Izmjeničnu struju industrijske frekvencije u elektranama stvaraju sinkroni generatori električnih strojeva posebno dizajnirani za tu namjenu. Princip rada ovih jedinica temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije. Mehanička energija koju proizvodi parna ili hidraulična turbina pretvara se u električnu energiju izmjenične struje.
Rotirajući dio pogona ili rotora je električni magnet, koji generirano magnetsko polje prenosi na stator. Ovo je vanjski dio uređaja koji se sastoji od tri zavojnice žica.
Napon se prenosi preko kolektorskih četkica i prstenova. Bakreni prstenovi rotora okreću se istovremeno s radilicom i rotorom, zbog čega su četke pritisnute na njih. Oni zauzvrat ostaju na mjestu, omogućujući prijenos električne struje iz stacionarnih elemenata generatora njegovog rotirajućeg dijela.
Ovako proizvedeno magnetsko polje, rotirajući preko statora, proizvodi električne struje koje pune bateriju.
Popularni modeli generatora za zavarivanje naizmjenična struja:
Generator naizmjenična struja
Trenutno postoji mnogo različitih vrsta indukcije generatori... Ali svi se sastoje od istih osnovnih dijelova. Ovo je, prvo, elektromagnet ili permanentni magnet, koji stvara magnetsko polje, i, drugo, namotaj u kojem se inducira varijabla EMF- elektromotorna sila (u razmatranom modelu generatora to je rotirajući okvir). Budući da se zbraja EMF inducirana u serijski spojenim zavojima, amplituda indukcijske EMF u okviru je proporcionalna broju zavoja u njemu. Također je proporcionalan amplitudi izmjeničnog magnetskog toka (Fm = BS) kroz svaki zavoj.
Princip rada generatora naizmjenična struja Sljedeći. Za dobivanje velikog magnetskog toka u generatorima se koristi poseban magnetski sustav koji se sastoji od dvije jezgre izrađene od električnog čelika. Namoti koji stvaraju magnetsko polje smješteni su u utorima jedne jezgre, a namoti u kojima se inducira EMF nalaze se u utorima druge. Jedna od jezgri (obično unutarnja), zajedno sa svojim namotom, rotira se oko vodoravne ili okomite osi. Stoga se naziva rotor. Fiksna jezgra sa svojim namotom naziva se stator. Razmak između jezgri statora i rotora čini se što manjim kako bi se povećao tok magnetske indukcije.
U modelu generatora prikazanom na slici rotira se žičani okvir, koji je rotor (iako bez željezne jezgre). Magnetno polje stvara stacionarni trajni magnet. Naravno, moglo se učiniti i obrnuto: zarotirati magnet i ostaviti okvir nepomičan.
U velikim industrijskim generatorima rotira se elektromagnet, koji je rotor, dok se namoti u kojima se inducira EMF polažu u utore statora i ostaju nepomični. Činjenica je da je potrebno opskrbiti struju rotoru ili ga ukloniti iz namota rotora u vanjski krug pomoću kliznih kontakata. Za to je rotor opremljen kliznim prstenovima pričvršćenim na krajeve njegovog namota.
Sl. 1. Strukturna shema alternator Trenutno.
Fiksne ploče - četke - su pritisnute na prstenove i povezuju namot rotora s vanjskim krugom. Jačina struje u namotima elektromagneta, koja stvara magnetsko polje, mnogo je manja od jakosti struje koju generator daje vanjskom krugu. Stoga je prikladnije ukloniti generiranu struju iz stacionarnih namota, a rotirajući elektromagnet opskrbiti relativno slabom strujom kroz klizne kontakte. Ovu struju stvara zasebni generator istosmjerne struje (uzbudnik) koji se nalazi na lijevoj osovini (Trenutno se istosmjerna struja u namot rotora najčešće dovodi iz namota statora istog generatora preko ispravljača).
U generatorima male snage magnetsko polje stvara rotirajući permanentni magnet. U ovom slučaju prstenovi i četke uopće nisu potrebni.
Pojava EMF-a u stacionarnim namotima statora objašnjava se pojavom vrtložnog električnog polja u njima, nastalog promjenom magnetskog toka tijekom rotacije rotora.
Suvremeni električni generator impozantna je konstrukcija od bakrenih žica, izolacijskih materijala i čeličnih konstrukcija. S dimenzijama od nekoliko metara, najvažniji dijelovi generatora izrađuju se s milimetarskom preciznošću. Nigdje u prirodi ne postoji takva kombinacija pokretnih dijelova koja bi mogla generirati električnu energiju jednako kontinuirano i ekonomično.
NAIZMJENIČNA STRUJA
Vratilo generatora pokreće remenica koja je klinastim remenom postavljena na radilicu motora. Prijenosni omjer prijenosa s klinastim remenom je 1,7-2,0. Kada se automobil kreće, brzina radilice u praznom hodu za moderne motore je 500-600 o/min, maksimalna frekvencija je 4000-5000 o/min. Dakle, višestrukost promjena brzine motora, a time i osovine generatora može doseći 8 - 10. Napon generatora ovisi o brzini njegove osovine. Što je frekvencija veća, to je veći napon generatora. Međutim, svi električni uređaji automobila, posebno svjetiljke i instrumenti
uređaji su predviđeni za napajanje iz konstantnog napona od 12 ili 24 V. Održavanje konstantnog napona generatora bez obzira na promjenu brzine i opterećenja generatora (uključivanje potrošača) vrši se posebnim uređajem koji se naziva napon. regulator.
Kada brzina motora padne ispod 500-700 o/min, napon generatora postaje manji od napona akumulatora. Ako se baterija ne odvoji od generatora, ona će se početi prazniti prema generatoru, što može dovesti do pregrijavanja izolacije namota generatora i pražnjenja baterije. Kada se broj okretaja motora poveća, generator se mora ponovno spojiti na električni sustav. Uključivanje generatora u električni sustav kada je njegov napon veći od napona akumulatora, a isključenje generatora iz mreže kada je njegov napon manji od napona akumulatora, vrši se posebnim uređajem koji se naziva relej obrnute struje.
Generator je dizajniran da isporučuje određenu maksimalnu struju za određeni generator, međutim, u slučaju kvara u električnom sustavu (ispražnjena baterija, kratki spoj, itd.), generator može isporučiti struju veću od one za koju je je dizajniran. Dugotrajni rad generatora u ovom načinu rada dovest će do njegovog pregrijavanja i izgaranja izolacije namota. Za zaštitu generatora od preopterećenja koristi se poseban uređaj koji se naziva ograničavač struje.
Sva tri uređaja - regulator napona, relej obrnute struje i ograničavač struje - kombinirani su u jednom uređaju koji se naziva relej-regulator.
U nekim generatorima, na primjer, G-250, izmjenična struja, relej obrnute struje i ograničavač struje mogu biti odsutni, ali dizajn generatora sadrži uređaje koji obavljaju funkcije tih uređaja.
Na sl. 1 prikazuje uređaj alternatora G-250. Generator ima stator 6 s trofaznim namotom izrađenim u obliku zasebnih zavojnica postavljenih na zupce statora. Svaka faza ima šest zavojnica povezanih u seriju. Namoti faznog statora spojeni su zvijezdom, a njihovi su izlazni terminali spojeni na ispravljačku jedinicu 10.
Uređaj alternator struja G-250
Kućište statora sastoji se od pojedinačnih električnih čeličnih ploča. Uzbudni namot 4 generatora izrađen je u obliku zavojnice i postavljen je na čelični rukavac kljunastih polova rotora 13. Navlaka, kljunasti rotorski stupovi i klizni prstenovi 5 su čvrsto pričvršćeni na osovina rotora 3 (pritisnuti na narezku). Magnetno polje stvoreno uzbudnim namotom, prolazeći kroz krajeve polova u obliku kljuna, formira sjeverni i južni pol na rotoru (slika 2) (EV Mikhailovsky, "Uređaj automobila", str. 163) .
Kada se rotor rotira, magnetsko polje polova rotora prelazi zavoje zavojnica namota statora, inducirajući promjenjivu emf u svakoj fazi.
Ispravljački krug naizmjenična struja
Struja u namotu polja dovodi se preko četkica 8 (slika 1) i kliznih prstenova 5, na koje su zalemljeni krajevi namota polja. Četke su učvršćene u držač četkica 9.
Stator generatora je pričvršćen između poklopaca 1 i 7 pomoću veznih vijaka, koji imaju nosače za pričvršćivanje generatora na motor. U poklopcu 1 na strani pogona, na vrhu, nalazi se navojna rupa za pričvršćivanje zatezne šipke, kojom se podešava napetost pogonskog remena alternatora. Poklopci su lijevani od aluminijske legure.
Kako bi se smanjilo trošenje, sjedište kugličnog ležaja u stražnjem poklopcu 7 i rupe u nosačima poklopca su ojačane čeličnim čahurama.
Poklopci sadrže kuglične ležajeve 2 i 12 s obostranim brtvama i mašću za cijeli vijek trajanja ležaja.
Na izbočeni kraj osovine rotora 3 pričvršćeni su vanjski ventilator 14 (slika 1) i remenica 15. Poklopci imaju ventilacijske prozore kroz koje prolazi rashladni zrak. Smjer kretanja rashladnog zraka je od poklopca sa strane kliznih prstenova prema ventilatoru.
U poklopcu sa strane kliznih prstenova ugrađena je ispravljačka jedinica 10, sastavljena od silikonskih ventila (dioda), koja omogućuje radnu temperaturu kućišta plus 150 °C.
Tipovi ispravljačkih jedinica
Blok ispravljača VBG-1. (slika 4) sastoji se od tri monobloka spojena na punovalni trofazni ispravljački krug
Svaka dva ispravljačka ventila smještena su u monobloku, koji istovremeno djeluje kao radijator i provodnik zaliječen srednje točke strujnog kruga 3. U kućištu monobloka-radijatora 4 nalaze se dvije utičnice, u kojima se skupljaju pn spojevi ispravljačkih ventila. . U jednom gnijezdu, pn-spoj ima p-zonu na tijelu, au drugom - p-zonu. Nasuprotne prijelazne zone imaju fleksibilne vodove 9 koji povezuju monoblok sa spojnim sabirnicama 2. Negativna sabirnica ispravljačke jedinice spojena je na tijelo generatora. U kasnijim izvedbama ispravljačkih jedinica BPV-4-45 (slika 4, b) za struju od 45 A koriste se silikonski ventili tipa VA-20, koji se utiskuju u hladnjake 12 negativnog i pozitivnog polariteta, tri ventili u svakoj. Hladnjaci su izolirani jedan od drugog plastičnim čahurama-izolatorima 13. Reverzna struja ventila ne prelazi 3 mA, a sklopljene jedinice je 10 mA. Za generatore maksimalne snage do 1200 W t (G-228) koriste se silikonske ispravljačke jedinice VBG-7-G za struju od 80 A (slika 4, c) ili BPV-7-100. U jedinicama BPV-7T i BPV-7-100 koriste se ventili VA-20, dva paralelna u svakoj ruci, šest ventila u svakom hladnjaku. Jedinica BPV-7-100 za struju od 100 A i njen električni krug prikazani su na Sl. 4, d.
Kako bi se smanjila razina radijskih smetnji u jedinicama, VBR-7-G i BPV-7-100, kondenzator kapaciteta 4,7 μF ugrađen je paralelno s terminalima "+" i "-" generatora. Opći izgled ventila BA -20 prikazan je na Sl. 5. Nazivna struja ventila je 20 A. Za pojednostavljenje kruga, električnih priključaka, ventili se proizvode u dvije verzije - s izravnim i obrnutim polaritetom na kućišta (slika 5, b). U ventilima izravnog polariteta "+" ispravljene će biti na tijelu, u ventilima obrnutog polariteta bit će "-" ispravljene struje.
Ventili izravnog i obrnutog polariteta razlikuju se po boji oznake nanesene bojom na dnu kućišta. Ventili pozitivnog polariteta: (“+” na tijelu) označeni su crvenom bojom, a ventili obrnutih polariteta (“-” na tijelu) su označeni crnom bojom.
Silikonski ventil VA-20
Električni dijagram za spajanje namota generatora i ispravljača prikazan je na slici 3, a. Kada se rotor generatora okreće u svakoj fazi, inducira se izmjenični napon čija je promjena za jedno razdoblje prikazana na Sl. 3, b. Nakon ispravljanja, krivulje faznog napona će poprimiti oblik prikazan na Sl. 3, c. Ispravljeni napon bit će gotovo konstantan (linija 1 na slici 3, c), a frekvencija mreškanja ispravljenog napona bit će šest puta veća od frekvencije u faznim namotima (Yu.I. Borovskikh, "Uređaj automobila" , str. 183).
S povećanjem brzine vrtnje, frekvencija struje inducirane u faznim namotima generatora raste naizmjenična struja, a induktivni otpor namota se povećava. Stoga, pri visokoj frekvenciji vrtnje rotora, kada generator može isporučiti maksimalnu snagu, nema opasnosti od njegovog preopterećenja, budući da je struja generatora ograničena povećanim induktivnim otporom njegovih namota. Ovaj fenomen kod generatora naizmjenična struja naziva se svojstvom samoograničavanja. Automobilski generatori G-250, G-270, G-221 i drugi dizajnirani su na način da im nije potreban ograničavač struje.
Svojstvo ventila da propušta struju samo u jednom smjeru (od generatora do akumulatorske baterije) eliminira potrebu za ugradnjom releja obrnute struje u relej-regulator. Dakle, relej-regulator koji radi s automobilskim generatorom naizmjenična struja, može se koristiti samo regulator napona. To uvelike pojednostavljuje dizajn i smanjuje veličinu, težinu i cijenu releja-regulatora. Putovi struje kroz ventile ispravljača kada namoti prođu prvu fazu sjevernog i južnog pola rotora prikazani su na sl. 3, a strelicama. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, ako se namoti prve faze izmjenjuju u smjeru struje, struja u krugu opterećenja (Rn) bit će konstantna. Proces je sličan i u ostalim fazama.
II. ZATIM. GENERATOR
Kvarovi i kvarovi generatora su: prekid ili kratki spoj u statorskom namotu generatora ili u uzbudnom namotu, prekid kontakta četkica s prstenovima i iskrenje četkica, trošenje ležajeva generatora, kvar ili slabljenje opruga držača četkice, kvar dioda u ispravljaču, popuštanje napetosti (pretjerana napetost) pogonskog remena.
Neispravnosti alternatora otkrivaju se očitavanjem ampermetra ili lampice upozorenja. Ampermetar s neispravnim generatorom pokazat će pražnjenje, a signalna lampica će biti upaljena kada motor radi. Gubitak kontakta četkica s prstenovima nastaje zbog prljavštine, gorenja ili istrošenosti, lomljenja ili istrošenosti četkica, kao i slabljenja ili loma tlačnih opruga četkica. Onečišćenje prstena treba obrisati čistom krpom, zagorene prstenove očistiti staklenim papirom, istrošenu četkicu zamijeniti novom i protrljati preko prstena.
III. DIJAGNOSTIKA GENERATORA
Dijagnosticiranje generatora svodi se na provjeru graničnog napona i zdravlja generatora. Da biste izvršili ovu operaciju, morate uključiti voltmetar paralelno s trenutnim potrošačima. Granični napon se provjerava s uključenim potrošačima struje (bočna i bočna svjetla) i povećava se broj okretaja radilice motora. Trebao bi biti u rasponu od 13,5-14,2 V. Učinak generatora se ocjenjuje naponom kada su svi potrošači uključeni brzinom koja odgovara punom izlazu generatora, koji bi trebao biti najmanje 12 V. i rijedak kvarovi generatora, kao što su prekid ili kratki spoj namota statora na masu, prekid ili kvar ispravljačkih dioda, zbog značajnih rezervi performansi generatora.
Ovi se kvarovi lako prepoznaju po karakterističnom obliku oscilograma koji je prvenstveno povezan s povećanjem raspona fluktuacija napona. Uz ispravan rad generatora, raspon fluktuacija napona u mreži ne prelazi 1-1,2 V, što je posljedica povremenog uključivanja primarnog namota induktivnog svitka u krug opterećenja. Lako se očitava s oscilograma osciloskopa mototestera (Elkon S -300, Elkon S -100A, K-461, K-488).
S jednom probušenom (kratko spojenom) diodom, kao rezultat njezinih ispravljačkih svojstava, raspon fluktuacije napona se povećava na 2,5-3 V. s općim smanjenjem njezine frekvencije vibracija. Prosječna razina napona koju pokazuje voltmetar ne mijenja se, međutim, naponski udari dovode do smanjenja trajnosti baterije i drugih elemenata električne opreme (VL Rogovtsev, "Projektiranje i rad vozila", str. 391).
Dakle, istodobna uporaba osciloskopa i voltmetra omogućuje brzo i objektivno dijagnosticiranje generatora i relejnih regulatora. naizmjenična struja... Povećanje napona generatora za 10-12% više od izračunatog smanjuje vijek trajanja akumulatorskih baterija za 2-3 puta.
Neispravan generator se mijenja ili popravlja u elektroradionici, granični napon releja-regulatora regulira se naponom armaturne opruge, a ako to nije moguće mijenja se i relej-regulator. Beskontaktni tranzistorski relejni regulatori reguliraju se samo u trgovini elektrotehnikom.
29 ELEKTRIČNI GENERATORI NAIZMJENIČNA STRUJA
Malo je znanstvenih pravaca, u kojima su se istraživanja pokazala jednako plodonosnima kao iu području visokofrekventnih struja. Jedinstvena svojstva ovih struja i upečatljiva priroda fenomena koje su demonstrirali odmah su zaokupili svačiju pozornost. znanstvenici su pokazali interes za istraživanja na ovom području, inženjeri su se zainteresirali za perspektivu njihove industrijske primjene, a liječnici su u njima vidjeli dugo očekivano sredstvo učinkovitog liječenja tjelesnih bolesti. Otkako su moji prvi istraživački radovi objavljeni 1891. godine, napisane su stotine svezaka o ovoj temi i doneseni su bezbrojni zaključci o tom novom fenomenu. Ipak, ovaj znanstveno-tehnički smjer je u razdoblju formiranja, a budućnost u svojim dubinama čuva nešto neusporedivo značajnije.
Od samog početka bio sam svjestan hitne potrebe za stvaranjem učinkovitih uređaja koji zadovoljavaju brzo rastuće zahtjeve, a osam godina, dosljedno ispunjavajući ranija obećanja, razvio sam čak pedeset vrsta pretvarača, odnosno električnih generatora, izmjenične struje, besprijekornih u svakom pogledu i doveden do te mjere savršenstva, da ni sada nitko od njih nije mogao napraviti značajnija poboljšanja. Da sam se vodio praktičnim razmatranjima, možda bih započeo izvrstan i unosan posao, pružajući na tom putu značajne usluge čovječanstvu. No, sila okolnosti i dotad neviđeni izgledi za još značajnija postignuća usmjerili su moje napore u drugom smjeru. A sada sve ide na to da će se uskoro na tržištu prodavati uređaji koji su, začudo, stvoreni prije dvadeset godina!
Ovi generatori su posebno dizajnirani za rad u AC i DC rasvjetnim mrežama, za stvaranje prigušenih i neprigušenih oscilacija s frekvencijom, amplitudom i naponom postavljenim u širokom rasponu. Oni su kompaktni, samostalni, ne zahtijevaju održavanje dugo vremena i smatrat će se vrlo prikladnim i korisnim u raznim područjima, na primjer, za bežični telegraf i telefon; za pretvorbu električne energije; za stvaranje kemijskih spojeva fuzijom i vezanjem; za sintezu plina; za proizvodnju ozona; za rasvjetu, zavarivanje, sanitarnu profilaksu i dezinfekciju komunalnih, medicinskih i stambenih prostora, kao i za mnoge druge namjene u znanstvenim laboratorijima i industrijskim poduzećima. Iako ovi pretvarači nikada prije nisu opisani, opća načela njihova dizajna u cijelosti su iznesena u mojim publikacijama i patentima, detaljnije u od 22. rujna 1896., pa se čini da je nekoliko priloženih fotografija i popratni sažetak objašnjenje će pružiti sveobuhvatne informacije ako će biti potrebne.
Glavni dijelovi takvog generatora su kondenzator, samoindukcijska zavojnica za pohranjivanje visokog potencijala, prekidač i transformator koji se napaja periodičnim pražnjenjem kondenzatora. Uređaj uključuje najmanje tri, a obično četiri, pet ili šest elemenata za podešavanje; regulacija učinkovitosti provodi se na više načina, najčešće pomoću jednostavnog vijka za podešavanje. Pod povoljnim uvjetima može se postići učinkovitost do 85%, odnosno može se reći da se energija dovedena iz izvora energije može regenerirati u sekundarnom krugu transformatora. Ako je glavna prednost ove vrste aparata očito u izvanrednim sposobnostima kondenzatora, onda su određene specifične kvalitete posljedica formiranja serijskog kruga, pod uvjetom da se promatraju točni harmonijski odnosi i gubici trenjem, kao i kao i ostali gubici, minimizirani, što je jedan od glavnih ciljeva ovog projekta.
Općenito govoreći, uređaji se mogu podijeliti u dvije klase: jednu u kojoj prekidač ima čvrste kontakte, a drugu u kojoj se izrada i lomljenje vrši živom. Na slikama od 1 do 8, uključujući, prikazana je prva vrsta, a druge druge. Prvi su sposobni postići veću učinkovitost, uzimajući u obzir činjenicu da su gubici od zatvaranja i otvaranja svedeni na minimum, a prijelazni otpor koji uzrokuje prigušivanje oscilacija je mali. Potonje je poželjno koristiti u slučajevima kada je potrebna velika izlazna snaga i veliki broj prekida u sekundi. motor i sjeckalica troše, naravno, određenu količinu energije, čiji će udio, međutim, biti manji, što je veća snaga instalacije.
Na slici 1 prikazan je jedan od prvih tipova generatora napravljenih za eksperimentalne svrhe. Kondenzator je smješten u pravokutnu kutiju od mahagonija na koju je montirana samoindukcijska zavojnica čiji su zavoji, naglašavam, podijeljeni u dva dijela, spojeni paralelno ili serijski, ovisno o naponu napajanja od 110 ili 220 volti. Iz kutije strše četiri bakrene šipke s pločom s opružnim kontaktima i na njima pričvršćenim vijcima za podešavanje; iznad kutije nalaze se dva masivna voda spojena na primarni namot transformatora. Dvije šipke služe za spajanje na kondenzator, a druge dvije se koriste za spajanje na stezaljke prekidača ispred samoindukcijske zavojnice i kondenzatora. Primarni namot transformatora sastoji se od nekoliko zavoja bakrene trake, na čije su krajeve zalemljene kratke igle, koje točno odgovaraju stezaljkama namijenjenim za njih. Sekundarni namot sastoji se od dva dijela, namotana na način da što više smanji vlastiti kapacitet, a da zavojnica izdrži vrlo visoke napone između njegovih terminala u sredini, koji su spojeni na stezaljke na dva izbočena gumena stupa. Redoslijed spojeva u strujnom krugu može se neznatno razlikovati, ali obično su shematski prikazani u svibanjskom izdanju Electrical Experimentera na stranici 89, što se odnosi na moj transformator dizajniran za rad u alternatorima, čija se fotografija nalazi na stranici 16. istih brojeva časopisa. Princip rada uređaja je sljedeći. Kada je prekidač uključen, struja iz izvora napajanja prolazi kroz samoindukcijsku zavojnicu, magnetizirajući željeznu jezgru unutar nje i odspajajući kontakte prekidača. inducirana struja puni kondenzator na visoki napon, a nakon što su kontakti zatvoreni, akumulirana energija se ispušta kroz primarni namot, uzrokujući dugi niz oscilacija koje pobuđuju podešeni sekundarni namot.
Il. 1. Generator stvoren za eksperimentalne svrhe
Uređaj se pokazao iznimno korisnim u provođenju svih vrsta laboratorijskih pokusa. Na primjer, prilikom istraživanja fenomena impedancije, transformator je uklonjen i na stezaljke je spojena savijena bakrena ploča. Ploča je često bila zamijenjena velikom kružnom zavojnicom kako bi se demonstrirao fenomen indukcije na daljinu, odnosno sposobnost pobuđivanja rezonantnih krugova korištenih u raznim studijama i mjerenjima. Transformator prikladan za svaku primjenu može se jednostavno izraditi i spojiti na bilo koji ulaz, čime se postižu velike uštede u vremenu i radu. Suprotno pretpostavkama, stanje kontakata prekidača nije uzrokovalo mnogo problema, unatoč činjenici da je struja koja je prolazila kroz njih bila velika, odnosno, u prisutnosti rezonancije, jaka struja se pojavila tek kada je krug bio zatvoren, a isključena je mogućnost destruktivnog luka. U početku sam koristio kontakte od platine i iridija, kasnije sam materijal zamijenio meteoritnim materijalom i na kraju sam se odlučio na volfram. Potonje je najviše zadovoljilo jer je omogućilo kontinuirani rad više sati i dana.
Slika 2 prikazuje mali generator dizajniran za neku posebnu namjenu. Razvoj se temeljio na ideji dobivanja visokih energija u vrlo kratkom vremenskom razdoblju nakon relativno duge stanke. U tu svrhu korištena je zavojnica s velikom samoindukcijom i brzodjelujućim prekidačem. Zahvaljujući ovom rasporedu, kondenzator je bio napunjen do visokog potencijala. U sekundarnom namotu dobivena je brza izmjenična struja i velika pražnjenja iskri, prikladna za zavarivanje tankih žica, za osvjetljavanje žarulja sa žarnom niti, za paljenje eksplozivnih smjesa i druge slične primjene. Ovaj uređaj je također prilagođen za napajanje baterijama, a ova se modifikacija pokazala vrlo učinkovitom kao upaljač za plinske motore, za koji sam 16. kolovoza 1898. dobio patent pod brojem 609250. Slika 3 prikazuje veliki prvoklasni generator za eksperimente s bežičnim prijenosom, prikupljanje rendgenskih zraka i druga znanstvena istraživanja. Sastoji se od kutije i dva kondenzatora smještena unutar nje, koji imaju kapacitet koji svitak za punjenje i transformator mogu izdržati. Prekidač, ručna sklopka i priključne stezaljke postavljene su na prednjoj strani samoindukcijskog svitka na isti način kao i jedna od kontaktnih opruga. Tijelo kondenzatora ima tri izvoda, od kojih dva vanjska služe samo za spajanje, dok je srednji opremljen kontaktnom pločom s vijkom za regulaciju intervala tijekom kojeg je krug zatvoren. Vibrirajuća opruga, čija je jedina funkcija izazivanje povremenih otvora, može se podesiti mijenjanjem omjera kompresije kao i udaljenosti od željezne jezgre koja se nalazi u središtu zavojnice za punjenje pomoću četiri vijka za podešavanje vidljiva na gornjoj ploči, tako pružajući bilo koji željeni način mehaničkog podešavanja. Primarni namot transformatora izrađen je od bakrene trake, a na odgovarajućim točkama donose se zaključci za proizvoljno mijenjanje broja zavoja. Kao i u oscilatoru prikazanom na slici 1, samoindukcijska zavojnica ima dvodijelni namot tako da uređaj može raditi na mreži s naponom od 110 i 220 volti; također je osigurano nekoliko sekundarnih namota koji odgovaraju različitim valnim duljinama u primarnom. Izlazna snaga bila je približno 500 vata s prigušenim oscilacijama od oko 50. 000 perioda u sekundi. Kontinuirane oscilacije javljale su se u kratkom vremenskom razdoblju kada je vibrirajuća opruga bila stisnuta, koja je bila čvrsto pritisnuta na željeznu jezgru, te kada su kontakti odspajani pomoću vijka za podešavanje, koji je također služio kao ključ. S ovim generatorom napravio sam niz važnih zapažanja, a upravo je jedan od tih strojeva predstavljen na predavanju na Akademiji znanosti u New Yorku 1897. godine.
Il. 2. Mali Teslin oscilator dizajniran kao upaljač za plinske motore
Il. 3. Veliki Teslin oscilator dizajniran za eksperimente s bežičnim prijenosom
Il. 7 . Teslin veliki transformator
Il. 8. Rotacijski pretvornik koji se koristi za eksperimente bežičnog prijenosa
Slika 4 prikazuje tip transformatora identičan u svim aspektima onom predstavljenom u spomenutom izdanju Electrical Experimentera iz svibnja 1919. godine. Sastoji se od istih osnovnih dijelova, postavljenih na sličan način, ali je posebno dizajniran za napajanje od 220 do 500 volti i više. Podešavanje se vrši ugradnjom kontaktne opruge i pomicanjem željezne jezgre gore-dolje unutar indukcijskog svitka pomoću dva vijka za podešavanje. Osigurači su uključeni u dovod kako bi se spriječila oštećenja od kratkih spojeva. Tijekom fotografiranja uređaj je radio, stvarajući kontinuirane oscilacije iz rasvjetne mreže od 220 volti.
Slika 5 prikazuje kasniju modifikaciju transformatora uglavnom namijenjenu zamjeni Rumkorfovih zavojnica. U ovom slučaju koristi se primarni namot sa znatno većim brojem zavoja, a sekundarni je u neposrednoj blizini. struje generirane u potonjem, s naponom od 10.000 do 30.000 volti, obično se koriste za punjenje kondenzatora i napajanje autonomne visokofrekventne zavojnice. Upravljački mehanizam je raspoređen nešto drugačije, ali oba dijela - jezgra i kontaktna opruga - podesivi su kao i prije.
Na slici 6 prikazan je mali uređaj iz niza takvih uređaja, posebno namijenjen za proizvodnju ozona ili dezinfekciju. Zbog svoje je veličine iznimno učinkovit i može se spojiti na mrežni napon od 110 ili 220 volti DC ili naizmjenična struja, prvo je poželjno.
Il. 9. Transformator i živin prekidač
Il. 10. Veliki Tesla pretvarač sa zatvorenom komorom i živinim regulatorom
Slika 7 prikazuje veći transformator u ovoj seriji. Dizajn i raspored sastavnih dijelova ostaju isti, ali se u kućištu nalaze dva kondenzatora od kojih jedan ulazi u krug zavojnice, kao u prethodnim modelima, dok je drugi spojen paralelno s primarnim namotom. Tako se u potonjem stvaraju struje velike jačine i stoga se pojačavaju učinci u sekundarnom krugu. Uvođenje dodatnog rezonantnog kruga također pruža druge prednosti, ali se ugađanje pokazuje težim, pa je stoga poželjno koristiti uređaj ove vrste za dobivanje struja zadane konstantne frekvencije.
Il. 11. Tesla generator s hermetički zatvorenim razbijač žive dizajniran za niskonaponske generatore
Il. 13. Druga vrsta pretvarača naizmjenična struja sa hermetički zatvorenim razbijač žive
Il. 14. Shema i raspored dijelova modela prikazanih na slici 13
Na slici 8 prikazan je transformator s rotacijskim sjeckalicom. U kućištu se nalaze dva kondenzatora istog kapaciteta koji se mogu spojiti serijski ili paralelno. Induktori za punjenje su u obliku dvije dugačke bobine, na koje su postavljena dva izvoda sekundarnog kruga. Mali istosmjerni motor koristi se za pogon posebno dizajniranog prekidača, čija brzina može uvelike varirati. U ostalim aspektima ovaj generator je sličan modelu prikazanom na slici 3, a iz gore navedenog je lako razumjeti kako radi. Ovaj transformator sam koristio u eksperimentima bežičnog prijenosa i često za osvjetljavanje laboratorija svojim vakuumskim cijevima, a bio je i izložen tijekom gore spomenutog predavanja koje sam održao na New York Academy of Sciences.
Prijeđimo sada na strojeve druge klase, od kojih je jedan AC pretvarač prikazan na slici 9. Njegov krug uključuje kondenzator i indukcijsku zavojnicu za punjenje, koji su smješteni u jednoj komori, transformator i živin prekidač. Dizajn potonjeg je prvi put opisan u mom patentu br. 609251 od 16. kolovoza 1898. godine. sastoji se od šupljeg bubnja kojeg pokreće električni motor s malom količinom žive unutar njega, koji se centrifugalnom silom baca na stijenke šupljine i nosi sa sobom kontaktni disk, povremeno zatvarajući i otvarajući krug kondenzatora. Uz pomoć vijaka za podešavanje iznad bubnja moguće je po želji mijenjati dubinu uranjanja lopatica, a time i trajanje svakog kontakta, te na taj način prilagoditi karakteristike razbijača. Ovaj tip prekidača je zadovoljio sve zahtjeve, jer je ispravno radio sa strujama od 20 do 25 ampera. Broj prekida u sekundi obično je bio između 500 i 1000, ali su moguće i veće stope. cijela jedinica je 10 "x 8" x 10 "i ima izlaznu snagu od približno 1/2 kW.
U ovdje opisanom pretvaraču razbijač je izložen atmosferi i dolazi do postupne oksidacije žive. Ovaj nedostatak je oslobođen uređaja prikazan na slici 10. Ima perforirano metalno kućište, unutar kojeg su smješteni kondenzator i indukcijska zavojnica za punjenje, a iznad njega su motor sjeckalice i transformator.
Il. 15 i 16. Teslin pretvarač hermetički zatvoren razbijač živečiji je rad reguliran gravitacijom; sklopovi motora i prekidača
Vrsta živinog prekidača koji će se opisati radi na principu mlazne struje koja pulsira kako bi uspostavila kontakt s rotirajućim diskom unutar bubnja. Stacionarni dijelovi su pričvršćeni unutar komore na šipku koja prolazi cijelom dužinom šupljeg bubnja, a za brtvljenje komore, unutar koje se nalazi razbijač, koristi se živina brtva. Prolazak struje u bubanj vrši se pomoću dva klizna prstena smještena na vrhu, koji su serijski spojeni s kondenzatorom i primarnim namotom. Eliminacija kisika je neosporno poboljšanje koje eliminira oksidaciju metala i povezane poteškoće te održava radne uvjete u svakom trenutku.
Slika 11 prikazuje generator s hermetički zatvorenim razbijač žive... Kod ovog uređaja stacionarni dijelovi prekidača unutar bubnja pričvršćeni su na cijev kroz koju je provučena izolirana žica, spojena na jedan terminal prekidača, dok je drugi terminal spojen na spremnik. Time su klizni prstenovi postali nepotrebni i pojednostavljena konstrukcija. Uređaj je dizajniran za generatore niskog napona i frekvencije, koji zahtijevaju relativno malu struju u primarnom namotu, a korišten je za pobuđivanje rezonantnih krugova.
Slika 12 je poboljšani model oscilatora kao što je opisano na slici 10. U ovom modelu, potporna šipka unutar šupljeg bubnja je eliminirana, a živina pumpa se drži na mjestu gravitacijom. Detaljniji opis bit će dan u vezi s drugom ilustracijom. Kapacitet kondenzatora i broj zavoja primarnog kruga mogu se mijenjati kako bi se mogle generirati oscilacije u nekoliko frekventnih modova.
Slika 13 je fotografski prikaz drugog tipa generatora. naizmjenična struja sa hermetički zatvorenim razbijač žive a Slika 14 je dijagram i raspored dijelova koji su reproducirani iz mog patenta br. 609245 od 16. kolovoza 1898., koji opisuje ovaj konkretni uređaj. Kondenzator, indukcijska zavojnica, transformator i prekidač postavljeni su kao i prije, ali potonji ima strukturne razlike, što će postati jasno nakon razmatranja ovog kruga. Šuplji bubanj a spojen na c-os, koja je montirana s vertikalnim ležajem i prolazi kroz elektromagnet trajnog polja d motor. Tijelo je unutar bubnja ojačano na kotrljajućim ležajevima h od magnetske tvari, zaštićen kapom b u središtu lamelarnog željeznog prstena, s polovima oo, na kojima se nalaze spirale povezane sa strujom R. Prsten je oslonjen na četiri stupa, au magnetiziranom stanju drži tijelo h u jednom položaju dok se bubanj rotira. Potonji je izrađen od čelika, a čep je najbolje od nikl srebra, kiselinom pocrnjenog ili poniklanog. Tijelo h ima kratku cijev k, savijen, kao što je prikazano, da zarobi tekućinu dok se rotira i izbačen na zupce diska pričvršćenog na bubanj. Disk je izoliran, a kontakt između njega i vanjskog kruga provodi se pomoću živinog lijevka. Brzom rotacijom bubnja, mlaz tekućeg metala se baca na disk, zatvarajući i otvarajući na taj način kontakt otprilike 1000 puta u sekundi. Uređaj radi tiho i, zbog odsutnosti oksidirajućeg medija, ostaje uvijek čist i u izvrsnom stanju. Moguće je, međutim, postići puno veći broj oscilacija u sekundi kako bi struje bile pogodne za bežičnu telefoniju i druge slične svrhe.
Modificirani tip oscilatora prikazan je na slikama 15 i 16, prva je fotografska slika, a druga je dijagram koji prikazuje raspored unutarnjih dijelova regulatora. U ovom slučaju, osovina b... nosač šuplji kontejner a, oslanjajući se na kotrljajuće ležajeve, spojene na vreteno j... za koji je vezan teret k. izoliran od potonjeg, ali mehanički spojen na njega, savijeni nosač L Služi kao oslonac za disk prekidaca koji se slobodno hodi sa zubima. Disk je povezan s vanjskim krugom živinim lijevkom i izoliranim čepom koji strši iz vrha osovine. Zbog nagnutog položaja elektromotora, opterećenje k drži disk prekidača na mjestu gravitacijom, a kako se osovina okreće, petlja kondenzatora/primarne zavojnice brzo se zatvara i otvara.
Il. 17. Tesla pretvarač s uređajem za prekidanje u obliku struje žive
Slika 17 prikazuje identičan aparat u kojem je prekidač mlaz žive koji udara u izolirani zupčanik koji se nalazi na izoliranom klinu u središtu poklopca bubnja, kao što se vidi na slici. Spajanje na kondenzator vrši se pomoću četkica koje se nalaze na istom poklopcu.
Slika 18 - Tip pretvarača s razbijač žive korištenjem diska modificiranog u nekim detaljima koje je potrebno pažljivo razmotriti.
Ovdje je prikazano samo nekoliko gotovih AC pretvarača i oni čine mali dio visokofrekventnih aparata za koje se nadam da ću ih kasnije, kada budem oslobođen hitnih obveza, detaljno dati.
Il. 18. Teslin pretvarač sa razbijač žive pomoću diska
Alternator
Opis:
Alternator. Uređaj i princip rada.
Dijagnostika generatora izmjenične struje pomoću USB Autoscope III (Postalovsky osciloskop).
CILJ RADA: Provjera funkcionalnosti agregata.
1. Studija osnovnog dijagrama generatora;
2. Proučavanje faza pripreme uređaja za rad;
3. Elaborat o redoslijedu rada dijagnostike:
4. Provjera funkcionalnosti agregata.
Namjena, uređaj i princip rada generatora.
Generatorski set je dizajniran za napajanje potrošača uključenih u sustav električne opreme i za punjenje baterije dok motor automobila radi. Izlazni parametri generatora moraju biti takvi da u bilo kojem načinu kretanja vozila ne dođe do progresivnog pražnjenja baterije. Osim toga, napon u mreži vozila na vozilu koji napaja agregat mora biti stabilan u širokom rasponu promjena brzine i opterećenja.
Generatorski set je prilično pouzdan uređaj koji može izdržati povećane vibracije motora, visoke temperature u motornom prostoru, izlaganje vlažnom okruženju, prljavštinu i druge čimbenike.
Alternatori su ugrađeni na moderne automobile. Za normalan rad strujnih potrošača na automobilu mora postojati stabilan napon napajanja, stoga, bez obzira na brzinu rotora generatora i broj priključenih potrošača, napon generatora mora biti konstantan. Održavanje konstantnog napona i zaštitu generatora od preopterećenja osigurava uređaj koji se naziva regulatori napona ili releji-regulatori.
Ovisno o cestovnim i klimatskim uvjetima i načinima rada vozila, napon generatora koji napaja potrošače projektiran za nazivni napon od 12 V treba biti unutar 13.2. 15,5 V.
Alternator je trofazni, sinkroni, s elektromagnetskom pobudom, u usporedbi s istosmjernim generatorom, ima manju potrošnju metala i ukupne dimenzije. Uz istu snagu, jednostavnije je dizajna i ima duži vijek trajanja. Generator se naziva sinkroni generator jer je frekvencija struje koju proizvodi proporcionalna brzini vrtnje rotora generatora. Specifična snaga alternatora, t.j. snaga generatora po jedinici njegove mase je približno 2 puta veća od snage generatora istosmjerne struje. To omogućuje povećanje prijenosnog omjera pogona generatora za 2-3 puta, zbog čega, u praznom hodu motora, alternatori razvijaju do 40% nazivne snage, što osigurava bolje uvjete za punjenje motora. baterije i, kao rezultat, povećanje njihovog vijeka trajanja. Uz to, alternatori su, unatoč njihovoj razlici u serijskim brojevima, ujedinjeni za mnoge modele automobila i kamiona, odnosno imaju niz izmjenjivih dijelova (pogonske remenice, impeleri, ležajevi itd.), te nemaju temeljne razlike u oblikovati.
Princip rada generatora.
Generator se temelji na učinku elektromagnetske indukcije. Ako zavojnicu, na primjer, izrađenu od bakrene žice, probije magnetski tok, tada se, kada se promijeni, na stezaljkama zavojnice pojavljuje izmjenični električni napon. Obrnuto, za stvaranje magnetskog toka dovoljno je proći električnu struju kroz zavojnicu.
Dakle, da bi se dobila izmjenična električna struja, potreban je svitak kroz koji teče istosmjerna električna struja, tvoreći magnetski tok, koji se naziva namot polja, i sustav čeličnih polova, čija je svrha dovesti magnetski tok do zavojnica koji se naziva namota statora, u kojem se inducira izmjenični napon.
Ove zavojnice se postavljaju u utore čelične konstrukcije, magnetske jezgre (željeznog paketa) statora. Statorski namot sa svojim magnetskim krugom tvori sam stator generatora, njegov najvažniji stacionarni dio, u kojem se stvara električna struja, a uzbudni namot sa sustavom polova i nekim drugim dijelovima (osovina, klizni prstenovi) - rotor, njegov najvažniji rotirajući dio.
Kada se rotor okreće suprotno zavojnicama statorskog namota, naizmjenično se pojavljuju "sjeverni" i "južni" pol rotora, odnosno mijenja se smjer magnetskog toka koji prodire u svitak, što uzrokuje pojavu izmjeničnog napona u njemu.
Statorski namot generatora stranih tvrtki, kao i domaćih, je trofazni. Sastoji se od tri dijela, koji se nazivaju fazni namoti ili jednostavno faze, u kojima su napon i struje međusobno pomaknuti za trećinu perioda, odnosno za 120 električnih stupnjeva. Faze se mogu spojiti u "zvijezdu" ili "trokut".
Generatorski uređaj.
Generatorski agregati se prema svojoj izvedbi mogu podijeliti u dvije skupine - generatore tradicionalne izvedbe s ventilatorom na pogonskoj remenici i generatore tzv. kompaktne izvedbe s dva ventilatora u unutarnjoj šupljini generatora. Obično su "kompaktni" generatori opremljeni pogonom s visokim prijenosnim omjerom kroz poliklinasti remen i stoga se, prema terminologiji koju prihvaćaju neke tvrtke, nazivaju generatorima velike brzine. Istodobno, unutar ovih skupina mogu se razlikovati generatori kod kojih je sklop četkica smješten u unutarnjoj šupljini generatora između sustava polova rotora i stražnjeg poklopca, te generatori kod kojih se nalaze klizni prstenovi i četke. izvan unutarnje šupljine. U ovom slučaju generator ima kućište, ispod kojeg se nalazi sklop četke, ispravljač i, u pravilu, regulator napona.
Uređaj generatora prikazan je na fotografiji. Kućište (5) i prednji poklopac generatora (2) služe kao oslonci ležajeva (9 i 10) u kojima se rotira armatura (4). Napon iz akumulatora dovodi se do uzbudnog namota armature kroz četke (7) i klizne prstenove (11). Armaturu pokreće klinasti remen kroz remenicu (1). Prilikom pokretanja motora, čim se armatura počne okretati, elektromagnetsko polje koje stvara inducira izmjeničnu električnu struju u namotu statora (3). U ispravljačkoj jedinici (6) ova struja postaje konstantna. Nadalje, struja kroz regulator napona u kombinaciji s ispravljačkom jedinicom ulazi u električnu mrežu automobila za napajanje sustava paljenja, rasvjetnih i alarmnih sustava, instrumentacije itd. bit će dovoljna da osigura nesmetano funkcioniranje svih potrošača.
Mjere opreza
Rad agregata zahtijeva poštivanje nekih pravila, uglavnom vezanih uz prisutnost elektroničkih komponenti.
1. Nije dopušteno raditi s agregatom s odspojenom baterijom. Čak i kratko odspajanje baterije dok generator radi može dovesti do kvara elemenata regulatora napona.
Kada je baterija potpuno ispražnjena, nemoguće je pokrenuti automobil, čak i ako je vučen: baterija ne daje struju uzbude, a napon u mreži na vozilu ostaje blizu nule. Pomaže ugradnja ispravne napunjene baterije koja se onda, kada motor radi, mijenja u stari, ispražnjen. Kako bi se izbjegao kvar elemenata regulatora napona (i priključenih potrošača) zbog povećanja napona, prilikom zamjene baterija potrebno je uključiti snažne potrošače električne energije, poput grijanog stražnjeg stakla ili farova. U budućnosti, za pola sata ili sat rada motora na 1500-2000 o/min, ispražnjeni akumulator (ako je u ispravnom stanju) bit će napunjen dovoljno za pokretanje motora.
2. Nije dopušteno spajanje izvora električne energije obrnutog polariteta (plus na "zemlje") na mrežu na vozilu, što se može dogoditi, na primjer, prilikom pokretanja motora iz vanjskog akumulatora.
Slične informacije.
Trenutno se sinkroni generatori uglavnom koriste za proizvodnju električne energije. Asinkroni strojevi se najčešće koriste kao motori.
Generatori izmjenične struje uglavnom se sastoje od fiksnog namota - statora i pokretnog - rotora.
Razlika između sinkronog stroja i asinkronog stroja je u tome što se kod prvoga magnetsko polje statora rotira istovremeno s kretanjem rotora, a kod asinkronih strojeva ili napreduje ili zaostaje za poljem u rotoru.
Široka upotreba sinkronih strojeva je posljedica njihovih parametara kvalitete. Sinkroni generatori proizvode vrlo stabilan napon pogodan za spajanje širokog spektra električnih uređaja.
S kratkim spojem u opterećenju ili velikom potrošnjom energije kroz namote statora teče značajna struja, što može dovesti do kvara generatora. Za takve strojeve potrebno je hlađenje - na osovinu rotora postavlja se turbina, koja hladi cijelu strukturu.
S obzirom na to, sinkroni generatori su osjetljivi na uvjete okoline.
Asinkroni generatori u većini slučajeva imaju zatvoreno kućište i neosjetljivi su na veliku startnu struju potrošača energije.
Međutim, za njihov rad potrebna je vanjska snažna struja prednapona. Općenito, indukcijski generatori proizvode nestabilne napone. Takvi generatori se široko koriste kao izvori energije za strojeve za zavarivanje.
Sinkroni generatori su rasprostranjeni kao pretvarači mehaničke energije u električnu u hidroelektranama, termoelektranama, kao kućanski benzinski i dizel generatori, kao izvori energije na brodu u prometu.
Statori sinkronog i asinkronog generatora ne razlikuju se jedan od drugog u dizajnu.
Jezgra statora sastoji se od nekoliko ploča od električnog čelika, međusobno izoliranih i sastavljenih u jednu strukturu (slika 1.). Zavojnice za namotaje postavljene su na utore s unutarnje strane statora.
Za svaku fazu, namot uključuje dvije zavojnice postavljene jedna nasuprot drugoj i spojene u seriju. Takva shema namota naziva se dvopolna.
Ukupno su na statoru ugrađene tri skupine zavojnica (slika 2), s pomakom od 120 stupnjeva. Fazne skupine su međusobno povezane u "zvijezdu" ili "trokut". Postoje skupine zavojnica s velikim brojem polova. Injekcija 
pomak zavojnice jedan u odnosu na drugi općenito se izračunava formulom (2π / 3) / n, gdje je n broj polova namota.
Rotor generatora je elektromagnet koji pobuđuje izmjenično magnetsko polje u statoru. Za male generatore male snage, obični magneti se često nalaze na rotoru.
.
Rotoru sinkronog generatora potreban je vanjski uzbudnik - generator istosmjerne struje, u najjednostavnijem slučaju, instaliran na istoj osovini kao i rotor.
Pobuđivač mora osigurati promjenu struje u rotoru za regulaciju načina rada i mogućnost brzog gašenja magnetskog polja u slučaju isključivanja u nuždi.
Rotori se dijele na istaknute i neupadljive. Izvedba rotora s istaknutim polovima (slika 3) sastoji se od polova elektromagneta 1 formiranih od polnih svitaka 2 spojenih na jezgru 3. Uzbuda se dovodi do namota preko prstenastih kontakata 4.
Takvi se rotori koriste pri malim brzinama vrtnje, na primjer, u hidrauličkim turbinama. Bržom rotacijom osovine nastaju značajne centrifugalne sile koje mogu uništiti rotor.
U ovom slučaju se koriste rotori bez istaknutih polova (slika 4). Neizraženi rotor sadrži utore 1 formirane u jezgri 2. Namoti rotora su učvršćeni u žljebovima (nisu prikazani na slici 4). Vanjska se pobuda također prenosi preko kontakata 3. Dakle, rotor s implicitnim polovima je stator "iznutra prema van". 
Magnetno bipolarno polje rotirajućeg rotora može se zamijeniti sličnim poljem stalnog magneta koji rotira kutnom brzinom rotora. Smjer struje u svakom namotu određen je pravilom kardana.
Ako je struja, na primjer, usmjerena od početka namota A do točke X, tada će se takva struja konvencionalno uzeti kao pozitivna (slika 5). Kada se rotor okreće, u namotu statora javlja se izmjenična struja s faznim pomakom od 2 π / 3. 
Da biste povezali promjenu struje faze A s grafikonom, razmotrite rotaciju u smjeru kazaljke na satu. U početnom trenutku vremena magnetsko polje rotora ne stvara struju u skupini zavojnica faze A, (slika 6, pozicija a).
U namotu faze B djeluju negativne struje (od kraja namota do početka), a u namotu faze C pozitivne struje. Daljnjom rotacijom rotor se pomiče za 90 stupnjeva udesno (slika 6, b). Struja u namotu A zauzima maksimalnu pozitivnu vrijednost, au faznim namotima B i C - srednju negativnu.
Magnetno polje rotora pomaknuto je za još jednu četvrtinu perioda, rotor je pomaknut za 180 stupnjeva (slika 6, c). Struja u namotu A opet doseže nulu, u namotu B je pozitivna, u namotu faze C negativna.
Daljnjom rotacijom rotora u točki, fazna struja u namotu A doseže maksimalnu negativnu vrijednost, struja u namotima B i C je pozitivna (slika 6, d). Daljnja rotacija rotora ponavlja sve prethodne faze.
Sinkroni generatori su dizajnirani za spajanje opterećenja s visokim faktorom snage (cosϕ> 0,8). S povećanjem induktivne komponente opterećenja javlja se učinak demagnetiziranja rotora, što dovodi do smanjenja napona na stezaljkama.
Da bi se to nadoknadilo, potrebno je povećati struju uzbude, što dovodi do povećanja temperature namota. Kapacitivno opterećenje, s druge strane, povećava magnetizaciju rotora i povećava napon.
Jednofazni generatori se ne koriste široko u industriji. Da bi se dobila jednofazna struja, fazni namoti trofaznih spojeni su u zajednički krug. U ovom slučaju postoje mali gubici snage u usporedbi s trofaznim prebacivanjem.
Napišite komentare, dodatke na članak, možda sam nešto propustio. Pogledajte, bit će mi drago ako nađete još nešto korisno na mom.
Pozdrav poznavateljima svijeta elektronike i elektronike. Ako često gledate naše stranice, vjerojatno se sjećate da smo nedavno objavili prilično opsežan materijal o tome kako radi i radi DC generator. Detaljno smo opisali njegovu strukturu od najjednostavnijih laboratorijskih prototipova do modernih radnih jedinica. Svakako ga pročitajte ako već niste.
Danas ćemo razviti ovu temu i shvatit ćemo koji je princip rada alternatora. Razgovarajmo o sferama njegove primjene, sortama i još mnogo toga.
Počnimo s najosnovnijim - izmjenična se struja razlikuje od stalne struje po tome što mijenja smjer kretanja s određenom periodičnošću. Također mijenja vrijednost, o čemu ćemo detaljnije govoriti kasnije.
Nakon određenog vremenskog razdoblja, koje ćemo nazvati "T", ponavljaju se vrijednosti trenutnih parametara, što se na grafikonu može prikazati kao sinusoida - valovita linija koja s istom amplitudom prolazi kroz središnju liniju.
Osnovni principi
Dakle, svrha i uređaj alternatora, koji su se prije zvali alternator, je pretvaranje kinetičke energije, odnosno mehaničke, u električnu energiju. Velika većina modernih generatora koristi rotirajuće magnetsko polje.
- Takvi uređaji rade zbog elektromagnetske indukcije, kada, kada se svitak od vodljivog materijala (obično bakrene žice) okreće u magnetskom polju, u njemu nastaje elektromotorna sila (EMF).
- Struja se počinje stvarati u trenutku kada vodiči počnu prelaziti magnetske linije polja sile.
- Štoviše, vršna vrijednost EMF-a u vodiču se postiže kada prođe glavne polove magnetskog polja. U onim trenucima kada klize duž linija sile, indukcija ne nastaje i EMF pada na nulu. Pogledajte bilo koji dijagram iz predstavljenog - prvo stanje će se promatrati kada je okvir okomito, a drugo kada je horizontalno.
- Za bolje razumijevanje procesa koji su u tijeku, morate se prisjetiti pravila desne ruke, koje su svi proučavali u školi, ali se malo ljudi sjeća. Njegova je suština u činjenici da ako desnu ruku postavite tako da linije sile magnetskog polja ulaze u nju sa strane dlana, povučeni palac će ukazati na smjer kretanja vodiča, a preostali prsti će ukazati na smjer EMF-a koji u njemu nastaje.
- Pogledajte gornji dijagram, pozicija "a". U ovom trenutku, EMF u okviru je jednak nuli. Strelice pokazuju smjer njegovog kretanja - dio okvira A pomiče se prema sjevernom polu magneta, a B - južnom polu, dostižući koji će EMF biti maksimalan. Primjenjujući gore opisano pravilo desne ruke, vidimo da struja počinje teći u dijelu "B" u našem smjeru, a u dijelu "A" - dalje od nas.
- Okvir se dalje rotira i struja u krugu počinje opadati sve dok okvir ponovno ne zauzme horizontalni položaj (c).
- Daljnja rotacija dovodi do činjenice da struja počinje teći u suprotnom smjeru, budući da su dijelovi okvira obrnuti u usporedbi s početnim položajem.
Nakon pola okreta sve će se vratiti u prvobitno stanje, a ciklus će se ponoviti. Kao rezultat, dobili smo da se tijekom potpune rotacije okvira struja dvaput povećala do maksimuma i pala na nulu, te jednom promijenila smjer u odnosu na početno kretanje.
Naizmjenična struja
Općenito je prihvaćeno da je trajanje perioda okretanja jednako 1 sekundi, a broj razdoblja "T" je frekvencija električne struje. U standardnim električnim mrežama u Rusiji i Europi, u jednoj sekundi, struja mijenja svoj smjer 50 puta - 50 perioda u sekundi.
U elektronici jedno takvo razdoblje označava posebna jedinica nazvana po njemačkom fizičaru G. Hertzu. To jest, u danom primjeru ruskih mreža, trenutna frekvencija je 50 herca.
Općenito, izmjenična struja našla je vrlo široku primjenu u elektronici zbog činjenice da je: veličinu njenog napona vrlo lako promijeniti pomoću transformatora koji nemaju pokretne dijelove; uvijek se može pretvoriti u istosmjernu struju; uređaj takvih generatora je mnogo pouzdaniji i jednostavniji nego za generiranje istosmjerne struje.
Struktura alternatora
Kako radi generator izmjenične struje, u principu je jasno, ali kada ga usporedimo s kolegom za generiranje konstantne struje, nije odmah moguće shvatiti razliku.
Glavni radni dijelovi i njihova veza
Ako ste pročitali prethodni materijal, vjerojatno se sjećate da je okvir u najjednostavnijoj shemi bio spojen na kolektor, podijeljen na izolirane kontaktne ploče, a on je zauzvrat bio spojen na četke koje klize duž njega, kroz koje je bio vanjski krug povezani.
Zbog činjenice da se kolektorske ploče stalno mijenjaju četkama, nema promjene u smjeru struje - ona jednostavno pulsira, krećući se u jednom smjeru, odnosno kolektor je ispravljač.
- Za izmjeničnu struju takav uređaj nije potreban, stoga se zamjenjuje kliznim prstenovima na koje su pričvršćeni krajevi okvira. Cijela struktura rotira zajedno oko središnje osi. Četke se prislonjuju uz prstenove, koji također klize duž njih, osiguravajući stalan kontakt.
- Kao iu slučaju istosmjerne struje, EMF-ovi koji nastaju u različitim dijelovima okvira bit će zbrojeni, tvoreći rezultirajuću vrijednost ovog parametra. U tom slučaju struja će teći u vanjskom krugu spojenom kroz četke (ako na njega spojite otpornik opterećenja RH).
- U gornjem primjeru, "T" je jednako punom okretu okvira. Dakle, može se zaključiti da frekvencija struje koju generiše generator izravno ovisi o brzini rotacije armature (okvira), odnosno rotora, u sekundi. Međutim, to se odnosi samo na tako jednostavan generator.
Ako povećate broj parova polova, tada će se u generatoru proporcionalno povećati broj potpunih promjena struje po okretaju armature, a frekvencija će se mjeriti drugačije, prema formuli: f = np, gdje je f frekvencija, n je broj okretaja u sekundi, p je broj parova magnetskih polova uređaja.
- Kao što smo već napisali gore, tok izmjenične struje grafički je prikazan kao sinusoida, pa se takva struja naziva i sinusoidnom. Odmah je moguće izdvojiti glavne uvjete koji određuju postojanost karakteristika takve struje - to je ujednačenost magnetskog polja (njegova konstantna vrijednost) i konstantna brzina vrtnje armature u kojoj se inducira.
- Kako bi uređaj bio dovoljno moćan, koristi se električnim magnetima. Namot rotora, u kojem se inducira EMF, u pogonskim jedinicama također nije okvir, kao što smo pokazali na gornjim dijagramima. Koristi se vrlo velik broj vodiča, koji su međusobno povezani po određenom uzorku
Zanimljivo je znati! Stvaranje EMF-a događa se ne samo kada je vodič pomaknut u odnosu na magnetsko polje, već i obrnuto, kada se samo polje pomiče u odnosu na vodič, što aktivno koriste dizajneri elektromotora i generatora.
- Ovo svojstvo omogućuje postavljanje namota u kojem se inducira EMF, ne samo na rotirajući središnji dio uređaja, već i na stacionarni dio. U tom slučaju se pokreće magnet, odnosno polovi.
- S takvom strukturom, vanjskom namotu generatora, odnosno strujnom krugu, nisu potrebni pokretni dijelovi (prstenovi i četke) - veza je kruta, često pričvršćena vijcima.
- Da, ali se razumno može prigovoriti, kažu, isti elementi će morati biti instalirani na namotu uzbude. To je istina, međutim, struja koja teče ovdje bit će mnogo manja od konačne snage generatora, što uvelike pojednostavljuje organizaciju struje. Elementi će biti male veličine i težine i vrlo pouzdani, što upravo takav dizajn čini najtraženijim, posebno za moćne jedinice, na primjer, vučne jedinice ugrađene na dizelske lokomotive.
- Ako govorimo o generatorima male snage, gdje sakupljanje struje ne predstavlja nikakve poteškoće, stoga se često koristi "klasična" shema, s rotirajućim namotom armature i stacionarnim magnetom (induktorom).
Savjet! Inače, stacionarni dio alternatora naziva se stator, budući da je statičan, a rotirajući dio naziva se rotor.
Vrste alternatora
Generatori se mogu klasificirati i razlikovati po nekoliko kriterija. Nazovimo ih.
Trofazni generatori
Mogu se razlikovati po broju faza i biti jednofazni, dvofazni i trofazni. U praksi je posljednja opcija najraširenija.
- Kao što možete vidjeti na gornjoj slici, pogonska jedinica jedinice ima tri nezavisna namota smještena na statoru po obodu, pomaknuta za 120 stupnjeva jedan u odnosu na drugi.
- Rotor je u ovom slučaju elektromagnet, koji, rotirajući, inducira promjenjivi EMF u namotima, koji su međusobno pomaknuti u vremenu za jednu trećinu "T" perioda, odnosno ciklusa. Zapravo, svaki namot je zaseban monofazni generator koji napaja svoj vanjski krug R izmjeničnom strujom. To jest, imamo tri vrijednosti struje I (1,2,3) i isti broj krugova. Svaki takav namot, zajedno s vanjskim krugom, naziva se faza.
- Kako bi se smanjio broj žica koje vode do generatora, tri povratne žice koje vode do njega od potrošača energije zamjenjuju se jednom zajedničkom, kroz koju će teći struje iz svake faze. Takva zajednička žica naziva se nula.
- Spoj svih namota takvog generatora, kada su njihovi krajevi međusobno povezani, naziva se zvijezda. Odvojene tri žice koje povezuju početak namota s potrošačima električne energije nazivaju se linearnim - prenose se duž njih.
- Ako je opterećenje svih faza isto, onda će potreba za neutralnom žicom potpuno nestati, jer će ukupna struja u njoj biti nula. Kako se to događa, pitate se? Sve je krajnje jednostavno - za koncept principa dovoljno je zbrojiti algebarske vrijednosti svake sinusoidne struje, fazno pomaknute za 120 stupnjeva. Gornji dijagram pomoći će vam razumjeti ovaj princip ako zamislite da su krivulje na njemu promjena struje u tri faze generatora.
- Ako opterećenje u fazama nije isto, tada će neutralna žica početi propuštati struju. Zato je uobičajena 4-žična shema spajanja zvijezda, jer vam omogućuje spremanje električnih uređaja koji su u tom trenutku uključeni u mrežu.
- Napon između vodova naziva se linearan, dok je napon na svakoj fazi fazni. Struje koje teku u fazama također su linearne.
- Zvjezdano ožičenje nije jedino. Postoji još jedna opcija za spajanje tri namota u nizu, kada je kraj jednog spojen na početak drugog, i tako dalje, dok se ne formira zatvoreni prsten (vidi dijagram iznad "b"). Žice koje izlaze iz generatora spojene su na spojevima namota.
- U tom će slučaju fazni i linijski napon biti isti, a struja linijske žice bit će veća od fazne, s istim opterećenjem.
- Za takvu vezu također nije potrebna neutralna žica, što je glavna prednost trofaznog generatora. Manje žica čini ga jednostavnijim i jeftinijim zbog manje količine korištenih obojenih metala.
Još jedna značajka trofazne sheme povezivanja je pojava rotirajućeg magnetskog polja, što omogućuje stvaranje jednostavnih i pouzdanih asinkronih motora.
Ali to nije sve. Prilikom ispravljanja jednofazne struje na izlazu ispravljača dobiva se napon s mreškanjem od nule do maksimalne vrijednosti. Razlog je, mislimo, jasan ako razumijete osnovni princip rada takvog uređaja. Kada postoji fazni pomak, valovitost se uvelike smanjuje, ne prelazi 8%.
Razlika u izgledu
Generatori se razlikuju i po izgledu, kojih ima 2:
- Sinkroni alternator- glavna značajka takve jedinice je kruta povezanost frekvencije promjenjivog EMF-a, koji se inducira u namotu i sinkrone frekvencije vrtnje, odnosno rotacije rotora.
- Pogledajte gornji dijagram. Na njemu vidimo stator s trofaznim namotom spojenim u trokutasti krug, koji se ne razlikuje puno od onog na asinkronom motoru.
- Na rotoru generatora nalazi se elektromagnet s uzbudnim namotom, napajan istosmjernom strujom, koji se može napajati na bilo koji poznati način - to će biti detaljnije opisano kasnije.
- Umjesto elektromagneta može se koristiti konstantni, tada potreba za kliznim dijelovima kruga, u obliku četkica i kliznih prstenova, potpuno nestaje, za takav generator neće biti dovoljno snažan i ne može normalno stabilizirati izlaz naponi.
- Na osovinu rotora spojen je pogon - bilo koji motor koji stvara mehaničku energiju, a pokreće se određenom sinkronom brzinom.
- Budući da se magnetsko polje glavnih polova rotira s rotorom, u statorskom namotu počinje indukcija promjenjivog EMF-a, koji se može označiti kao E1, E2 i E3. Ove će varijable biti iste vrijednosti, ali kao što je već spomenuto više puta, bit će pomaknute za 120 stupnjeva u fazi. Zajedno, ove vrijednosti tvore trofazni EMF sustav koji je simetričan.
- Opterećenje je spojeno na točke C1, C2 i C3, a struje I1, I2 i I pojavljuju se na fazama namota u statoru. U ovom trenutku svaka faza statora postaje snažan elektromagnet i stvara rotirajući magnet polje.
- Brzina rotacije magnetskog polja statora odgovarat će brzini rotacije rotora.
- Asinkroni generatori- razlikuju se od gore opisanog primjera po tome što frekvencije EMF-a i rotacije rotora nisu čvrsto vezane jedna za drugu. Razlika između ovih parametara naziva se klizanje.
- Elektromagnetsko polje takvog generatora u normalnom načinu rada vrši kočni moment pod opterećenjem na rotaciju rotora, pa će frekvencija promjene magnetskog polja biti niža.
- Ove jedinice ne zahtijevaju složene sklopove i korištenje skupih materijala za izradu, stoga se naširoko koriste kao elektromotori za transport, zbog lakog održavanja i jednostavnosti samog uređaja. Ovi generatori su otporni na preopterećenja i kratke spojeve, ali nisu primjenjivi na uređaje koji jako ovise o frekvenciji struje.
Metode uzbude namota
Posljednja razlika između modela, koju bih želio dotaknuti, odnosi se na način napajanja pogonskog namota.
Ovdje postoje 4 vrste:
- Namotaj se napaja iz izvora treće strane.
- Samopobudni generatori- snaga se uzima iz samog generatora, dok se napon ispravlja. Međutim, budući da je u neaktivnom stanju, takav generator neće moći generirati dovoljan napon za pokretanje, za što krug koristi bateriju koja će biti uključena tijekom pokretanja.
- Opcija s uzbudnim namotom napajanim drugim generatorom manje snage, ugrađenim s njim na istoj osovini... Drugi generator već mora pokrenuti od izvora treće strane, na primjer, iste baterije.
- Potonjem tipu uopće nije potrebno napajanje uzbudnog namota, jer ga nema, jer se u uređaju koristi trajni magnet.
Primjena alternatora u praksi
Takvi se generatori koriste u gotovo svim sferama ljudske djelatnosti gdje je potrebna električna energija. Štoviše, princip njegovog izvlačenja razlikuje se samo u načinu vožnje osovine uređaja. Tako rade hidro, toplinske, pa i nuklearne elektrane.
Te stanice napajaju javne mreže putem žica na koje je spojen krajnji potrošač, odnosno svi mi. Međutim, postoje brojni objekti do kojih je nemoguće isporučiti električnu energiju na ovaj način, na primjer, transport, gradilišta udaljena od dalekovoda, vrlo udaljena sela, stražarnice, bušaće platforme itd.
To znači samo jedno – potreban vam je vlastiti generator i motor koji ga pokreće. Pogledajmo nekoliko malih i uobičajenih uređaja u našem životu.
Automobilski generatori
Na fotografiji - električni generator za automobil
Netko bi mogao odmah reći: „Kako? To je DC generator!" Da, doista je tako, ali samo prisutnost ispravljača, koji ovu struju čini konstantnom, čini to takvim. Osnovno načelo rada se ne razlikuje - isti rotor, isti elektromagnet i tako dalje.
Ovaj uređaj radi na način da, bez obzira na brzinu vrtnje osovine, generira napon od 12V, koji osigurava regulator, preko kojeg se napaja namot polja. Pokreće se uzbudni namot, napajan iz akumulatora automobila, rotor jedinice pokreće motor automobila kroz remenicu, nakon čega se EMF počinje inducirati.
Za ispravljanje trofazne struje koristi se nekoliko dioda.
Generator tekućeg goriva
Uređaj benzinskog alternatora, baš kao i dizelskog, ne razlikuje se puno od onoga što je ugrađeno u vaš automobil, s izuzetkom nijanse da će proizvoditi izmjeničnu struju, kako se očekuje.
Od značajki se može izdvojiti činjenica da se rotor jedinice mora uvijek okretati istom brzinom, jer s padovima proizvodnja energije postaje gora. Ovo je značajan nedostatak takvih uređaja - sličan učinak se javlja kada su dijelovi istrošeni.
Zanimljivo je znati! Ako se na generator spoji opterećenje, koje će biti niže od radnog, onda neće u potpunosti iskoristiti svoju snagu, uzalud će pojesti dio tekućeg goriva.
Na tržištu postoji veliki izbor sličnih jedinica, dizajniranih za različite kapacitete. Vrlo su popularni zbog svoje mobilnosti. Istodobno, upute za uporabu su iznimno jednostavne - vlastitim rukama točimo gorivo, pokrećemo motor okretanjem ključa i spajamo ...
Na tome ćemo, možda, završiti. Analizirali smo namjenu i opću strukturu ovih uređaja što je jednostavnije moguće. Nadamo se da su vam alternator i njegov princip rada postali malo bliži, a uz naš prijedlog poželjet ćete uroniti u fascinantan svijet elektrotehnike.
Električna oprema svakog vozila uključuje generator- uređaj koji pretvara mehaničku energiju primljenu iz motora u električnu energiju. Zajedno s regulatorom napona naziva se generatorski set. Alternatori su ugrađeni na moderne automobile. U najvećoj mjeri zadovoljavaju zahtjeve.
Zahtjevi za generator:
- izlazni parametri generatora moraju biti takvi da do progresivnog pražnjenja baterije ne dođe ni u jednom načinu vožnje vozila;
- napon u mreži vozila koji napaja generator mora biti stabilan u širokom rasponu promjena brzine i opterećenja.
Načelo rada generatora i njegov temeljni dizajn isti su za sve automobile, razlikuju se samo u kvaliteti izrade, dimenzijama i mjestu spojnih čvorova.
Glavni dijelovi generatora:
- Remenica- služi za prijenos mehaničke energije s motora na osovinu generatora pomoću remena;
- Kućište generatora sastoji se od dva poklopca: prednjeg (sa strane remenice) i stražnjeg (sa strane kliznih prstenova), namijenjenih za montažu statora, ugradnju generatora na motor i postavljanje ležajeva (nosača) rotora. Stražnji poklopac sadrži ispravljač, sklop četkice, regulator napona (ako je ugrađen) i vanjske stezaljke za spajanje na sustav električne opreme;
- Rotor- čelična osovina s dvije čelične čahure kpyuvo oblika smještene na njoj. Između njih nalazi se uzbudni namot, čiji su vodovi spojeni na klizne prstenove. Generatori su opremljeni pretežno cilindričnim bakrenim kliznim prstenovima;
- Stator- paket izrađen od čeličnih limova u obliku cijevi. U svojim žljebovima nalazi se trofazni namot, u kojem se stvara snaga generatora;
- Montaža s ispravljačkim diodama- kombinira šest snažnih dioda, utisnute u tri u pozitivnom i negativnom hladnjaku;
- Regulator napona- uređaj koji pri promjeni električnog opterećenja, brzine rotora alternatora i temperature okoline održava napon unutarnje mreže vozila unutar propisanih granica;
- Sklop četke- plastična konstrukcija koja se može skinuti. Ima četke s oprugom u kontaktu s prstenovima rotora;
- Zaštitni poklopac za diodni modul.
Shematski dijagram agregata:
1. Prekidač za paljenje;
2. Kondenzator za suzbijanje smetnji;
3. Punjiva baterija;
4. Lampa indikator zdravlja generatora;
5. Pozitivne diode strujnog ispravljača;
6. Negativne diode ispravljača snage;
7. Diode uzbudnog namota;
8. Namoti tri faze statora;
9. Uzbudni namot (rotor);
10. Sklop četke;
11. Regulator napona;
B + Izlaz generatora "+";
B- "Masa" generatora;
D + Terensko napajanje, referentni napon za regulator napona.
Generator se temelji na učinku elektromagnetske indukcije. Ako zavojnicu, na primjer, izrađenu od bakrene žice, probije magnetski tok, tada se, kada se promijeni, na priključcima zavojnice pojavljuje električni napon, proporcionalan brzini promjene magnetskog toka. Obrnuto, za stvaranje magnetskog toka dovoljno je proći električnu struju kroz zavojnicu. Dakle, za dobivanje izmjenične električne struje potrebni su izvor izmjeničnog magnetskog polja i zavojnica iz koje će se izravno ukloniti izmjenični napon.
Formiraju se uzbudni namot sa sustavom polova, osovinom i kliznim prstenovima rotor, njegov najvažniji rotirajući dio, koji je izvor izmjeničnog magnetskog polja.
Rotor generatora 1. osovina rotora;
2. stupovi rotora;
3. uzbudni namot;
4. klizni prstenovi.
Sustav polova rotora ima rezidualni magnetski tok, koji je prisutan čak iu odsutnosti struje u namotu polja. Međutim, njegova vrijednost je mala i sposobna je osigurati samopobudu generatora samo pri prevelikim brzinama. Stoga, za početno magnetiziranje rotora, mala struja prolazi kroz njegov namot iz baterije, obično kroz lampu za praćenje performansi generatora. Jačina te struje ne smije biti prevelika da ne bi ispraznila bateriju, ali ni premala kako bi se generator mogao pobuđivati već u praznom hodu motora. Na temelju ovih razmatranja, snaga ispitne svjetiljke obično je 2 ... 3 vata. Nakon što napon na namotima statora dosegne radnu vrijednost, žarulja se gasi, a uzbudni namot se napaja iz samog generatora. U tom slučaju generator radi na samopobudu.
Izlazni napon se uklanja iz namoti statora... Kada se rotor okreće suprotno zavojnicama statorskog namota, naizmjenično se pojavljuju "sjeverni" i "južni" pol rotora, odnosno mijenja se smjer magnetskog toka koji prodire u zavojnicu statora, što uzrokuje pojavu izmjeničnog napona u njemu. Frekvencija ovog napona ovisi o brzini vrtnje rotora generatora i broju njegovih parova polova.
Stator generatora
1. statorski namot;
2. namotavanje zaključaka;
3. magnetski krug.
Statorski namot je trofazni. Sastoji se od tri odvojena namota, koja se nazivaju fazni namoti ili jednostavno faze, namotana prema određenoj tehnologiji na magnetskom krugu. Napon i struje u namotima su pomaknute jedna u odnosu na drugu za trećinu perioda, t.j. 120 električnih stupnjeva kao što je prikazano.
Oscilogrami faznih napona namota
U 1, U 2, U 3 - napon namota;
T - razdoblje signala (360 stupnjeva);
F - fazni pomak (120 stupnjeva).
Fazni namoti mogu biti povezani zvijezdom ili trouglom. 
Vrste spajanja namota
1. "zvijezda";
2. "trokut".
Kada je spojen u "trokut", struja u svakom od namota je 1,7 puta manja od struje koju daje generator. To znači da je s istom strujom koju dovodi generator, struja u namotima kada je spojena na "trokut" mnogo manja od struje "zvijezde". Stoga se u generatorima velike snage često koristi spoj "trokut", budući da se pri manjim strujama namoti mogu namotati tanđom žicom koja je tehnološki naprednija. Za zvjezdaste spojeve može se koristiti i tanja žica. U ovom slučaju, namot je napravljen od dva paralelna namota, od kojih je svaki spojen u "zvijezdu", odnosno dobije se "dvostruka zvijezda".
Ugrađena mreža automobila zahtijeva stalan napon. Stoga namot statora napaja mrežu na vozilu kroz ispravljač ugrađen u generator. Ispravljač za trofazni sustav sadrži šest energetskih poluvodičkih dioda, od kojih su tri spojene na "+" terminal generatora, a ostale tri na "-" ("uzemljenje") terminal. Poluvodičke diode su u otvorenom stanju i ne pokazuju značajan otpor prolasku struje kada se na njih primijeni napon u smjeru naprijed i praktički ne propuštaju struju pri obrnutom naponu. Treba napomenuti da izraz "ispravljačka dioda" ne skriva uvijek poznati dizajn, koji ima kućište, vodove itd. ponekad je to samo poluvodički silicijski spoj zapečaćen na hladnjaku.
Montaža s ispravljačkim diodama
1.energetske diode;
2. dodatne diode;
3. hladnjak.
Mnogi proizvođači, kako bi zaštitili elektroničke komponente automobila od prenapona, zamjenjuju diode energetskog mosta zener diodama. Razlika između zener diode i ispravljačke diode je u tome što kada se na nju dovede napon u suprotnom smjeru, ona ne propušta struju samo do određene vrijednosti tog napona, koja se naziva stabilizacijski napon. Obično u energetskim zener diodama, stabilizacijski napon je 25 ... 30 V. Kada se taj napon postigne, zener diode "probijaju", odnosno počinju propuštati struju u suprotnom smjeru, iu određenim granicama promjena jačine ove struje, napon na zener diodi i, posljedično, i na izlazu "+" generatora ostaju nepromijenjeni, ne dostižući opasne vrijednosti za elektroničke komponente. Svojstvo zener diode da održava konstantan napon na svojim stezaljkama nakon "kvara" također se koristi u regulatorima napona.
Kao što je gore navedeno, naponi na namotima se mijenjaju duž krivulja blizu sinusoida iu nekim trenucima su pozitivni, a u drugima negativni. Ako se pozitivni smjer napona u fazi uzme duž strelice usmjerene na nultu točku namota statora, a negativan od nje, tada, na primjer, za trenutak t kada napon druge faze nema, prva faza je pozitivna, a treća negativna. Smjer faznih napona odgovara strelicama prikazanim na slici.
Smjer struja u namotima i ispravljaču generatora
Struja kroz namote, diode i opterećenje će teći u smjeru ovih strelica. Uzimajući u obzir sve druge trenutke u vremenu, lako je osigurati da u trofaznom sustavu napon koji nastaje u namotima faza generatora, diode energetskog ispravljača ide iz otvorenog u zatvoreno i natrag na takav način da struja u opterećenju ima samo jedan smjer - od "+" terminala generatorske instalacije do njegovog izlaza "-" ("masa"), tj. u opterećenju teče stalna (ispravljena) struja.
U značajnom broju tipova generatora uzbudni namot je spojen na vlastiti ispravljač, sastavljen na tri diode. Ovaj spoj namota polja sprječava da struja pražnjenja akumulatora teče kroz njega kada motor automobila ne radi. Ispravljačke diode namota polja rade na sličan način, opskrbljujući ovaj namot ispravljenom strujom. Štoviše, ispravljač uzbudnog namota također uključuje 6 dioda, od kojih su tri zajedničke s ispravljačem snage (negativne diode). Struja uzbude je znatno manja od struje koju generator dovodi do opterećenja. Stoga se male diode niske struje za struju ne veću od 2 A koriste kao diode uzbudnog namota (za usporedbu, diode ispravljača snage dopuštaju protok struje do 25 ... 35 A).
Ako je potrebno povećati snagu generatora, koristi se dodatna ruka ispravljača. 
Takav ispravljački krug može se odvijati samo kada su namoti statora spojeni na "zvijezdu", budući da se dodatni krak napaja iz "nulte" točke "zvijezde". Kada bi se fazni naponi mijenjali čisto sinusno, te diode uopće ne bi sudjelovale u procesu pretvaranja izmjenične struje u istosmjernu. Međutim, u stvarnim generatorima oblik faznih napona se razlikuje od sinusoida. To je zbroj sinusoida, koji se nazivaju harmonijske komponente ili harmonici - prvi, čija se frekvencija poklapa s frekvencijom faznog napona, i najviši, uglavnom treći, čija je frekvencija tri puta veća od prve .
Pravi oblik faznog napona kao zbroj dvaju harmonika:
1.napon faznog namota;
2. prvi harmonik;
3. treći harmonik;
Iz elektrotehnike je poznato da u linijskom naponu, odnosno u naponu koji se dovodi u ispravljač i ispravlja, treći harmonik nedostaje. To je zbog činjenice da se treći harmonici svih faznih napona podudaraju u fazi, odnosno istovremeno postižu iste vrijednosti i istovremeno se međusobno balansiraju i poništavaju u linijskom naponu. Dakle, treći harmonik je prisutan u faznom naponu, ali ne i u linearnom naponu. Posljedično, snagu koju razvija treći harmonik faznog napona potrošači ne mogu koristiti. Za korištenje ove snage dodaju se diode, spojene na nultu točku faznih namota, odnosno na točku na koju djeluje djelovanje faznog napona. Dakle, ove diode samo ispravljaju napon trećeg harmonika faznog napona. Korištenje ovih dioda povećava snagu generatora za 5 ... 15% pri brzini većoj od 3000 min -1.
Napon generatora bez regulatora uvelike ovisi o frekvenciji rotacije njegovog rotora, magnetskom toku koji stvara uzbudni namot, a time i o jačini struje u ovom namotu i količini struje koju daje generator potrošačima. Što je veća frekvencija vrtnje i jačina struje uzbude, što je veći napon generatora, što je veća jačina struje njegovog opterećenja, to je ovaj napon manji. Funkcija regulator napona je stabilizacija napona kada se brzina i opterećenje mijenjaju zbog utjecaja na struju uzbude. Ranije su korišteni regulatori vibracija, a zatim i kontaktni tranzistorski. Ove dvije vrste regulatora sada su potpuno zamijenjene elektroničkim.
Izgled elektroničkih regulatora napona
Dizajn elektroničkih poluvodičkih regulatora može biti različit, ali princip rada je isti za sve regulatore. Naravno, struju u uzbudnom krugu možete promijeniti uvođenjem dodatnog otpornika u ovaj krug, kao što je učinjeno u prethodnim regulatorima napona vibracije, ali ova metoda je povezana s gubitkom snage u ovom otporniku i ne koristi se u elektroničkim uređajima. regulatori. Elektronički regulatori mijenjaju uzbudnu struju uključivanjem i isključivanjem uzbudnog namota iz opskrbne mreže, dok se relativno trajanje vremena uključivanja uzbudnog namota mijenja. Ako je za stabilizaciju napona potrebno smanjiti uzbudnu struju, vrijeme za uključivanje uzbudnog namota se smanjuje, ako ga je potrebno povećati, ono se povećava.
Nedostatak zadane varijante spajanja regulatora je što regulator održava napon na "D +" terminalu generatora, a potrošači, uključujući akumulatorsku bateriju, su spojeni na "B +" terminal. Osim toga, s ovom aktivacijom, regulator ne percipira pad napona u spojnim žicama između generatora i akumulatora i ne vrši prilagodbe napona generatora kako bi kompenzirao taj pad. Ovi nedostaci su eliminirani u sljedećem krugu, gdje se napon dovodi na ulazni krug regulatora iz čvora gdje bi se trebao stabilizirati, obično je to "B +" terminal generatora. 
Neki regulatori napona imaju svojstvo toplinske kompenzacije - promjene napona koji se dovodi u bateriju, ovisno o temperaturi zraka u motornom prostoru za optimalno punjenje baterije. Što je temperatura zraka niža, to više napona mora biti dovedeno do baterije i obrnuto. Vrijednost toplinske kompenzacije doseže do 0,01 V po 1 ° C.
