переменного тока преобразуют механическую энергию в электрическую. Генератор постоянного тока производит постоянную мощность, а генератор переменного тока - переменную.

Оба этих генератора вырабатывают электроэнергию на основе принципа закона электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что, когда проводник движется в магнитном поле, он перерезает магнитные силовые линии, что индуцирует в проводнике электромагнитную силу (ЭДС).Величина этой наведенной ЭДС зависит от скорости изменения магнитного потока (силы магнитной линии) связи с проводником. Эта ЭДС вызовет протекание тока, если цепь проводника замкнута.

Следовательно, основными двумя основными частями генератора являются:

1. Магнитное поле
2. Проводники, которые движутся внутри этого магнитного поля.

Теперь, когда мы понимаем основы, мы можем обсудить принцип работы генератора постоянного тока . Вам также может быть полезно узнать о типах генераторов постоянного тока.

Генератор постоянного тока с одним контуром

На рисунке выше одиночный контур из проводника прямоугольной формы помещен между двумя противоположными полюсами магнита.

Рассмотрим прямоугольную петлю проводника ABCD, которая вращается внутри магнитного поля вокруг своей оси ab. Когда петля поворачивается из вертикального положения в горизонтальное, она обрезает силовые линии поля. Поскольку во время этого движения две стороны, то есть AB и CD петли, пересекают силовые линии, на этих обеих сторонах (AB и BC) петли будет индуцироваться ЭДС.

Когда контур замыкается, в контуре будет циркулировать ток. Направление течения можно определить с помощью правила правой руки Флемминга. Это правило гласит, что если вы протянете большой, указательный и средний пальцы правой руки перпендикулярно друг другу, то большие пальцы указывают направление движения проводника, указательный палец указывает направление магнитного поля, т. Е. N - полюс к S - полюс, а средний палец указывает направление протекания тока по проводнику.

Теперь, если мы применим это правило правой руки, мы увидим, что в этом горизонтальном положении петли ток будет течь из точки A в B, а с другой стороны петли ток будет течь из точки C в D.

Теперь, если мы позволим петле двигаться дальше, она снова вернется в свое вертикальное положение, но теперь верхняя сторона петли будет CD, а нижняя сторона будет AB (как раз напротив предыдущего вертикального положения). В этом положении тангенциальное движение сторон петли параллельно силовым линиям поля. Следовательно, не будет и речи о резке флюса, и, следовательно, в контуре не будет тока.

Если петля поворачивается дальше, она снова возвращается в горизонтальное положение. Но теперь указанная сторона петли AB находится перед полюсом N, а CD - перед полюсом S, то есть прямо напротив предыдущего горизонтального положения, как показано на рисунке рядом.

Здесь тангенциальное движение стороны петли перпендикулярно магнитным линиям; следовательно, скорость отсечения потока здесь максимальна, и, согласно правилу правой руки Флемминга, в этой позиции ток течет от B к A, а с другой стороны от D к C.

Теперь, если цикл продолжает вращаться вокруг своей оси. Каждый раз, когда сторона AB оказывается перед полюсом S, ток течет от A к полюсу B. Опять же, когда он проходит перед полюсом N, ток течет от B к A. Точно так же каждый раз, когда сторона CD проходит впереди S-полюс ток течет от C к D. Когда сторона CD выходит перед полюсом N, ток течет от D к C.

Если мы наблюдаем это явление по-другому, мы можем сделать вывод, что каждая сторона петли входит в перед полюсом N, ток будет течь через эту сторону в том же направлении, т. е.е., вниз к плоскости отсчета. Точно так же каждая сторона контура проходит перед полюсом S, ток через него течет в том же направлении, то есть вверх от плоскости отсчета. Отсюда мы перейдем к теме принципа генератора постоянного тока .

Теперь петля открывается и соединяется с разрезным кольцом, как показано на рисунке ниже. Разъемные кольца, состоящие из проводящего цилиндра, разрезаются на две изолированные друг от друга половины или сегменты. Мы соединяем клеммы внешней нагрузки с двумя угольными щетками, которые опираются на эти сегменты разъемного контактного кольца.

Принцип работы генератора постоянного тока

Мы видим, что в первой половине оборота ток всегда течет по ABLMCD, то есть щетке № 1 в контакте с сегментом a. На следующем полуобороте, показанном на рисунке, направление индуцированного тока в катушке меняется на противоположное. Но в то же время положение сегментов a и b также меняется на противоположное, в результате чего кисть № 1 соприкасается с сегментом b. Следовательно, ток в сопротивлении нагрузки снова течет от L к M.Форма волны тока через цепь нагрузки показана на рисунке. Этот ток однонаправлен.

Вышеупомянутое содержание представляет собой основной принцип работы генератора постоянного тока , объясненный моделью генератора с одним контуром. Положение щеток генератора постоянного тока таково, что переключение сегментов a и b с одной щетки на другую происходит, когда плоскость вращающейся катушки находится под прямым углом к ​​плоскости силовых линий. В таком положении наведенная ЭДС в катушке равна нулю.

Электрогенератор

- конструкция, работа, типы и применение

Электрогенератор был изобретен до того, как была обнаружена корреляция между электричеством и магнетизмом. Эти генераторы используют электростатические принципы для работы с помощью пластин, движущихся лент, которые заряжаются электрически, а также дисков, переносящих заряд к электроду с высоким потенциалом. Генераторы используют два механизма для генерации заряда, такие как трибоэлектрический эффект, иначе электростатическая индукция. Таким образом, он генерирует низкий ток, а также очень высокое напряжение из-за сложности изоляционных машин, а также их неэффективности. Номинальная мощность электростатических генераторов низка, поэтому они никогда не использовались для выработки электроэнергии. На практике этот генератор используется для питания рентгеновских трубок, а также ускорителей атомных частиц.

Что такое электрический генератор?

