Расчет тока генератора переменного тока: Генераторы переменного тока | Формулы и расчеты онлайн

Генераторы переменного тока | Формулы и расчеты онлайн

Если для получения электрического напряжения используется прополочная рамка, вращающаяся в магнитном поле, то напряжение индукции не постоянно, а зависит от мгновенного положения рамки в магнитном поле.

Генераторы переменного тока

Генераторы переменного тока

В соответствии с формулой №1 напряжение индукции пропорционально скорости изменения магнитного потока. Согласно выражению

\[ Φ = BS \]

, магнитный поток пропорционален площади сечении магнитного поля, пересекающего рамку, т.е.

\[ Φ = B · S · \cos(φ) \]

Аналогичное выражение справедливо для вращающейся катушки.

Если

uмгновенное значение напряжения индукции,Вольт
Umамплитуда напряжения, т.е. максимальное напряжение, возникающее дважды за оборот катушки,Вольт
φ = ωtугол поворота катушки, отсчитываемый, от начального положения, перпендикулярного направлению магнитного поля,радиан
Sплощадь витка,метр2
Nчисло витков катушки,штук
Tпериод вращения катушки,секунд
fчастота вращения,Герц
tвремя,секунд

то

\[ u= - N \frac{dФ}{dt} \]

\[ u= - \frac{d(NBS \cos(φ))}{dt} \]

\[ u= - \frac{d(NBS \cos(ωt))}{dt} \]

откуда

Содержание

Переменное напряжение

\[ u = NBS ω \sin(ωt) \]

Переменное напряжение Напряжение индукции меняется во времени по синусоидальному закону. В течение периода оно дважды меняет знак. Поэтому его называют переменным напряжением.

Амплитуда, или максимальное значение напряжения индукции, определяется формулой

\[ U_{m}= NBSω \]

Тогда для мгновенного напряжения имеем

\[ u = U_{m} \sin(ωt) \]

\[ u = U_{m} \sin(2πft) \]

\[ u = U_{m} \sin(2π\frac{t}{T}) \]

Величина ω=2πf называется угловой частотой.

Частота переменного тока промышленной сети f = 50 Гц, и соответственно ω = 100π 1/с.

Переменный ток

Если к клеммам вращающейся катушки присоединить внешнюю электрическую цепь, то в ней возникает электрический ток, сила которого изменяется по синусоидальному закону во времени и меняет свой знак (направление) дважды за период. Такой ток называется переменным током.

Если

iмгновенное значение силы тока,Ампер
Imамплитуда тока,Ампер
ω=2πfугловая частота,радиан/секунда

то

то по аналогии получаем

\[ i = I_{m} \sin(ωt) \]

\[ i = I_{m} \sin(2πft) \]

\[ i = I_{m} \sin(2π \frac{t}{T}) \]

График зависимости напряжения u от времени t (или от φ = ωt) представляет собой синусоиду.

Переменное напряжение

Переменное напряжение

В любом генераторе переменного тока имеются магнит, создающий требуемое магнитное поле (чаще всего электромагнит; в генераторах малой мощности используются постоянные магниты), вращающиеся обмотки и контактные кольца. Для получения достаточно высокого напряжения применяют обмотки с большим числом витков и железные сердечники.

Вращающаяся часть генератора называется ротором, неподвижная часть — статором.

генератор переменного тока

генератор переменного тока

В генераторах большой мощности обмотки, в которых индуцируется напряжение, располагаются на статоре, а магниты — на роторе (машина с внутренними полюсами). При этом контактные кольца служат лишь для подвода небольшой мощности к электромагнитам.

В помощь студенту

Генераторы переменного тока
стр. 672

Расчет генератора Амперы/вольты толщина провода

Напряжение и ток от генератора зависит от множества факторов, таких как обороты генератора, мощность магнитов, скорость движения магнитов на роторе, количество витков в обмотках участвующих в выработке электричества за единицу времени и др. Основным показателем в выработке напряжения является линейная скорость движения магнитов, которая зависит от оборотов генератора и длинны окружности по которой эти магниты вращаются.

Напряжение генератора переменного тока прямо пропорционально скорости движения магнитов, и соответственно оборотом генератора. То-есть если обороты увеличились в два раза, то и напряжение соответственно увеличится в два раза.

Чтобы вычислить напряжение генератора на определенных оборотах нужно магнитную индукцию магнитов (Тл) умножить на активную длину проводника (м), и умножить на скорость движения магнитов (м/с). Формула расчета выглядит так.

>

E=B·V·L где: Е-напряжение генератора (V). B-магнитная индукция (Тл). V-скорость движения магнитов (м/с). L-активная длина проводника (м).

Формула очень простая, скорость магнитов вычислить легко, достаточно вычислить длину окружности и умножить на количество оборотов генератора. Активная длинна проводника это та часть которую перекрывают магниты. А вот индукцию магнитов можно только измерить или вычислить путем прокрутки готового генератора. Если индукция магнитов не известна то ее можно брать равной 0,8Тл. Это значение справедливо для аксиальных генераторов где расстояние между магнитами равно толщине самих магнитов. У генераторов с железными статорами не все так однозначно, но тоже при использовании разумной толщины магнитов (3-5мм) индукция в зазоре будет примерно 0,8Тл.

Пример расчета генератора

Например у нас планируется изготовление трехфазного аксиального генератора на постоянных магнитах. Магниты 40*20*5мм., количество магнитов по 12 на диске. Катушек у нас 18, в каждой катушке по 70 витков, намотанных проводом 1мм. Диаметр ротора 27см.

Так-как высота магнитов 40мм, то значит и активная длинна в катушках 40мм или 0,04м. За один оборот генератора магниты продавливают расстояние (L=2πr) 27/2*3,14=84,78см. Получается за один оборот магниты преодолеют 0,84м. Возьмем формулу выше E=B·V·L и подставим значения.

0,8*0,84*0,04=0,02V, это означает что при скорости вращения 1об/с или 60об/м напряжение одного витка катушки составит 0,02 вольта.

Чтобы узнать напряжение фазы генератора нужно посчитать количество витков. Из информации выше известно что в генераторе 18 катушек по 70 витков, значит в фазе 6 катушек. 6*70=420витков. теперь 420*0,02=8,4вольта. Таким образом мы знаем что напряжение фазы при 60об/м равно 8,4вольта. Если фазы генератора соединить в звезду то напряжение поднимется в 1,7раза, это значит 8,4*1,7=12,28вольта. Вот так вычисляется напряжение генератора. Так-как напряжение генератора пропорционально скорости движения магнитов, то при 60об/м=12,2вольта, при 120об/м=24,4вольта, при 180об/м=36,6вольта, и так далее.

Еще момент: Но если на бумаге начертить схему расположения магнитов и катушек в этом генераторе, то будет видно что магниты перекрывают лишь половину катушек фазы, это значит что не все сразу витки катушек фаз участвуют в выработке энергии. И это надо учитывать, выше написано что в фазе 420 витков, но только половина из них перекрывается магнитами значит всего 210витков будет вырабатывать напряжение. А это получается 420/2=210*0,02=4,2вольта при 60об/м с фазы, если фазы соединить в звезду, то 4,2*1,7=7,14 вольта. Площадь магнитов тоже не маловажный фактор.

Как вычислить силу тока генератора.

Зная напряжение генератора и сопротивление его катушек можно легко вычислить силу тока. Но сопротивление нам не известно, его можно вычислить исходя из длинны проводника и толщины провода. Чтобы вычислить силу тока на аккумулятор 12 вольт нужно от напряжения генератора отнять напряжение аккумулятора и полученную сумму разделить на общее сопротивление генератора+аккумулятора.

>

Формула расчета силы тока выглядит так, Ug-Ua=U/(R+r)=I, где Ug-напряжение генератора без нагрузки, Ua-напряжение аккумулятора, U-разность напряжений, (R+r)-общее сопротивление всех элементов в цепи, I -сила тока.

Можно посчитать какой ток выдаст генератор на аккумулятор, но не известно сопротивление фазы. Тогда можно сопротивление вычислить. Если в генераторе катушки намотаны проводом 1мм, а средняя длинна витка в катушке 0,08м, а витков в катушках по 70. Получается 420*0,08=33,6метра. Сопротивление 1м провода толщиной 1мм равно 0,0224Ом значит 33,6*0,0224=0,75Ом. Сопротивление фазы равно 0,75Ом, чтобы узнать сопротивление всего генератора при соединении звезду нужно сопротивление умножить на 1,7 получится 0,75*1,7=1,27Ом. Теперь когда известно сопротивление можно посчитать ток генератора.

>

Например нам надо узнать какой ток генератор выдаст на аккумулятор 14 вольт при 300об/м. Тогда от напряжения генератора 44,4вольта (7,4*6) нужно отнять напряжение аккумулятора 14 вольт и разделить на сопротивление генератора 44,4-14=30.4/1,27=23А. Получается что ток на аккумулятор составит 23А.

Но в реальности ток будет меньше потому что не учтено сопротивление аккумулятора, оно хоть и небольшое, но присутствует. Так-же сопротивление соединяющих проводов, например если провода 20 метров и он тонкий то это существенное сопротивление. Так-же есть еще активное и реактивное сопротивление генератора, которое может быть достаточно большим и значимым.

Из-за активного и реактивного генератора падает общий КПД самого генератора, так-как на внутреннем сопротивлении теряется мощность ( нагрев катушек и т.п.). Поэтому в реальности сила тока будет меньше. На малых оборотах и при небольшом токе можно КПД генератора брать около 0,8мм, тогда 23*0,8=18,4Ампер.В среднем из-за разных других потерь рекомендуют брать средний КПД около 0,5, тогда в реальности будет 23*0,5=11,5Ампер, но все же основной показатель это сопротивление генератора.

В общем для примерного расчета генератора нужны всего две основные формулы, это формула расчета напряжения генератора, и формула расчета силы тока генератора.

>

Конечно, как я уже упоминал здесь учитывается не все моменты от которых зависит напряжение и ток генератора, но основные моменты, от которых координатно зависят характеристики генератора здесь учтены. Если вооружиться этими двумя формулами и проверить готовые генераторы, все параметры которых известны, то результаты будут очень близки к реальным генераторам. Перед написанием статьи я проверил так-же и свои генераторы, если брать КПД 50% то данные практически совпадают, разброс на разных оборотах 10-20%.

Если возникли вопросы, или вы заметили неточности, то оставляйте комментарии под этой статьей.

Как сделать генератор - расчёт и изготовление

Основной показатель генератора это напряжение, а зная напряжение можно высчитать все другие параметры, такие как ток зарядки аккумулятора, и мощность генератора в целом. Генератор обычно строится для зарядки аккумуляторов имеенно для этого мы и попробуем рассчитать генератор. Напряжение катушек генератора зависит от числа витков в катушках, от магнитной индукции магнитов, и от скорости, с которой меняется магнитное поле. Проще говоря чем быстрее движутся магниты мимо катушек тем выше напряжение.

Для расчёта напряжения генератора воспользуемся простой формулой, она очень простая и не должна вызвать проблем. Подробнее с примером можно почитать здесь - Расчёт ЭДС генератора. Про фазы и соединения катушек будет ниже, а пока разберемся с напряжением генератора.

Формула E=B·V·L где: Е-напряжение генератора (V). B-магнитная индукция магнитов(Тл). V-скорость движения магнитов (м/с). L-активная длина проводника (м).

С буквой Е - это напряжение генератора, которое нам нужно вычислить, а далее буква В - которая не известна, так-как мы не знаем какая магнитная индукция магнитов. Но если помучить поисковик и почитать форумы, то можно узнать что магнитная индукция неодимовых магнитов около 1,25Тл, конечно она разная для разных марок магнитов, но это среднее значение. Так-же известно что чем дальше от магнита - тем меньше и магнитная индукция. В общем если в случае изготовления дискового генератора расстояние между магнитами на противоположных дисках будет равно толщине магнитов, то магнитная индукция будет примерно 1.0Тл, если расстояние больше, то естественно магнитное поле будет слабее. Если к примеру у вас магниты толщиной 10мм, и вы делаете расстояние между магнитами 10мм, то индукция будет где то 1.0Тл, а статор в этом случае получится не более 8мм толщиной, и по 1мм на зазоры. Если расстояние будет скажем 12-14мм, то магнитная индукция упадет до 0.8-0.7Тл и ниже.

Для генераторов с железом принцип такой-же, но толщина магнитов может быть разная, некоторые ставят магниты толщиной 10-15мм, хотя для магнитной индукции в 1.0Тл достаточно толщины магнитов 3-4мм. Ещё важна толщина - магнито-пропускаемость статора, на зубы которого наматываются катушки. Если переборщить с толщиной магнитов то статор не сможет замкнуть всё магнитное поле и оно выйдет наружу, и к статору снаружи будет магнитися железо. То-есть это потери магнитного поля и нет смысла использовать слишком мощные магниты так-как часть магнитного поля не будет использоваться. Все конечно зависит от конкретных условий, но если не известна магнитная индукция, то лучше её брать как 0.8-1Тл.

Вернемся к формуле, V - это скорость движения магнитов, рассчитать её очень просто. К примеру если диаметр ротора с магнитами у нас 20см, то 20*3.14=62.8см. То-есть получается что за один оборот магниты проходят расстояние 62.8см или 0.62метра. Если диаметр ротора 8см, то аналогично 8*3.14=25.12см или 0.25м.

L - это активная длина проводника, то-есть это та длинна медного провода, которая попадает под магниты, ведь именно только тот участок провода вырабатывает электричество, который попадает под магнитное поле магнитов. Для дисковых аксиальных генераторов длинна активного проводника равна длинне магнитов. К примеру если у вас круглые магниты размером 30*10мм, то L=30мм, ну а если прямоугольные размером 50*30*10мм, то L=50мм. Для генераторов с железным статором активная длинна проводника равна ширине статора.

Активная длинна проводника

Активная длинна проводника, расчёт катушек генератора

Теперь попробуем высчитать напряжение генератора, но сначало разберемся с катушками генератора

Генераторы бывают как однофазные, так и трёхфазные. Как правило новички делают однофазные генераторы считая их более простыми, но однофазные гудят при работе, так-как число магнитов и катушек у таких генераторов одинаковое. И получатся так что когда магниты набегают на катушки, то катушки сопротивляются этому и отталкивают магниты. В итоге происходит как-бы пик сопротивления и спад, от этого гудение и вибрации. Трёхфазные устроены иначе, там смещение катушек относительно магнитов 2/3, и за счёт этого нагрузка равномерно распределена, от этого вибрация значительно ниже. Так-же и характеристики по мощности несколько лучше, а схема не намного сложна.

