Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 1

Генераторы тока: переменного и постоянного

Классификация

Существуют генераторы постоянного тока с независимым возбуждением обмоток, с самовозбуждением. Последние модели используют электричество, которое ими же вырабатывается. По способу объединения обмоток якорей альтернаторы делят на устройства с возбуждением следующих типов:

  • смешанным;
  • параллельным;
  • последовательным.

Схема генератора постоянного тока представлена на картинке 5.

Схемы альтернатора 

С параллельным возбуждением

Чтобы электроприборы работали в нормальном режиме, необходимо стабильное напряжение, которое не зависит от изменений в общей нагрузке. Эта проблема решается методом настройки параметров возбуждения. В таких генераторах катушка подключена (через реостат) параллельно обмотке якоря. Реостат может замыкают обмотку. В противном случае при разъединении цепи возбуждения внезапно повысится ЭДС самоиндукции, что может повредить изоляционный материал. В состоянии непродолжительного замыкания энергия превращается в тепловую, чем предотвращается разрушение устройства.

Электромашины с возбуждением такого вида не требуют внешнего источника питания. Самовозбуждение обмоток происходит под действием остаточного магнетизма в сердечнике магнита. Последние, для улучшения описанного процесса, производят из стали. Самовозбуждение длится до тех пор, пока ток не станет максимальным, а электродвижущая сила не покажет номинальное значение.

Преимущество вышеописанных электрогенераторов в том, что на них почти не влияют электротоки при коротком замыкании.

С независимым возбуждением

Источниками питания для обмоток нередко стают аккумуляторы или же иные устройства. В машинах с малой мощностью применяются постоянные магниты, обеспечивающие присутствие главного магнитного потока. На валу альтернатора располагают микрогенератор (возбудитель), который вырабатывает электроток для возбуждения якорных обмоток. Для этой цели необходимо от 1 до 3 % номинального тока якоря. Изменение электродвижущей силы выполняется регулирующим реостатом.

Достоинство: на возбуждающий ток не имеет воздействия напряжение на зажимах.

С последовательным возбуждением

Последовательными обмотками вырабатывается ток, который равняется электротоку альтернатора. В случае холостого хода отсутствует нагрузка, поэтому возбуждение нулевое. Это обозначает, что регулировочные свойства не существуют.

В агрегате с последовательным возбуждением почти нет тока, если ротор вращается на холостых оборотах. Чтобы запустить возбуждение, требуется подключение нагрузки к зажимам устройства. Явная связанность напряжения с нагрузкой считается огромным минусом последовательных обмоток. Подобные агрегаты используются лишь для питания электрических приборов, у которых нагрузка постоянная.

Со смешанным возбуждением

Самые лучшие свойства собраны в конструкции агрегатов со смешанным возбуждением. Особенность устройств в том, что они состоят из двух катушек:

  • основная — подключена параллельным способом к обмоткам якоря;
  • вспомогательная — подключена последовательным способом.

В цепи основной присутствует реостат, который регулирует ток возбуждения. Процедура самовозбуждения генератора со смешанным типом такая же, как у агрегата с параллельными обмотками (в самовозбуждении не принимает участия последовательная обмотка, так как отсутствует исходный ток). А свойства холостого хода идентичны характеристикам генератору с параллельной обмоткой. Такие особенности разрешают настраивать напряжение на зажимах устройства.

Онлайн генератор ответов Да Нет

Данный онлайн бесплатный генератор ответов да нет можно сказать прост и использует принцип игры Орел или Решка, которая знакома каждому. Если вы сомневаетесь в чем-то, либо не можете выбрать из двух вариантов да или нет рандом. Тогда смело обращайтесь к нашему онлайн-генератору! Он ответит Вам на самые важные и волнующие вопросы. Его работа уникальна, поэтому ответ никогда нельзя предугадать, только предположить потому что принцып его работы построен как генератор случайных чисел.