Альтернативное название электрического генератора - динамо-машина для передачи, а также распределения энергии по линиям электропередачи для различных приложений, таких как домашнее, промышленное, коммерческое и т. Д.Они также применимы в самолетах, автомобилях, поездах, кораблях для выработки электроэнергии. Для электрического генератора механическая мощность может быть получена через вращающийся вал, который эквивалентен крутящему моменту вала, который умножается с использованием угловой скорости или скорости вращения.

Механическая энергия может быть получена из различных источников, таких как гидравлические турбины на водопадах / плотинах; паровые турбины, газовые турбины и ветряные турбины, где пар может генерироваться за счет тепла от воспламенения ископаемого топлива, иначе - за счет ядерного деления. Газовые турбины могут сжигать газ непосредственно внутри турбины, в противном случае - дизельные двигатели и бензин. Конструкция генератора, а также его скорость могут изменяться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.

Генератор - это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую. Он работает по принципу закона Фарадея электромагнитной индукции. Закон Фарадея гласит, что всякий раз, когда проводник помещается в переменное магнитное поле, индуцируется ЭДС, и эта индуцированная ЭДС равна скорости изменения потоковых связей.Эта ЭДС может возникать при изменении относительного пространства или относительного времени между проводником и магнитным полем. Итак, важными элементами генератора являются:

• Магнитное поле
• Движение проводника в магнитном поле

Характеристики

Основные характеристики электрических генераторов включают следующее.

Мощность

Выходная мощность электрогенератора находится в широком диапазоне. Выбрав идеальный генератор, можно легко удовлетворить требования высокой и низкой мощности за счет одинаковой выходной мощности.

Топливо

Для электрогенераторов доступны несколько вариантов топлива, таких как бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, природный газ.

Портативность

Электрические генераторы портативны, потому что у них есть ручки и колеса. Таким образом, их можно легко перемещать из одного места в другое.

Шум

В некоторых генераторах используется технология шумоподавления, позволяющая снизить шумовое загрязнение.

Конструкция электрогенератора

Конструкция электрогенератора может быть выполнена с использованием различных частей, таких как генератор переменного тока, топливная система, регулятор напряжения, система охлаждения и выпуска, система смазки, зарядное устройство, панель управления, рама или основной узел.

Генератор

Преобразование энергии, которое происходит в генераторе, известно как генератор переменного тока. Это включает в себя как неподвижные, так и движущиеся части, которые работают вместе, чтобы генерировать электромагнитное поле, а также поток электронов для выработки электричества.

Топливная система

Топливная система в генераторе используется для выработки необходимой энергии. Эта система состоит из топливного насоса, топливного бака, возвратного патрубка и патрубка, который используется для соединения двигателя и бака. Топливный фильтр используется для удаления мусора до того, как он достигнет двигателя, а форсунка заставляет топливо течь в камеру сгорания.

Двигатель

Основная функция двигателя - подавать электроэнергию в генератор. Диапазон мощности, генерируемой генератором, может определяться мощностью двигателя.

Регулятор напряжения

Этот компонент используется для управления напряжением вырабатываемого электричества. При необходимости он также преобразует электричество переменного тока в постоянный.

Системы охлаждения и выхлопа

Как правило, генераторы выделяют много тепла, поэтому для уменьшения тепла от перегрева машины используется система охлаждения. Выхлопная система используется для устранения дыма во время ее работы.

Система смазки

В генераторе есть несколько небольших, а также движущихся частей, которые необходимы для их достаточной смазки с использованием моторного масла, чтобы можно было добиться плавной работы, а также защитить от чрезмерного износа.Уровни смазки следует часто проверять каждые 8 ​​часов процесса.

Зарядное устройство для аккумуляторов

Аккумуляторы в основном используются для питания генератора. Это полностью автоматический компонент, используемый для обеспечения готовности батареи к работе в случае необходимости, обеспечивая ее стабильным низким напряжением.

Панель управления

Панель управления используется для управления всеми функциями генератора во время работы от начала до конца. Современные устройства способны определять, когда генератор автоматически включается / выключается.

Рама / основной узел

Рама - это корпус генератора, и это часть, в которой конструкция удерживает все на месте.

Работа электрогенератора

Генераторы в основном представляют собой катушки электрических проводников, обычно медных проводов, которые плотно намотаны на металлический сердечник и установлены с возможностью поворота внутри экспоната из больших магнитов. Электрический проводник движется через магнитное поле, магнетизм будет взаимодействовать с электронами в проводнике, чтобы вызвать поток электрического тока внутри него.

Электрический генератор

Катушка проводника и ее сердечник называются якорем, соединяя якорь с валом механического источника энергии, например двигателя, медный проводник может вращаться с исключительно повышенной скоростью над магнитным полем.

Точка, когда якорь генератора сначала начинает вращаться, а затем в железных полюсных наконечниках возникает слабое магнитное поле. Когда якорь вращается, он начинает повышать напряжение. Часть этого напряжения поступает на обмотки возбуждения через регулятор генератора.Это впечатляющее напряжение создает более сильный ток обмотки, увеличивает силу магнитного поля.

Расширенное поле создает большее напряжение в якоре. Это, в свою очередь, увеличивает ток в обмотках возбуждения, что приводит к более высокому напряжению якоря. В это время признаки обуви зависели от направления протекания тока в обмотке возбуждения. Противоположные знаки заставят ток течь в неправильном направлении.

Как электрический генератор вырабатывает электричество?

На самом деле электрические генераторы не производят электричество; вместо создания они меняют энергию с механической на электрическую или с химической на электрическую.Это преобразование энергии может быть выполнено путем захвата энергии движения и преобразования ее в электрическую форму путем выталкивания электронов из внешнего источника с помощью электрической цепи. Электрогенератор в основном работает в обратном направлении по отношению к двигателю.

Некоторые генераторы, которые используются на плотине Гувера, будут обеспечивать огромное количество энергии за счет передачи энергии, создаваемой турбинами. Генераторы, которые используются как в коммерческих, так и в жилых помещениях, очень малы по размеру, но для выработки механической энергии они зависят от различных источников топлива, таких как газ, дизельное топливо, а также пропан.

Эту мощность можно использовать в цепи для наведения тока.
После того, как этот ток был создан, он направляется с помощью медных проводов для питания внешних устройств, в противном случае - машин целых электрических систем.

Современные генераторы используют принцип электромагнитной индукции Майкла Фарадея, потому что он обнаружил, что, когда проводник вращается в магнитном поле, могут образовываться электрические заряды, создающие ток. Электрический генератор связан с тем, как водяной насос нагнетает воду по трубе.

Типы электрогенераторов

Генераторы классифицируются по типам.

• Генераторы переменного тока
• Генераторы постоянного тока

Генераторы переменного тока

Их также называют генераторами переменного тока. Это наиболее важный способ производства электроэнергии во многих местах, поскольку в настоящее время все потребители используют переменный ток. Он работает по принципу электромагнитной индукции. Они бывают двух типов: индукционный генератор и синхронный генератор.

Индукционный генератор не требует отдельного возбуждения постоянного тока, регулятора, регулятора частоты или регулятора. Эта концепция имеет место, когда катушки проводника вращаются в магнитном поле, вызывая ток и напряжение. Генераторы должны работать с постоянной скоростью, чтобы обеспечить стабильное напряжение переменного тока даже при отсутствии нагрузки.

Генератор переменного тока

Синхронные генераторы - это генераторы большого размера, которые в основном используются на электростанциях. Они могут быть с вращающимся полем или с вращающимся якорем.У вращающегося якоря якорь находится у ротора, а поле у ​​статора. Ток якоря ротора снимается через контактные кольца и щетки. Они ограничены из-за высоких ветровых потерь. Они используются для приложений с низкой выходной мощностью. Генератор переменного тока с вращающимся полем широко используется из-за его высокой мощности выработки и отсутствия контактных колец и щеток.

Это могут быть трехфазные или двухфазные генераторы. Двухфазный генератор вырабатывает два совершенно разных напряжения.Каждое напряжение можно рассматривать как однофазное напряжение. Каждый из них генерирует напряжение, полностью независимое от другого. Трехфазный генератор переменного тока имеет три однофазные обмотки, разнесенные таким образом, что напряжение, индуцированное в любой одной фазе, смещается на 120º относительно двух других.

Они могут быть подключены как треугольником, так и звездой. В Delta Connection каждый конец катушки соединен вместе, образуя замкнутый контур. Дельта-соединение выглядит как греческая буква дельта (Δ). При соединении звездой один конец каждой катушки соединен вместе, а другой конец каждой катушки оставлен открытым для внешних соединений. Соединение "звезда" обозначается буквой Y.

Эти генераторы комплектуются двигателем или турбиной, которые могут использоваться в качестве мотор-генераторной установки и использоваться в таких приложениях, как военно-морской флот, добыча нефти и газа, горнодобывающая техника, ветряные электростанции и т. Д.

Преимущества

К преимуществам генераторов переменного тока можно отнести следующее.

• Эти генераторы обычно не требуют технического обслуживания из-за отсутствия щеток.
• Легко повышать и понижать через трансформаторы.
• Размер линии передачи может быть меньше из-за функции повышения
• Размер генератора относительно меньше, чем у машины постоянного тока
• Потери относительно меньше, чем у машины постоянного тока
• Эти выключатели генератора относительно меньше, чем выключатели постоянного тока

Генераторы постоянного тока

Генераторы постоянного тока обычно используются в автономных системах. Эти генераторы обеспечивают бесперебойную подачу питания непосредственно в накопители электроэнергии и электрические сети постоянного тока без использования нового оборудования.Сохраненная мощность передается нагрузкам через преобразователи постоянного тока в переменный. Генераторами постоянного тока можно было управлять обратно на неподвижную скорость, так как батареи, как правило, стимулируют восстановление значительно большего количества топлива.

Генератор постоянного тока

Классификация генераторов постоянного тока

Генераторы постоянного тока классифицируются в соответствии с тем, как их магнитное поле создается в статоре машины.

• Генераторы постоянного тока с постоянным магнитом
• Генераторы постоянного тока с раздельным возбуждением и
• Генераторы постоянного тока с самовозбуждением.

Генераторы постоянного тока с постоянными магнитами не требуют возбуждения внешнего поля, поскольку они имеют постоянные магниты для создания магнитного потока. Они используются для приложений с низким энергопотреблением, таких как динамо-машины. Генераторы постоянного тока с раздельным возбуждением требуют возбуждения внешнего поля для создания магнитного потока. Мы также можем варьировать возбуждение, чтобы получить переменную выходную мощность.

Применяются в гальванических и электролитических рафинировках. Из-за остаточного магнетизма, присутствующего в полюсах статора, генераторы постоянного тока с самовозбуждением могут создавать собственное магнитное поле после запуска.Они просты по конструкции и не нуждаются во внешней цепи для изменения возбуждения поля. Опять же, эти генераторы постоянного тока с самовозбуждением подразделяются на шунтовые, последовательные и составные генераторы.

Они используются в таких приложениях, как зарядка аккумуляторов, сварка, обычное освещение и т. Д.

Преимущества

К преимуществам генератора постоянного тока относятся следующие.

• В основном машины постоянного тока обладают большим разнообразием рабочих характеристик, которые могут быть получены путем выбора метода возбуждения обмоток возбуждения.
• Выходное напряжение можно сгладить, регулярно располагая катушки вокруг якоря. Это приводит к меньшему количеству колебаний, что желательно для некоторых приложений в установившемся режиме.
• Нет необходимости в экранировании излучения, поэтому стоимость кабеля будет меньше по сравнению с кабелем переменного тока.

Другие типы электрических генераторов

Генераторы подразделяются на различные типы, такие как переносные, резервные и инверторные.

Переносной генератор

Они чрезвычайно используются в различных приложениях и доступны в различных конфигурациях с изменением мощности.Они полезны при обычных бедствиях после выхода из строя электросети. Они используются в жилых, небольших коммерческих учреждениях, таких как магазины, торговые точки, на стройплощадках, чтобы обеспечивать электроэнергией небольшие инструменты, свадьбы на открытом воздухе, кемпинг, мероприятия на открытом воздухе и обеспечивать питание сельскохозяйственных устройств, таких как скважины, в противном случае системы капельного орошения.

Генераторы этого типа работают на дизельном топливе, в противном случае - на газе, для обеспечения кратковременной электроэнергии. Основные характеристики портативного генератора:

• Он проводит электричество с помощью двигателя внутреннего сгорания.
• Может подключаться к разным инструментам и приборам через розетки.
• Может быть подключен к субпанелям.
• Используется в отдаленных районах.
• Он потребляет меньше энергии для работы морозильной камеры, телевизора и холодильника.
• Скорость двигателя должна быть 3600 об / мин, чтобы выдавать типичный ток с частотой 60 Гц.
• Обороты двигателя можно контролировать с помощью оператора.
• Он обеспечивает питание осветительных приборов, а также инструменты.

Инверторный генератор

В этом типе генератора используется двигатель, подключенный к генератору переменного тока для выработки электроэнергии переменного тока. выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный. Они используются в холодильниках, кондиционерах, лодочных автомобилях, которые требуют значений определенной частоты, а также напряжения. Они доступны в менее тяжелых и твердых. Характеристики этого генератора в основном включают следующее.

• Это зависит от современных магнитов.
• Использует более высокие электронные схемы.
• Использует 3 фазы для выработки электроэнергии.
• Обеспечивает стабильную подачу тока на устройство.
• Он энергоэффективен, поскольку скорость двигателя регулируется в зависимости от требуемой мощности.
• Когда он используется с подходящим устройством, его переменный ток может быть установлен на любое напряжение и частоту.
• Они легкие и используются в автомобиле, лодке и т. Д.

Резервный генератор

Это один из видов электрической системы, используемый для работы через автоматический переключатель резерва, который дает сигнал для включения устройства. потеря. К лучшим характеристикам резервного генератора можно отнести следующее.

• Операция может выполняться автоматически.
• Используется в системах безопасности для резервного освещения, лифтов, оборудования жизнеобеспечения, медицинских и противопожарных систем.
• Обеспечивает стабильную защиту электропитания.
• Постоянно контролирует энергоснабжение.
• Каждую неделю автоматически выполняет самотестирование, чтобы проверить, правильно ли реагирует на пропадание электропитания.
• Он состоит из двух компонентов, таких как автоматический переключатель и резервный генератор.
• Он обнаруживает потерю мощности за секунды и усиливает электричество.
• Он работает с использованием природного газа или жидкого пропана.
• Внутри используется двигатель внутреннего сгорания.

Промышленные генераторы

Промышленные генераторы отличаются от коммерческих и жилых помещений. Они прочные и прочные, которые работают в суровых условиях. Характеристики источника питания будут варьироваться от 20 кВт до 2500 кВт, 120-48 В и от 1-фазного до 3-фазного источника питания.

Обычно они более индивидуализированы по сравнению с другими типами. Классификация этих генераторов может быть сделана на основе топлива, используемого для работы двигателя, чтобы можно было вырабатывать электроэнергию.В качестве топлива используется природный газ, дизельное топливо, бензин, пропан и керосин.

Индукционные генераторы

Эти генераторы бывают двух типов: самовозбуждающиеся и внешне возбуждаемые. Самовозбуждающиеся используются в ветряных мельницах, где ветер используется как нетрадиционный источник энергии, который преобразуется в электрическую энергию. Внешнее возбуждение используется в приложениях рекуперативного торможения, таких как краны, подъемники, электровозы и лифты.

Техническое обслуживание электрогенератора

Техническое обслуживание электрогенератора во многом схоже со всеми типами двигателей.Для каждого производителя очень важно знать, как обслуживаются все генераторы. Нормальное техническое обслуживание - это общий осмотр, такой как проверка на утечки, уровни охлаждающей жидкости, проверка шлангов и ремней, кабелей и клемм аккумулятора. Важно проверять масло, чтобы его часто менять. Частота замены масла в основном зависит от производителя, от того, как часто оно используется. Если в генераторе используется дизельное топливо, необходимо заменить масло на 100 часов работы.

Один раз в год фильтрация и очистка топлива очень быстро ухудшают качество дизельного топлива.После нескольких дней эксплуатации это топливо может разлагаться из-за загрязнения воды и микробов, что приводит к засорению топливопроводов, а также фильтров. При очистке топлива используются биоциды в год во всех типах генераторов, кроме резервного генератора, где он будет притягивать сырость.

Систему охлаждения следует обслуживать, поскольку она требует проверки уровня охлаждающей жидкости через доступные интервалы во время простоя.

Необходимо проверить уровень заряда батареи, поскольку проблемы с батареей могут вызвать сбои.Регулярное тестирование необходимо для определения текущего состояния батареи. Он включает в себя проверку уровней электролита, а также точную плотность электрических батарей.

Также очень важно отключать генератор на 30 минут еженедельно под нагрузкой. Удалите излишки влаги, смажьте двигатель и отфильтруйте топливо, а также фольгу. Как только любые подвижные части, найденные где-либо на генераторе, должны быть стабильно расположены внутри.

Для дальнейшего осмотра необходимо вести записи, чтобы знать состояние вашего генератора.

Приложения

Приложения электрических генераторов включают следующее.

• В разных городах генераторы обеспечивают питание большинства электросетей
• Они используются на транспорте
• Малые генераторы обеспечивают отличную поддержку для удовлетворения потребностей в электроэнергии в домашних условиях, в противном случае малые предприятия
• Они используются для привода электродвигателей
• Используются перед подачей электроэнергии на строительных площадках.
• Они используются в лабораториях для определения диапазона напряжений.
• Энергоэффективность, например, использование топлива, может быть значительно снижена.

Недостатки

Главный недостаток - они не могут остановить сильные колебания напряжения, по этой причине, обычные типы. генераторы не подходят для работы с потребителями, чувствительными к напряжению, такими как ПК. ноутбуки, телевизоры или музыкальные системы, потому что они могут повредить их в плохом случае.

Итак, это обзор электрогенератора.Электрогенератор работает по принципу электромагнитной индукции. Этот принцип был открыт Майклом Фарадеем. В основном генераторы представляют собой катушки с электрическими проводниками или медную проволоку. Этот провод плотно наматывается на металлический сердечник и помещается примерно так, чтобы вращаться в экспонате из больших магнитов.

Электрический проводник вращается в магнитном поле, и магнетизм соединяется через электроны внутри проводника, вызывая в нем ток. Здесь катушка проводника, а также ее сердечник называются якорем.Он подключен к валу источника питания. Теперь вы четко разобрались в принципах работы и типах генераторов. Кроме того, любые дополнительные вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам оставляйте комментарии ниже.

Электрогенератор

Источник изображения: topalternative

Принцип работы, конструкция и применение

Генератор переменного тока - это устройство, которое преобразует механическую энергию в переменную электрическую энергию для надлежащего использования. В зависимости от типа потребляемой мощности существует два типа генераторов - генератор переменного тока и генератор постоянного тока.Контактные кольца используются в генераторах переменного тока для выработки переменного тока, в то время как постоянный ток используется в генераторах постоянного тока. Генераторы переменного тока используются на электростанциях, электросамокатах, парусных лодках, велосипедах и т. Д. На входе в генераторы переменного тока обычно подается механическая энергия, поступающая от паровых и газовых турбин и двигателей внутреннего сгорания. Генераторы переменного тока полезны в ветровых турбинах, малых гидроэлектростанциях или для уменьшения газовых потоков с более высоким давлением до более низкого давления.

Что такое генератор переменного тока?

Определение: Генератор переменного тока - это машина, преобразующая механическую энергию в электрическую в виде альтернативной ЭДС.Простой генератор переменного тока работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Он имеет катушку с проволокой, которая вращается в магнитном поле.

Принцип работы

Принцип работы генератора переменного тока - их обычно называют генераторами переменного тока, которые работают по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Движение проводника в однородном магнитном поле изменяет магнитный поток, связанный с катушкой, таким образом вызывая ЭДС.

Простой генератор переменного тока

Части генератора переменного тока состоят из катушки, контактных колец, щеток и сильного магнитного поля в качестве основных компонентов.

Работа генератора переменного тока

Катушка вращается в магнитном поле для создания сильного магнитного поля. Когда катушка с одной стороны движется вверх через магнитное поле, в одном направлении индуцируется ЭДС. Поскольку вращение катушки продолжается, и эта сторона катушки движется вниз, а другая сторона катушки движется вверх, возникает ЭДС в обратном направлении. Правило правой руки Флеминга используется для определения направления наведенной ЭДС. Этот процесс повторяется для каждого цикла, а создаваемая ЭДС имеет переменный тип.

Различные положения катушки

Выходной сигнал генератора переменного тока показан выше в виде графика.

• A - Когда катушка находится под углом 0 градусов, катушка движется параллельно направлению магнитного поля и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
• B - Когда катушка находится под углом 90 градусов, катушка перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС.
• C - Когда катушка находится под углом 180 градусов, катушка снова движется параллельно магнитному полю и, следовательно, не индуцирует ЭДС.
• D - Когда катушка находится под углом 270 градусов, катушка снова перемещается под углом 90 ° к магнитному полю и, следовательно, индуцирует максимальную ЭДС.Здесь наведенная ЭДС противоположна ЭДС B.
• A - Когда катушка находится под углом 360 градусов, катушка совершила один оборот и движется параллельно магнитному полю и индуцирует нулевую ЭДС.

Рассмотрим катушку прямоугольной формы с "N" витками, которая вращается в однородном магнитном поле "B" с угловой скоростью "ω". Угол между магнитным полем «B» и нормалью к катушке в любой момент времени «t» определяется выражением θ = ωt.

В этом положении магнитный поток перпендикулярен плоскости катушки и определяется как B Cos ωt.

Магнитный поток, связанный с катушкой из N витков, равен ɸ = B Cos ωt A, где A - площадь катушки.

Индуцированная ЭДС в катушке определяется Законом электромагнитной индукции Фарадея, который равен

ε = - dØ / dt

= - d (NBA Cos ωt) / dt

ε = NBA ω | sin ωt —— (i)

Когда катушка вращается на 90 °, значение синуса становится 1 и индуцированная ЭДС будет максимальной, приведенное выше уравнение (i) сводится к,

ε0 = N Bm A ω = N Bm A 2πf ——- (ii)

Где Bm означает максимальную плотность потока в Вт / м2

'A' означает площадь катушки в м2

'f' = частота вращение катушки в об / сек.

Заменитель (ii) в (i),

ε = ε0 sin ωt

Индуцированный переменный ток определяется как, I = ε / R = ε0 sin ωt / R

Конструкция генератора переменного тока

Простой генератор переменного тока состоит из двух основных частей - ротора и статора. Ротор - это вращающийся компонент, а неподвижная часть машины - статор.

Статор

Статор - это неподвижный элемент, который эффективно удерживает обмотку якоря. Обмотка якоря предназначена для передачи тока к нагрузке, а нагрузкой может быть любое внешнее оборудование, потребляющее электроэнергию.Он состоит из трех основных частей:

• Рама статора - Это внешняя рама, которая используется для удержания сердечника статора, а также обмоток якоря.
• Сердечник статора - Он ламинирован сталью или чугуном для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней части сердечника сделаны прорези для размещения обмоток якоря.
• Обмотки якоря - Обмотки якоря намотаны на пазы сердечника якоря.

Ротор

Ротор - это вращающаяся часть генератора переменного тока.Он состоит из обмоток магнитного поля. Источник постоянного тока используется для намагничивания магнитных полюсов. Каждый конец обмоток магнитного поля прикреплен к контактным кольцам. Эта комбинация связана с общим валом, на котором вращается ротор. Два типа ротора - это ротор с явнополюсным ротором и ротор с цилиндрическим полюсом.

Ротор с явнополюсным ротором

Тип ротора с явнополюсным ротором показан на рисунке ниже. В этом типе ротора можно наблюдать количество выступающих полюсов, известных как выступающие полюса с их основаниями, прикрепленными к ротору.Они используются в приложениях с низкой и средней скоростью.

Ротор с явным полюсом

Ротор с цилиндрическим полюсом

Роторы цилиндрического типа состоят из прочного и прочного цилиндра с прорезями, расположенными на внешней поверхности цилиндра. Он используется в высокоскоростных приложениях. Схема цилиндрического полюсного ротора показана ниже.

Цилиндрический ротор

Типы генераторов переменного тока

Генераторы переменного тока бывают двух типов. Это

Асинхронные генераторы

Асинхронные генераторы также известны как индукционные генераторы.В генераторах этого типа скольжение помогает ротору вращаться. Ротор всегда пытается соответствовать синхронной скорости статора, но терпит неудачу. Если ротор соответствует синхронной скорости статора, относительная скорость становится равной нулю, и, следовательно, ротор не испытывает крутящего момента. Они подходят для работы ветряных турбин.

Синхронные генераторы

Синхронный генератор - это тип генератора переменного тока, который вращается с синхронной скоростью. Он работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея - ЭДС индуцируется, когда катушка вращается в однородном магнитном поле.В основном они используются на электростанциях для генерации высокого напряжения.

Применения

Области применения генератора переменного тока в основном включают выработку энергии от ветряных мельниц, гидроэлектрических плотин и многих других.

Часто задаваемые вопросы

1). В чем разница между генератором переменного тока и генератором постоянного тока?

В генераторе переменного тока электрический ток периодически меняет свое направление на переменный. В генераторе постоянного тока электрический ток течет в одном направлении.

2). Есть ли у автомобильных генераторов переменный или постоянный ток?

В первую очередь, переменный ток генерируется во вращающемся якоре и использует коммутатор и щетки для преобразования в постоянный ток.

3). Генератор переменного тока работает по какому принципу?

Работает по принципу законов электромагнитной индукции Фарадея.

4). Назовите типы генераторов переменного тока.

Синхронные и асинхронные генераторы переменного тока

5). Батареи переменного или постоянного тока?

Батареи постоянного тока, поскольку они проводят ток только в одном направлении.

В этой статье мы обсудили генератор переменного тока и принцип его работы. Читатель может получить представление о генераторах переменного тока, типах, конструкции и применениях. Вот вам вопрос, какова функция генератора переменного тока?

Каков принцип работы генератора переменного тока? | by Starlight Generator

Есть много форм генераторов, но принцип работы основан на законе электромагнитной индукции и законе электромагнитной силы. Следовательно, общий принцип его конструкции заключается в использовании соответствующих магнитопроводящих и проводящих материалов для формирования магнитных цепей и цепей для взаимной электромагнитной индукции для генерации электромагнитной энергии и достижения цели преобразования энергии.

Принцип работы генератора переменного тока

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию за счет использования принципа электромагнитной индукции, при котором перерезание магнитных силовых линий проводом индуцирует электрический потенциал . Синхронный генератор состоит из статора и ротора.

Статор - это якорь, излучающий энергию, а ротор - это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки с равномерным разрядом, основания и торцевой крышки.Ротор обычно представляет собой скрытый полюсный тип, который состоит из обмотки возбуждения, железного сердечника и вала, защитного кольца, центрального кольца и т. Д. Постоянный ток течет в обмотку возбуждения ротора, создавая почти синусоидальное распределенное магнитное поле (называемое полем ротора), и его эффективный поток возбуждения пересекает неподвижную обмотку якоря. Когда ротор вращается, магнитное поле ротора вращается вместе с ним. С каждым оборотом силовые линии магнитного поля последовательно отсекают каждую фазную обмотку статора, и трехфазный переменный потенциал индуцируется в трехфазной обмотке статора.Когда генератор работает с симметричной нагрузкой, трехфазный ток якоря объединяется для создания вращающегося магнитного поля с синхронной скоростью. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тормозной момент.

Генератор переменного тока / генератор переменного тока делится на однофазный генератор и трехфазный генератор . Генератор часто используется в дизель-генераторных установках.

Основная конструкция и работа генератора постоянного тока.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока - это электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электричество постоянного тока . Это преобразование энергии основано на принципе создания динамически индуцированной ЭДС. В этой статье описывается базовая конструкция и работа генератора постоянного тока .

Конструкция машины постоянного тока:

Примечание: Теоретически генератор постоянного тока можно использовать в качестве двигателя постоянного тока без каких-либо конструктивных изменений, и наоборот.Таким образом, генератор постоянного тока или двигатель постоянного тока в широком смысле можно назвать машиной постоянного тока . Эти основные конструктивные особенности также действительны для конструкции двигателя постоянного тока . Следовательно, давайте назовем эту точку конструкцией машины постоянного тока , а не просто «конструкцией генератора постоянного тока».

На приведенном выше рисунке показаны детали конструкции простой 4-полюсной машины постоянного тока . Машина постоянного тока состоит из двух основных частей; статор и ротор. Основные конструктивные части машины постоянного тока описаны ниже.

1. Ярмо: Внешняя рама машины постоянного тока называется ярмом. Он сделан из чугуна или стали. Он не только обеспечивает механическую прочность всей сборки, но и передает магнитный поток, создаваемый обмоткой возбуждения.
2. Столбы и полюсные наконечники: Столбы соединяются с ярмом с помощью болтов или сварки. Они несут обмотки возбуждения и к ним крепятся полюсные башмаки. Полюсные туфли служат двум целям; (i) они поддерживают катушки возбуждения и (ii) равномерно распределяют поток в воздушном зазоре.
3. Обмотка возбуждения: Обычно они изготавливаются из меди. Катушки возбуждения предварительно намотаны и размещены на каждом полюсе и соединены последовательно. Они намотаны таким образом, что под напряжением образуют чередующиеся северный и южный полюса.

   Сердечник якоря (ротор)

4. Сердечник якоря: Сердечник якоря - это ротор машины постоянного тока. Он имеет цилиндрическую форму с прорезями для размещения обмотки якоря.Якорь состоит из тонких многослойных круглых стальных дисков для уменьшения потерь на вихревые токи. Он может быть снабжен воздуховодами для осевого воздушного потока с целью охлаждения. Якорь прикреплен к валу шпонкой.
5. Обмотка якоря: Обычно это бывшая намотанная медная катушка, которая находится в пазах якоря. Жилы якоря изолированы друг от друга, а также от сердечника якоря. Обмотку якоря можно намотать одним из двух способов; намотка внахлест или волновая намотка. Обычно используются двухслойные нахлесточные или волновые обмотки.Двухслойная обмотка означает, что в каждый паз якоря помещаются две разные катушки.
6. Коммутатор и щетки: Физическое соединение с обмоткой якоря осуществляется через устройство коллектор-щетка. Функция коммутатора в генераторе постоянного тока состоит в том, чтобы собирать ток, генерируемый в проводниках якоря. В то время как в случае двигателя постоянного тока коммутатор помогает подавать ток на проводники якоря. Коммутатор состоит из набора медных сегментов, изолированных друг от друга.Количество сегментов равно количеству витков якоря. Каждый сегмент соединен с катушкой якоря, а коммутатор прикреплен к валу шпонкой. Щетки обычно делают из углерода или графита. Они опираются на сегменты коммутатора и скользят по сегментам, когда коммутатор вращается, сохраняя физический контакт для сбора или подачи тока.

Коммутатор

Принцип работы генератора постоянного тока:

Согласно законам электромагнитной индукции Фарадея, всякий раз, когда проводник помещается в изменяющееся магнитное поле (ИЛИ проводник перемещается в магнитном поле), в проводнике индуцируется ЭДС (электродвижущая сила).Величину наведенной ЭДС можно рассчитать из уравнения ЭДС генератора постоянного тока. Если в проводнике предусмотрен замкнутый путь, индуцированный ток будет циркулировать внутри пути. В генераторе постоянного тока катушки возбуждения создают электромагнитное поле, а проводники якоря вращаются в поле. Таким образом, в проводниках якоря возникает ЭДС электромагнитного поля. Направление индуцированного тока определяется правилом правой руки Флеминга.

Потребность в коммутаторе с разъемным кольцом:

Согласно правилу правой руки Флеминга, направление индуцированного тока изменяется всякий раз, когда изменяется направление движения проводника.Рассмотрим якорь, вращающийся по часовой стрелке, а проводник слева движется вверх. Когда якорь совершит половину оборота, направление движения этого конкретного проводника изменится на нисходящее. Следовательно, направление тока в каждом проводнике якоря будет переменным. Если вы посмотрите на рисунок выше, вы узнаете, как меняется направление индуцированного тока в проводнике якоря. Но в коммутаторе с разъемным кольцом соединения проводников якоря также меняются местами, когда происходит реверсирование тока.А значит, на выводах получаем однонаправленный ток.

Типы генератора постоянного тока:

Генераторы постоянного тока можно разделить на две основные категории, а именно; (i) отдельно возбужденные и (ii) самовозбужденные.
(i) С отдельным возбуждением : В этом типе катушки возбуждения получают питание от независимого внешнего источника постоянного тока.
(ii) Самовозбуждающийся : В этом типе катушки возбуждения получают питание от тока, производимого самим генератором. Первоначальная генерация ЭДС происходит из-за остаточного магнетизма в полюсах поля.Генерируемая ЭДС заставляет часть тока течь в катушках возбуждения, тем самым усиливая поток поля и тем самым увеличивая генерацию ЭДС. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением можно разделить на три типа -
(а) Последовательная обмотка - обмотка возбуждения последовательно с обмоткой якоря
(б) Шунтирующая обмотка - обмотка возбуждения параллельно обмотке якоря
(c) Составная обмотка - комбинация последовательной и параллельной обмоток

Вы можете узнать больше о типах генераторов / машин постоянного тока здесь.

Принцип работы генератора переменного тока

Электроэнергия - один из важнейших источников энергии в современном обществе. Генератор - это механическое оборудование, которое преобразует другие формы энергии в электричество.

Есть много форм генераторов, но принцип работы основан на законе электромагнитной индукции и законе электромагнитной силы. Следовательно, общий принцип его конструкции заключается в использовании соответствующих магнитопроводящих и проводящих материалов для формирования магнитных цепей и цепей для взаимной электромагнитной индукции для генерации электромагнитной энергии и достижения цели преобразования энергии.

Принцип работы генератора переменного тока

Механическая энергия первичного двигателя преобразуется в выходную электрическую энергию с использованием принципа электромагнитной индукции, при котором перерезание магнитных силовых линий проводом индуцирует электрический потенциал. Синхронный генератор состоит из статора и ротора.

Статор - это якорь, излучающий энергию, а ротор - это магнитный полюс. Статор состоит из стального сердечника якоря, трехфазной обмотки с равномерным разрядом, основания и торцевой крышки.Ротор обычно представляет собой скрытый полюсный тип, который состоит из обмотки возбуждения, железного сердечника и вала, защитного кольца, центрального кольца и т. Д. Постоянный ток течет в обмотку возбуждения ротора, создавая почти синусоидальное распределенное магнитное поле (называемое полем ротора), и его эффективный поток возбуждения пересекает неподвижную обмотку якоря. Когда ротор вращается, магнитное поле ротора вращается вместе с ним. С каждым оборотом силовые линии магнитного поля последовательно отсекают каждую фазную обмотку статора, и трехфазный переменный потенциал индуцируется в трехфазной обмотке статора.Когда генератор работает с симметричной нагрузкой, трехфазный ток якоря объединяется для создания вращающегося магнитного поля с синхронной скоростью. Магнитное поле статора взаимодействует с магнитным полем ротора, создавая тормозной момент.

Генератор переменного тока / генератор переменного тока делится на однофазный генератор и трехфазный генератор. Генератор часто используется в дизель-генераторных установках.

Этапы проверки установки генератора переменного тока следующие:

1) При установке генератора убедитесь, что входное отверстие для охлаждающего воздуха ничем не закрыто, и избегайте попадания отработанного горячего воздуха в генератор.Если на вентиляционной крышке есть жалюзи, окно должно быть обращено вниз, чтобы соответствовать требованиям уровня защиты. Для механического соединения генератора одного подшипника, особое внимание должно быть уделено равномерным воздушным зазор между статором и ротором.

2) Для соединения генератора переменного тока и дизельного генератора требуется, чтобы параллельность и соосность муфты составляли менее 0,05 мм. Требования при фактическом использовании могут быть немного ниже, в пределах примерно 0,1 мм, слишком много повлияет на нормальную работу подшипника, что приведет к повреждению, муфту следует зафиксировать установочным штифтом.Перед установкой проверьте муфту еще раз.

3) Метки U, V, W, N напечатаны на клеммной головке в выходной коробке генератора, что не указывает фактическую последовательность фаз и зависит от направления вращения. UVW, напечатанный на сертификате, указывает фактическую последовательность фаз при вращении по часовой стрелке, а VUW указывает действительную последовательность фаз при вращении против часовой стрелки.

4) Когда генератор с подшипником скольжения соединен, высота центра генератора должна быть отрегулирована немного ниже, чем центр дизельного двигателя, чтобы вес маховика дизельного двигателя не передавался на подшипник генератора, в противном случае подшипник генератора будет нести дополнительный вес маховика, который не способствует образованию масляной пленки подшипника скольжения, что приводит к нагреванию и даже сгоранию подшипника.

5) Если нейтральные точки каждого генератора в системе электроснабжения соединены друг с другом, или когда нейтральная точка генератора подключена к трансформатору и его нейтральной точке нагрузки, генераторная установка будет иметь ток нейтрали в 3 раза больше частота на нейтральной линии в работе. Следовательно, ток нейтрали генератора необходимо измерять при различных условиях нагрузки, которые могут возникнуть во время работы. Чтобы предотвратить перегрев генератора, сетевой ток не должен превышать 50% номинального тока генератора.Мощность нейтральной линии слишком велика, и для ее ограничения необходимо установить реактор нейтральной линии на нейтральной линии.

6) В соответствии с принципиальной схемой или схемой подключения выберите соответствующий кабель питания и используйте медные разъемы для проводки, медного соединения и шины. После того, как сборная шина и сборная шина надежно закреплены, локальный зазор в стыке не превышает 0,05 мм, а расстояние между проводами не превышает 10 мм, также необходимо установить необходимый заземляющий провод.

Техническое обслуживание генератора

Тестирование без нагрузки один раз в неделю, время работы составляет 10-15 минут, так что проблемы можно обнаружить вовремя и убедиться, что аккумулятор имеет достаточную емкость для запуска генератора.

1. Перед обслуживанием необходимо отключить автоматический воздушный выключатель генератора. Главный выключатель должен быть установлен в положение остановки, а положительный и отрицательный силовые кабели батареи должны быть сложены, чтобы убедиться, что генератор не может запуститься.

2. Проверьте уровень электролита в аккумуляторной батарее. Если этого недостаточно, добавьте раствор серной кислоты или дистиллированную воду в зависимости от ее концентрации.

3. Рассчитайте совокупное время работы генератора с момента последнего технического обслуживания. Воздушный фильтр следует очищать каждые 50 часов, а масляный фильтр, дизельный фильтр и водяной фильтр следует заменять каждые 250 часов.

4. Проверьте установку на предмет утечки воды и масла и очистите корпус генератора.

5. Подсоедините шнур питания и разъем аккумулятора.Индикатор неисправности теста должен гореть.

6. Проверьте исправность провода заземления.

7. Проверьте работоспособность вытяжного вентилятора в машинном отделении, достаточно ли дизельного топлива для работы в течение 8 часов.

8. Проверьте, в норме ли уровень охлаждающей воды и моторного масла.

9. После того, как ручная испытательная машина заработает нормально, включите автоматический воздушный выключатель генератора, переключите главный выключатель в положение автоматического запуска, выполните испытание имитации сбоя питания и проследите за автоматическим запуском генератора.

10. Запустите генератор с нагрузкой на один час и проверьте, нормально ли работают индикаторы каждого прибора и агрегата.

.