Схема генератор переменного тока: Генератор переменного тока | Автомобильный справочник

Содержание

Принцип работы и устройство генератора переменного тока

В настоящее время для вырабатывания электрической энергии применяются в основном синхронные генераторы. Асинхронные машины используются чаще всего как двигатели.

Генераторы, производящие переменный ток, в общем случае состоят из неподвижной обмотки  — статора и подвижной – ротора.

Отличие синхронной машины от асинхронной состоит в том что в первых магнитное поле статора вращается одновременно с движением ротора, а в асинхронных либо опережает либо запаздывает от поля в ротора.

Широкое распространение синхронных машин обусловлено их качественными параметрами. Синхронные генераторы вырабатывают высокостабильное напряжение, пригодное для подключения широкого спектра электроприборов.

При КЗ в нагрузке или большой потребляемой мощности, по обмоткам статора протекает значительный ток, который может привести к выходу генератора из строя. Для таких машин обязательно наличие охлаждения – на вал ротора помещают турбину, охлаждающую всю конструкцию.

В виду этого синхронные генераторы чувствительны к условиям окружающей среды.

Асинхронные генераторы в большинстве случаев имеют закрытый корпус и нечувствительны к большому пусковому току энергопотребителей.

Однако для их работы нужен внешний мощный подмагничивающий ток. В целом асинхронные генераторы вырабатывают нестабильное напряжение. Достаточно широко такие генераторы распространены как источники энергии для сварочных аппаратов.

Синхронные генераторы распространены как преобразователи механической энергии в электрическую на гидростанциях, ТЭЦ, в качестве бытовых бензо- и дизельгенераторов, в качестве бортовых источников энергии на транспорте.


Принцип работы и устройство генератора переменного тока

Рис. 1

Статоры синхронного и асинхронного генератора не отличаются друг от друга по конструкции.

Сердечник статора состоит из нескольких пластин электротехнической стали, изолированных между собой и собранных в единую конструкцию (Рис. 1 ). На пазы с внутренней стороны статора устанавливаются катушки обмоток.

Для каждой фазы обмотка включает в себя две катушки, установленные напротив друг друга и соединенные последовательно. Такая схема обмоток называется двухполюсной.

Всего на статоре установлено три катушечные группы (Рис. 2), со сдвигом в 120 градусов. Фазовые группы соединены между собой в «звездой» или  «треугольником». Встречаются катушечные группы с большим числом полюсов. Угол сдвига катушки относительно друг друга рассчитывается в общем случае по формуле (2π/3)/n, где n–количество полюсов обмотки.

Рис. 2

 

Ротор генератора представляет собой электромагнит, возбуждающий в статоре переменное магнитное поле. Для малогабаритных генераторов небольшой мощности зачастую на роторе расположены обычные магниты
.

Рис. 3

Ротор синхронного генератора нуждается во внешнем возбудителе – генераторе постоянного тока, в простейшем случае установленному на том же валу что и ротор.

Возбудитель должен обеспечивать изменение тока в роторе для регулирования режима работы и возможность быстрого гашения магнитного поля при аварийном отключении.

Роторы различаются на явнополюсные и не явнополюсные. Конструкция  явнополюсных  роторов (Рис. 3)состоит из полюсов электромагнитов 1, образованных полюсными катушками 2, соединенными с сердечником 3. Возбуждение на обмотку подается через кольцевые контакты 4.

Такие роторы применяются при небольшой частоте вращения, например в гидротурбинах. При более быстром вращении вала, возникают значительные центробежные силы, которые могут разрушить ротор.

В этом случае используют не явнополюсные роторы (Рис. 4). Не явнополюсный ротор содержит пазы 1, образованные в сердечнике 2. В пазах закрепляются роторные обмотки (на Рис. 4 условно не показаны). Внешнее возбуждение также передается через контакты 3. Таким образом, ротор с неявными полюсами представляет собой статор «наизнанку».

Рис. 4

Магнитное двухполюсное поле вращающего ротора можно заменить аналогичным полем постоянного магнита, вращающегося с угловой скоростью ротора. Направление тока в каждой обмотке определяется по правилу буравчика.

Если ток, например направлен от начала обмотки А к точке X, то такой ток будет условно принят за положительный  (Рис. 5 ). При вращении ротора в обмотке статора возникает переменный ток, со сдвигом по фазе в 2 π/3.

 

Рис. 5

Для привязки изменения тока фазы А к графику рассмотрим вращение по часовой стрелки. В начальный момент времени, магнитное поле ротора не создает ток в катушечной группе фазы А, (Рис. 6, положение а).

В обмотке фазы B действует отрицательный (от конца обмотки к началу), а в обмотке фазы С – положительный токи. При дальнейшем вращении ротор сдвигается на 90 градусов вправо (Рис.6, б). Ток в обмотке А занимает максимальное положительное значение, а в фазовых обмотках Bи С – промежуточное отрицательное.

Магнитное поле ротора сдвигается еще на четверть периода, ротор сдвинут на угол в 180 градусов(Рис. 6, в). Ток в обмотке А снова достигает нулевого значения, в обмотке В положительный, в обмотке фазы С – отрицательный.

При дальнейшим вращении ротора в точке фазовый ток обмотке А достигает максимального отрицательного значения, ток в обмотках В и С – положительный (Рис. 6, г). Дальнейшее вращение ротора повторяет все предыдущие фазы.

Рис. 6

Синхронные генераторы предназначены для подключения нагрузки  с большим коэффициентом мощности (cosϕ>0.8). При росте индуктивной составляющей нагрузки возникает эффект размагничивания ротора, приводящий к снижению напряжения на выводах.