Как использовать генератор да нет

Для использования бесплатного генератора можно ввести свой вопрос в верхней части экрана. Затем нажать на кнопку генерации ответа ниже. После чего вы получите ответ. Когда ответ не устраивает, можно генератор заставить ответить еще раз. Нажав на кнопку СГЕНЕРИРОВАТЬ – вы получите новое значение либо оно повторится. Если вы думаете, что получите сухой нечему не обязывающий ответ, то это глубокое заблуждение. Генератор ответов анализирует состояние вашей ауры. Вычисляет положение звезд по отношению к земле. Узнает персональный гороскоп. Анализирует состояние вашего устройства, и только тогда дает ответ, учитывая все данные. На самом деле, работа генератора проста. Это выдача рандомных ответов, да или нет, которые не от чего не зависят.

Дизельные генераторы

Дизельные генераторы в отличии от бензиновых применяются для долгосрочного использования, и являются более экономичными. Дизельгенераторы мощностью от 3 до 5 кВт используют на частных производствах, в жилых зданиях, общественных организациях. Они подходят для тех у кого часто бывают перебои с электрообеспечением или нет электросети вообще. Дизельные генераторы помощнее от 5 до 9 кВт это более профессиональные апараты  для обеспечения длительного и качественного электропитания для различных электроприборов частного дома, на даче, на складах, предприятиях,  мероприятиях. Их также можно использовать там где бывают частые перебои с электрическим питанием, или где электросети нет вообще.

Преимущества и недостатки

У бензинового генератора для дома, как и у любого устройства, есть свои положительные и отрицательные стороны. Начнем знакомиться с плюсами, к ним можно отнести следующее:

  • Достаточно демократичная цена. Бензиновый генератор можно приобрести за сумму от 3 до 50 тысяч рублей в зависимости от мощности;
  • Идеально подходит для небольших нагрузок. Малое количество электрических приборов на даче – это как раз то, с чем прекрасно справляется бензиновый генератор;
  • Мобильность. Подобные агрегаты весят мало, поэтому их можно с легкостью переносит с места на место;
  • Легкий пуск и простота управления. Бензиновый генератор электрического тока запустить намного легче, чем его дизельный или газовый аналог. Да и сама эксплуатация не потребует от вас больших усилий;
  • Такие устройства работают гораздо тише, чем их дизельные собратья. Бензиновый генератор электрического тока можно разместить в помещении, даже не обладающем звукоизоляцией.

Недостатком можно считать относительно невысокую мощность. Такие устройства идеально подходят для дачи, а вот если в вашем доме много электрических приборов, то с такой нагрузкой оно может не справиться. Если нужно большое количество электричества, то лучше выбирать дизельные агрегаты.

Кроме этого, к недостаткам можно отнести дороговизну топлива. Так как бензиновый генератор потребляет много, то стоимость одного киловатта выдаваемой энергии может быть весьма дорогой. Также из-за большого потребления приходится часто доливать бензин в бак, что также можно назвать отрицательной стороной.

Что лучше: бензин, солярка или газ?

Хотя бензиновые генераторы стоят меньше дизельных аналогов, компактнее и тише работают, но если вы собираетесь использовать свой электрогенератор круглый год, рекомендуем приобрести дизельный генератор. Такого типа генераторы очень экономичны, обладают большей производительностью, стабильно работают при низких температурах. Также нужно учитывать и то, что солярка дешевле бензина, а это при длительной эксплуатации скажется на результирующей стоимости выработанной электроэнергии.

Бензиновые генераторы, обычно имеющие только воздушное охлаждение, ограничены по выдаваемой мощности, и могут непрерывно работать, как правило, не более 24 часов. А это означает, что они не годятся для круглосуточного использования. Но бензиновый электрогенератор может все-таки считаться наиболее оптимальным вариантом в случае применения его на небольшой стройке и на даче из-за своей надежности, простоты эксплуатации, дешевизны и использования самого распространенного вида топлива.

Электрогенераторы, работающие на солярке (дизельные), в полтора—два раза дороже, чем бензиновые, но они более экономичны. Эти электростанции применяют:

А) на стройплощадках;

Б) в промышленной сфере;

В) в офисах;

Г) в частных домовладениях и т.п.

Газовые электрогенераторы могут работать или, используя пропан-бутановые смеси, или на природном газе. Эти агрегаты представляют собой высокотехнологичные установки, в которых тепловая энергия, получаемая в результате сжигания газа (природного или сжиженного), преобразуется в электрическую энергию.

Основными достоинствами этого типа генераторов являются их высокая экономичность и экологическая безопасность, так как вещества, получающиеся в результате горения газа, не являются токсичными, а копоть не образуется. Кроме того, стоимость вырабатываемой с их помощью электроэнергии, меньше, чем при использовании дизельных и бензиновых генераторов.

Частота переменного тока, вырабатываемого генератором

Данные генераторы являются синхронными, то есть угловая скорость (число оборотов) вращающегося магнитного поля линейно зависит от угловой скорости (числу оборотов) ротора генератора и асинхронными, в которых имеется скольжение, то есть, отставание магнитного поля статора от угловой скорости ротора. Ввиду некоторой громоздкости регулирования асинхронные генераторы получили небольшое распространение.

Если ротор генератора двухполюсный, то за один его полный оборот индуктированная электродвижущая сила совершит полный цикл своих изменений.

Следовательно, частота электродвижущей силы синхронного генератора будет: f=n60{\displaystyle f={\frac {n}{60}}},

где

f{\displaystyle f} — частота в герцах;

n{\displaystyle n} — число оборотов ротора в минуту.

Если генератор имеет число пар полюсов p{\displaystyle p}, то соответственно этому частота электродвижущей силы такого генератора будет

в p{\displaystyle p} раз больше частоты электродвижущей силы двухполюсного генератора: f=pn60{\displaystyle f=p{\frac {n}{60}}}.

Частота переменного тока в электрических сетях должна строго соблюдаться, в России и других странах она составляет 50 периодов в секунду (герц). В ряде стран, например в США, Канаде, Японии, в электрическую сеть подаётся переменный ток с частотой 60 герц. Переменный ток с частотой 400 герц применяется в бортовой сети самолётов.

В таблице показана зависимость частоты генерированного переменного тока от количества магнитных полюсов и числа оборотов генератора

Данный фактор следует учитывать при конструировании генераторов.

Число полюсовЧисло оборотов ротора для частоты 50 герц,в 1 минутуЧисло оборотов ротора для частоты 60 герц,в 1 минутуЧисло оборотов ротора для частоты 400 герц,в 1 минуту
23 0003 60024 000
41 5001 80012 000
61 0001 2008 000
87509006 000
106007204 800
125006004 000
14428,6514,33 429
163754503 000
18333,34002 667
203003602 400
401501801 200

Например, паровая турбина наиболее оптимально работает при 3000 оборотов в минуту, число полюсов генератора равняется двум.

Например, для дизельного двигателя, применяемого на дизельных электростанциях, наиболее оптимальный режим работы 750 оборотов в минуту, тогда генератор должен иметь 8 полюсов.

Например, массивные и тихоходные гидравлические турбины на крупных гидроэлектростанциях вращаются со скоростью 150 оборотов в минуту, тогда генератор должен иметь 40 полюсов.

Данные примеры приведены для частоты переменного тока 50 герц.

Классификация генераторов

Существует несколько признаков, на основании которых электрический генератор можно отнести к одной из разновидностей:

  • Сфера применения.
  • Режимы работы.
  • Фазность.
  • Автономность.

Эксплуатация

По каждому из признаков надо изучить модель заранее, тогда и выбор проще будет сделать.

Автономность

Полная независимость от централизованных источников энергии — одно из главных преимуществ, которыми обладают современные генераторы. В зависимости от этого показателя, модели делятся на мобильные либо стационарные.

Стационарные

Речь идёт о генераторных станциях, в основе работы которых — дизельные двигатели. Подходят для снабжения электрической энергии потребителей, удалённых от других подобных объектов. Обеспечивают снабжение током на тех территориях, где даже малейшая остановка производственных процессов приведёт к серьёзным негативным последствиям.

Мобильные

Чаще всего эти агрегаты — самые компактные. Допускают перемещение в пространстве установки. У передвижных станций сфера применения довольно широка:

  1. Электросварка.
  2. Местное освещение.
  3. Снабжение током бытовых электроприборов, и так далее.

Обслуживание и ремонт

Внутри оборудования размещают двигатель внутреннего сгорания, который способен работать на дизельном топливе либо бензине. Агрегаты отличаются друг от друга по габаритам. Одного человека хватает, чтобы перемещать только самые маленькие устройства. Но есть мобильные варианты, монтаж которых проводят на автомобильных прицепах.

Фазность

Агрегаты разделяют на трёх- и однофазные в зависимости от внутренней структуры устройств.

Однофазные

Отличаются способностью производить однофазный ток. Питание бытовых приборов — главное назначение устройств. Обычно аппараты выпускают мобильными, чтобы с ними было проще обращаться. Частные домовладения — объекты, внутри которых однофазные агрегаты можно встретить чаще всего. Например — для удовлетворения различных нужд на бытовом уровне.

Трёхфазные

Питание силового электрооборудования — вот в чём состоит основная функция. Иногда происходит разделение такой энергии по нескольким фазам. Для питания электропроводки это очень удобное решение, позволяющее развести линию на несколько частей.

Интересно! Главное — чтобы мощность потребления у всех линий оставалась примерно одинаковой. Генератор быстро выходит из строя, если между значениями образуется серьёзная разница.

Режимы работы

Основные и резервные — две главные разновидности режимов работы согласно этой классификации.

Основные

Такие аппараты созданы, чтобы работать на постоянной основе. Группу промышленных установок представляют мощные электрогенераторы, снабжённые дизельными двигателями. Актуальны для объектов, которым наличие электрической энергии требуется постоянно.

Резервные

По названию легко понять, что такие электрические генераторы применяются лишь в некоторых, исключительно крайних случаях. Например, если централизованное электроснабжение отключают на некоторое время. Такие приборы могут включаться, если срабатывает реле, реагирующее на уменьшение напряжения. Беспрерывная работа допустима только на протяжении нескольких часов.

Сфера применения

Генераторы выпускают с расчётом на два основных направления — бытовые условия либо промышленные объекты.

В быту

Выбор бытовых генераторов на современном рынке порадует любого потребителя, вне зависимости от масштабов и запросов. Обычно выбирают однофазные установки, способные наладить бесперебойное снабжение электрическим током при аварийных ситуациях. Питание выносного электрооборудования — ещё одна сфера применения. Качество тока становится особенно важным показателем, если речь идёт о бытовых электроприборах, применяющих цифровую элементную базу. В этом случае энергия должна обладать такими параметрами: 220 В, 1 А, 50 Ггц.

На даче

При электросварочных работах применяют установки, обладающие повышенной мощностью. Преимущество в том, что для формирования электромеханической дуги вырабатывается ток с серьёзной силой.

Обратите внимание! Если в инструкции не описано сразу применение для электросварки, то стоит отказаться от подобной идеи. Иначе генераторы быстро портятся

Промышленные объекты

Чаще речь идёт о независимых мощных стационарных установках. Они актуальны для промышленных предприятий и целых жилых районов, больниц, общественных учреждений с высокой проходимостью. Тогда такие механические приспособления актуальны.

Виды

Генераторы различаются по нескольким видам.

По типу топлива

Генератор может работать на дизеле, бензине или газу. Также встречаются модели, которые включают в себя сразу две системы, которые предназначены для разных типов топлива. Тип используемого горючего никак не будет влиять на итоговую мощность генераторов.

Дизельные генераторы

Дизельные генераторы разработаны для бесперебойной автономной работы.

Дизельный генератор

Несмотря на имеющиеся минусы в виде шума и чувствительности к температурам, он получил свое распространение по причине экономичности, ведь дизель дешевле бензина, а заправляется намного проще, чем газовый аналог.

Бензиновые

Самые бюджетные модели работают исключительно на бензине. Но при этом вытекает крупный минус — стоимость отопления, так как бензин крайне дорогой в сравнении с другими типами топлива. Но модель с такой топливной системой отлично подойдет для домов, где использование генератора — редкость.

Газовые генераторы

Высокая цена окупается низкой стоимостью газа. Топливо может подаваться напрямую из магистрали, что позволяет избавиться от необходимости постоянной замены баллонов. Модели могут отличаться, так как генератор для магистрали не предназначен для работы на сжиженном баллонном газу.

Комбинированные

Если покупатель не знает, какой электро генератор выбрать, то он может воспользоваться комбинированными версиями.

Комбинированный генератор

Такие устройства включают в себя сразу две системы подачи топлива, между которыми можно переключаться в любой момент. Хорошие модели обойдутся дороже газовых из-за необходимости совмещения типов топлива.

В зависимости от выработки тока и мощности

Электронные приборы, установленные в доме, имеют различные параметры. Одни не могут перенести даже минимальные перепады напряжения, а другие работают независимо от типа и характеристик питающего генератора. Чтобы выбрать подходящий блок питания потребуется определиться с видом альтернатора, который устанавливается в устройство.

Синхронный генератор

Синхронный генератор включает в себя ротор, стартер и блок управления. Устройство работает таким образом, что ротор двигателя вращается, что заставляет вращаться и магнитное поле. Получаемая на выходе мощность будет зависеть от скорости вращения ротора.

Устройство синхронного генератора

Чтобы избежать изменения величины напряжения в ходе неправильной работы устройства генератор оборудуется блоком управления. Только так можно добиться необходимой точности выдаваемой мощности.

Большинство моделей оснащены именно таким методом. Это позволяет получить высококачественный ток, а само устройство буде защищено от перепадов напряжения. Но чтобы поддерживать работу такого устройства потребуется постоянно заменять щетки и чистить весь генератор.

Асинхронный

Модели этого типа состоять из стартера и ротора. Устройство стартера идентично, что и у синхронных моделей. В системе отсутствует связь между с ротором посредством электричества, осуществлять контроль за напряжением и током невозможно.

Асинхронные модели считаются более дешевыми из-за своего строения. Преимуществом является закрытый корпус, из-за чего устройство может применяться даже в помещении с большим количеством пыли.

Устройство асинхронного генератора

Устойчивость генератора к коротким замыканиям позволяет использовать его для сварочных аппаратов

Если же требуется подключать к сети устройства с электрическими двигателями или сплит-системы, то лучше обратить внимание на источники тока с другим способом выработки тока

Инверторный

Такой тип генераторов отправляет ток по сети через выпрямитель и аккумулятор, а не напрямую, как у других типов. Считаются самыми лучшими моделями на рынке благодаря низкому уровню шума, характеристикам выходного тока. Негативным нюансом является высокая стоимость инверторных устройств.

Модель на бензиновом двигателе — лучшая электростанция для дома, если генератор будет использоваться минимальное количество времени только в качестве запасного источника питания. Дизельные и газовые модели приобретаются для получения постоянного электричества в местах жительства, где электричество может быть отключено более чем на сутки.

*Цены актуальны на октябрь 2019 г.

https://youtube.com/watch?v=9iPUT02_jmk

Как работают генераторы постоянного и переменного тока

Понятно, что генератор электрического тока – это электромеханическая машина, вырабатывающая ток. Но на самом деле она есть преобразователь энергии: ветра, воды, тепла, чего угодно в ЭДС, которая уже вызывает ток в проводнике. Устройство любого генератора принципиально ничем не отличается от замкнутого проводящего контура, который вращается между полюсами магнита, как в первых опытах ученых. Только намного больше величина магнитного потока, создаваемого мощными постоянными или чаще электрическими магнитами. Замкнутый контур имеет вид многовитковой обмотки, которых в современном генераторе не одна, а минимум три. Все это сделано для того, чтобы получить как можно большую ЭДС.

Стандартный электрический генератор переменного тока (или постоянного) состоит из:

  • Корпуса. Выполняет функцию рамы, внутри которой крепят статор с полюсами электромагнита. В нем установлены подшипники качения роторного вала. Его изготавливают из металла, он также защищает всю внутреннюю начинку машины.
  • Статора с магнитными полюсами. На нем закреплена обмотка возбуждения магнитного потока. Его выполняют из ферромагнитной стали.
  • Ротора или якоря. Это подвижная часть генератора, вал которой приводит во вращательное движение посторонняя сила. На сердечнике якоря располагают обмотку самовозбуждения, где и образуется электрический ток.
  • Узла коммутации. Этот элемент конструкции служит для отведения электричества с подвижного вала ротора. Он включает в себя проводящие кольца, которые подвижно соединены с графитовыми токосъемными контактами.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации