Устройство и принцип действия электрогенератора, советы по исправлению неполадок. Как работает электрогенератор
Принцип работы электрогенератора: как работает электрогенератор
Основное назначение генератора – преобразование энергии носителя в электричество. Принцип работы электрогенератора практически такой же, как и у вашей машины работающей на топливе. Процесс кажется предельно простым до тех пор, пока вы не начнете вникать в детали.
У генератора, как и у машины, имеется двигатель, который работает на одном из ископаемых видов топлива: бензине, дизельном топливе или газе. После впрыска топлива в цилиндр, оно начинает гореть и превращается в быстро расширяющуюся газообразную смесь, которая толкает поршень вверх. При движении поршня приходит в движение прикрепленный к нему коленчатый вал. Последний, в свою очередь, вращает ведущий вал.
Чтобы вращать коленчатый вал с большей скоростью, можно использовать несколько поршней. Соответственно, будет получена большая мощность на выходе. Этот параметр обычно отмечается в технических характеристиках двигателя как количество цилиндров.
Когда коленчатый вал вращается, настало время рассмотреть процесс преобразования механической энергии в электрическую. В его основе лежит физический закон, сформулированный Майклом Фарадеем и Джозефом Генри. Закон раскрывает суть вопроса о том, как работает электрогенератор.
Этот закон гласит: если проводящий контур вращается в постоянном магнитном поле, то в контуре появляется разность потенциалов (электродвижущая сила или напряжение). А при возникновении напряжения в контуре через него начинает протекать электрический ток.
Основные компоненты генератора
Он состоит из двух основополагающих элементов: статора и ротора.
Статор является неподвижной частью устройства. Он состоит из трех медных обмоток, каждая из которых уложена вокруг сердечника, выполненного в виде набора пластин из мягкой электротехнической стали. Мягкая сталь необходима для усиления и концентрации магнитного поля в обмотках статора.
Вторая часть, вращающаяся благодаря коленчатому валу, называется ротором или якорем. Он содержит механизм для создания магнитного поля при вращении. Для небольших генераторов этот механизм состоит из постоянных магнитов, а для крупных – представляет собой конструкцию, в основе работы которой лежит принцип электромагнитной индукции (такие устройства также называют бесщёточными).
Регулировка напряжения
Ещё одним важным элементом является регулятор напряжения. Он позволяет регулировать напряжение и стабилизировать его при изменении частоты вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.
Этот процесс происходит следующим образом: часть выходного напряжения генератора подаётся на обмотку возбуждения через выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный. Затем, этот постоянный ток усиливает или ослабляет общее магнитное поле, создаваемое ротором. Подобная регулировка позволяет повысить производительность и получить необходимый уровень напряжения на выходе.
Однако, процесс занимает некоторое время, в течение которого выходное напряжение генератора достигнет требуемого значения. При резком увеличении нагрузок, регуляторы напряжения помогут избежать провалов напряжения и обеспечат стабильную работу генератора.
Системы охлаждения генератора
Существует два вида систем охлаждения: воздушная и жидкостная.
Система воздушного охлаждения представляет собой установку из вентилятора и радиатора, рассеивающего тепло. Основным элементом жидкостного охлаждения является хладагент, который циркулирует по трубам, поглощая тепло.
Правильное и бесперебойное функционирование этой системы поможет вам избежать перегрева электрогенератора и его последующего выхода из строя. Поэтому необходимо регулярно проверять работу системы охлаждения.
Все вышеописанные элементы являются основными для любого электрогенератора. Зачастую с ними в комплекте идут следующие не менее важные компоненты: аккумуляторные батареи для стартера и панель управления для удобства работы.
genport.ru
Принцип работы и устройство электрогенератора, советы по выявлению неполадок
Казалось бы, зачем нужно знать принцип функционирования, если можно просто произвести замену генератора или отдать его в ремонт? С нашей точки зрения для этого есть, по крайней мере, две причины.
Во-первых, чтобы правильно определить, какая часть «схемы» неисправна – сам генератор или что-то еще. Может, дело и не в нем, а в ненадежном креплении клемм и тому подобное?
Во-вторых, зная устройство и работу того или иного изделия, часто можно осуществить ремонт и самостоятельно, не тратя время на поиски «спецов» или магазина.
Нам кажется, что такое вступления вызовет некоторый интерес к данной статье, тем более что мы не будем «загружать» читателя теорией вперемежку с многочисленными формулами, а рассмотрим вопрос в упрощенном виде, исходя из того, что нам может пригодиться на практике.
Под таким названием – электрогенератор – подразумеваются любые устройства, которые в электрическую энергию преобразуют какой-нибудь другой ее вид (тепловую, механическую и так далее). Но чаще всего большинство из нас, особенно владельцы автомобилей и загородной недвижимости, сталкивается с изделиями, в которых «первичной» является энергия именно механическая.
Изображенные на фото модели электрогенераторов практически все видели, а у многих они имеются (по отдельности или в составе других аппаратов) в личной собственности.
Основные элементы
- Статор (система магнитов, заключенная в литом корпусе).
- Ротор (система проводников, намотанных особым образом).
- Токосъемное устройство – коллектор и щетки (графитовые), которые «снимают» с него напряжение, далее поступающее в электрическую цепь (например, автомобиля). Кстати, в некоторых моделях щетки отсутствуют.
В таких устройствах используется эффект самоиндукции. Проще говоря, это – возникновение электрического тока в проводнике, расположенном в ЭМ вращающемся поле. Хотя есть и другие варианты – например, неподвижна магнитная система, а вращается сама «рамка». В автомобильных генераторах свои обмотки имеют и статор, и ротор.
Достаточно посмотреть на размещенные ниже рисунки, и сразу вспоминаются не только школьные годы, но и еще кое-что из услышанного в свое время на уроках физики.
Практически же это исполнено так. Неподвижная часть изделия – статор, который жестко зафиксирован. Внутри него – ротор, который приводится в движение каким-либо двигателем. Он может быть с ним связан или «жестко» (сидеть на его валу), или с помощью ременной передачи.
Примененное инженерное решение во многом зависит от того, какой ток нужно получить от генератора – переменный (как в системах автономного электропитания жилых или промышленных объектов) или постоянный.
Что нам дают полученные общие знания о принципе работы электрогенератора, для чего это может понадобиться?
- Никогда не нужно «грешить» сразу на само изделие. В принципе, «ломающихся» частей в нем нет. В автомобилях генератор соединяется с валом двигателя ремнем. Машина может работать на холостом ходу, а вот ротор остается неподвижным. Причина – слабое натяжение ремня. По сути, он «прокручивает» на шкиве и не передает вращательное движение ротору.
- Обязательно нужно проверить разъем подключения к бортовой электросети. В генераторах, где съем напряжения производится щетками, не только их целостность (предел выработки), но и степень прижима к коллектору.
- Для автомобильных генераторов – исправность диодного выпрямителя. Часто бывает так, что пробит один из элементов, а сами обмотки ни при чем. Диодную «головку» заменить значительно проще и дешевле.
electroadvice.ru
Электрогенераторы. Виды. Устройство. Применение. Как выбрать
Для питания электроприборов в случае отсутствия проложенной линии электропередач или при аварийном отключении напряжения используются электрогенераторы. Они представляют собой технические устройства, которые вырабатывают электричество, потребляя при этом бензин, дизельное топливо или газ.
Что такое электрогенератор и его конструкция
Прибор представляет собой устройство, состоящее из двигателя внутреннего сгорания, который обеспечивает раскручивание якоря небольшого электромотора, сделанного по принципу генератора. В результате постоянного поддержания высоких оборотов создается электрическое напряжение, снимаемое на специальные клеммы и выводимое на внешнюю розетку, используемою для подключения потребителей энергии.
Электрогенераторы могут быть рассчитаны на кратковременное включение и на постоянную работу. По этому критерию они делятся на резервные источники питания и постоянные. Резервные применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить питание приборов на короткий период, пока не будет возобновлено электроснабжение сети. Постоянные станции применяются, когда подключение к линии электропередач вообще отсутствует. В этом случае генератор является единственным источником энергии, поэтому работает непрерывно. В зависимости от предназначения оборудование генератора может оснащаться системой воздушного или водяного охлаждения. Воздушные обеспечивают эффективное снижение температуры корпуса устройства на несколько часов, а водяные не допускают перегрев вообще.
Стоит учитывать, что во время работы двигатель создает большой шум, что не всегда приемлемо. По этой причине электрогенераторы могут производиться не только в открытом, но и в шумопоглощающем корпусе, который значительно снижает уровень шума. Устройство с открытым корпусом представляет собой силовую раму, на которую устанавливается ДВС, топливный бак и генератор, при этом они являются открытыми, и все составляющие легко просматриваются. Устройство в шумопоглощающем корпусе имеет специальный защитный кожух, препятствующий распространению звука и вибрации.
Виды электрогенераторов
Электрические генераторы принято разделять на 3 вида в зависимости от используемого топлива для выработки энергии:
- Бензиновые.
- Дизельные.
- Газовые.
Каждая разновидность имеет свои достоинства и недостатки, которые нужно оценить и выбирать подходящую модель уже отталкиваясь от задач, запланированных для генератора.
Бензиновый
Бензиновые станции работают на бензине, за что и получили свое название. Данная категория устройств является самой дешевой при покупке, но очень дорогой в обслуживании. Работающие на бензине генераторы имеют компактный корпус и сравнительно небольшой вес, что делает такие станции максимально мобильными. Зачастую их можно разместить в багажнике легкового автомобиля.
Благодаря дешевизне их преимущественно выбирают для использования в качестве аварийного источника питания. Включение на несколько часов 5-10 раз в год потребует не таких уж и больших затрат на покупку бензина, что на фоне низкой стоимости самой станции является очень выгодным решением. В тех случаях, когда генератор должен работать постоянно, бензиновый вариант совершенно неприемлем. Во-первых, потребуется ежедневно тратить большие суммы на заправку горючего, а во-вторых, моторесурс таких устройств сравнительно короткий.
Дизельный
Дизельные электрогенераторы являются более экономичными в плане потребления топлива, но стоят значительно дороже, а также весят больше. Их моторесурс в 3-4 раза выше, чем у бензиновых аналогов. Дизельная станция может работать непрерывно по 10 и более часов на одной заправке. Такое оборудование редко выбирают для резервного питания частного дома в связи с дороговизной. Практическая экономия топлива при нескольких включениях в год будет незначительной и не покроет затраты на покупку генератора.
Дизельные станции выбирают в тех случаях, когда требуется постоянная выработка электричества. Это могут быть строительные объекты, которые еще не подключены к центральной сети электроснабжения, а также загородные участки и дачи, с такой же проблемой. Стоит отметить, что устройство на дизельном топливе являются более мощными и стойкими к поломкам, но очень шумными.
Газовый
Газовые генераторы еще называют двухтопливными, поскольку они оснащены гибридным двигателем, который может работать как на бензине, так и на баллонном газе. Такие устройства используют в качестве резервного источника энергии. Станция вырабатывает одинаковое количество электричества как на газе, так и на бензине. При питании гибридного двигателя из баллона существенно снижаются затраты на выработку энергии, поскольку стоимость газа намного ниже чем бензина. Стоит отметить, что двухтопливные станции довольно тяжелые и не такие компактные как бензиновые. Их моторесурс тоже не идет ни в какое сравнение с дизельными системами.
Однофазные или трехфазные
Электрогенераторы бывают однофазные и трехфазные. Первые используется для питания бытовых приборов, которые рассчитаны для работы от сети 220В и 50Гц. Они выбираются для установки в частные дома и офисы, где основная задача заключается в обеспечении работы бытовых приборов, таких как телевизор, холодильник, компьютер, водяной насос, фен, зарядка телефона, кондиционер и прочее. Также однофазные генераторы применяют строители при работе на объектах, поскольку именно от такой сети питаются шуруповерты, дрели, перфораторы, компрессоры и прочее оборудование.
Трехфазные генераторы выдают 380 вольт. Для домашнего использования они применяются редко. Их применяют для питания промышленного оборудования. Такая станция позволит продолжить производство даже в том случае, если электроснабжение было остановлено. Особенность трехфазного генератора заключается в том, что на его корпусе имеется две розетки. Первая выдает одну фазу и обеспечивает питание обычных бытовых приборов на 220В, а вторая выводит 380В для промышленного оборудования.
Расчет мощности
Предлагаемые на рынке электрогенераторы имеют большой диапазон мощности от 0,6 и до 10 и выше кВт. Чем производительней станция, тем она дороже, шумнее и менее экономичная. По этим причинам следует подойти к выбору мощности генератора со всей серьезностью. Если мощности будет недостаточно, то при критической нагрузке устройство будет отключаться или просто выйдет из строя. В том случае, когда взять слишком высокий запас производительности, то устройство будет выдавать неоправданно большой поток, который не будет использоваться. В результате будет значительный расход горючего, что существенно увеличит себестоимость выработанной энергии.
Чтобы выбрать электрический генератор требуемых параметров следует провести расчет потребление энергии каждого прибора, который будет работать от него.
К примеру, требуется обеспечение одновременного питания:- Холодильника на 700 Вт.
- Кондиционера на 1000 Вт.
- Лампы на 23 Вт.
- Компьютера на 50 Вт.
В результате подсчета можно определить, что для одновременного питания всех этих потребителей необходимо, чтобы генератор выдавал 1773 Вт. Кроме этого, нужно учитывать, что отдельные приборы в момент включения не доли секунды потребляют больше энергии, чем непосредственно в период нормальной работы. Данное явление называется коэффициент пускового тока. У холодильника и кондиционера он составляет 3,5. По этой причине в момент включения холодильник резко потребует 2450 Вт, а кондиционер 3500 Вт.
Таким образом, чтобы приборы с высоким коэффициентом пускового тока смогли работать, нужен генератор с мощностью не на 1773, а на 6023 Вт. К этому показателю нужно прибавить запас на 20%, который позволит исключить остановку и сгорание генератора при небольших скачках потребления, в случае включения дополнительной лампочки, утюга или фена. Фактически для таких потребителей нужна станция мощностью 7 кВт и более. Нужно отметить, что в указанном примере предложены приборы с очень высоким коэффициентом пускового тока. Если использовать более скромные потребители, которые не тянут много энергии при включении, то для частного дома, где электричество отключено на несколько часов, нужен только свет, телевизор и компьютер, поэтому даже генератор на 3 кВт справится с легкостью. Холодильник вполне постоит несколько часов выключенным.
Типы запуска
По типу запуска электрогенераторы делятся на 4 группы с:- Ручным стартером.
- Электростартером.
- Дистанционным запуском.
- Системой ATS.
Генератор с ручным стартером имеет специальный шнурок, при вытягивании которого обеспечивается раскручивание коленвала, что и запускает двигатель. Это самые бюджетные устройства. Чтобы запустить такой генератор может понадобиться несколько раз дернуть за пусковой шнур, что требует некоторых усилий, особенно в холодную погоду. Завести двигатель ручным способом в мороз очень тяжело, особенно у мощного генератора с высокой компрессией мотора.
Генераторы с электростартером запускаются как и любой автомобиль. Достаточно просто вставить ключ и повернуть. Стартер работает от аккумулятора. Также бывают генераторы с дистанционным запуском. Они являются модификацией модели с электростартером, которые дополнительно оснащены пультом дистанционного управления. Пульт напоминает обычную автосигнализацию. Он позволяет провести включение не выходя из дома.
Генераторы с системой ATS работают автоматически. Они оборудованы специальным прибором, который постоянно контролирует наличие в системе электричества. В случае его отключения проводится автоматический запуск станции, и питание электроприборов возобновляется. При включении электроснабжения генератор сам отключается. Это позволяет исключить перерасход топлива в те моменты, когда это уже не нужно.
Похожие темы:
tehpribory.ru
Электрогенератор как работает. ГЕНЕРАТОРЫ: УСТРОЙСТВО,ТЕХНОЛОГИИ, ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Устройство и принцип работы генератора переменного тока
Мироздание предоставило человечеству триллион способов получить электричество, каждый этап развития характеризуется собственными технологиями. Допустим, исторически первым считают генератор постоянного заряда Ван де Граафа. Неверная точка зрения. Люди пользовались прежде другими разновидностями. Сегодня рассмотрим устройство, принцип работы генератора переменного тока. Приступим.
Работа генераторов электрического тока
Принцип призван создать потенциал относительно Земли, считаемую нулем. Неправильно, но все в мире относительно. Хотя земная поверхность несет заряд, играет роль разница потенциалов меж клеммами генератора и почвой. Стоящий на грунте предмет обволакивается полем планеты, считаем постулат верным. Первым изобретен генератор постоянного тока. Скорее напряжения. Вольтаж получался фантастический, тока приборчик давал мало. Принцип действия прост:
Принцип действия генератора
- Лента трется, локально формируется заряд.
- Путем конвейерного механизма участок достигает токоснимателя.
- Проводимостью клеммы вида шара плотность уравнивается.
В результате сфера приобретает заряд, плотностью равный локальному ленты. Понятно, такие генераторы не слишком удобны, в 1831 году Майкл Фарадей создает нечто новое. Пользуясь намагниченной лошадиной подковой, вращающимся медным диском получил электричество по-иному: явлением магнитной индукции. Ток выходил переменный. Следовательно, поле перестало быть статическим, став электромагнитным. Поясним:
- В природе часто встречаются заряды электричества положительного или отрицательного знака, никто не сумел разыскать отдельно полюсы магнита.
- Переменное электрическое поле вызывает соответствующий отклик эфира. Выражен продуцированием переменной магнитной составляющей в плоскости перпендикулярной исходной.
Процесс продолжается беспрерывно, называется электромагнитной волной. Осваивает свободное пространство прямолинейно, пока энергия затухает. Что касается проводов, электричество распространяется сравнительно просто. Но! Пока кабель снабжен оплеткой. Экран пропал, зануление (заземление) отсутствует — волна начинает излучаться. Эффект эксплуатируют беспроводные отвертки-индикаторы, помогают установить (локализовать) источники помех промышленной частоты 50 Гц. И если системный блок компьютера не заземлен, при помощи вещички можно легко исправить недочет.
Помогает проверить вредоносное излучение дисплеев. Частота 50 Гц легко излучается проводами. Аспект увеличивает расходы электростанций (потери), вредит здоровью граждан. Как возникает энергия в генераторе Фарадея? Объясняли школьные учителя: при вращении рамки в поле магнита индукция через площадь меняется, наводится электрический ток.
Механическая энергия движения преобразуется в электрическую. Догадались, человечество эксплуатирует:
- Падение с плотины вниз масс воды.
- Энергию пара тепловых, атомных электростанций.
Два главнейших механизма получения энергии. Электричество становится движение лопасти турбины генератора. Природа родила устройства, сжигающие дизельное топливо, керосин, принцип действия мало отличается. Разница ограничена мобильностью, скоростью вращения лопасти.
Выработка электрической энергии городов
Посмотрим устройство генератора тока ГЭС. Для накопления потенциальной энергии движимой руслом реки водами воздвигается плотина. Уровень вверх по течению быстро начинает подниматься. Чтобы избежать прорыва (любого типа), часть многотонной массы стравливается (кое-где ставят специальные шлюзы пропускать рыбу на нерест). Полезная часть течения проходит сквозь направляющий аппарат. Знакомые с устройством реактивных двигателей, поняли речь. Направляющим аппаратом называется конфигурация створок, изменением положения регулируется количество проходящей среды (водя).
Говорили в обзорах, регламентированы жесткие требования на частоту вырабатываемого электричества. Ученые просчитали: можно достичь при нынешнем уровне развития, применяя массивные лопасти, на которых не сказываются малые удары волн. Учитывается средняя масса проходящей воды, мелкие скачки скрадываются несусветной массой винта. Очевидно, имея весомые габариты, скорость вращения бессильна составить 50 Гц (3000 об/мин). Лопасть делает 1-2 об/мин.
Линии электропередач
Винт вращает ротор генератора. Движущаяся ось, усаженная обмотками возбуждения. Катушки, сквозь которые пропускается постоянный ток для создания устойчивого магнитного поля. Излучения не происходит, значение напряженности постоянное (см. выше). Наблюдаются неявные флуктуации, результат не отражается на сути процесса: валу образован несколькими вращающимися магнитами.
Возникает тонкий момент: как получить частоту 50 Гц. Быстро пришли к выводу: выпрямлять переменный ток, после ставить инвертор обратного преобразования невыгодно. Вдоль статора расположили множество проволочных катушек (рамка из опытов Фарадея), в которых будет наводиться индукция. Путем правильной коммутации с генератора удается снять нужные 230 вольт (на деле стоят еще понижающие трансформаторы) с частотой 50 Гц. Генераторы дают три фазы, сдвинутые на 120 градусов. Возникает новый вопрос – обеспечить стабильность. Подавать дозированное количество воды, пока лопасть набирает скорость? Практически невозможно, поступают следующим образом:
- Помимо токосъемных катушек статоре содержит возбуждающие.
- Туда подается напряжение частоты, позволяющей лопасти набрать нужную скорость.
- Получается фактически громадный синхронный двигатель.
Начальный разгон нагоняется потоком воды, вспомогательное напряжение придерживает винт, пытающийся превысить заданную скорость. Вода фактически толкает махину, напряжение возбуждения послужит регуляции (понятно, на статор подается переменный ток). Требуется получить больше мощности, направляющий аппарат плотины чуть приоткрывается. Масса воды становится более солидной, непременно сорвала бы обороты. Приходится увеличивать ток возбуждения статора, контролирующее поле становится сильнее, ситуация остается в нормальных пределах.
Двигатель внутреннего сгорания Катерпиллер, вращающий генератор
Мощность генератора возрастает. А напряжение, поддерживается уровень? По закону электромагнитной ЭДС Фарадея напряжение определено скоростью изменения магнитного поля, числом витков. Получается, конструктивно выбирая площадь катушек, длину кабеля, задаем выходное напряжение генератора. Разумеется, каждый должен иметь свою скорость вращения лопасти. Выдерживается током возбуждения ротора. При возрастании мощности увеличивается ЭДС. Рост тока возбуждения повышает скорость изменения магнитной напряженности поля.
Нужен способ поддержания прежних параметров. Зачастую становятся развязывающие трансформаторы с переменным коэффициентом передачи. Потребитель меняет ток, напряжение остается постоянным. Обеспечиваются заданные стандартами параметры. Устройство генератора переменного тока основано на возбуждении обмоток статора, остальное сводится к методикам ре
szemp.ru
Разновидности электрогенераторов и особенности применения
Уютный загородный дом – это мечта любого человека. Однако имея массу преимуществ, загородная недвижимость не лишена и недостатков. Обычно это касается коммунальных сетей, в частности, подачи электроэнергии.
Если строение находится в районе, где электролиния работает нестабильно, возникает вопрос: «Как обеспечить бесперебойную подачу электричества?». Бороться с коммунальными службами бесполезно, поэтому приходится решать проблему своими силами.
Оптимальным вариантом для решения проблемы является электрогенератор. Давайте рассмотрим этот альтернативный источник питания со всех ракурсов.
Как это работает?
Основное назначение электрогенератора, это преобразование механической энергии в электрическую. В основе агрегата лежит двигатель, который работает практически на любом топливе, в зависимости от модели генератора.
Обычно используется бензин, дизтопливо или газ. При сгорании топлива, образуется газообразная смесь, которая приводит в движение поршень. При движении, поршень вращает присоединенный к нему коленвал, который, свою очередь, служит движителем для ведущего вала.
Движущая сила создаёт необходимый контур, и в результате на выходе получается электронапряжение. Так выглядит принцип действия генератора.
Теперь разберём устройство агрегата. Два ключевых элемента механизма – это статор и ротор. Первая деталь является стационарной, и представляет собой медную обмотку с сердечником из мягкого металла. Второй элемент подвижный, он создаёт магнитное поле, которое вырабатывает электрическую энергию.
Кроме того, электрогенераторы для дома обязательно включают в конструкцию регулятор напряжения и охладительную систему. Первый элемент обеспечивает оптимальное напряжение на выходе, второй – защищает механизм от перегревания.
Стандартный ассортимент
Придя в любой магазин, можно обнаружить три базовых разновидности электрогенераторов. Представленные модели различаются типом потребляемого топлива, выходной мощностью и ценой. Давайте разберёмся в этом вопросе более подробно. Итак, виды электрогенераторов.
Дизельные электрогенераторы для дома
Верхняя планка мощности таких агрегатов составляет 40 кВт, при запасе рабочего ресурса до 40 000 мч. Изделия используются в качестве альтернативного или основного источника питания.
Из преимуществ можно выделить экономичность в плане потребляемого топлива, и стабильную работу без скачков напряжения. К недостаткам относится высокий уровень шума и нестабильную работу в условиях минусовых температур.
Бензиновые
Это компактные, переносные аппараты, значительно уступающие по мощности предыдущей модели. Такие изделия дают на выходе до 10 кВт напряжения, работают практически бесшумно и обладают сравнительно невысокой стоимостью.
К недостаткам можно отнести большой расход бензина во время работы, низкий рабочий ресурс (до 3 000 мч), возможные скачки напряжения с частотой амплитуды колебаний до 4%.
Кроме того, бензиновые модели не рассчитаны на постоянную работу. Из достоинств: неприхотливость в обслуживании и невысокая цена изделия.
Газовый генератор
Такие модификации работают на сжиженном или сетевом газе (LPG и NG соответственно). В плане экономии потребляемого топлива, это наиболее оптимальный вариант. Однако стоят газовые электрогенераторы дороже предыдущих моделей.
Кроме того, агрегаты не загрязняют окружающую среду вредными выбросами, способны работать в условиях низких температур. Обратите внимание, что газовое оборудование взрывоопасно, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности.
Стоит отметить, что перечисленные генераторы подразделяются на модели синхронного и асинхронного действия. У асинхронных аппаратов отсутствует обмотка якоря, что снижает цену, но не даёт агрегату возможность справляться с пусковыми нагрузками.
Газовый генератор
То есть, вы не сможете использовать электрооборудование, которое даёт при запуске пиковую нагрузку на электросеть. К таким приборам относятся сварочные аппараты. Высокую мощность при запуске электрооборудования хорошо выдерживают асинхронные устройства.
Но здесь на роторе присутствуют щётки, которые имеют свойство периодически выгорать. Рекомендуем учесть эти особенности при выборе электрогенератора.
Если вы не знаете, какому типу генераторов отдать предпочтение, ориентируйтесь на количество потребляемой энергии. В качестве альтернативного источника питания, на время перебоев с электроэнергией, советуем выбирать бензиновые модели. Для постоянной работы лучше выбрать газовый вариант.
Интересные модели
Помимо базового ассортимента, существуют и довольно интересные модели электрогенераторов. Здесь в качестве источника питания используются другие виды топлива, что может быть выгодно потребителю. Рассмотрим, какие ещё варианты предлагают нам производители.
Водородный
В основе таких изделий лежит реакция водорода и кислорода, которая преобразуется в электрическое напряжение. Выглядит это так: устройство имеет платиновый катализатор (анод), к которому поступает водород.
С другой стороны, находится катод для кислорода. Между этими элементами расположена мембрана из полимерного материала, которая пропускает сквозь себя только частицы с положительным зарядом (ионы). Катализатор расщепляет водород на ионы и электроны (частицы с отрицательным зарядом).
Учитывая, что электроны не могут пройти сквозь мембрану, они отправляются к катоду, образуя на выходе напряжение. Такая схема образует одну ячейку устройства, чем больше таких секций, тем выше мощность генератора.
На дровах
Оригинальной моделью выглядят аппараты, работающие на дровяном топливе. Здесь задействован преобразователь Пельтье, который переводит тепловую энергию в электричество. Дровяные генераторы выдают до 60 Вт мощности.
Генератор на дровах
Этого вполне хватает для нужд среднестатистической семьи. Кроме того, это многофункциональное устройство, подходящее для обогрева площади и приготовления пищи. Выделяемого тепла хватает, чтобы обогреть помещение, площадью до 50 квадратных метров.
Бестопливный
Альтернативные источники энергии, генерирующее электричество без исходного топлива, ещё недавно относились к области фантастики. Теперь такие устройства существуют в реальности, например, генератор «Вега».
Изделие конвертирует электромагнитные импульсы и кинетическую энергию в электрический ток. Конструкция состоит из генератора прямого вращения и внешнего вращающегося ротора. Обратите внимание, что данный электрогенератор рассчитан на непрерывный рабочий цикл.
Бестопливный электрогенератор
Ветряной
По сути, это аналог предыдущей модели, которая работает от силы ветра. Кинетическая энергия преобразуется в электрическую, заряжая встроенный аккумулятор. Современные устройства самостоятельно подстраиваются под подходящий воздушный поток, обеспечивая практически непрерывное вращение.
Ветряной электрогенератор
Модели ветряных генераторов, имеющиеся в продаже, различаются вырабатываемой мощностью и ценой. Выходная мощность варьируется в пределах 3-20 кВт.
Например, чтобы обеспечить электричеством двухкомнатную квартиру и посмотреть телевизор хватает 300 Вт. Поэтому для нужд семьи вполне хватит самой бюджетной модели.
Учитывая представленное разнообразие, подобрать подходящий для ваших нужд электрогенератор не составит труда.
РАССКАЖИ ДРУЗЬЯМ
Вконтакте
Одноклассники
Похожие статьи:
mastertraktor.ru
Как работает генератор? Как устроен электромотор?
Электромагнетизм
Электромагнетизм это одно из четырех фундаментальных взаимодействий. В число таких взаимодействия входит также гравитация, и два других вида взаимодействий: «слабое» и «сильное», которые действуют на очень маленьких расстояниях, сопоставимых с размерами атома.
Электромагнитное взаимодействие по своей силе намного сильнее гравитационного (в десять тысяч триллионов триллионов раз!) возможно только между частицами с электрическим зарядом (или частицами, которые могут иметь заряд с проводниками). Единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не оказывает такое же виляния, как и гравитация заключается в том, что материя в своем большинстве электрически нейтральная.
Но нам важно в рамках этой статьи, что один из принципов электромагнетизма (закон электромагнитной индукции Фарадея) гласит: для любого замкнутого контура электродвижущая сила (то есть напряжение) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур.
Электрический генератор это устройство, которое преобразует неэлектрическую энергию (механическую, химическую, тепловую) в электрическую. Мотор наоборот, превращает электрическую энергию в механическую.
Обычно, когда говорят о генераторе, имеют в виду преобразование механической энергии в электричество, а устройство, преобразующее химическую энергию называют батареей.
Еще в 1833 году русский ученый Эмилий Ленц обнаружил, что механические электрогенераторы могут работать как электромоторы и наоборот.
Важнейшую роль в генераторе играет связь между электричеством и магнетизмом, называющаяся простенько и со вкусом: «электромагнетизм» или «электромагнитное взаимодействие».
Принцип работы генератора
Принцип работы генератора был открыт Майклом Фарадеем в 1832 году. Этот принцип, который позднее получил имя Фарадея, заключается в том, что если проводник движется перпендикулярно магнитному полю, то между его концами возникает разность потенциалов.
Фарадей же построил первый электрогенератор на основе этого принципа. Генератор был назван «Диск Фарадея» и представлял из себя металлический диск, который вращался между полюсами подковообразного магнита. К сожалению, такой тип генератора был не самым эффективным, так как были большие паразитные утечки тока через те части диска, которые не находились в магнитном поле.
Первый эффективный генератор, который смог вырабатывать достаточную для промышленности мощность построил Ипполит Пикси и назвал ее динамо-машиной. В отличии от Диска Фарадея, ток с динамо-машины снимался с помощью механического коммутатора.
Как работает генератор
Современный генератор состоит из нескольких частей:
- Статор неподвижная часть генератора, которая с помощью магнитов создает постоянное магнитное поле. В небольших генераторах достаточно постоянных магнитов для создания поля. В промышленных генераторах используется несколько электромагнитов для создания магнитного поля. Чем сильнее магнитное поле, тем большее напряжение (при прочих равных условиях) будет вырабатывать генератор.
- Ротор вращающаяся часть генератора, соединенная непосредственно с приводным валом. На роторе находятся некоторое количество обмоток, на которых при прохождении через магнитное поле возникает электродвижущая сила (т.е. напряжение).
- Щетки токосъемника контакт, который позволяет снять напряжение с движущейся площадки механического коммутатора. Часто щетки изготавливают из графита, благодаря его низкому сопротивлению и низкому трению.
- Механический коммутатор часть обмотки, которая соединяется с щетками токосъемника таким образом, чтобы передавать постоянный ток. В генераторах переменного тока не используется.
Теперь, когда мы узнали из чего состоит генератор очень просто понять, как он работает. При вращении в магнитном поле статора на обмотке ротора возникает напряжение, которое снимается с помощью щеток с подвижной контактной площадки.
Как работает электромотор?
Как уже упоминалось выше, генератор и электромотор взаимозаменяемы, и по своей сути, электромотор устроен также, как и генератор. У мотора также есть ротор с электрической обмоткой и статор, содержащий постоянные или электромагниты. Если по обмотке, находящейся в магнитном поле пустить ток, то на нее будет действовать сила Ампера, названная в честь физика А. Ампера. Эта сила и заставляет ротор вращаться.
nezna.li
Электрический генератор. Основное оборудование электрических станций и подстанций.
Основное оборудование электрических станций и подстанций
Электрический генератор - это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.
История изобретения генератора электрического тока
Русский ученый Э.Х.Ленц еще в 1833г. указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если ее питать током, и может служить генератором электрического тока, если ее ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838г. Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.
Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832г. парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжелый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток. Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси. Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851-1867гг.) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами. Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863г.
При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты. Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением дает ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя. В 1866-1867гг. ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.
В 1870г. бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретенный еще в 1860 г.А.Пачинотти.
В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укрепленный на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря. Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводится с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873г. демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединенные проводами длиной 1 км. Одна из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос. Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.
До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики. Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой.
Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:
- Электростатическую индукцию
- Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков
По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.
Принцип работы любого электрического генератора
Принцип работы любого электрического генератора основан на явлении электромагнитной индукции. Электромагнитная индукция преобразовывает механическую энергию двигателя (вращение0 в энергию электрическую. Принцип магнитной индукции: если в однородном магнитном поле В равномерно вращается рамка, то в ней возникает, переменная Э.Д.С., частота которой равна частоте вращения рамки. Будем ли мы вращать рамку в магнитном поле, или магнитное поле вокруг рамки, либо магнитное поле внутри рамки, результат будет один - Э.Д.С., изменяющаяся по гармоническому закону.
Вот теперь и поговорим о асинхронном и синхронном генераторе более подробно.
Синхронный электрогенератор
Синхронный электрогенератор - это синхронная машина, работающая в режиме генератора в которой частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора. Ротор с магнитными полюсами создает вращающееся магнитное поле, которое пересекая обмотку статора, наводит в ней ЭДС. В синхронном генераторе ротор выполнен виде постоянного магнита или электромагнита.
Число полюсов ротора может быть два, четыре и т.д., но кратно двум. В бытовых электростанциях используется, как правило, ротор с двумя полюсами, чем и обусловлена частота вращения двигателя электростанции 3000 об/мин. Ротор, при запуске электростанции, создает слабое магнитное поле, но с увеличением оборотов, увеличивается и ЭДС в обмотке возбуждения. Напряжение с этой обмотки через блок автоматической регулировки (AVR) поступает на ротор, контролируя выходное напряжение за счет изменения магнитного поля. Например, подключенная индуктивная нагрузка размагничивает генератор и снижает напряжение, а при подключении емкостной нагрузки происходит подмагничивание генератора и повышение напряжения. Это называется "реакцией якоря".
Для обеспечения стабильности выходного напряжения необходимо изменять магнитное поле ротора путем регулирования тока в его обмотке, что и обеспечивается блоком AVR. Преимуществом таких генераторов является высокая стабильность выходного напряжения, а недостатком - возможность перегрузки по току, так как при завышенной нагрузке, регулятор может чрезмерно повысить ток в обмотке ротора. Еще к недостаткам синхронного генератора можно отнести наличие щеточного узла, который рано или поздно придется обслуживать. Благодаря такому способу регулировки, вне зависимости от изменения тока нагрузки и оборотов двигателя электростанции стабильность выходного напряжения генератора остается очень высокой, примерно ±1%.
Асинхронный электрогенератор
Асинхронный электрогенератор - асинхронная машина (двигатель) работающая в режиме торможения, ротор которой вращается с опережением, но в том же направлении что и магнитное поле статора. В зависимости от типа обмотки, ротор может быть короткозамкнутым либо фазным.
Вращающееся магнитное поле, созданное вспомогательной обмоткой статора, индуцирует на роторе магнитное поле, которое вращаясь вместе с ротором, наводит ЭДС в рабочей обмотке статора, так же как и в синхронном генераторе. Вращающееся магнитное поле остается всегда неизменным и не регулируемо, вследствие чего напряжение и частота на выходе генератора зависит от частоты оборотов ротора, а следовательно от стабильности работы двигателя электростанции.
Несмотря на простоту обслуживания, малую чувствительность к короткому замыканию и невысокую стоимость, асинхронные генераторы применяются достаточно редко, так как имеются ряд недостатков: асинхронный генератор всегда потребляет намагничивающий ток значительной силы, поэтому для его работы необходим источник реактивной мощности (конденсаторы), зависящий от активно-индуктивного характера нагрузки; ненадежность работы в экстремальных условиях; возбуждение асинхронного генератора зависит от случайных факторов и происходит, как правило, при скорости превышающей или равной синхронной; зависимость выходного напряжения и частоты тока от устойчивости работы двигателя и т.д.
Устройство генератора
Основными частями любого генератора являются: система магнитов (или, чаще всего, электромагнитов), создающих магнитное поле, и система проводников, пересекающих это магнитное поле. При пропускании магнитного поля через катушку магнитный поток принудит свободные электроны сместиться на концы проводника. Подобное смещение отрицательно заряженных частиц становится источником возникновения электродвижущей силы - ЭДС (напряжение). В результате у генератора при вращении его оси идёт постоянное воздействие магнитного потока на обмотки, на которых и возникает ЭДС.
Составные части генератора:
- коллектор,
- щетки,
- магнитные полюса,
- витки,
- вал,
- якорь.
Принцип действия генератора
Принцип действия генератора основан на явлении электромагнитной индукции, когда в проводнике, двигающемся в магнитном поле и пересекающем его магнитные силовые линии, индуктируется ЭДС. Следовательно, такой проводник можно использовать как источник электрической энергии.
Виды генераторов
- электрогенераторы,
- бензогенераторы,
- дизельгенераторы,
- инверторные генераторы.
Применение
Генераторы используются во многих сферах жизнедеятельности и производства, при различных условиях. Бензогенераторы незаменимы в случае отключения электричества в небольших загородных домах и дачах. Кроме того, их удобно применять в тех местах, где нет электроэнергии (отдаленные районы, горы, леса). Дизельные генераторы применяется в качестве основного или резервного источника электропитания. Инверторные генераторы незаменимы как источник дополнительного питания для электронного оборудования. Такие электростанции исспользуются организациями, использующими различную электронную технику.
www.gigavat.com
