Princip rada i rada generatora. Struktura industrijskih mašina

Kada se emf inducira u vodiču koji se kreće u magnetskom polju i prelazi njegove linije magnetskog polja. Stoga se takav provodnik kod nas može smatrati izvorom električna energija.

Metoda dobivanja induciranog EMF-a, u kojoj se provodnik kreće u magnetskom polju, krećući se gore ili dolje, vrlo je nezgodna za praktičnu upotrebu. Stoga generatori koriste ne linearno, već rotacijsko kretanje vodiča.

Glavni dijelovi svakog generatora su: sistem magneta ili, najčešće, elektromagneti koji stvaraju magnetsko polje i sistem provodnika koji prelaze ovo magnetsko polje.

Uzmimo provodnik u obliku zakrivljene petlje, koji ćemo dalje zvati okvir (slika 1), i smjestimo ga u magnetsko polje koje stvaraju polovi magneta. Ako se takvom okviru zada rotacijsko kretanje u odnosu na os 00, tada će njegove strane okrenute prema polovima presjeći magnetske linije sile i u njima će se inducirati emf.

Rice. 1. Indukcija EMF-a u provodniku nalik na pelete (okviru) koji rotira u magnetskom polju

Spajanjem električne sijalice na okvir pomoću mekih provodnika, time ćemo zatvoriti strujni krug i sijalica će zasvijetliti. Sijalica će nastaviti da gori sve dok se okvir rotira u magnetnom polju. Sličan uređaj predstavlja najjednostavniji generator koji pretvara mehaničku energiju potrošenu na rotaciju okvira u električnu energiju.

Takav jednostavan generator ima dosta značajan nedostatak. Nakon kratkog vremenskog perioda, mekani provodnici koji povezuju sijalicu sa rotirajućim okvirom će se uvrnuti i pokidati. Kako bi se izbjegli takvi prekidi u strujnom kolu, krajevi okvira (slika 2) su spojeni na dva bakrena prstena 1 i 2, koji se rotiraju zajedno sa okvirom.

Ovi prstenovi se nazivaju klizni prstenovi. Olovo električna struja od kliznih prstenova do vanjskog kola (do sijalice) se izvodi elastičnim pločama 3 i 4 uz prstenove. Ove ploče se zovu četke.

Rice. 2. Smjer indukovane EMF (i struje) u provodnicima A i B okvira koji se okreće u magnetskom polju: 1 i 2 - klizni prstenovi, 3 i 4 - četke.

Ovim spojem rotacionog okvira na vanjski krug, spojne žice se neće prekinuti, a generator će raditi normalno.

Razmotrimo sada smjer EMF inducirane u provodnicima okvira ili, što je isto, smjer struje inducirane u okviru kada je vanjsko kolo zatvoreno.

U smjeru rotacije okvira, koji je prikazan na sl. 2, u lijevom provodniku AA će se EMF indukovati u smjeru od nas izvan ravni crteža, a u desnom provodniku BB - zbog ravni crteža prema nama.

Budući da su obje polovice vodiča okvira povezane jedna s drugom u seriju, inducirani EMF u njima će se zbrajati, a četkica 4 će imati pozitivan pol generatora, a četka 3 će imati negativan pol.

Pratimo promjenu indukovane emf tokom punog okretaja okvira. Ako se okvir, rotirajući u smjeru kazaljke na satu, okrene za 90° od položaja prikazanog na sl. 2, tada će se polovice njegovog vodiča u ovom trenutku kretati duž magnetskih linija sile, a indukcija EMF-a u njima će prestati.

Daljnja rotacija okvira za još 90° će rezultirati da provodnici okvira ponovo prelaze električne vodove magnetsko polje(Sl. 3), ali će se provodnik AA kretati u odnosu na dalekovode ne odozdo prema gore, već odozgo prema dole, dok će provodnik BB, naprotiv, prelaziti dalekovode, krećući se odozdo prema gore.

Rice. 3. Promjena smjera inducirane e. d.s. (i struju) kada se okvir zarotira za 180° u odnosu na poziciju prikazanu na sl. 2.

Sa novom pozicijom okvira, smjer induciranog EMF-a u AL i BB vodičima će se promijeniti u suprotan. To proizilazi iz činjenice da se u ovom slučaju promijenio sam smjer u kojem svaki od ovih vodiča siječe magnetne linije sile. Kao rezultat toga, promijenit će se i polaritet četkica generatora: četkica 3 će sada postati pozitivna, a četka 4 će postati negativna.

Dakle, tokom jednog punog obrtaja okvira, indukovana emf je dva puta promenila svoj smer, a njena vrednost za isto vreme je takođe dva puta dostigla najviše vrijednosti(kada su provodnici okvira prolazili ispod polova) i dvaput je bio jednak nuli (u trenucima kada su se provodnici kretali duž magnetskih linija sile).

Sasvim je jasno da će EMF koji mijenja smjer i veličinu uzrokovati električnu struju u zatvorenom vanjskom kolu koja mijenja smjer i veličinu.

Tako, na primjer, ako spojite električnu sijalicu na terminale ovog jednostavnog generatora, tada će tokom prve polovine okreta okvira električna struja kroz sijalicu teći u jednom smjeru, a tokom druge polovine okret u drugom.

Rice. 4. Kriva promjene indukovane struje po okretaju okvira

Ideju o prirodi promjene struje kada se okvir rotira za 360°, odnosno u jednom punom okretu, daje kriva na Sl. 4. Električna struja koja se neprekidno mijenja u veličini i smjeru naziva se.

Električni generator– jedan od sastavnih elemenata autonomne elektrane, kao i mnoge druge. Zapravo, to je najvažniji element bez kojeg je nemoguća proizvodnja električne energije. Električni generator pretvara obrtnu mehaničku energiju u električnu energiju. Princip njegovog rada zasniva se na takozvanom fenomenu samoindukcije, kada u provodniku (zavojnici) nastaje elektromotorna sila (EMF) koja se kreće u linijama magnetnog polja, što može (radi boljeg razumijevanja problema) nazvati električnim naponom (iako to nije ista stvar).

Komponente električnog generatora su magnetni sistem (uglavnom se koriste elektromagneti) i sistem provodnika (kalemova). Prvi stvara magnetsko polje, a drugi ga, rotirajući u njemu, pretvara u električno. Osim toga, generator ima i sistem za uklanjanje napona (komutator i četke, povezujući zavojnice na određeni način). On zapravo povezuje generator sa električnim potrošačima.

Struju možete dobiti sami provodeći najjednostavniji eksperiment. Da biste to učinili, trebate uzeti dva magneta različitog polariteta ili okrenuti dva magneta s različitim polovima jedan prema drugom, a između njih postaviti metalni vodič u obliku okvira. Spojite malu sijalicu (male snage) na njene krajeve. Ako počnete rotirati okvir u jednom ili drugom smjeru, sijalica će početi svijetliti, odnosno na krajevima okvira a električni napon, a kroz njegovu spiralu je tekla električna struja. Ista stvar se dešava i u električnom generatoru, jedina razlika je što električni generator ima složeniji sistem elektromagneta i mnogo složeniji namotaj provodnika, obično bakra.

Električni generatori se razlikuju i po vrsti pogona i po vrsti izlaznog napona. Po vrsti pogona koji ga pokreće:

• Turbogenerator – pokreće ga parna turbina ili gasnoturbinski motor. Uglavnom se koristi u velikim (industrijskim) elektranama.
• Hidrogenerator – pogonjen hidrauličnom turbinom. Također se koristi u velikim elektranama koje rade putem kretanja riječne i morske vode.
• Vjetrogenerator – pogonjen energijom vjetra. Koristi se kako u malim (privatnim) vjetroelektranama tako iu velikim industrijskim.
• Dizel generator i benzinski generator pokreću dizel, odnosno benzinski motor.

Po vrsti izlazne električne struje:

• Generatori jednosmerna struja– dobijamo jednosmernu struju na izlazu.
• Generatori naizmjenična struja. Postoje jednofazni i trofazni, sa jednofaznim i trofaznim izlazom naizmenične struje.

Različiti tipovi generatora imaju svoje karakteristike dizajna i praktički nekompatibilne komponente. Ono što ih samo spaja opšti princip stvaranje elektromagnetnog polja međusobnom rotacijom jednog sistema zavojnica u odnosu na drugi ili u odnosu na trajne magnete. Zbog ovih karakteristika, popravka generatora ili njihovih pojedinačne komponente Mogu da rade samo kvalifikovani stručnjaci.

Generatorska jedinica je električni motor dizajniran za pretvaranje mehaničke energije u električnu energiju. Ovisno o vrsti i namjeni, dimenzije, dizajn i princip rada generatora naizmjenične struje mogu se razlikovati.

[sakrij]

Kako radi alternator?

Rad generatora je stvaranje elektromotorne sile u vodiču pod utjecajem promjenjivog magnetskog polja.

Krug i struktura jednostavnog generatora

Po dizajnu, električni generator uključuje sljedeće elemente:

• rotirajuća komponenta induktora koja se naziva okvir;
• pokretni dio četke;
• kolektorski uređaj opremljen četkama dizajniranim za uklanjanje napona;
• magnetno polje;
• klizni prstenovi.

Shema najjednostavnijeg uređaja generatora naizmjenične struje

Princip rada

Do stvaranja elektromotorne sile u namotajima mehanizma statora dolazi nakon pojave električnog polja. Potonji karakteriziraju vrtložne formacije. Ovi procesi nastaju kao rezultat promjena magnetskog fluksa. Štoviše, potonje se mijenja zbog brze rotacije mehanizma rotora.

Struja iz njega ulazi u električni krug kroz kontaktne elemente napravljene u obliku kliznih dijelova. Da bi se pojednostavio prolaz napona, prstenovi su spojeni na krajeve namotaja. Na ove kontaktne komponente su spojeni fiksni elementi četkice. Uz njihovu pomoć pojavljuje se veza između električnog ožičenja i namota rotorskog uređaja.

U zavojima magnetskog elementa formira se polje i u njemu se formira mala struja. U poređenju s naponom koji najjednostavniji agregat proizvodi na vanjskom električnom kolu. Ako čvor karakterizira mala snaga, tada polje u njemu formira trajni magnet koji se može rotirati. Zahvaljujući ovom uređaju i principu rada alternatora, cijeli sistem je pojednostavljen. Stoga se četke i kontaktni elementi mogu ukloniti iz strukture.

Kanal "Top Generatori" jasno i shematski je u videu pokazao princip rada jedinice.

Glavni tipovi generatora naizmjenične struje

Među sobom, uređaji koji omogućavaju generiranje napona dijele se na sinhrone i asinkrone. Mogu se koristiti u raznim sferama života, ali će raditi po različitim principima.

Sinhroni generator

Jedno od svojstava ovog tipa uređaja je da je frekvencija struje koju proizvodi proporcionalna brzini rotacije mehanizma rotora.

Sinhrone jedinice se dijele na nekoliko tipova:

1. Povećana frekvencija. Princip rada uređaja zasniva se na procesu promjene magnetnog fluksa, koji se postiže tangencijalno rotacijom rotorskog mehanizma stacionarni stator. Ovaj tip jedinice se prvenstveno koristi za napajanje antena dugotalasnih stanica na udaljenosti do 3 km. Povežite uređaje za rad s više kratkim talasima neće raditi jer je potrebno povećati vrijednost frekvencije.
2. Hidroturbinske jedinice rade aktiviranjem hidrauličke turbine, koja pokreće jedinicu. U takvim uređajima rotorski mehanizam je montiran na istoj remenici s kotačem turbinskog elementa. Njegova snaga može biti do 100 hiljada kW ako je brzina rotacije 1500 o/min i napon do 16 hiljada V. U smislu težine i dimenzija, ovaj tip jedinice smatra se najvećim, jer je prečnik jednog rotora 15 metara. Na količinu obrtne snage turbine utiču tri parametra: brzina rotacije, dužina dalekovoda i obrtni moment zamajca mehanizma rotora.
3. Parne turbine koje se pokreću aktiviranjem parne turbine. Ovaj tip uređaja radi pri brzini rotacije od 1,5-3 hiljade okretaja u minuti i dolazi u dvosmjernim i četverosmjernim tipovima. Mehanizam rotora izrađen je u obliku velikog željeznog cilindra opremljenog pravokutnim žljebovima; unutar elementa se nalazi pobudni namotaj. Kućište uređaja statora je uvijek jednodijelno i izrađeno od čelika. Ukupni prečnik jedinice je do 1 metar, ali dužina njegovog rotora može biti do 6,5 m.

Kolo i uređaj

Sinhrona jedinica strukturno uključuje dva glavna elementa:

1. Rotor. Ovo je pokretna komponenta opreme. Dizajniran je za transformaciju sistema rotirajućih električnih magneta koji se napajaju iz vanjskog izvora.
2. Mehanizam statora ili stacionarna komponenta jedinice. U namotu ovog uređaja, kroz formiranje magnetnog polja, pojavljuje se EMF, koji ide u vanjski električni krug opreme. Zahvaljujući takvima karakteristike dizajna Klizni kontakti se ne koriste u krugovima opterećenja sinhronih električnih generatora. Magnetski fluks iz opreme, koji se javlja kroz rotaciju rotora, pobuđuje se izvor treće strane. Potonji je montiran na zajedničkom vratilu ili se na njega može spojiti pomoću spojnice ili remenskog pogona.

Šematska struktura sinhronog generatora

Karakteristike rada

Princip rada može se neznatno razlikovati u zavisnosti od tipa uređaja - sa istaknutim ili ne-izlaznim polovima. Broj parova polnih elemenata rotorskog mehanizma određen je brzinom rotacije jedinice. Ako je frekvencija rezultirajućeg EMF-a 50 Hz, tada pri 3 tisuće okretaja u minuti uređaj sa nenaglašenim polovima ima jedan par polova. U jedinicama sa istaknutim polovima koje se rotiraju pri 50-750 o/min, broj parova polnih elemenata bit će od 60 do 4.

U sinhronim jedinicama male snage, pobudni namotaj se napaja djelovanjem ispravljene struje. Kao rezultat aktivacije pojavljuje se električni krug transformatorskih uređaja, koji su uključeni u zajedničko kolo opterećenje čvora. Također uključuje poluvodičku ispravljačku jedinicu, koja se može sklopiti prema bilo kojem krugu, ali obično kao trofazni most. Glavni električni krug uključuje pobudni namotaj jedinice s uređajem za podešavanje reostata.

Postupak samouzbude opreme je sljedeći:

1. Kada se instalacija pokrene, u magnetskoj komponenti se formira mali EMF, što se događa zbog fenomena preostale indukcije. U isto vrijeme, struja se pojavljuje u radnom namotu jedinice.
2. Kao rezultat toga, EMF se formira u sekundarnim električnim namotajima transformatorskih uređaja. I mala struja se pojavljuje u električnom kolu, što povećava ukupnu indukciju magnetskog polja.
3. EMF parametar se povećava sve dok se magnetni sistem jedinice potpuno ne pobuđuje.

Asinhroni generator

Takva jedinica je uređaj koji proizvodi električnu energiju po principu rada asinhroni motor. Ova vrsta jedinica naziva se indukcija. Asinhroni uređaj osigurava brzu rotaciju mehanizma rotora, a njegova brzina rotacije je mnogo veća od sinkrone. Jednostavan motor se može koristiti kao generatorski set bez dodatnih podešavanja.

Asinhrone jedinice se koriste u raznim oblastima:

• za motore vjetroelektrana;
• za autonomno napajanje stambenih objekata i privatnih kuća ili kao minijaturne hidroelektrane;
• za inverterske jedinice za zavarivanje;
• u svrhu organizovanja neprekidno napajanje od naizmjenične struje.

Kolo i uređaj

Šematski spoj asinhrone jedinice

Glavne komponente ovog tipa uređaja su statorski mehanizam i rotor. Prvi je nepomičan, a drugi se skroluje unutar njega. Rotor je odvojen od mehanizma statora zračnim rasporom. Da bi se smanjila veličina vrtložnih struja, jezgre sastavnih elemenata izrađene su od odvojenih listova električnog čelika. Njihova debljina, ovisno o proizvođaču, može se kretati od 0,35 do 0,5 mm. Sami listovi se tokom proizvodnje oksidiraju, odnosno podvrgavaju se termičkoj obradi, što povećava njihovu površinsku otpornost.

Jezgro mehanizma statora ugrađeno je unutar okvira, koji je vanjski dio jedinice. On unutra Dijelovi su smješteni u žljebovima, a namotaj se nalazi u njima. Električni namotaj statora je često napravljen od zavojnica sa malim korakom. Zasnovan je na izolovanom bakrenom provodniku.

Karakteristike rada

Asinhroni tip motora proizvodi električnu energiju uz povećanu brzinu rotacije mehanizma rotora. Ovaj parametar je uvijek veći od parametara sinhronih jedinica. Za okretanje rotorskog uređaja i proizvodnju električne energije bit će potrebno mnogo obrtnog momenta. Ako motor koristi takozvani vječni prazan hod, to će osigurati jednaka brzina pomicanje kroz cijeli vijek trajanja instalacije.

Dijagrami povezivanja

Prema broju korišćenih faza, svi agregati se dele u dve grupe:

• jednofazni;
• trofazni.

Jednofazni generator

Dijagram povezivanja jednofazne opreme

Ova vrsta uređaja koristi se za rad s bilo kojim potrošačima električne energije, glavna stvar je da su jednofazni.

Najviše jednostavni dizajni sastoji se od:

• magnetsko polje;
• okvir za pomicanje;
• kolektorski uređaj dizajniran za odvod struje.

Zbog prisustva potonjeg, kao rezultat pomicanja okvira kroz četke, a stalni kontakt sa okvirom. Parametri struje, koja se mijenja uzimajući u obzir harmonijski zakon, bit će različiti i prenose se na sklop četkica, kao i na kolo potrošača napona. Danas su jednofazne jedinice najpopularniji tip autonomnog izvora napajanja. Mogu se koristiti za spajanje gotovo svih kućanskih električnih uređaja.

Trofazni generator

Ova vrsta uređaja pripada klasi univerzalnih, ali skupljih jedinica. Prepoznatljiva karakteristika trofaznih generatora je potreba za stalnim i skupim Održavanje. Bez obzira na ovo, ovaj tip instalacije su najrasprostranjenije.

To je zbog sljedećih prednosti:

1. Jedinica se zasniva na rotirajućem kružnom magnetnom polju. Ovo pruža priliku za dobre uštede u razvoju opreme.
2. Trofazni generatori se sastoje od balansiranog sistema. Ovo osigurava vijek trajanja jedinice kao cjeline.
3. U toku trofazni uređaj istovremeno se koriste dva napona - linearni i fazni. Oba se koriste u jednom sistemu.
4. Jedna od glavnih prednosti je povećanje ekonomski pokazatelji. To osigurava smanjenje utroška materijala energetskih žica, kao i transformatorskih jedinica. Zahvaljujući ovoj funkciji, postupak za prijenos električne energije na velike udaljenosti je pojednostavljen.

Dijagram spajanja zvijezda

Ova vrsta veze uključuje električno povezivanje krajeva namotaja u određenoj tački, koja se naziva "nula". Prilikom ovog povezivanja, opterećenje se može napajati generatorskoj jedinici preko tri ili četiri kabla. Provodnici od početka namotaja smatraju se linearnim. A glavni kabl koji dolazi iz nulte tačke je nula. Parametar napona između vodiča smatra se linearnim (ova vrijednost je 1,73 puta veća od vrijednosti faze).

Zvjezdasti krug za spajanje trofazne opreme

Jedna od glavnih karakteristika ovu opciju je jednakost struja. Četverožični tip zvijezde s neutralnim kabelom smatra se najčešćim. Njegova upotreba pomaže u sprječavanju fazne neravnoteže pri povezivanju asimetričnog opterećenja. Na primjer, ako je aktivan na jednom kontaktu, a reaktivan ili kapacitivan na drugom. Pri korištenju ove opcije osigurava se maksimalna zaštita uključene električne opreme.

Delta dijagrami povezivanja

Ova metoda povezivanja je serijska veza namotaja trofazne jedinice. Kraj prvog namota mora biti povezan s početkom drugog, a njegov kontakt s trećim. Zatim je provodnik iz namota broj 3 spojen na početak prvog elementa.

Ovom šemom, linearni kablovi se preusmjeravaju od priključnih mjesta namotaja. Parametar linijski napon po veličini odgovara prvoj fazi. A vrijednost prve struje je 1,73 puta veća od druge. Opisana svojstva su relevantna samo u slučaju ravnomjernog faznog opterećenja. Ako je neujednačen, tada se parametri moraju ponovo izračunati grafički ili analitički.

Električni dijagrami "trokutnih" priključaka jedinice

Karakteristike generatora sa različitim tipovima motora

Instalacije za automobile i domaćinstvo mogu se međusobno podijeliti u skladu s vrstom goriva na kojem rade. Generatorska jedinica može raditi na benzin ili dizel.

Benzinski generatori

U takvim uređajima izvor mehaničke energije je motor. Jedinica spada u klasu motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa karburatorom sa četiri kontakta. Benzinski generatori koriste motore snage 1-6 kW. U prodaji možete pronaći jedinice dizajnirane za rad od 10 kW, uz njihovu pomoć možete osigurati napajanje svih rasvjetnih i električnih uređaja u privatnoj kući.

Benzinski generatori odlikuju se niskom cijenom i dugim vijekom trajanja, iako su nešto manji u odnosu na dizel. Izbor jedinice se vrši uzimajući u obzir opterećenja pod kojima će raditi. Ako jedinica radi s visokom startnom strujom i koristi se za električno zavarivanje, onda je bolje dati prednost sinkronim uređajima. Prilikom odabira asinhronog tipa jedinice, motor će se moći nositi startne struje. Ali važno je da je agregat potpuno napunjen, inače će se gorivo potrošiti.

Televizija Olifer govorila je o izboru jedinica za privatnu kuću u skladu sa vrstom goriva na koju će se koristiti.

Dizel generatori

Ovu jedinicu pokreće dizel motor.

Zasnovan je na:

• mehanička komponenta;
• panel sa dugmadima za kontrolu;
• sistem opskrbe gorivom;
• rashladna jedinica;
• sistem podmazivanja za trljanje komponenti i sklopova.

Snaga agregata u potpunosti je određena sličnim parametrom samog motora. Ako je nizak, na primjer, za napajanje kućne električne opreme, onda je bolje dati prednost benzinskim jedinicama. Preporučljivo je koristiti jedinice dizelskog tipa gdje je potrebna velika snaga. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem se obično koriste sa gornjim ventilima. Kompaktnije su veličine i vrlo pouzdane.

Osim toga, dizel motori s unutarnjim sagorijevanjem, kada rade, ispuštaju manje otrovnih plinova koji su opasni po zdravlje ljudi i pogodniji za popravku. Stručnjaci preporučuju davanje prednosti jedinicama čije je tijelo izrađeno od čelika, jer plastika ima kraći vijek trajanja.

Dizel agregati koji nisu opremljeni četkama su pouzdaniji.

Napon koji proizvode je stabilniji. U prosjeku, ako se rezervoar napuni do kraja s dizel gorivom, to će osigurati da generator može raditi sedam sati. Ako je jedinica ugrađena trajno, njen dizajn se može dopuniti vanjskim spremnikom za punjenje goriva.

Kanal Current Factory demonstrirao je rad dizel jedinice koja se koristi za opskrbu energijom privatnoj kući.

Inverter generatori

Proizvodnja električne energije odvija se na isti način kao i kod bilo kojeg klasičnog modela generatora. Prije svega, stvara se naizmjenična struja. Ispravlja se i dovodi u invertersku jedinicu, a zatim ponovo pretvara u varijabilnu, samo sa potrebnim tehničkim parametrima.

Jedinica se zasniva na elektronskom modulu koji uključuje:

• ispravljačka jedinica;
• mikroprocesorski uređaj;
• mehanizam konverzije.

Na osnovu vrste izlaznog napona, inverterske jedinice se mogu podijeliti na:

1. Pravougaona. Ova vrsta uređaja smatra se najjeftinijim. Njegova energija je dovoljna samo za napajanje električnih alata i uređaja male snage.
2. Uređaji sa trapezoidnim signalom. Može se koristiti za napajanje većine električnih uređaja, osim visoko osjetljive opreme. Cijena takvih jedinica je prosječna.
3. Uređaji koji rade sa sinusoidnim naponom. Takvi generatori odlikuju se stabilnim karakteristikama i prikladni su za većinu električnih uređaja.

Inverterske jedinice mogu raditi bez prekida ili s prekidima. Objekti potrošnje energije su najčešće ustanove u kojima se ne mogu tolerisati naponski udari.

Glavne prednosti inverterskih instalacija:

• mala veličina i težina;
• niska potrošnja goriva kao rezultat prilagođavanja proizvodnje određene količine električne energije potrebne u određeno vrijeme;
• Inverterske jedinice mogu raditi kratko vrijeme uz preopterećenje.

• visoka cijena uređaja u usporedbi s klasičnim verzijama generatorskih setova;
• povećana osjetljivost na temperaturne promjene u elektronskoj komponenti;
• nizak nivo snage instalacije;
• skupa popravka elektronskog modula ako se pokvari.

Upotreba inverterski uređaji relevantno kada potrebna snaga nije veća od 6 kW. Ako će se jedinica stalno koristiti, onda je bolje dati prednost klasičnom tipu.

Kanal “Garaža Kakhovka” testirao je benzinsku instalaciju klase invertera proizvođača “PiloD”.

Kako napraviti alternator vlastitim rukama

Za self-made asinhrona jedinica će trebati sljedeće:

1. Motor. Možete sami izraditi motor, ali ovaj postupak je previše dugotrajan i radno intenzivan. Stoga je bolje koristiti jedinicu od stare neradne električne opreme za domaćinstvo. Najbolja opcija koristit će se motor iz drenažnog pumpnog uređaja, veš mašina ili usisivač.
2. Mehanizam statora. Preporuka za kupovinu gotov uređaj, opremljen sa namotajem.
3. Set električnih žica.
4. Izolaciona traka, dozvoljena je upotreba termoskupljajućih cijevi.
5. Transformatorska ili ispravljačka jedinica. Ovaj element će biti potreban ako izlaz generatora izmjenične struje ima drugačiju snagu.

Prije početka rada potrebno je izvršiti nekoliko manipulacija koje će vam omogućiti da pravilno izračunate parametar snage jedinice:

1. Motor koji se koristi povezan je na električnu mrežu kako bi se odredila brzina vrtnje. Da biste izvršili ovaj zadatak, trebat će vam poseban uređaj - tahometar. Nakon čitanja informacija, rezultirajuća vrijednost se mora zapisati i dodati joj još 10%. Ovo je kompenzacijska vrijednost. Dodavanje 10% brzini rotacije spriječit će se pregrijavanje jedinice tokom rada.
2. Odabir kondenzatorskih elemenata vrši se uzimajući u obzir potrebnu vrijednost snage. Ako imate bilo kakvih poteškoća u ovoj fazi, možete koristiti tabelu.
3. Agregat proizvodi struju tokom rada, pa je potrebno unaprijed razmisliti o uzemljivanju uređaja. U nedostatku i lošoj izolaciji, jedinica ne samo da će se brže istrošiti, već može predstavljati i opasnost za ljude.
4. Nakon pripreme, izvodi se postupak montaže, ne zahtijeva mnogo truda. Kondenzatorski elementi su spojeni na motor koji će se koristiti u bazi prema dijagramu. Označava redosled kojim su komponente povezane. Treba uzeti u obzir da vrijednost kapacitivnosti svakog dijela kondenzatora odgovara prethodnom uređaju.

Montažni dijagram jednostavan generator naizmjenična struja Tabela za odabir kapaciteta kondenzatora za jedinicu

Rezultirajuća jedinica može osigurati energiju za električnu pilu, kružnu pilu ili brusilicu, odnosno bilo koji alat male snage.

Kada koristite domaći alternator, ne smijete dopustiti da se motor pregrije, inače će to dovesti do njegovog kvara, pa čak i eksplozije.

Tokom procesa montaže i rada, moraju se uzeti u obzir sljedeće nijanse:

1. Ako je koeficijent korisna akcija pada u direktnoj proporciji sa trajanjem rada, to je norma. Ova nijansa je zbog činjenice da se agregat povremeno mora odmarati i hladiti. Važno je s vremena na vrijeme smanjiti temperaturu motora na 40 stepeni Celzijusa.
2. Budući da jednostavan dizajn uređaja ne koristi automatizaciju, potrošač mora sam kontrolirati sve procese rada uređaja. S vremena na vrijeme na jedinicu je potrebno priključiti mjernu opremu - tahometar, voltmetar.
3. Prije montaže morate odabrati ispravne električne uređaje u skladu s njegovim proračunom tehnički parametri i svojstva. Navedena shema je najjednostavnija u smislu implementacije.

Video "Princip rada generatorskog uređaja"

Kanal Halyk Smart govorio je o nijansama rada AC jedinice.

Generator je jedan od glavnih elemenata električne opreme automobila, koji istovremeno daje struju potrošačima i puni bateriju.

Princip rada uređaja zasniva se na pretvaranju mehaničke energije koja dolazi iz motora u napon.

U kombinaciji s regulatorom napona, jedinica se naziva generatorski set.

IN modernih automobila Predviđena je AC jedinica koja u potpunosti zadovoljava sve navedene zahtjeve.

Generatorski uređaj

Elementi izvora naizmjenične struje skriveni su u jednom kućištu, koje također čini osnovu za namotaj statora.

U procesu proizvodnje kućišta koriste se lake legure (najčešće aluminij i duraluminij), a za hlađenje su predviđene rupe kako bi se osiguralo pravovremeno odvođenje topline iz namotaja.

U prednjem i stražnjem dijelu kućišta nalaze se ležajevi na koje je pričvršćen rotor - glavni element napajanje.

Gotovo svi elementi uređaja uklapaju se u kućište. U ovom slučaju, samo tijelo se sastoji od dva poklopca koji se nalaze na lijevoj i na lijevoj strani desna strana- blizu pogonskog vratila i kontrolnih prstenova, respektivno.

Dva poklopca su međusobno povezana pomoću specijalnih vijaka od legure aluminijuma. Ovaj metal je lagan i ima sposobnost odvajanja toplote.

Ne manje važnu ulogu igra sklop četkice, koji prenosi napon na klizne prstenove i osigurava rad sklopa.

Proizvod se sastoji od para grafitnih četkica, dvije opruge i držača za četkice.

Takođe ćemo obratiti pažnju na elemente koji se nalaze unutar kućišta:

Koji su zahtjevi za auto generator?

Postoji niz zahtjeva za auto generatorski set:

• Napon na izlazu uređaja i, prema tome, u mreži na vozilu mora se održavati unutar određenog raspona, bez obzira na opterećenje ili brzinu radilice.
• Izlazni parametri moraju biti takvi da u bilo kojem režimu rada mašine baterija dobije dovoljan napon punjenja.

U isto vrijeme, svaki vlasnik automobila mora Posebna pažnja obratite pažnju na nivo i stabilnost izlaznog napona. Ovaj zahtjev je zbog činjenice da je baterija osjetljiva na takve promjene.

Na primjer, ako napon padne ispod normalnog, baterija se ne puni do potrebnog nivoa. Kao rezultat toga, mogu se pojaviti problemi tokom procesa pokretanja motora.

U suprotnoj situaciji, kada instalacija proizvodi povećan napon, baterija se prepunjava i brže se kvari.

Princip rada autogeneratora, karakteristike kola

Princip rada generatorske jedinice zasniva se na efektu elektromagnetne indukcije.

Ako magnetski tok prolazi kroz zavojnicu i mijenja se, pojavljuje se napon koji se mijenja na terminalima (ovisno o brzini promjene fluksa). Isti put Obrnuti proces također funkcionira.

Dakle, da bi se dobio magnetni fluks, napon se mora primijeniti na zavojnicu.

Ispostavilo se da treba stvoriti AC napon potrebne su dvije komponente:

• Zavojnica (iz njega se uklanja napon).
• Izvor magnetnog polja.

Jednako važan element, kao što je gore navedeno, je rotor, koji djeluje kao izvor magnetskog polja.

Sistem polova čvora ima rezidualni magnetni tok (čak i u odsustvu struje u namotaju).

Ovaj parametar je mali, tako da može izazvati samopobudu samo za povećana brzina. Iz tog razloga, mala struja se prvo propušta kroz namotaj rotora, što osigurava magnetizaciju uređaja.

Gore spomenuti lanac uključuje prolazak struje iz baterije kroz kontrolnu lampu.

Glavni parametar ovdje je jačina struje, koja bi trebala biti u granicama normale. Ako je struja previsoka, baterija će se brzo isprazniti, a ako je preniska, povećat će se rizik od pobude generatora u praznom hodu.

Uzimajući u obzir ove parametre, odabire se snaga sijalice, koja bi trebala biti 2-3 W.

Čim napon dostigne traženi parametar, svjetlo se gasi, a pobudne namote napaja sam generator automobila. U tom slučaju, izvor napajanja prelazi u režim samopobude.

Napon se uklanja sa namotaja statora, koji je napravljen u trofaznoj izvedbi.

Jedinica se sastoji od 3 pojedinačna (fazna) namota namotana po određenom principu na magnetno jezgro.

Struje i naponi u namotima su pomaknuti za 120 stepeni. Istovremeno, sami namotaji se mogu sastaviti u dvije verzije - "zvijezda" ili "trokut".

Ako je odabran uzorak trokuta, fazne struje u 3 namotaja će biti 1,73 puta manja od ukupne struje koju dovodi generatorski set.

Zato u auto generatori velike snage Najčešće korištena shema je "trokut".

To se upravo objašnjava nižim strujama, zahvaljujući kojima je moguće namotati namotaj žicom manjeg poprečnog presjeka.

Ista žica se može koristiti i za spajanje zvijezda.

Da bi stvoreni magnetni tok išao prema svojoj namjeni i bio usmjeren na namotaj statora, zavojnice su u specijalni žljebovi magnetno kolo.

Zbog pojave magnetnog polja u namotima i u magnetskom kolu statora pojavljuju se vrtložne struje.

Djelovanje potonjeg dovodi do zagrijavanja statora i smanjenja snage generatora. Da bi se smanjio ovaj efekat, čelične ploče se koriste u proizvodnji magnetskog kola.

Generisani napon ide na on-board mreža kroz grupu dioda (ispravljački most), što je gore spomenuto.

Nakon otvaranja, diode ne stvaraju otpor i dopuštaju da struja nesmetano prolazi u mrežu na ploči.

Ali kada obrnuti napon Ja nisam preskočen. U stvari, ostaje samo pozitivan poluval.

Neki proizvođači automobila zamjenjuju diode zener diodama kako bi zaštitili elektroniku.

Glavna karakteristika dijelova je sposobnost da ne propuštaju struju do određenog parametra napona (25-30 volti).

Nakon prolaska ove granice, zener dioda "probija" i propušta obrnutu struju. U tom slučaju napon na "pozitivnoj" žici generatora ostaje nepromijenjen, što ne predstavlja nikakav rizik za uređaj.

Usput, sposobnost zener diode da održava konstantan U na terminalima čak i nakon "kvara" koristi se u regulatorima.

Kao rezultat toga, nakon prolaska kroz diodni most (zener diode), napon se ispravlja i postaje konstantan.

Za mnoge vrste generatorskih setova, pobudni namotaj ima vlastiti ispravljač, sastavljen od 3 diode.

Zahvaljujući ovoj vezi, tok struje pražnjenja iz baterije je isključen.

Diode povezane s namotom polja rade na sličnom principu i opskrbljuju namotaj konstantnim naponom.

Ovdje se ispravljački uređaj sastoji od šest dioda, od kojih su tri negativne.

Tokom rada generatora, struja pobude je niža od parametra koji daje generator automobila.

Prema tome, za ispravljanje struje na pobudnom namotu dovoljne su diode sa nazivnom strujom do dva Ampera.

Poređenja radi, energetski ispravljači imaju nazivna struja do 20-25 Ampera. Ako je potrebno povećati snagu generatora, postavlja se još jedna ruka s diodama.

Načini rada

Da biste razumjeli radne karakteristike automobilskog generatora, važno je razumjeti karakteristike svakog načina rada:

• Prilikom pokretanja motora, glavni potrošač električne energije je starter. Značajka načina rada je stvaranje povećanog opterećenja, što dovodi do smanjenja napona na izlazu baterije. Kao rezultat toga, potrošači crpe struju samo iz baterije. Zato se u ovom načinu rada baterija prazni s najvećom aktivnošću.
• Nakon pokretanja motora, automobilski generator se prebacuje u režim izvora napajanja. Od ovog trenutka uređaj osigurava struju potrebnu za napajanje tereta u automobilu i punjenje baterije. Čim baterija dostigne potrebni kapacitet, nivo struja punjenja smanjuje se. U ovom slučaju, generator nastavlja igrati ulogu glavnog izvora energije.
• Nakon povezivanja moćno opterećenje, na primjer, klima uređaj, grijanje unutrašnjosti i drugo, brzina rotacije rotora se usporava. U ovom slučaju, automobilski generator više nije u mogućnosti pokriti trenutne potrebe automobila. Dio opterećenja se prenosi na bateriju, koja radi paralelno s izvorom napajanja i počinje se postepeno prazniti.

Regulator napona - funkcije, vrste, lampica upozorenja

Ključni element agregata je regulator napona - uređaj koji održava bezbedan nivo U na izlazu statora.

Postoje dvije vrste takvih proizvoda:

• Hibrid - regulatori, električni dijagram koji uključuje oboje elektronskih uređaja i radio komponente.
• Integrisani - uređaji bazirani na tankoslojnoj mikroelektronskoj tehnologiji. U modernim automobilima ova opcija je najraširenija.

Ne manje važan element- montirana kontrolna lampa komandna tabla, iz čega možemo zaključiti da postoje problemi sa regulatorom.

Paljenje sijalice u trenutku pokretanja motora treba da bude kratkotrajno. Ako stalno svijetli (kada je generatorski set u radu), to ukazuje na kvar regulatora ili samog uređaja, kao i na potrebu za popravkom.

Suptilnosti pričvršćivanja

Generatorski set je pričvršćen pomoću posebnog nosača i vijčanog spoja.

Sama jedinica je pričvršćena na prednji dio motora, zahvaljujući posebnim šapama i očima.

Ako automobilski generator ima posebne šape, potonje se nalaze na poklopcima motora.

Ako se koristi samo jedna šapa za pričvršćivanje, potonja se postavlja samo na prednji poklopac.

U šapi ugrađenoj u stražnjem dijelu, u pravilu se nalazi rupa u kojoj je ugrađena odstojna čaura.

Zadatak potonjeg je eliminirati prazninu stvorenu između graničnika i pričvršćivanja.

Audi A8 nosač generatora.

I tako je jedinica montirana na VAZ 21124.

Neispravnosti generatora i načini njihovog otklanjanja

Električna oprema automobila ima tendenciju da se pokvari. U ovom slučaju najveći problemi nastaju s baterijom i generatorom.

U slučaju kvara bilo kojeg od ovih elemenata, rad vozila u normalan način rada rad postaje nemoguć ili se automobil potpuno imobilizira.

Svi kvarovi generatora podijeljeni su u dvije kategorije:

• Mehanički. U ovom slučaju nastaju problemi s integritetom kućišta, opruga, remenskog pogona i drugih elemenata koji nisu povezani s električnom komponentom.
• Električni. To uključuje kvar diodnog mosta, trošenje četkica, kratke spojeve u namotima, kvarove releja regulatora i druge.

Pogledajmo sada detaljnije listu kvarova i simptoma.

1. Nedovoljna struja punjenja na izlazu:

2. Druga situacija.

Kada auto alternator proizvodi potreban nivo struja, ali se baterija i dalje ne puni.

Razlozi mogu biti različiti:

• Loš kvalitet izvlačenja kontakta uzemljenja između regulatora i glavne jedinice. U tom slučaju provjerite kvalitetu kontaktne veze.
• Kvar naponskog releja - provjerite i zamijenite ga.
• Ako su četke istrošene ili zaglavljene, zamijenite ih ili očistite od prljavštine.
• Zaštitni relej regulatora se aktivirao zbog kratkog spoja na masu. Rješenje je pronaći mjesto oštećenja i riješiti problem.
• Ostali razlozi su zauljeni kontakti, kvar regulatora napona, kratki spoj u namotajima statora, slaba napetost remena.

3. Generator radi, ali pravi mnogo buke.

Mogući kvarovi:

• Kratki spoj između okretaja statora.
• Istrošenost ležišta ležaja.
• Otpuštanje matice remenice.
• Kvar ležaja.

Popravak auto generatora uvijek treba započeti točnom dijagnozom problema, nakon čega se uzrok otklanja preventivne mjere ili zamjena neispravne jedinice.

Radna praksa pokazuje da promjena auto alternatora nije teška, ali da biste riješili problem morate slijediti niz pravila:

• Novi uređaj mora imati slične parametre trenutne brzine kao tvornička jedinica.
• Energetski indikatori moraju biti identični.
• Omjeri prijenosa starog i novog izvora napajanja moraju se podudarati.
• Jedinica koja se ugrađuje mora biti odgovarajuće veličine i lako se pričvrstiti na motor.
• Krugovi generatora novog i starog automobila moraju biti isti.

Imajte na umu da su uređaji postavljeni na automobile strane proizvodnje fiksirani drugačije od domaćih, na primjer, kao na TOYOTA COROLLA generatoru
i Lada Granta
.

Stoga, ako zamijenite stranu jedinicu domaćim proizvodom, morat ćete ugraditi novi nosač.

Da zaključimo priču o automobilskim generatorima, vrijedi istaknuti niz savjeta o tome što vlasnici automobila trebaju, a što ne bi trebali raditi tokom rada.

Glavna stvar je instalacija, tokom koje je važno pristupiti povezivanju polariteta s najvećom pažnjom.

Ako pogriješite u ovom pitanju, ispravljač će se pokvariti i rizik od požara se povećava.

Pokretanje motora s pogrešno spojenim žicama predstavlja sličnu opasnost.

Da biste izbjegli probleme tokom rada, trebali biste se pridržavati niza pravila:

• Održavajte kontakte čistima i pratite ispravnost električnih instalacija vozila. Obratite posebnu pažnju na pouzdanost veze. Ako se koriste loše kontaktne žice, nivo napona na ploči će premašiti dozvoljenu granicu.
• Pratite napetost generatora. Ako je napetost slaba, napajanje neće moći obavljati predviđene zadatke. Ako zategnete remen, to može dovesti do brzog trošenja ležajeva.
• Odbacite žice iz generatora i baterije kada izvodite radove električnog zavarivanja.
• Ako se lampica upozorenja upali i ostane upaljena nakon pokretanja motora, otkrijte i otklonite uzrok.

Posebnu pažnju treba obratiti na relejni regulator, kao i na provjeru napona na izlazu izvora napajanja. U načinu punjenja, ovaj parametar bi trebao biti na nivou od 13,9-14,5 volti.

Osim toga, s vremena na vrijeme provjerite istrošenost i adekvatnost sile četkica generatora, stanje ležajeva i kliznih prstenova.

Visinu četkica treba mjeriti sa uklonjenim držačem. Ako je potonji istrošen na 8-10 mm, potrebna je zamjena.

Što se tiče sile opruga koje drže četke, ona bi trebala biti na nivou od 4,2 N (za VAZ). Istovremeno pregledajte klizne prstenove - na njima ne bi trebalo biti tragova ulja.

Također, vlasnik automobila mora zapamtiti niz zabrana, i to:

• Ne ostavljajte automobil sa priključenim akumulatorom ako postoji sumnja na kvar diodnog mosta. U suprotnom, baterija će se brzo isprazniti i povećava se rizik od požara ožičenja.
• Nemojte provjeravati ispravan rad generatora preskakanjem njegovih terminala ili odvajanjem akumulatora dok motor radi. U tom slučaju može doći do oštećenja elektronski elementi, on-board kompjuter ili regulator napona.
• Ne dozvolite da tehničke tečnosti dođu u kontakt sa generatorom.
• Ne ostavljajte jedinicu uključenu ako su polovi baterije uklonjeni. U suprotnom, to može dovesti do oštećenja regulatora napona i električne opreme automobila.
• Ponašajte se na vrijeme.

Poznavajući radne karakteristike generatora, nijanse njegovog dizajna, glavne kvarove i suptilnosti popravka, možete izbjeći mnoge probleme s ožičenjem i baterijama.

Zapamtite da je generator složena jedinica koja zahtijeva poseban pristup za upotrebu.

Važno je stalno ga pratiti, pravovremeno provoditi preventivne mjere i zamijeniti dijelove (ako je potrebno).

Ovakvim pristupom, izvor energije i sam automobil će trajati jako dugo.

Ako u članku postoji video zapis koji se ne reproducira, odaberite bilo koju riječ mišem, pritisnite Ctrl+Enter, unesite bilo koju riječ u prozor koji se pojavi i kliknite na "POŠALJI". Hvala ti.

U praksi se koristi nekoliko vrsta generatora. Ali svaki od njih uključuje iste sastavne elemente. To uključuje magnet, koji stvara odgovarajuće polje, i poseban namotaj žice, gdje se stvara elektromotorna sila (EMF). IN najjednostavniji model U generatoru ulogu namota obavlja okvir koji se može okretati oko horizontalne ili vertikalne ose. Amplituda EMF-a proporcionalna je broju zavoja prisutnih na namotu i amplitudi oscilacija magnetskog fluksa.

Za postizanje značajnog magnetnog fluksa, generatori koriste poseban sistem. Sastoji se od para čeličnih jezgara. Namotaji koji stvaraju naizmjenično magnetsko polje postavljeni su u žljebove prvog od njih. Oni zavoji koji induciraju EMF nalaze se u žljebovima druge jezgre.

Unutrašnje jezgro se naziva rotor. Okreće se oko ose zajedno sa namotajem na njemu. Jezgra koja ostaje nepomična obavlja funkciju statora. Kako bi fluks magnetske indukcije bio što jači, a gubici energije minimalni, nastoje da razmak između statora i rotora bude što manji.

Na kom principu radi generator?

Elektromotorna sila nastaje u namotajima statora odmah nakon pojave električnog polja, koje karakteriziraju vrtložne formacije. Ovi procesi nastaju promjenom magnetnog fluksa, koji se opaža pri ubrzanoj rotaciji rotora.

Struja iz rotora se dovodi u električni krug pomoću kontakata u obliku kliznih elemenata. Da bi se ovo olakšalo, prstenovi koji se nazivaju kontaktni prstenovi pričvršćeni su na krajeve namotaja. Fiksne četke su pritisnute na prstenove, preko kojih je spoj između električni krug i namotaj pokretnog rotora.

U zavojima magnetnog namota, gdje se stvara magnetsko polje, struja ima relativno malu snagu u usporedbi sa strujom koju generator daje vanjskom kolu. Iz tog razloga, dizajneri prvih generatora odlučili su preusmjeriti struju sa statički smještenih namotaja i napajati slabu struju rotirajućem magnetu preko kontakata koji omogućavaju klizanje. U generatorima male snage, polje stvara trajni magnet koji se može rotirati. Ovaj dizajn vam omogućava da pojednostavite cijeli sistem i uopće izbjegnete upotrebu prstenova i četkica.

Moderna industrijski generator električna struja je masivna i glomazna struktura, koja se sastoji od metalnih konstrukcija, izolatora i bakrenih provodnika. Dimenzije uređaja mogu biti nekoliko metara. Ali čak i za tako čvrstu strukturu, vrlo je važno održavati točne dimenzije dijelova i razmake između pokretnih dijelova električne mašine.