Ниже схема соединения однофазного генератора

Соединение катушек

соединение катушек однофазного генератора Катушки однофазного генератора соединяются так , начало первой на выход (диодный мост), а конец соединяется с концом второй катушки, начало второй с началом третьей, конец третьей с концом четвёртой, начало четвёртой с началом пятой катушки, и так далее до последней катушки.

Соединение катушек трехфазного генератора

Соединение катушек

соединение катушек трёхфазного генератора, на рисунке статор состоящий из 15-ти катушек Катушки трехфазного генератора соединяются так: Начало первой катушки с концом четвёртой, а начало четвёртой с концом седьмой, начало седьмой с концом десятой, начало десятой с концом тринадцатой, а начало тринадцатой на выход вместе с концом первой. Остальные две фазы аналогично начиная со второй катушки, и третья фаза с третьей. В на рисунке статор состоит из 15 катушек, а на дисках должно быть по 10 магнитов. Если статор состоит из 9 катушек, то три катушки на фазу, и на дисках может быть или шесть пар магнитов, или 12 пар.

Вернёмся к формуле E=B·V·L. К примеру планируется намотать 18 катушек проводом 1.0 мм, и в катушку помещается по 80 витков, значит всего у нас витков 18*80=1440 витков. Если генератор однофазный то так и считаем по всем катушкам, а если трёхфазный то будем брать катушки одной фазы, в данном случае шесть катушек в фазе, а потом вычислим данные при соединении звездой или треугольником. Я буду считать трёхфазный, по этому беру шесть катушек 80*6=480витков.

Магниты у нас к примеру 30*10мм (по 12шт на диске), значит активная длинна проводника 0.03м, если статор железный, то берётся ширина статора. Диски с магнитами у нас к примеру диаметром 20см, но надо брать диаметр по центру магнитов, значит минус 1,5см по кругу и того 20-3см=17*3.14=53.38см или 0.53м. Хочу напомнить что толщина железных дисков должна быть не менее толщины магнитов, иначе магнитное поле выйдет за железо и не будет участвовать в выработке электричества и магнитная индукция будет ниже, а если у вас к примеру ротор асинхронного двигателя, то после проточки желательно одеть металлическую гильзу и на неё клеить магниты, или вытачивать цельно-металлический ротор, так магниты будут использоваться эффективнее и можно или получить больше мощности или сэкономить на толщине магнитов.

И так теперь у нас есть необходимые данные для расчёта напряжения генератора к примеру при 60об/м. Магнитную индукцию возьмём равной 1Тл. Скорость движения магнитов у нас за оборот 0.53м, значит при 60об/м будет 1об/с, то-есть 0.53м/с - скорость движения магнитов. Активная длинна проводника нам тоже известна и равна 0.03м. Тогда 0.03м нужно умножить на количество витков в катушке (80) и на количество катушек (6), и получится 0.03*480=14.4м.

Теперь представляем значения в формулу E=B(1Тл)*V(0.53м)*L(14.4м), получается E=7.632V. В общем при 60об/м получается напряжение фазы 7.6 вольт. Напряжение генератора растёт линейно в зависимости от оборотов, значит при 120об/м будет 15.2 вольта, а при 240об/м будет 30.4 вольт. А при 300об/м будет 38.0 вольт. Зарядка начнётся при 120об/м если соединить фазы генератора треугольником. При соединении звездой напряжение генератора будет выше в 1,7 раза, значит зарядка начнётся ещё раньше, при 90об/м.

Но если нарисовать виртуальный статор с катушками и магнитами, то можно увидеть что магнит не перекрывает собой полностью катушку и 30% активной зоны не перекрывается как бы не стоял магнит, а это значит что 30% не участвует в выработке напряжения и это надо учитывать. Часто получается так что магнит перекрывает только половину катушки, и это значит что только половина витков участвует в выработке электричества. Значит в нашем случае напряжение будет ниже на 30% чем получилось, то-есть не E=7.632V, а E=5V.

Теперь поговорим про ток генератора, его сопротивление и соединение звездой и треугольником

Напряжение мы теперь можем определить и подогнать начало зарядки под винт ветрогенератора, чтобы и винт мог раскрутится и зарядка начиналась на слабом ветру. Но зарядка осуществляется током в амперах, а сила тока зависит от сопротивления катушек и нагрузки в целом (провода и аккумулятор).

Чем меньше сопротивление - тем выше сила тока зарядки и меньше потерь на нагрев, по-этому сопротивление обмотки генератора нужно делать как можно меньше. В нашем генераторе состоящем из 18 катушек всего 18*80=1440 витков, это по 480 витков в фазе. Чтобы узнать сопротивление фазы нужно узнать длинну провода в фазе и его сечение. Длина одного витка в среднем примерно 0.08м, значит 0.08*480=38.4м. Сопротивление одного метра медного провода сечением 1мм равно 0.0224Ом. Далее 38.4*0.0224=0.86Ом.

Таблица сопротивления медного провода

Теперь мы знаем сопротивление фазы, которое равняется 0.86Ом. Если соединить генератор звездой, то общее сопротивление генератора возрастет на 1.7, и так-же напряжение, а если треугольником, то общее сопротивление останется равным одной фазы, и напряжение тоже будет равно фазному. При звезде сопротивление станет 0.86*1.7=1.46Ом.

Чтобы узнать какой будет ток зарядки аккумулятора нужно знать напряжение генератора и его сопротивление, что мы уже знаем. Чтобы вычислить нужно от напряжения холостого хода генератора отнять напряжение генератора, и полученную сумму разделить на сопротивление, и получится ток зарядки. К примеру у нас при соединении звездой при 120об/м напряжение в холостую равно 10V*1.7=17 вольт. Тогда от 17 вольт отнимем напряжение аккумулятора 17-13 вольт и получим разницу в 4 вольта, разделим на сопротивление 1,46Ом, и получим 4:1.46=2.7Ампер. И так можно вычислить силу тока на каждых оборотах генератора, а чтобы получить мощность зарядки нужно амперы умножить на вольты, в данном случае 2.7*13=35.1 ватт*ч. А уже при 240об/м напряжение в холостую будет в два раза больше, так-как растёт линейно, тогда уже 20V-13=7:1.46=4.7 Ампер.

Но здесь играет роль не только сопротивление самого генератора, но и сопротивление провода от генератора до аккумулятора, сопротивление диодного моста, на котором падает до 1вольт напряжения, и сопротивление самого аккумулятора. Все это высчитать можно, но довольно сложно. Так-же изменяется сопротивление генератора во время работы, по-этому сумма общих потерь может составлять до 50% от мощности, и в итоге ток зарядки может оказаться в два раза меньше расчетного. И так-как это трудно все учесть на потери в среднем можно скинуть 30%, значит реально а аккумулятор пойдёт ток не 4.7Ампер при 240об/м, а значительно ниже, около 3.5-4 Ампера.

Такой расчёт дает примерное представление о будущем генераторе, но все-же это лучше чем делать как получится ничего не считая, и потом удивляться тому что или напряжение слишком низкое или высокое, или сопротивление слишком большое и смешной ток зарядки. Просчитав свои генераторы я убедился в справедливости такого расчёта генератора.

При расчете генератора нужно учитывать что его будет крутить ветроколесо ветрогенератора, и у ветроколеса есть свои обороты, и генератор нужно хоть примерно делать под будущий винт. Если это будет вертикальный ветряк, то его ветроколесо вращается очень медленно по сравнению с горизонтальным винтом. И в связи с этим нужно чтобы зарядка начиналась на очень низких оборотах генератора. Чтобы зарядка начиналась рано нужно чтобы напряжение было выше напряжения аккумулятора, отсюда нужно в катушках иметь как можно больше витков. Но чем больше витков тем длиннее провод, а значит и сопротивление, а сопротивление определяет силу тока зарядки. В итоге чтобы генератор был мощный и рано начиналась зарядка, нужно его рассчитать так чтобы и мощность была, и ветроколесо не перегрузить - иначе оно не выйдет на свои обороты и не наберет мощности.

С горизонтальным винтом генератор нужен не такой большой и материалоемкий как для вертикального, у горизонтальных винтов обороты в среднем в 5 раз выше, от этого и генератор нужен в пять раз меньше и во столько же раз дешевле. Расчёты витроколёс есть в даругих статьях из раздела "Расчёты ветряков". Советую вам и с этим материалом ознакомится, так-как ветрогенератор это единый механизм и его узлы должны быть подходящими по параметрам друг для друга, иначе или винт слишком мощный и малооборотистый или генератор слишком мощный, и толку от такого ветряка будет мало.

Предварительный шаблон генератора

Выше я привёл различные рисунки, но при создании своего генератора желательно сначала увидеть его рисунок, и нарисовать или в компьютере, или на бумаге. Выше мы рассчитывали генератор с дисками под магниты диаметром 20см, и магниты у нас были 30*10м. Ниже рисунок это диск с магнитами и катушка статора.

Рисунок генератора

Предварительный рисунок генератора, чтобы узнать каких размеров будут катушки Так-как у нас по 12 магнитов на дисках, то 360:12=30, получается что секторы под магниты делятся по 30 градусов. Катушек у нас 18, по-этому 360:18=20, то-есть по 20 градусов сектор катушки. В 20 градусов секторе должна поместится катушка, ширина намотки получилась 10мм, а толщина статора у нас 8мм, значит провода диаметром 1мм поместится 10*8:1=80 витков. Если наматывать проводом 1,5мм, то поместится 10*8:1.5=53 витка. А если 2мм диаметр провода, то соответственно 80*8*2=40 витков.

Размеры катушки

Чтобы подогнать генератор под ветроколесо или наоборот потом ветроколесо под генератор нужно высчитать мощность генератора на разных оборотах, к примеру при 120об/м когда начнётся зарядка аккумулятора, и начнётся нагрузка на ветроколесо, и далее при 180,240,300,360,420,480,540,600об/м.

Исходя из выше рассчитанных данных мы получили 17вольт при 120об/м, сопротивление у нас 1.46Ом. более точные данные будут если мерить напряжение во время зарядки в реальном времени, но я для малого тока взял напряжение аккумулятора равным 13 вольт, а далее исходил из напряжения 14 вольт. В итоге ниже получились вот такие расчёты, но на более высоких оборотах при большой разнице холостого напряжения и напряжения при заряде аккумулятора КПД генератора будет падать и ток зарядки опять-же не будет таким большим, хотя генератор будет грузить винт на большую мощность, потери будут на нагреве катушек и в проводах. В общем ток зарядки будет ниже ещё на 10-20%.

при 120об/м - 17-13=4:1.46=2.7А*13=35ватт
при 180об/м - 25.5-14=11.5:1.46=7.8А*14=110ватт
при 240об/м - 34-14=20:1.46=13.6А*14=190ватт
при 300об/м - 42.5-14=28.5:1.46=19.5А*14=273ватт
при 360об/м - 51-14=37:1.46=25.3А*14=354ватт
при 420об/м - 59-14=45:1.46=31А*14=436ватт
при 480об/м - 68-14=54:1.46=36.9А*14=516ватт
при 600об/м - 85-14=71:1.46=48.6А*14=680ватт

Но ветроколесо желательно при расчёте делать на 30% мощнее чем расчетные данные генератора, и так чтобы на низких оборотах ветроколесо было чуть мощнее генератора. У нас при 120об/м 35ватт с генератора, значит ветроколесо должно при 120об/м иметь мощность около 40-50ватт. Если ветроколесо будет слабее, то генератор не позволит ему раскрутится до своих оборотов и в итоге обороты будут ниже и мощность тоже. Подробнее про расчёты ветроколес смотрите статьи в разделе, там всё есть.

Как рассчитать мощность генератора? / Статьи и обзоры / Элек.ру

Мощность любой вырабатывающей электроэнергию установки обязательно приводится в ее паспортных данных, то же касается и дизель-генераторов. Расчет ее необходимого значения логично сводится к суммированию потребляемой мощности нагрузки на энергоустановку и, на первый взгляд, может показаться достаточно простым. Тем не менее, обязательно следует учитывать следующие факторы:

  • размерность параметра мощности, приводимого в технических данных оборудования, — кВА или кВт;
  • значение приводимой мощности оборудования — максимальная или номинальная;
  • наличие в паспортных данных значения коэффициента мощности — cos φ;
  • тип нагрузки подключаемого оборудования — активная или реактивная;
  • величина пускового тока у реактивной нагрузки;
  • реальный режим эксплуатации подключенных нагрузок — одновременно или раздельно.

Последний фактор рекомендуется иметь в виду только при полной уверенности в раздельном использовании электрооборудования во избежание неудобств при его эксплуатации. А расчет мощности генератора следует начать с приведения этого параметра для каждой единицы подключаемого оборудования к единой размерности с учетом ее типа.

Расчет мощности электрооборудования для подключения к дизель-генератору

Если электроприбор всю потребляемую электроэнергию преобразует в том или ином виде на нагрев, то он является для сети переменного тока активной нагрузкой, не имеющей реактивной составляющей в виде емкости или индуктивности. Таковы осветительные и нагревательные приборы. Таким образом, если на этикетке электрочайника значится 2 кВА, то это будет эквивалентно 2 кВт нагрузки для генератора. Потребляемая мощность в данном случае — произведение значения тока I в цепи нагрева чайника и подводимого к нему напряжения U (действующее значение 220 В).

Иная ситуация возникнет, если нагрузка будет реактивной, то есть содержащей емкостную или индуктивную составляющую. В этом случае активная мощность электрооборудования может быть корректно рассчитана только с использованием коэффициента cos φ по формуле

P = I*U* cos φ ,

и будет меньше, чем реальная нагрузка на генератор, поскольку ему приходится тратить энергию и на реактивную составляющую. Эта поправка обязательно должна учитываться при подключении оборудования, содержащего электродвигатели. Среднее значение cos φ для современных электродвигателей — приблизительно 0,8. Таким образом, пылесос, для  которого указана мощность 2 кВт, для генератора будет представлять нагрузку 2,5 кВА.

Пусковая мощность оборудования

Точней будет говорить о пусковом токе различных агрегатов, возникающем при их включении. Выход на рабочий режим, к примеру, компрессора холодильника или двигателя погружного насоса сопровождается резким скачком потребляемого тока от электросети. Нетрудно представить, какова эта перегрузка будет для сварочного аппарата. Эту особенность также следует учитывать при расчете мощности соответствующей нагрузки в виде повышающего коэффициента. Его приблизительные значения для бытовых приборов следующие:

  • холодильник — 3;
  • телевизор, пылесос и электроплита — 1,1;
  • стиральная машина — 1,5;
  • микроволновая печь — 2.

Для электроинструмента повышающий коэффициент будет следующим:

  • электродрель — 1,1;
  • циркулярная пила — 1,5;
  • сварочный аппарат — 4;
  • бетономешалка с электроприводом — 3.

Можно, правда, отметить, что в ряде моделей дизель-генераторов применяются специальные средства для нейтрализации пусковых токов в нагрузке. Но использовать эту систему для сварочного аппарата нельзя в силу принципа его функционирования. Ведь сварка — это постоянное возникновение пускового тока.

Требуемая мощность генератора

Очевидно, что требуемая мощность ДГУ должна быть не меньше, чем сумма рассчитанных с помощью вышеприведенных данных нагрузок. Возможна приблизительная оценка при помощи калькулятора расчета мощности дизель-генератора.

В любом случае, определенный запас по мощности следует принять во внимание, поскольку это уменьшит нагрузку на установку, сократит расход топлива и увеличит ресурс силового агрегата.

Расчёт генератора (стр. 1 из 6)

Синхронной машиной (СМ) называется двухобмоточная электрическая машина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к электрической сети с постоянной частотой, а вторая – возбуждается постоянным током.

Конструктивное исполнение статора синхронной машины может быть различным в зависимости от назначения и габаритов машины. Так, в многополюсных машинах большой мощности при наружном диаметре сердечника статора более 900 мм пластины сердечника делают из отдельных сегментов, которые при сборке образуют цилиндр сердечника статора. Корпуса статоров крупногабаритных машин делают разъемными, что необходимо для удобства транспортировки и монтажа этих машин.

Роторы синхронных машин могут иметь две принципиально различающиеся конструкции: явнополюсную и неявнополюсную.

У синхронного генератора (IP23) на якоре имеются обмотки, на которые подается электрический ток. Изменяя его величину, можно влиять на магнитное поле, а следовательно, и на напряжение на выходе статорных обмоток. Роль регулятора прекрасно исполняет простейшая электрическая схема с обратной связью по току и напряжению. Благодаря этому способность синхронного генератора «проглатывать» кратковременные перегрузки высока и ограничена лишь омическим (активным) сопротивлением его обмоток, т.е. легче переносят пусковые нагрузки.
Однако у такой схемы есть и недостатки. Прежде всего, ток приходится подавать на вращающийся ротор, для чего традиционно используют щеточный узел. Работая с довольно большими (особенно во время перегрузок) токами, щетки перегреваются и частично «выгорают». Это приводит к плохому их прилеганию к коллектору, к повышению омического сопротивления и к дальнейшему перегреву узла. Кроме того, подвижный контакт неизбежно искрит, а значит, становиться источником радиопомех. И самый основной недостаток низкая степень защиты от внешних воздействий таких как: пыль, грязь, вода, т. к. синхронный генератор охлаждается «протягивая» через себя воздух, соответственно все что находится в воздухе может попадать в генератор.
Если генератор щёточный, чтобы избежать преждевременного износа, рекомендуется время от времени контролировать состояние щеточного узла и при необходимости очищать либо менять щетки. Кстати, после их заменены, желательно дать им время «приработаться» к коллектору, а уж за тем нагружать станцию «по полной программе».
Многие современные синхронные генераторы снабжены безщеточными системами возбуждения тока на катушках ротора (их еще называют brash-less). Они лишены вышеуказанных недостатков связанных с щёточным узлом, а потому предпочтительнее.
· для трёхфазных синхронных генераторов допустимый перекос фаз 33%
· коэффициент нелинейных искажений 13–25% (в зависимости от производителя).

1.Данные для проектирования

2.1 Конфигурация

Принимаем изоляцию класса нагревостойкости F

Количество пар полюсов (9.1)

р=60f/n1=60∙50/1000=3.

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора (рисунок 11.1)

хσ*=0,12 о.е.

Коэффициент мощности нагрузки (11.1)

кн=

Предварительное значение КПД (рисунок 11.2)

η'=0,93 о.е.

Расчетная мощность (1.11)

Р'=кнР2/cosφ=1,076∙200/0,8=269 кВт.

h=355 мм.

Допустимое расстояние от корпуса до опорной поверхности (таблица 9.2)

h1=10 мм.

Наружный диаметр корпуса (1.27)

Dкорп=2 (h-h1)=2 (355–10)=690 мм.

Максимально допустимый наружный диаметр сердечника статора (таблица 9.2)

Dн1max=660 мм.

Выбираемый диаметр сердечника статора (§ 11.3)

Dн1=660 мм.

Внутренний диаметр сердечника статора (§ 11.3)

D1=43+0,72 Dн1=43+0,72∙660=518,2 мм.

Предварительное значение линейной нагрузки статора (рис. 11.3)

А'1=425 А/см.

Предварительное значение магнитной индукции в воздушном зазоре и номинальном режиме (рисунок 11.4)

Полюсное деление статора (1.5)

мм.

Индуктивное сопротивление машины по продольной оси (рис. 11.5)

хd*=2,5 о.е.

Индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси (11.4)

хad*d* - хσ*=2,5–0,12=2,38 о.е.

Коэффициент, учитывающий наличие зазоров в стыке полюса и сердечника ротора или полюсного наконечника и полюса (§ 11.3)

к'=1,05

Расчетная величина воздушного зазора между полюсным наконечником и сердечником статора (11.2)

мм.

Уточненная величина воздушного зазора (§ 11.3)

б=2,0 мм.

Отношение максимальной величины зазора к минимальной (§ 11.3)

б''/б'=1,5.

б'=б/1,125=2/1,125=1,8

Воздушный зазор под краем полюсного наконечника (11.14)

б''=б/0,75=2/0,75=2,7

Коэффициент полюсной дуги действительный (§ 11.3)

α=0,73–3,33∙10 -5∙Dн1=0,73–3,33∙10 -5∙660=0,7.

Коэффициент полюсной дуги расчетный (рисунок 11.9)

α'=0,66.

Марка стали 2312, изолировка листов лакировка, толщина стали 0,5 мм.

Коэффициент заполнения сердечника статора сталью (§ 9.3)

кс=0,95.

Коэффициент формы поля возбуждения (рисунок 11.9)

кв=1,17.

коб1=0,92

Расчетная длина сердечника статора (1.31)

.

2.3.5 Конструктивная длина сердечника статора (§ 11.3)

1 = ℓ'1 =300 мм.

Отношение конструктивной длины к внутреннему диаметру сердечника статора (9.2)

λ=ℓ1/D1=300/518,2=0,58.

λmax=1,07.

Количество пазов на полюс и фазу (§ 11.3)

q1=4.

Количество пазов сердечника статора (9.3)

z1=2рm1q1=2∙3∙3∙4=72.

Проверка правильности выбора значения z1 (11.15)

z1/gm1=72/(3∙3)=8 – целое число.

Марка стали Ст3, толщина листов 1,5 мм, листы без изоляции, коэффициент заполнения стали кс=0,98.

Длина сердечник ротора (11.20)

2=ℓ1+(10–20)=300+10=310 мм.

Марка стали Ст3, толщина листов 1,5 мм, листы без изоляции, коэффициент заполнения кс=0,98.

Длина шихтованного сердечника полюса (11.19)

п=ℓ1+(10–15)= 300+10=310 мм.

Магнитная индукция в основании сердечника полюса (§ 11.3)

В'п=1,45 Тл.

Предварительное значение магнитного потока (9.14)

Ф'=В'бD1∙ℓ'110-6/р=0,79∙518,2∙300∙10-6/3=40,9∙10-3 Вб.

Ширина дуги полюсного наконечника (11.25)

bн.п=ατ=0,7∙271,2=190 мм.

Радиус очертания полюсного наконечника при эксцентричном воздушном зазоре (11.26)


мм.

Ширина полюсного наконечника (11.28)

b'н.п=2Rн.пsin(0.5bн.п/Rн.п)= 2∙246∙sin(0,5∙190/246)=185 мм.

Высота полюсного наконечника (§ 11.3)

h'н.п=15 мм.

Высота полюсного наконечника по оси полюса для машин с эксцентричным зазором (11.29)

hн.п=h'н.п+Rн.п

мм

Поправочный коэффициент (11.24)

кσ=1,25hн.п+25=1,25∙33+25=66.

Предварительное значение коэффициента магнитного рассеяния полюсов (11.22)

σ'=1+кσ35б/τ2=1+66∙35∙2/271,22=1,06.

Ширина сердечника полюса (11.21)

bп=σ'Ф'∙106/(кспВ'п)=1,06∙40,9∙10-3∙10 6/(0,98∙310∙1,45)=98,4 мм.

Высота выступа у основания сердечника (11.32)

h'п=10,5б'+0,18D1=10,5∙1,8+0,18∙518,2=112 мм.

Предварительный внутренний диаметр сердечника ротора (11.33)

D'2=dвв мм.

Высота спинки ротора (11.34)

hс2=0,5D1-б-h'п-0,5D'2=0,5∙518,2–2–112–33–0,5∙140=42 мм.

Расчетная высота спинки ротора с учетом прохождения части магнитного потока по валу (11.35)

h'с2=hс2+0,5D'2=42+0,5∙140=112 мм.

Магнитная индукция в спинке ротора (11.36)

Вс2=

Тл.

Рисунок 1 – Эскиз ротора

3. Обмотка статора

3.1 Принимаем двухслойную петлевую обмотку с жесткими секциями из провода марки ПЭТВП, укладываемую в прямоугольные полуоткрытые пазы

3.2 Коэффициент распределения (9.9)

Расчёт мощности генератора

Для начала вспомним школу.

Что такое электрическая мощность?
Электрическая мощность обозначается при написании формул латинской буквой Р и измеряется в ваттах Вт или на латинице W, киловаттах (кВт или kW), мегаваттах (МВт или MW) и так далее.
Электрическая мощность равна произведению напряжения и тока:

P (Вт) = U (В) * I (А)

Различают следующие виды электрической мощности, которые, соответственно, по-разному обозначаются:

Активная мощность:
Обозначение: P
Единица измерения: Вт (W)

Это мощность, отдаваемая при подключении к источнику тока (генератору) нагрузки, имеющей активное (омическое) сопротивление. Если нагрузка, имеет только активное сопротивление и не содержит реактивных сопротивлений, то активная мощность будет равна полной мощности.

Расчёт производится по формуле: P = U * I * cos φ

Примеры: лампы накаливания, нагревательные приборы и т. п.

Реактивная мощность:
Обозначение: Q
Единица измерения: вар или VAr (вольт-ампер реактивный)

Это мощность, отдаваемая при подключении к источнику тока компонента сети или нагрузки, имеющей индуктивные (электродвигатель) или ёмкостные (конденсатор) элементы.

Расчёт производится по формуле: Q = U * I * sin φ

Примеры:
Потребители, придающие нагрузке индуктивный характер: электродвигатели, сварочные трансформаторы и т.п.
Потребители, придающие нагрузке ёмкостной характер: конденсаторы в компенсаторных устройствах, конденсаторы, создающие реактивную мощность в цепи возбуждения генераторов и т.п.

Полная мощность:
Обозначение: S
Единица измерения: В·A или VA (вольт-ампер)

Полная электрическая мощность равна произведению сдвинутых по фазе напряжения и тока. Полная мощность непосредственно связана с активной и реактивной мощностями. Её расчёт производится по формуле, выражающей закон Пифагора. Полная электрическая мощность представляет собой максимальную мощность электрического тока, которая может быть выработана генератором или использована.

Расчёт производится по формуле: S = U * I  или S = P + Q

Изображенный на рисунке треугольник отображает взаимосвязь между электрическими мощностями или соответствующими им напряжениями.

Теперь о расчёте мощности генератора.

Для точного определения области применения и пригодности любого электроагрегата для выполнения поставленных задач необходимо прежде всего определить суммарную мощность потребителей тока. Только таким образом можно определить, какой электроагрегат может быть использован для данных целей. При выборе необходимой мощности электроагрегата можно использовать приведённые ниже эмпирические формулы.

1. Потребители, являющиеся только активной нагрузкой (например, электронагреватели, лампы накаливания и подобные им приборы с чисто омическим сопротивлением).
Суммарную мощность можно расчитать путём простого сложения мощностей отдельных потребителей, которые могут быть подключены к генератору. В данном случае полная электрическая мощность, измеряемая в ВА или VA (Вольт-ампер) равна активной мощности, измеряемой в Вт или W (Ватт). Необходимая мощность электроагрегата определяется путём увеличения суммарной мощности подключаемых потребителей на 10% (т.е. с учётом определённых технических факторов).

Пример: Суммарная мощность потребителей * 110% = Мощность, требуемая от электроагрегата.

Если суммарная мощность всех потребителей 2000 Вт (в данном случае 2000 Вт = 2000 ВА ), то требуемая мощность электроагрегата будет: 2000 ВА * 110% = 2200ВА

2. Потребители, имеющие индуктивную составляющую мощности (компрессоры, насосы и прочие электродвигатели). Эти нагрузки потребляют очень большой ток при пуске и выходе на рабочий режим. В данном случае, сначала необходимо определить точное значение мощности одновременно подключаемых потребителей. Далее следует выбрать мощность электроагрегата.

Полная мощность такого электроагрегата должна быть не менее, чем в 3,5 раза больше суммарной мощности потребителей. В исключительных случаях она должна превышать мощность потребителей в 4—5 раз.

Пример: Суммарная мощность потребителей * 3,5 = Мощность, требуемая от электроагрегата.

Если суммарная мощность всех потребителей 2000 ВА, то требуемая мощность электроагрегата будет: 2000 ВА * 3,5 = 7000 ВА

Трехфазный генератор | Формулы и расчеты онлайн

В трехфазном генераторе имеются три одинаковые обмотки, расположенные под углом 120° друг к другу. В обмотках возникают сдвинутые на 120° переменные напряжения. Это — трехфазный ток.

Из соотношения

\[ U_{m}[\sin(ωt) + sin(ωt + 120°) + sin(ωt - 120°)] = 0 \]

следует:

Трехфазный ток (напряжение) - алгебраическая сумма трех токов (напряжений) в каждый момент времени равна нулю.

трехфазный генератор - трехфазный ток

трехфазный генератор — трехфазный ток

Чтобы сократить число проводов, необходимых для передачи трехфазного тока, обмотки генератора (их называют фазными обмотками) соединяют особым образом.

Соединение треугольником в трехфазном генераторе

Три фазных обмотки соединяются последовательно, так что образуется замкнутый контур.

Соединение треугольником в трехфазном генераторе

Соединение треугольником в трехфазном генераторе

Для напряжения между обмотками (линейного напряжения) и тока в проводниках справедливы соотношения

Линейное напряжение:

\[ U_{12} = U_{13} = U_{23} = Фазное напряжение генератора \]

Линейный ток:

\[ I_{1} = I_{2} = I_{3} = \sqrt{3} · (Фазный ток) \]

Соединение звездой в трехфазном генераторе

При соединении звездой все три фазные обмотки соединяются в одной точке — центре звезды. Эта точка заземляется, и провод, соединяющий центр звезды с землей, служит четвертым, так называемым нулевым проводником.

Соединение звездой в трехфазном генераторе

Соединение звездой в трехфазном генераторе

При соединении звездой напряжения и токи связаны следующими соотношениями:

Линейное напряжение:

\[ U_{12} = U_{13} = U_{23}= \sqrt{3} · (Фазное напряжение генератора) \]

Фазное напряжение:

\[ U_{10} = U_{20} = U_{30} \]

и

Линейный ток:

\[ I_{1} = I_{2} = I_{3} = (Фазный ток) \]

Ток в нулевом проводнике:

\[ I_{0} = 0 \]

В осветительной сети фaзное напряжение равно 220 В, линейное напряжение равно

\[ \sqrt{3} · 220 (В) = 380 (В) \]

В помощь студенту

Трехфазный генератор
стр. 674
ЭДС уравнения генератора переменного тока и генератора переменного тока

ЭДС уравнения генератора переменного тока / генератора переменного тока

Генератор переменного тока или генератор переменного тока (динамо) - это устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую энергию. Когда мы подаем ток намагничивания шунтирующим генератором постоянного тока через два контактных кольца (в современных генераторах переменного тока вместо контактных колец и коммутаторов используется электронная система запуска), потому что магниты поля вращаются. имейте в виду, что большинство генераторов используют вращающееся магнитное поле со стационарной арматурой.

Когда ротор вращается, проводники статора, которые являются статичными в случае отключения генератора от магнитного потока, вызывают индуцированную в них ЭДС (согласно закона электромагнитной индукции Фарадея , который гласит, что если проводник или катушка связаны с любым изменяя поток, в нем должна быть индуцированная ЭДС.

Примечание: мы обсудим конструкцию, работу и работу. Типы генераторов подробно в наших следующих публикациях. EMF Equation of an Alternator and AC Generator EMF Equation of an Alternator and AC Generator

Эту индуцированную ЭДС можно найти с помощью ЭДС Уравнение генератора , которое следующим образом:

Позволяет,

P = Нет.полюсов

Z = количество проводников или сторон катушки в серии / фазе, т.е. Z = 2T … где T - количество витков или витков на фазу (обратите внимание, что один виток или виток имеет два конца или стороны)

f = частота наведенной ЭДС в Гц

Φ = поток на полюс (Вебер)

N = частота вращения ротора (об / мин)

K d = коэффициент распределения = Kd= Distribution factor for emf equation of alternator and ac generator Kd= Distribution factor for emf equation of alternator and ac generator

Где коэффициент распределения = K d = distribution factor distribution factor

K c или K P = Cos α / 2

Если индуцированная ЭДС считается синусоидальной, то

K f = Форм-фактор = 1.11

За один оборот ротора, то есть за 60 / N секунды, каждый проводник обрезается потоком ΦP Веберов.

d Φ = Φ P , а также d Φ = 60 / N секунд

затем вызвали ЭДС на проводник (в среднем) = EMF EQUATION OF AN ALTERNATOR OR AC GENERATOR EMF EQUATION OF AN ALTERNATOR OR AC GENERATOR… .. (i )

Но мы знаем, что:

f = PN / 120 или N = 120 f / P

Помещение значения N в Уравнение (i) , мы получаем,

Среднее значение ЭДС на проводник = EMF EQUATION OF AN ALTERNATOR EMF EQUATION OF AN ALTERNATOR ∴ (N = 120f / P)

Если в каждой фазе последовательно Z проводников, то

, то среднее e.м.ф. на фазу = 2 f Φ Z Вольт = 4 f Φ T Вольт … .. (Z = 2T)

Также мы знаем, что;

Форм-фактор = Среднеквадратичное значение / Среднее значение

= Среднеквадратичное значение = Форм-фактор x Среднее значение,

= 1,11 x 4 f Ф = 4,44 Ф Ф вольт.

(Обратите внимание, что это то же самое уравнение, что и уравнение ЭДС трансформатора)

И фактическое доступное напряжение на фазу

= 4 K c K d f ΦT = 4 K f K c K d f ΦT Вольт.

Примечание. Если генератор переменного тока или генератор переменного тока подключен по схеме «звезда», как обычно, то линейное напряжение в √3 раз превышает фазное напряжение, полученное из приведенной выше формулы.

Вы также можете прочитать:

.
Как проверить генератор переменного тока менее чем за 10 минут

Нужно проверить свой генератор? Мы команда сертифицированных механиков ASE, которые создали это руководство для вас, чтобы вы могли сэкономить деньги или хотя бы посмотреть, что вы оплачивают, когда вы берете машину на ремонт. Это простое руководство показывает, как легко тестировать генератор переменного тока при использовании вольтметра. Даже если у вас нет счетчика, вы все равно можете увидеть, генератор заряжается, наблюдая за фарами, которые описаны на нижняя часть руководства.

Что не так?

Ваш генератор переменного тока отвечает за зарядку аккумулятора вашего автомобиля и его хранение. электрическая система под напряжением, когда автомобиль находится в эксплуатации. Когда это не удается Вы будете медленно терять электроэнергию, пока двигатель не остановится из-за недостаточное напряжение, которое приводит в действие систему зажигания, которое может оставить вас мель.

Каждый раз, когда у вас горит индикатор батареи или вы только что заменили генератор переменного тока или батарею вы должны выполнить тест выходного напряжения.Дополнительные причины для тестирования включают гудение радиошума через динамики сигнализируя о неисправности диодов генератора и утечке переменного тока в систему. Мы объясним, как проверить это позже в руководстве.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Если аккумулятор перезаряжается, это вызовет химическую реакцию, которая пахнет серой, сообщая о сбое регулятора напряжения, что позволяет системе работать переплачивает.При выходе из строя генератора не только загорается индикатор батареи, но это может вызвать проверку двигателя или сервисный двигатель скоро загорится.

Никогда не отсоединяйте аккумулятор во время работы двигателя для проверки системы зарядки. Это может привести к серьезной неисправности электрической системы, такой как короткое замыкание главный компьютер. Извлечение кабеля аккумулятора для проверки системы зарядки используется для автомобилей, выпущенных до 1976 года, а не для современных автомобилей. Батарея используется как электрический амортизатор, который поддерживает стабильность системы.Если вы удалите Кабель аккумулятора вызывает скачок напряжения, который может повредить основные электрические компоненты как компьютер.

Начало работы

Начните испытания с автомобиля на ровной площадке, с выключенным двигателем и в парке с аварийной ситуацией. тормозной комплект. Хотя вы можете видеть, меняется ли генератор без вольтметра это должно быть сделано ночью, используя фару. Лучше всего иметь Вольтметр, который можно приобрести у Amazon примерно за 25 долларов.00 баксов, если вы этого не сделаете уже есть.

Змеевидный ремень используется для поворота статора генератора, который создает напряжение необходимо. Если ремень изношен или ослаблен, это приведет к подаче напряжения от генератора слабого и также может издавать громкий визжащий шум при ускорении двигателя. Дойти вниз и проверьте натяжение ремня, чему следует учить. Если ремень ослаблен, проверьте Змеевик натяжителя ремня, у которого может быть сломанная пружина, которую необходимо заменить.

Давайте начнем тестирование!

Во время работы двигателя вы будете проверять генератор на аккумуляторе поэтому надевайте перчатки и защитные очки, чтобы быть в безопасности.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Шаг 1: Подготовка вольтметра

Переключите ваш вольтметр в положение V проверки постоянного тока, которое показано прямой линией с ломаной линией под ней. Разрешить метр, чтобы найти его чтение.000 вольт. Если метр был вокруг некоторое время, это хорошая идея чтобы открыть его и заменить батарею. Это поможет счетчику читать дальше точно и подготовьте счетчик к тестированию.

Найдите аккумулятор, который в большинстве случаев находится под капотом, но в некоторых автомобилях есть их под задним сидением или в багажнике. Если у вас есть набор клипов из кожи аллигатора, который поставляется с вашим счетчиком, вы можете изменить их для стандартных точечных зондов, которые облегчают тестирование, но не нужно.Вы можете просто держать тестовые зонды на каждом из аккумулятора клеммы во время теста.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Определите отрицательные (черные) и положительные (красные) клеммы аккумулятора. Если оба красного или Черная ссылка на сам аккумулятор для маркировки с изображением полярности + или -. Затем присоедините провода вольтметра или просто держите провода на батарее. терминалы.

Вольтметр будет считывать напряжение батареи @ около 12.От 2 до 12,6 вольт. Если батарея на зарядке эти показания будут ниже и могут быть от 6,5 до 10,8 вольт. Если так, то батарея будет должны быть проверены нагрузкой, заряженный или заменены до начала тестирования.

Шаг 2: Проверка выходного напряжения генератора

Попросите помощника запустить двигатель и удерживайте обороты чуть выше холостого хода около 1500 и наблюдайте за счетчиком. Следует читать между 13.6 и 15,8 вольт в зависимости от состояния батареи и состояние заряда. Если напряжение на измерителе остается неизменным или падает, когда двигатель запущен, генератор не заряжается. Затем вы должны проверить панель предохранителей на наличие перегоревших предохранителей и осмотреть провода в жгуте, которые ведут к генератору. Если все подтвердится генератор плох и нуждается в замене.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Следующий шаг в тестировании - нагрузочный тест генератора, чтобы увидеть, может ли он выдержать при интенсивном использовании.Пока вольтметр все еще подключен, а двигатель все еще при повышенных оборотах включите фары и кондиционер. Это потребует нагрузка электрической системы, которая заставит генератор работать на полную мощность вывод. Если напряжение начинает падать, устройство слабо и нуждается в замене.

Шаг 3: Проверка диодов

При выходе из строя блока диодов переменного тока может произойти утечка переменного напряжения, что может привести к сбоям в электрической системе, включая вызывая преждевременный отказ батареи.Это может также вызвать другие электрические компоненты такие как радио и датчики странно себя ведут. Чтобы проверить это условие, переключите вольтметр на переменный ток. Напряжение с двигателем около 1200 об / мин, счетчик должен показывать 0 вольт. Если напряжение присутствует, один или несколько диодов вышли из строя, и генератор должен быть заменен.

Пожалуйста, посмотрите следующее видео ниже, чтобы посмотреть тест, выполняемый одним из наших механиков. Последующий Информация относится ко всем двигателям внутреннего сгорания автомобилей.

Дополнительные испытания без вольтметра

Для этого теста вам нужно подождать до вечера, чтобы вы могли увидеть яркость фар, которая лучше всего ночью. Затем включите автомобиль включите фары с выключенным двигателем, а затем наблюдайте яркость фар, затем запустите двигатель. Уровень яркости должен на мгновение исчезнуть, так как двигатель заводится, но затем становится ярче, чем когда двигатель не работал, сообщая, что генератор заряжается.Если вы все еще не можете сказать, вам понадобится вольтметр. Этот тест будет не работают для светодиодных фар.

Симптомы сбоя системы зарядки

  • Разряженный аккумулятор
  • Индикатор батареи на
  • Двигатель медленно заводится, сопровождаемый громким щелкающим звуком
  • Двигатель глохнет при движении

Генератор не может поддерживать максимальную мощность в течение длительных периодов времени, он будет перегреваться и выходить из строя.Укороченная или старая батарея может привести к преждевременному выходу из строя системы зарядки поэтому рекомендуется заменить аккумулятор одновременно с генератором, если он три года или старше. Избегайте ненужных искр рядом с аккумулятором. Это чтобы остановить случайное воспламенение водородных газов, присутствующих внутри батареи, вызывающее ее взорваться. Этот кондиционер обычно присутствует, когда вы чувствуете запах серы, вызывающей образование газов водорода.

Вы можете найти интересное:

Есть вопросы?

Если вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, посетите наш форум, где наши механики ответили тысячи генератор вопросы или спросите одного из наших механиков, Мы будем рады помочь.

СПОНСОРНЫЕ ССЫЛКИ

Статья опубликована 2018-06-11

,
Расчет тока короткого замыкания на клеммах синхронного генератора
Calculating the short-circuit current across the terminals of a synchronous generator Calculating the short-circuit current across the terminals of a synchronous generator Расчет тока короткого замыкания на клеммах синхронного генератора

Генераторы и моторы

Расчет тока короткого замыкания на клеммах синхронного генератора очень сложен, поскольку внутренний импеданс последнего изменяется в зависимости от времени.

Когда мощность постепенно увеличивается, ток уменьшается, проходя через три характерных периода:

  1. Субтранзистор (позволяет определить отключающую способность автоматических выключателей и электродинамические ограничения), средняя продолжительность 10 мс
  2. Переходный процесс (устанавливает температурные ограничения оборудования), средняя продолжительность 250 мс
  3. Постоянный (это значение тока короткого замыкания в установившемся режиме).

Ток короткого замыкания рассчитывается так же, как и для трансформаторов, но необходимо учитывать различные состояния.

Short-circuit current - three characteristic periods Short-circuit current - three characteristic periods Ток короткого замыкания - три характерных периода

Ток короткого замыкания задается следующим уравнением:

I sc = I r / X sc

X sc - реактивное сопротивление короткого замыкания c / c

Наиболее распространенные значения для синхронного генератора:

Штат Субтранзистент X ”d Transient X’d Постоянный Xd
X sc 10 - 20% 15 - 25% 200 - 350%

Пример

Метод расчета для генератора переменного тока или синхронного двигателя.

  • Генератор 15 МВА
  • Напряжение U = 10 кВ
  • X'd = 20%

Short-circuit calculation example Short-circuit calculation example

Все электрические установки должны быть защищены от коротких замыканий, без исключения, когда есть электрические разрывы; что в целом соответствует изменению сечения проводника.

Ток короткого замыкания должен рассчитываться на каждом этапе установки для различных конфигураций, которые возможны в сети, чтобы определить характеристики оборудования, которое должно выдерживать или отключать этот ток повреждения.

Ссылка: Руководство по проектированию среднего напряжения - Schneider Electric

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,

Таблица расчета тока неисправности | EEP

Рассчитать ток повреждения

Эта электронная таблица MS Excel создана г-ном. Джон Соколик, и он представляет простой способ вычислить ток повреждения , введя несколько значений в указанных полях. Вы найдете лист с очень хорошим примером, который уже выполнен. Перед началом расчета тока повреждения вам нужно будет выбрать между Шаг 1a и Шаг 1b , которые описаны ниже.

Available fault current spreadsheet Доступная таблица ошибок тока

Шаг 1а

Вставьте имеющийся номинальный ток неисправности по току из вашей локальной сети .


Шаг 1b

Вставьте номинальный коэффициент мощности (PF) кВА и полное сопротивление (Z) трансформатора не требуется для продолжения. Примечание. Когда вы вводите коэффициент мощности и импеданс кВА, вы должны выбрать напряжение из выпадающего списка. Выбор напряжения и фазы , прежде чем будет рассчитано значение.

Fault Current Calculation Spreadsheet

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о