Для его компенсации, приходится увеличивать ток возбуждения, приводящий к увеличению температуры обмоток. Емкостная нагрузка напротив, увеличивает подмагничивание ротора и увеличивает напряжение.

Однофазные генераторы достаточно мало распространены  в промышленности. Для получения однофазного тока фазовые обмотки трехфазного соединяют в общую цепь. При этом возникают небольшие потери по мощности по сравнению с трехфазным включением.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Похожее

схема и принцип действия устройства переменного тока

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

Превращение механической энергии в электрическую

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

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

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

Конструкция генератора переменного тока

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

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

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

Выделяются два типа конструкции:

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

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

Классификация и виды агрегатов

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

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

По конструкции:

  • явно выраженные полюса;
  • не выраженные.

По способу соединения обмоток:

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

В зависимости от количества фаз:

  • однофазные;
  • двухфазные;
  • трехфазные.

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

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

Основные сферы применения

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

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

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

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

Генератор (альтернатор) тока – виды и принцип действия

Главная страница » Генератор (альтернатор) тока – виды и принцип действия

Практика эксплуатации электрооборудования отмечается использованием двух видов генераторов. Один вид представлен генератором переменного тока, другой — генератором постоянного тока. Между тем, независимо от вида, генератор технически преобразует механическую мощность в электрический потенциал. Соответственно, генератор переменного тока генерирует переменные величины, а генератор постоянного тока предназначен под генерацию постоянных величин. Обе конструкции электрических генераторов производят энергию, используя единый фундаментальный принцип.

СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :

Генератор и закон электромагнетизма Фарадея.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в условиях, когда проводник движется внутри магнитного поля, образуется эффект пересечения магнитных силовых линий. По этой причине внутри проводника индуцируется ЭДС (электродвижущая сила).

Величина индуцированной электродвижущей силы проводника напрямую зависит от разницы скорости магнитного потока (магнитной силы), действующего на проводник. Электродвижущая сила приведет к протеканию тока, при условии замкнутой цепи проводника.

Следовательно, основными элементами, обеспечивающими работу генератора, являются проводники магнитного поля, которые передвигаются внутри текущего магнитного поля. Для лучшего понимания принципа действия генератора постоянного тока рассмотрим простейшую конструкцию.

Генератор постоянного тока – принцип работы

Картинка ниже показывает одну петлю проводника прямоугольной формы, которая помещается между двумя противоположно расположенными полюсами магнита.

ВЕТРЯНОЙ

Упрощённая схема устройства генерации электричества: N, S – магнитные полюса; N, N1 – ось вращения рамочного проводника; A, B, C, D – контур рамочного проводника

Условно предполагается, что прямоугольная петля проводника (ABCD) вращается внутри магнитного поля вокруг собственной оси N – N1.

Момент, когда вращением петля проводника перемещается от вертикального положения в положение горизонтальное, происходит «разрез» линии потока магнитного поля. Учитывая наличие двух сторон петли проводника (AB и CD), «обрезка» линий магнитного потока формирует ЭДС по обеим сторонам.

По мере прохождения цикла, естественным образом образуется циркуляция энергии. Направление тока, в данном случае, устанавливает правило правой руки Флеминга. Этот закон электродинамики гласит:

Если разложить ладонь правой руки большим, указательным, средним пальцами перпендикулярно относительно каждого из пальцев, направление большого пальца укажет движение проводника, указательного пальца — магнитного поля, среднего пальца — направление тока, текущего через проводник.

ДОМАШНИЙ

Наглядный пример применения правила Флеминга для правой руки, определяющего направление движения силовых полей. 1 – направление движения проводника, 2 – движение магнитного потока; 3 – движение энергии внутри проводника; 4, 5 – магнитные полюса

Теперь, когда учитывается применение правила Флеминга для правой руки, горизонтальное положение петли отметится протеканием энергии от зоны A к зоне B, тогда как на другой стороне контура энергетический потенциал фиксируется на участке от зоны C к зоне D.

При условии дальнейшего продолжения цикла (движения петли проводника), логичным видится возврат контура из горизонтального в вертикальное положение. Однако наверху теперь окажется сторона контура CD, тогда как сторона AB будет находиться внизу.

Тангенциальное движение сторон ротора

При таком положении контура, тангенциальное движение сторон петли отмечается параллельно линиям потока магнитного поля. Следовательно, «разрез» линий магнитного поля фиксироваться не будет. Такое состояние контура логически исключает появление тока в проводнике.

Продолжением цикла контур вновь переходит в горизонтальное положение. Однако теперь сторона AB петли контура окажется в зоне N полюса, а сторона CD в области полюса S. Выстраивается положение прямо противоположное предыдущему горизонтальному положению, как показано на картинке ниже.

ВОДЯНОЙ

Схематичный упрощённый пример, наглядно показывающий направление силовых потоков при горизонтальном расположении рамочного проводника. 1 – направление магнитного потока; 2 – движение энергии в зоне A – B; 3 – движение энергии в зоне C — D

Здесь тангенциальное движение сторон петли перпендикулярно линиям потока, поэтому скорость «обрезки» магнитного потока максимальна.

Тогда, исходя из правила правой руки Флеминга, указанное положение формирует ток, который течёт от зоны B к зоне A одной стороны контура и от зоны D к зоне C другой стороны контура.

Теперь, если цикл вращения рамки вокруг собственной оси продолжается, каждый раз, когда сторона АВ попадает в область полюса S, энергия течёт от зоны A к зоне B. Когда же эта сторона контура приходит в область полюса N, ток течёт от зоны B к зоне A. Аналогично процесс выглядит для противоположной стороны рамки.

Если обобщить это явление с учётом разных путей, напрашивается логичный вывод. Когда любая сторона петли попадает в область N полюса, энергия течёт через эту часть контура в одном направлении и продолжает своё движение в области S полюса, но уже в другом направлении.

В результате полного вращения, рамка контура по всему периметру находится под током, который можно снять для питания нагрузки.

Съём тока с генератора для питания нагрузки

Картинка ниже демонстрирует, как на первой половине оборота контура ток течёт через проводник (AB), снимается на щётку (1) и подаётся к нагрузке (LM) от которой следует далее к щётке (2) генератора.

Следующая половина оборота контура меняет направление индуцированного тока на противоположное. В то же время положение сегментов a и b также меняется на противоположное.

Эта смена способствует вхождению щётки (2) в контакт с сегментом b. Следовательно, ток от сопротивления нагрузки течёт через щётку (2) и далее к проводнику CD. Волна от тока через цепь нагрузки показана на рисунке. Этот ток является однонаправленным.

Это базовый принцип работы генератора постоянного тока на основе модели с одним контуром. Положение щеток генератора постоянного тока фиксируется следующим образом:

Смена сегментов a и b и переход от одной щетки к другой происходит, когда плоскость вращающегося контура находится под прямым углом к плоскости магнитных линий. Если контур располагается в этом положении, индуцированная электродвижущая сила равна нулю.

Генераторы (альтернаторы) переменного тока

Конструкция генератора (альтернатора) переменного тока содержит магнитные полюсы, размещенные на вращающейся части машины, именуемой ротором, как показано на картинке ниже. Ротор вращается внутри статора. Магнитные полюсы проецируются на корпус ротора.

ГИДРОГЕН

Структурная схема синхронного альтернатора: 1 – магнитное поле ротора; 2 – проводник статора; a-a’, b-b’, c-c’ – секции статора; 3, 4 – области действия демпферных обмоток, N, S — магниты

Арматурные проводники размещены на статоре. В проводниках якоря индуцируется переменное трехфазное напряжение, представленное секциями (aa’, bb’, cc’), что составляет в целом генерацию трехфазной электрической мощности.

Большая часть современных электростанций используют подобную конструкцию генераторов трехфазного тока. Для народного хозяйства генератор переменного тока (синхронный генератор) является важным инструментом, а для сферы энергетиков это оборудование высокой значимости.

Генератор переменного тока часто называют синхронным генератором. Такая интерпретация обусловлена очевидными факторами. Магнитные полюсы генератора переменного тока сделаны под вращение на синхронной скорости, которая рассчитывается формулой:

 Ns = 120 f / P

где: f — частота переменного тока, P — количество магнитных полюсов.

Большинство практических конструкций генераторов переменного тока имеют стационарно сидящую обмотку якоря и вращающееся магнитное поле. Этим машина отличается от генератора постоянного тока, где расположение элементов конструкции в точности наоборот.

Стандартная модификация генератора переменного тока рассчитана на поддержку очень высоких мощностей, порядка нескольких сотен мегаватт. И этот фактор – ещё одно отличие для сравнения с генераторами постоянного тока.

Для обеспечения такой высокой мощности, вес и размеры естественным образом требуют увеличения. Но для достижения высокой эффективности разумно заменять мощные обмотки якоря менее мощными.

Снижение мощности обмоток способствует снижению веса, уменьшая центробежную силу, необходимую для поворота ротора и допускающей более высокие пределы скорости.

Конструкции генераторов переменного тока наделяются, главным образом, двумя типами роторов:

  1. Ротор выступающих полюсов.
  2. Ротор гладкий цилиндрический.

Ротор выступающих полюсов

Первый тип обычно используется на машинах с медленной скоростью, имеющих большие диаметры и относительно небольшие осевые длины.

В этом случае полюса выполнены из толстых слоистых стальных секций, склеенных вместе и прикрепленных к ротору механическим соединением.

СПИРАЛЬНЫЙ

Структурная схема ротора с выступающими полюсами: 1 – обмотка возбуждения; 2 – тело полюса; 3 – башмак полюса; 4 – отверстие для насадки на вал; 5 – демпферная арматура (обмотка)

Как упоминалось ранее, генератор переменного тока в основном отвечает за генерацию очень высокой электрической мощности.

Чтобы добиться высоких мощностей, механический ввод вращающего момента также должен быть очень высоким. Это высокое значение крутящего момента приводит к эффекту генерации на синхронной машине.

Между тем генерацию необходимо ограничивать заданными пределами. Поэтому торможение демпферными обмотками предусмотрено на магнитных полюсах, как показано на рисунке.

Демпферные обмотки генератора переменного тока в основном представляют собой медные штыри, закороченные с двух концов, которые помещаются в отверстия, выполненные на оси полюса.

Когда генератор переменного тока работает с постоянной скоростью, относительная скорость демпфирующей обмотки относительно основного поля будет равна нулю.

Но как только генератор отходит от синхронной скорости, возникает относительное движение между обмоткой демпфера и основным полем, которое всегда вращается с синхронной скоростью.

Эта относительная разность вызывает формирование дополнительного тока в обмотках, который неизбежно приводит к изменению крутящего момента полюсов таким образом, чтобы генератор продолжал работать на синхронной скорости.

Характерной особенностью структуры магнитных полюсов для таких конструкций являются:

  1. Большой диаметр по сравнению с более короткой горизонтальной осевой длиной.
  2. Полюсные башмаки покрывают не более 2/3 высоты полюса.
  3. Полюса ламинируются для уменьшения потерь вихревых токов.

Генераторы, наделённые роторами с выступающими полюсами, обычно используются на скоростях 100 — 400 об/мин. Такие конструкции генераторов переменного тока применяются на электростанциях с гидравлическими турбинами или дизельными двигателями.

Цилиндрический ротор генератора

Цилиндрический ротор обычно используется на высокоскоростных генераторах, вращение которых обеспечивает паровая турбина (турбогенераторы). Машины производятся для эксплуатации в диапазоне мощностей 10 — 1500 мегавольт-ампер.

СОЛНЕЧНЫЙ

Структурная схема ротора цилиндрической формы, применяемого в альтернаторе: 1 – отверстие посадки на вал; 2 – магнитный полюс; 3 – катушка магнитного полюса; 4 – слот для катушки магнитного поля

Генератор с цилиндрическим ротором имеет равномерную длину в любом направлении, цилиндрическую форму под ротор, чем обеспечивается равномерная «резка» потока по всем направлениям.

Цилиндрический ротор представляет собой гладкий сплошной стальной цилиндр с определённым числом прорезей (слотов), расположенных вдоль внешней периферии. Прорези (слоты) сделаны под размещение полюсных катушек.

Генераторы с цилиндрическими роторами обычно выпускаются как машины 2-полюсного типа, поддерживающие скорость вращения до 3000 об/мин. Кроме того, выпускаются четырёхполюсные генераторы, скорость которых ограничивается частотой 1500 об/мин. Машины с цилиндрическим ротором обеспечивают лучший баланс и более тихую работу наряду с меньшими потерями.


Устройство и применение генератора переменного тока | EN-PROF.RU

 

Генератор переменного тока – это машина, которая преобразует механическую энергию в энергию электрическую на основании закона электромагнитной индукции. Проводник перемещается в магнитном поле, силовые линии поля пересекают проводник, в результате чего в проводнике инициируется движение электронов, что в свою очередь приводит к возникновению электродвижущей силы. Если к концам проводника подключить нагрузку, то в проводнике возникнет ток.

Переменным ток называется по той причине, что в течение времени он меняется по своей величине и направлению. При чем, изменения эти носят периодический (синусоидальный) характер. На графике это выглядит следующим образом:

Нулевая точка – это начало отсчета. Дальше показано, как ток изменяется во времени.

Устройство генератора переменного тока

Генератор состоит из проводника, намотанного на стальной магнитопровод (якорь) и системы магнитов – обыкновенных или электрических. Электрическая энергия снимается с якоря при помощи угольных щеток, прилегающих к кольцу, к которому в свою очередь присоединены концы проводника.

Якорь – подвижная (вращающаяся) часть генератора, статор – неподвижная, создающая магнитное поле.

Если магнитное поле в генераторе наводится электромагнитами, то в паре с ним работает еще один генератор – возбудитель. В возбудителе магнитное поле наводится обыкновенными магнитами.

В движение якорь приводится различными механическими средствами, в зависимости от применения. На электростанции – это турбины (паровые, водяные). В бытовых генераторах якорь вращается механической энергией, получаемой за счет двигателя внутреннего сгорания.

Область применения

Переменный ток широко распространен. На сегодняшний день на переменном токе работает почти вся бытовая техника и промышленность. Связано это с тем, что переменный ток передается на большие расстояния, с гораздо меньшими потерями, нежели постоянный. Также, переменный ток, легко преобразуется в постоянный с помощью диодных выпрямителей. Постоянный ток, преобразовать в переменный невозможно.

Генераторы переменного тока используются на всех электростанциях.

Промышленные электрогенераторы переменного тока используются для обеспечения аварийного автономного питания больниц, школ, детских садов, торговых и промышленных объектов. Также промышленные генераторные установки используются при строительстве новых объектов, это позволяет использовать электрооборудование на участках, где отсутствуют другие источники электроэнергии.

В бытовых дизельных и бензиновых установках для различных целей. Это и обеспечение автономного питания, в случае отключения линии электроэнергии, и ее получение в местах, где линия электропередач отсутствует.

Привод генератора переменного тока и системы управления

Привод генератора

Блок, показанный на Рисунке 9-78, содержит узел генератора переменного тока в сочетании с автоматическим приводным механизмом. Автоматический привод управляет скоростью вращения генератора переменного тока, что позволяет генератору поддерживать постоянную выходную мощность переменного тока 400 Гц.

Рисунок 9-78. Привод с постоянной скоростью (вверху) и встроенный приводной генератор (внизу). [щелкните изображение, чтобы увеличить] Все генераторы переменного тока должны вращаться с определенной скоростью, чтобы поддерживать частоту переменного напряжения в определенных пределах.Генераторы переменного тока для самолетов должны обеспечивать частоту приблизительно 400 Гц. Если частота отклоняется более чем на 10 процентов от этого значения, электрические системы не работают правильно. Устройство, называемое приводом постоянной скорости (CSD), используется для обеспечения вращения генератора переменного тока с правильной скоростью для обеспечения частоты 400 Гц. CSD может быть независимым блоком или установлен в корпусе генератора. Когда CSD и генератор находятся в одном блоке, сборка известна как интегрированный приводной генератор (IDG).

CSD - это гидравлический агрегат, аналогичный автоматической коробке передач в современном автомобиле. Двигатель автомобиля может изменять обороты, при этом скорость автомобиля остается постоянной. Это тот же процесс, который происходит с генератором переменного тока самолета. Если двигатель самолета меняет скорость, частота вращения генератора остается постоянной. Типичный привод гидравлического типа показан на Рисунке 9-79. Этим устройством можно управлять электрически или механически. В современных самолетах используется электронная система.Привод с постоянной частотой вращения позволяет генератору генерировать ту же частоту при частоте вращения двигателя немного выше холостого хода, что и при максимальной частоте вращения двигателя.

Рисунок 9-79. Гидравлический привод с постоянной скоростью для генератора переменного тока.

Гидравлическая трансмиссия установлена ​​между генератором переменного тока и двигателем самолета. Гидравлическое масло или моторное масло используется для работы гидравлической трансмиссии, которая обеспечивает постоянную выходную скорость для привода генератора переменного тока. В некоторых случаях это же масло используется для охлаждения генератора, как показано в разрезе CSD на Рис. 9-79.Входной ведущий вал приводится в действие коробкой передач авиационного двигателя. Выходной ведущий вал на противоположном конце коробки передач входит в зацепление с приводным валом генератора переменного тока. CSD использует узел гидравлического насоса, механический регулятор скорости и гидравлический привод. Обороты двигателя приводят в движение гидронасос, гидропривод вращает генератор. Блок управления скоростью состоит из качающейся пластины, которая регулирует гидравлическое давление для управления выходной скоростью.

На Рисунке 9-80 показана типичная электрическая схема, используемая для управления частотой вращения генератора.Схема управляет гидравлическим узлом типичного CSD. Как показано, частота вращения на входе генератора контролируется тахометром (тахометром) -генератором. Сигнал тахогенератора выпрямляется и отправляется на клапанный узел. Узел клапана содержит три электромагнитные катушки, которые приводят в действие клапан. Выходной сигнал генератора переменного тока передается через схему управления, которая также питает узел гидравлического клапана. Уравновешивая силу, создаваемую тремя электромагнитами, клапанный узел регулирует поток жидкости через автоматическую трансмиссию и регулирует скорость генератора переменного тока.

Рисунок 9-80. Схема управления скоростью. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Следует отметить, что генератор переменного тока также выдает постоянную частоту 400 Гц, если этот генератор приводится в действие непосредственно двигателем, который вращается с постоянной скоростью. На многих самолетах вспомогательная силовая установка работает с постоянной частотой вращения. Генераторы переменного тока, приводимые в действие этими APU, обычно приводятся в действие непосредственно двигателем, и CSD не требуется. Для этих устройств органы управления двигателем APU контролируют выходную частоту генератора. Если выходная частота генератора переменного тока изменяется от 400 Гц, регулятор скорости APU соответственно регулирует обороты двигателя, чтобы поддерживать выходную мощность генератора в определенных пределах.

Системы управления генераторами переменного тока

Современные летательные аппараты, в которых используются генераторы переменного тока, используют несколько компьютеризированных блоков управления, обычно расположенных в отсеке оборудования самолета для регулирования мощности переменного тока по всему самолету. На Рис. 9-81 показана фотография типичного отсека для оборудования и компьютеризированных блоков управления.

Рисунок 9-81. Вынесите сменные блоки в стойку для оборудования.

Поскольку генераторы переменного тока используются на самолетах большой транспортной категории, предназначенных для перевозки сотен пассажиров, их системы управления всегда имеют резервные компьютеры, которые обеспечивают безопасность в случае отказа системы.В отличие от систем постоянного тока, системы переменного тока должны обеспечивать, чтобы выходная частота генератора переменного тока оставалась в установленных пределах. Если частота генератора переменного тока изменяется от 400 Гц, или если два или более генератора переменного тока, подключенных к одной шине, не совпадают по фазе, происходит повреждение системы. Все блоки управления генератором переменного тока содержат схемы, регулирующие как напряжение, так и частоту. Эти блоки управления также контролируют множество факторов для обнаружения любых сбоев системы и принятия защитных мер для обеспечения целостности электрической системы.Два наиболее распространенных блока, используемых для управления генераторами переменного тока, - это блок управления питанием шины (BPCU) и GCU. В этом случае используется термин «генератор», а не генератор, хотя значение то же самое.

GCU - это главный компьютер, который управляет функциями генератора. BPCU - это компьютер, который контролирует распределение мощности переменного тока по шинам распределения питания, расположенным по всему самолету. Обычно для контроля и управления каждым генератором переменного тока используется один блок GCU, и на самолете может быть один или несколько блоков BPCU.BPCU описаны ниже в этой главе; Однако обратите внимание, что BPCU работает вместе с GCU для управления AC на современных самолетах.

Типичный GCU обеспечивает поддержание постоянного напряжения в генераторе переменного тока, обычно от 115 до 120 вольт. GCU гарантирует, что максимальная выходная мощность генератора никогда не будет превышена. GCU обеспечивает обнаружение неисправностей и защиту цепи в случае отказа генератора. GCU контролирует частоту переменного тока и обеспечивает выходную мощность, если генератор остается на 400 Гц.Основной метод регулирования напряжения аналогичен применяемому во всех системах генератора переменного тока; выходная мощность генератора регулируется путем изменения напряженности магнитного поля. Как показано на рис. 9-82, блок GCU управляет магнетизмом поля возбудителя в бесщеточном генераторе переменного тока для управления выходным напряжением генератора. Частота регулируется гидравлическим блоком CDS в сочетании с сигналами, отслеживаемыми GCU.

Рисунок 9-82. Схема управления магнитным полем возбудителя на ГПА. [щелкните изображение для увеличения] GCU также используется для включения или выключения генератора переменного тока.Когда пилот выбирает работу генератора переменного тока, блок GCU контролирует выходную мощность генератора, чтобы убедиться, что напряжение и частота находятся в установленных пределах. Если GCU удовлетворен выходной мощностью генератора, GCU отправляет сигнал на электрический контактор, который соединяет генератор с соответствующей шиной распределения переменного тока. Контактор, который часто называют выключателем генератора, в основном представляет собой электромагнитный соленоид, который управляет набором больших контактных точек. Большие точки контакта необходимы для того, чтобы выдерживать большой ток, производимый большинством генераторов переменного тока.Этот же контактор активируется в случае, если GCU обнаруживает неисправность на выходе генератора; однако в этом случае контактор отключит генератор от шины.

Бортовой механик рекомендует

Разница между генератором и генератором на

и сравнительная таблица

Основное различие между генератором и генератором состоит в том, что в генераторе якорь неподвижен, а система возбуждения вращается, тогда как в генераторе якорь вращается, а поле неподвижно.Якорь генератора установлен на неподвижном элементе, называемом статором, а обмотка возбуждения - на вращающемся элементе. А подключение генератора - как раз наоборот. Остальные различия между ними показаны ниже в сравнительной таблице.

Генератор и генератор переменного тока работают по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея. Генератор индуцирует как переменный, так и постоянный ток, а генератор вырабатывает только переменный ток. Ротор генератора находится внутри стационарного магнитного поля.Стационарное магнитное поле создается магнитными полюсами. Ротор движется внутри магнитного поля, пересекает магнитную силовую линию, которая индуцирует ток в проводе.

Каждые пол-оборота ротора изменяют направление тока, что вызывает переменный ток. Для получения переменного тока концы цепи напрямую подключаются к нагрузке. Но для выработки постоянного тока концы провода подключаются к коммутатору. Коммутатор преобразует переменный ток в постоянный.

Содержание: Генератор против генератора

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Генератор Генератор
Определение Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного тока. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую (переменного или постоянного тока).
Ток Индуцирует переменный ток Генерирует как переменный, так и постоянный ток.
Магнитное поле Вращающееся Неподвижное
Вход питания Отводится от статора. Отводится от ротора.
Якорь Стационарный Вращающийся
Выходная ЭДС Переменная Постоянная
об / мин (число оборотов в минуту) широкий диапазон узкий диапазон
Разрядился аккумулятор Не заряжать Зарядить
Выход Высшее Нижнее

Определение генератора

Синхронный генератор или генератор переменного тока - это машина для преобразования механической энергии первичного двигателя в электрическую мощность переменного тока с определенным напряжением и частотой.Трехфазные генераторы используются, потому что они имеют несколько преимуществ в распределении, генерации и передаче. Для массового производства электроэнергии большой генератор переменного тока используется на тепловых, гидро- и атомных электростанциях.

Магнитный полюс ротора возбуждается постоянным током поля. Когда ротор вращается, магнитный поток разрезает проводник статора, и, следовательно, в них индуцируется ЭДС. Как магнитный полюс, попеременно вращающий N и S, они индуцируют ЭДС и ток в проводнике якоря, которые сначала вращаются по часовой стрелке, а затем против часовой стрелки.Таким образом, генерируется переменный ток.

Определение генератора

Генератор преобразует механическую энергию в электрическую или мощность. Работа генератора основана на принципе закона электромагнитной индукции Фарадея, то есть всякий раз, когда проводники отсекают магнитный поток, индуцируется ЭДС. Эта ЭДС заставляет ток течь, если проводник закрыт. Магнитное поле и проводники - две основные части генераторов.

Генератор имеет прямоугольную вращающуюся катушку, которая вращается в магнитном поле вокруг своей оси.Магнитное поле создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом. Концы змеевика соединены двумя контактными кольцами. Контактное кольцо собирает ток, наведенный в катушке, и передает его на внешнее нагрузочное сопротивление R. Вращающаяся катушка называется медным якорем.

Ключевые различия между генератором и генератором

  1. Генератор переменного тока - это машина, которая преобразует механическую энергию от первичного двигателя в переменный ток, тогда как генератор преобразует механическую энергию от первичного двигателя в переменный или постоянный ток.
  2. Генератор индуцирует переменный ток, тогда как генератор вырабатывает как переменный, так и постоянный ток. Генератор вырабатывает переменный ток, который преобразуется в постоянный с помощью коммутатора.
  3. Генератор переменного тока имеет вращающееся магнитное поле, тогда как генератор имеет вращающееся магнитное поле для генерации высокого напряжения, а стационарное магнитное поле низкого напряжения используется.
  4. Генератор получает питание от статора, а генератор получает питание от ротора.
  5. Якорь генератора переменного тока неподвижен, а в случае генератора - вращается.
  6. Выходная ЭДС генератора переменного тока переменная, а выходное напряжение генератора постоянное.
  7. Генератор имеет широкий диапазон оборотов в минуту, тогда как генератор имеет узкий диапазон оборотов (оборотов в минуту).
  8. Генератор не заряжает полностью разряженную батарею, тогда как генератор заряжает разряженную батарею.
  9. Мощность генератора выше, чем у генератора.

Генератор меньше по размеру и занимает меньше места, тогда как генератор требует большого пространства.

Подготовка к испытаниям ASE - система зарядки, генератор, регулятор

1. Генератор кисть едет по:

скольжения кольцо.
коммутатор.
ротор.
диод.

2. Напряжение регулятор напрямую управляет:

ток возбуждения.
выходной ток.
цепь статора.
исправление.

3.Если дирижер перемещается через магнитное поле:

создается тепло.
создается напряжение.
магнитное поле увеличивается.
магнитное поле уменьшается.

4. Магнитный поле в генераторе переменного тока разработано в:

статор.
ротор.
арматура.
ни один из вышеперечисленных.

5. Ротор ток возбуждения контролируется для регулирования

выходной ток генератора.
напряжение на диоде.
сопротивление статора.
ни один из вышеперечисленных.

6. Когда больше всего электрических аксессуаров включены, электрические система потребует (потребуется):

нижняя мощность генератора.
более высокая мощность генератора.
оба а и Б.
ни А, ни Б.

7. В генератор переменного тока преобразуется в постоянный ток по телефону:

статор.
кисти.
выпрямитель.
регулятор.

8. Назначение статора генератора до:

изменить переменный ток на постоянный.
иметь наведенное напряжение в его обмотках.
создать сильное магнитное поле.
провести ток возбуждения.

9.Когда входное напряжение регулятора уменьшается, выход генератора напряжение должно нормально:

увеличение.
уменьшение.
оставаться прежним.
Включите индикатор зарядки лампы.

10.Аккумулятор завышенная сумма может быть связана с:

ослаблен ремень привода генератора.
неисправен регулятор.
высокая скорость вождения.
высокое сопротивление в цепи возбуждения.

11. Если система зарядки ниже номинальной мощности, техник должен следующий тест:

сопротивление цепи заземления.
сопротивление изолированной цепи.
выход генератора (испытание во всем поле).
ни один из вышеперечисленных.

12. Зарядка Проверка выходной мощности системы для генератора переменного тока на 70 А указывает на 64 А. вывод. Техник А говорит, что выход генератора (полное поле) необходимо провести тест, чтобы определить, какой компонент должен заменить.Техник B говорит, что выходной мощности достаточно и ничего нужно сделать. Кто прав?

техник А.
техник Б.
оба A и B.
ни А, ни Б.

13. Автомобиль не прошел тест выходной мощности системы зарядки.Техник А говорит, если вы подавать на генератор полный ток, а зарядка напряжение и ток увеличиваются до нормального уровня, обычно вы плохой регулятор. Техник B говорит, что некоторые генераторы могут быть полностью заряженным путем заземления вывода аккумуляторной батареи генератора. Кто прав?

Только техник А.
Только техник B.
и техник А, и техник Б.
ни техник А, ни техник Б.

14. Пока проверка генератора переменного тока с помощью осциллографа и формы волны появляется, как показано ниже. Что бы это означало:

состояние нормальное.
проблема с переключающим транзистором рекулятора.
проблема с диодами.
проблема со статором.

15. Когда выполнение теста выходной мощности системы зарядки с использованием нагрузки ВАТ-40 тестером обороты двигателя должны быть:

Обороты холостого хода.
2000 об / мин
4000 об / мин
Широко открытый дроссель.

16. Когда выполнение теста выходной мощности системы зарядки с использованием нагрузки ВАТ-40 Тестер, для проверки токового выхода необходимо загрузить аккумулятор:

до не менее 13.0 вольт.
до не менее 12,0 вольт.
до не менее 11,0 вольт.
до не менее 9,6,0 вольт.

17. В Тест выполняется на рисунке ниже. Что максимально допустимая спецификация?

0.1 вольт.
0,2 вольта.
0,5 вольт.
1,0 вольт.

18. Выпрямитель Мост тестируется с DVOM, установленным на «DIODE CHECK». Один вывод подключен к выводу диода, а другой вывод подключен к корпусу диода. Затем соединения меняются местами и оба чтения отмечены.Одно значение - "OL", другое - 0,5 В. Техник А говорит, что диод закорочен. Техник B говорит, что это нормальное показание. Кто прав?

техник А.
техник Б.
оба A и B.
ни А, ни Б.

19.В течение проверка выхода генератора, вы обнаружите, что выход равен нулю ампер и напряжение 12 вольт. Ваш следующий шаг должен быть таким:

заменить регулятор.
полноправный (проверка выхода генератора) генератор и проверка чтения.
снимите генератор для стендовых испытаний.
проверить аккумулятор.

20. Высокая сопротивление в выходной цепи генератора часто бывает вызвано?

разряженный аккумулятор.
закороченный диод.
ослабленные или корродированные соединения.
плохой регулятор.

21.Тип А (Заземленный-Регулятор) система зарядки полноценно работает при подключении перемычка из серии:

Вывод «F» регулятора на положительный вывод аккумуляторной батареи.
клемма «F» генератора на массу.
положительный полюс аккумуляторной батареи на массу.
положительный полюс аккумуляторной батареи к клемме аккумуляторной батареи генератора.

22. Техник A говорит, что обычно напряжение системы зарядки выше, чем обычно. вызвано неисправным диодом выпрямителя генератора. Техник B говорит, что неисправный аккумулятор может повлиять на систему зарядки.

техник только
только техник B
оба техника A и B
ни техники A, ни B

23.Зарядка Обсуждается система: двигатель, работающий на 2000 об / мин, фары дальнего света включены, а вентилятор нагнетателя установлен на высокую мощность скорость. На выходном проводе генератора измеряется ток и напряжение измеряется на батарее.

Технические характеристики: Генератор не более 70 А, напряжение регулятора от 14,1 до 14,9.

Техник A говорит, что выходной ток генератора должен быть выше 30 ампер и вольтметр должен показывать 14.1 и 14.9. Техник B говорит, что это слишком мало, и генератор должен быть на 70 ампер и не ниже 14.1. Кто прав?

техник только
только техник B
оба техника A и B
ни техники A, ни B

24.Зарядка система не прошла системный тест (5 ампер при 12,7 вольт). Генератор Выходные полные испытания выполняются. Техник обнаруживает, что мощность генератора теперь находится в пределах 10% от его номинальной мощности. Следовательно:

регулятор неисправен
генератор неисправен
существует проблема с проводкой
как регулятор, так и генератор неисправны

Kia Soul: Схема генератора - Система зарядки

COM-сигнал - Когда Контролируя генерируемое напряжение, ECM отправляет целевой данные напряжения на генератор через сигнал PWM.(Высокое напряжение: 4 В или выше, низкое напряжение: 2 В или ниже)

Сигнал FR - сигнал активации транзистора внутри контролирует генератор напряжение, генерируемое генератором переменного тока для управления возбуждением ток до того, как он отправит сигнал FR на ECM. (При определенных Частота вращения / электрические нагрузки, режим FR может оставаться статическим. Тем не мение, чаще всего частота вращения, электрическая нагрузка, целевое напряжение и т. д.находятся всегда меняется в автомобиле, поэтому FR также должен постоянно меняться)

L сигнал - повороты на контрольной лампе аккумулятора на приборной панели, когда аккумулятор неисправности системы зарядки. (Условия включения лампа - перезаряд, переразряд, внутри перегорела катушка возбуждения генератора)

Терминал B + - выходное напряжение от генератора передается на аккумулятор через клемму B +.

Компоненты генератора
1. Обгонной шкив разъединителя генератора (OAD) 2. Передний кронштейн 3. Передний подшипник 4. Статор 5. Ротор 6. Задний подшипник 7. Задний корпус 8. Сборка регулятора 9. Тр ...
Снятие генератора
1. Отсоедините отрицательную клемму аккумуляторной батареи. 2. Отсоедините разъем воздушного компрессора (A) и генератор. разъем (B) и снимите th...
См. Также:

Используйте одобренный антифриз для мытья окон в системе
Чтобы вода в системе мойки окон не замерзла, добавьте одобренный антифриз. раствор антифриза для стеклоомывателя в соответствии с инструкциями на упаковке. Имеется антифриз омывателя окон ...

Проверка оси задней торсионной балки
1. Проверить ступицу на наличие трещин и шлицы на износ. 2.Проверить балку заднего моста на наличие трещин. ...

Технические характеристики вентилятора

Технические характеристики
Скорость вращения вентилятора Охлаждающий вентилятор (%) Скорость вентилятора (об / мин) 0 00110

012003301500440180055021006602450770260088028009

0 ...

Ссылка на генератор переменного тока

Rx-7 и схема обмена ссылками на генератор переменного тока

Rx-7 перекрестная ссылка и таблица обмена

Rx-7 Генератор перекрестных ссылок и схема замены

Общие наблюдения:
Я получил отзывы от пары человек.Кажется, есть несколько вариаций в текущих рейтингах. Могу только предположить, что это результат запущенного производства изменения, внесенные Mazda или их поставщиками ...

Фотографии различных генераторов


* Требуется перемонтировать цепь генератора. При установке генератора LS (S5 или S6) на более ранний автомобиль (S2-S4) вы нужно сделать больше, чем просто поменять разъем. На основании сравнения схем подключения и других информационных ресурсов, которые я согласен с, я пришел к следующим выводам:
  • Диоды не решат проблему правильно.
  • Реле
  • не решит проблему правильно.
  • Тип генератора LS требует ссылки постоянной мощности на S (смысле?) линия.

Схемы:

Для преобразования системы LR в систему LS необходимо изменить Цепь "R" к цепи "S" путем перемещения соединенного провода к генератору постоянного тока батареи. Если тебе не комфортно делая это, я бы рекомендовал придерживаться «совместимого с вилкой» Генератор переменного тока или попросите ремонтную мастерскую перестроить ваш на более современный.

Чтобы изменить проводка на основе схем подключения выше:

  1. Отсоедините провод массы аккумулятора.
  2. Заменить вилку генератора на жгуте проводов двигателя: WB на WB (Белый / Черный след). Приклейте провод BW (черный / белый след) к двигателю. упряжь.
  3. Подключите WL (белый / синий след) на разъеме нового генератора к соответствующему предохранителю. (15A-30A), источник +12 В. Предпочтительно блок плавкой вставки или аналог.
  4. Подсоедините провод заземления аккумуляторной батареи.

Домашняя страница


Все права защищены © Джон Шуберт, если не указано иное.

Заявление об ограничении ответственности: я не несу ответственности за точность этой информации или электрическое повреждение, которое может возникнуть в результате неправильного подключения.

Эта страница была открыта раз.

$ Дата: 02.09.2005 18:48:16 $

ГЕНЕРАТОР СТАРТЕР НАСТОЛЬНЫЙ ТЕСТЕР

Тестер пускателя 500 серии
, свободный ход

12, 24, 32 В, тестер для тяжелых условий эксплуатации для автомобилей и дизельные стартеры, с соленоидами или без них.Требуется 120/240 В переменного тока ток, 60 Гц.

K500: K524:

  • Два 3-дюймовых метра: показывают падение напряжения при запуске, 0-15 вольт. Показывает пусковой ток 0-300 ампер.
  • Простые в использовании тиски для быстрой загрузки и разгрузки стартер.
  • Контрольная лампа зажигания "R".
  • 12 вольт постоянного тока, 300 ампер.
  • 115 В переменного тока, 60 Гц.
  • Вес в упаковке: 50 фунтов.
  • Ширина 18 дюймов, высота 12 дюймов, глубина 24 дюйма
  • Двойной 4-1 / 2-дюймовый амперметр и вольтметр 0-50 вольт и 0-500 ампер.
  • Трансформатор для тяжелых условий эксплуатации.
  • Кремниевые выпрямители для тяжелых условий эксплуатации.
  • 12-24-32 В постоянного тока, 500 Ампер.
  • 230 В переменного тока, 60 Гц.
  • Вес в упаковке: 80 фунтов.
  • Ширина 24 дюйма, высота 20 дюймов, глубина 32 дюйма

K532:

  • То же, что K524, за исключением:
  • 12-24-32 В постоянного тока, 500 А
  • Вес в упаковке: 110 фунтов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *