Princip rada i rad generatora. Struktura industrijskih strojeva

Kada se emf inducira u vodiču koji se kreće u magnetskom polju i siječe njegove silnice magnetskog polja. Stoga takav vodič možemo smatrati izvorom električna energija.

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

Glavni dijelovi svakog generatora su: sustav magneta ili, najčešće, elektromagneta koji stvaraju magnetsko polje, te sustav vodiča koji to magnetsko polje sijeku.

Uzmimo vodič u obliku zakrivljene petlje, koji ćemo dalje zvati okvir (slika 1), i postavimo ga u magnetsko polje koje stvaraju polovi magneta. Ako se takvom okviru zada rotacijsko gibanje u odnosu na os 00, tada će njegove stranice okrenute prema polovima presijecati magnetske silnice i u njima će se inducirati EMF.

Riža. 1. Indukcija EMF-a u vodiču nalik kuglici (okvir) koji rotira u magnetskom polju

Spajanjem električne žarulje na okvir pomoću mekanih vodiča, zatvorit ćemo strujni krug i žarulja će zasvijetliti. Žarulja će nastaviti gorjeti sve dok se okvir okreće u magnetskom polju. Sličan uređaj predstavlja najjednostavniji generator koji mehaničku energiju utrošenu na rotaciju okvira pretvara u električnu energiju.

Takav jednostavan generator ima prilično značajan nedostatak. Nakon kratkog vremena, mekani vodiči koji povezuju žarulju s rotirajućim okvirom će se iskriviti i slomiti. Kako bi se izbjegli takvi prekidi u strujnom krugu, krajevi okvira (slika 2) spojeni su na dva bakrena prstena 1 i 2, koji se okreću zajedno s okvirom.

Ovi prstenovi se nazivaju klizni prstenovi. voditi električna struja od kliznih prstenova do vanjskog kruga (do žarulje) provode elastične ploče 3 i 4 uz prstenove. Ove ploče se nazivaju četke.

Riža. 2. Smjer induciranog EMF-a (i struje) u vodičima A i B okvira koji se okreću u magnetskom polju: 1 i 2 - klizni prstenovi, 3 i 4 - četke.

S ovim spojem rotirajućeg okvira na vanjski krug, spojne žice se neće prekinuti, a generator će raditi normalno.

Razmotrimo sada smjer EMF-a induciranog u vodičima okvira ili, što je isto, smjer struje induciranog u okviru kad je vanjski strujni krug zatvoren.

U smjeru rotacije okvira, koji je prikazan na Sl. 2, u lijevom vodiču AA EMF će biti induciran u smjeru od nas izvan ravnine crteža, au desnom vodiču BB - zbog ravnine crteža prema nama.

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

Pratimo promjenu inducirane emf tijekom 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 dodatnih 90° rezultirat će ponovnim križanjem vodiča okvira s električnim vodovima magnetsko polje(Sl. 3), ali vodič AA će se kretati u odnosu na vodove ne odozdo prema gore, već odozgo prema dolje, dok će vodič BB, naprotiv, prelaziti vodove, krećući se odozdo prema gore.

Riža. 3. Promjena smjera induciranog e. d.s. (i struje) kada se okvir zakrene za 180° u odnosu na položaj prikazan na sl. 2.

S novim položajem okvira, smjer inducirane EMF u AL i BB vodičima će se promijeniti u suprotan. To proizlazi iz činjenice da je sam smjer u kojem svaki od ovih vodiča siječe magnetske silnice u ovom slučaju promijenjen. Kao rezultat toga, polaritet četkica generatora također će se promijeniti: četkica 3 će sada postati pozitivna, a četkica 4 će postati negativna.

Dakle, tijekom jednog punog okretaja okvira, inducirana emf je dva puta promijenila svoj smjer, a njezina je vrijednost tijekom istog vremena također dva puta dosegla najviše vrijednosti(kada su vodiči okvira prolazili ispod polova) i dva puta je bio jednak nuli (u trenucima kada su se vodiči gibali duž magnetskih silnica).

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

Tako, na primjer, ako spojite električnu žarulju na stezaljke ovog jednostavnog generatora, tada će tijekom prve polovice okreta okvira električna struja kroz žarulju teći u jednom smjeru, a tijekom druge polovice zaokret u drugom.

Riža. 4. Krivulja promjene inducirane struje po okretaju okvira

Ideja o prirodi promjene struje kada se okvir okrene za 360°, tj. u jednom punom okretaju, daje krivulja na Sl. 4. Električna struja koja neprestano mijenja veličinu i smjer naziva se.

Električni generator– jedan od sastavnih elemenata autonomne elektrane, kao i mnogi drugi. Zapravo, to je najvažniji element bez kojeg je proizvodnja električne energije nemoguća. Električni generator pretvara rotacijsku mehaničku energiju u električnu energiju. Princip njegovog rada temelji se na takozvanom fenomenu samoindukcije, kada se u vodiču (zavojnici) koji se kreće u linijama magnetskog polja javlja elektromotorna sila (EMS), koja može (za bolje razumijevanje problematike) nazvati električnim naponom (iako to nije ista stvar).

Sastavni dijelovi električnog generatora su magnetski sustav (uglavnom se koriste elektromagneti) i sustav vodiča (zavojnice). Prvi stvara magnetsko polje, a drugi, rotirajući u njemu, pretvara ga u električno. Dodatno, generator također ima sustav za uklanjanje napona (komutator i četke, povezujući zavojnice na određeni način). On zapravo povezuje generator s potrošačima električne struje.

Električnu energiju možete dobiti i sami izvodeći najjednostavniji pokus. Da biste to učinili, potrebno je uzeti dva magneta različitih polariteta ili okrenuti dva magneta s različitim polovima jedan prema drugom, a između njih postaviti metalni vodič u obliku okvira. Na njegove krajeve spojite malu (malu) žarulju. Ako počnete okretati okvir u jednom ili drugom smjeru, žarulja će početi svijetliti, odnosno na krajevima okvira električni napon, a kroz njegovu spiralu tekla je električna struja. Ista stvar se događa u električnom generatoru, samo je razlika u tome što električni generator ima složeniji sustav elektromagneta i puno složeniji svitak vodiča, obično bakrenih.

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

• Turbogenerator – pogonjen parnom turbinom ili plinskoturbinskim motorom. Uglavnom se koristi u velikim (industrijskim) elektranama.
• Hidrogenerator – pogonjen hidrauličkom turbinom. Također se koristi u velikim elektranama koje rade kretanjem 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 i benzinski motor.

Prema vrsti izlazne električne struje:

• Generatori istosmjerna struja– na izlazu dobivamo istosmjernu struju.
• Generatori naizmjenična struja. Postoje jednofazni i trofazni, s jednofaznim i trofaznim izmjeničnim izlazom.

Različite vrste generatora imaju svoje značajke dizajna i praktički nekompatibilne komponente. Ono što ih jedino spaja opći princip stvaranje elektromagnetskog polja međusobnim okretanjem jednog sustava zavojnica u odnosu na drugi ili u odnosu na trajne magnete. Zbog ovih značajki, popravak generatora ili njihovih pojedinačne komponente To mogu učiniti samo kvalificirani 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 izmjenične struje mogu se razlikovati.

[Sakriti]

Kako radi alternator?

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

Strujni 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 četkicama dizajniranim za uklanjanje napona;
• magnetsko polje;
• klizni prstenovi.

Shema najjednostavnijeg uređaja generatora izmjenične struje

Princip rada

Stvaranje elektromotorne sile u namotima statorskog mehanizma događa se nakon pojave električnog polja. Potonji karakteriziraju vrtložne formacije. Ovi procesi nastaju kao posljedica promjena magnetskog toka. Štoviše, potonji se mijenja zbog brze rotacije mehanizma rotora.

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

U zavojima magnetskog elementa nastaje polje, au njemu se stvara mala struja. U usporedbi s naponom koji najjednostavniji generator proizvodi vanjskom električnom krugu. Ako je čvor karakteriziran niskom snagom, tada je polje u njemu formirano stalnim magnetom koji se može okretati. Zahvaljujući ovom uređaju i principu rada alternatora cijeli sustav je pojednostavljen. Stoga se četke i kontaktni elementi mogu ukloniti iz strukture.

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

Glavne vrste generatora izmjenične struje

Uređaji koji omogućuju stvaranje napona međusobno se dijele na sinkrone i asinkrone. Mogu se koristiti u raznim sferama života, ali će djelovati prema različitim principima.

Sinkroni generator

Jedno od svojstava ove vrste uređaja je da je frekvencija struje koju proizvodi proporcionalna brzini vrtnje rotorskog mehanizma.

Sinkrone jedinice podijeljene su u nekoliko vrsta:

1. Povećana učestalost. Princip rada uređaja temelji se na procesu promjene magnetskog toka, koji se postiže tangencijalnim okretanjem rotorskog mehanizma stacionarni stator. Ovaj tip jedinice koristi se prvenstveno za napajanje antena dugovalnih postaja na udaljenosti do 3 km. Povežite uređaje za rad s više kratki valovi neće raditi jer je potrebno povećati vrijednost frekvencije.
2. Hidroturbinske jedinice rade aktiviranjem hidrauličke turbine, koja pokreće jedinicu. U takvim uređajima, mehanizam rotora montiran je na istu remenicu s kotačem elementa turbine. Njegova snaga može biti do 100 tisuća kW ako je brzina vrtnje 1500 o / min, a napon do 16 tisuća V. U pogledu težine i dimenzija, ova vrsta jedinice smatra se najvećom, budući da je promjer jednog rotora 15 metara. Na količinu snage vrtnje turbine utječu tri parametra - brzina vrtnje, duljina dalekovoda i moment zamašnjaka rotorskog mehanizma.
3. Jedinice parne turbine koje se pokreću aktiviranjem parne turbine. Ova vrsta uređaja radi na brzini rotacije od 1,5-3 tisuće okretaja u minuti i dolaze u dvosmjernim i četverosmjernim tipovima. Mehanizam rotora izrađen je u obliku velikog željeznog cilindra opremljenog pravokutnim utorima, unutar elementa nalazi se pobudni namot. Kućište statorskog uređaja uvijek je jednodijelno i izrađeno od čelika. Ukupni promjer jedinice je do 1 metar, ali duljina njenog rotora može biti do 6,5 m.

Strujni krug i uređaj

Sinkrona jedinica strukturno uključuje dva glavna elementa:

1. Rotor. Ovo je pokretna komponenta opreme. Dizajniran je za transformaciju sustava rotirajućih električnih magneta koji se napajaju iz vanjskog izvora.
2. Statorski mehanizam ili stacionarna komponenta jedinice. U namotu ovog uređaja, kroz stvaranje magnetskog polja, pojavljuje se EMF, koji ide u vanjski električni krug opreme. Zahvaljujući takvima značajke dizajna Klizni kontakti se ne koriste u krugovima opterećenja sinkronih električnih generatora. Magnetski tok iz opreme, koji se pojavljuje kroz rotaciju rotora, pobuđuje se izvor treće strane. Potonji je montiran na zajedničku osovinu ili se može spojiti na nju pomoću spojke ili remenskog pogona.

Shema strukture sinkronog generatorskog agregata

Značajke rada

Načelo rada može se neznatno razlikovati ovisno o vrsti uređaja - s istaknutim ili neistaknutim polovima. Broj pari polova elemenata rotorskog mehanizma određen je brzinom rotacije jedinice. Ako je frekvencija rezultirajućeg EMF-a 50 Hz, tada pri 3 tisuće okretaja u minuti uređaj s neistaknutim polom ima jedan par polova. U jedinicama s istaknutim polom koje se okreću brzinom od 50-750 okretaja u minuti, broj pari polova bit će od 60 do 4.

U sinkronim jedinicama male snage uzbudni se namot napaja djelovanjem ispravljene struje. Kao rezultat aktivacije pojavljuje se električni krug transformatorski uređaji, koji su uključeni u zajednički krug opterećenje čvora. Također uključuje poluvodičku ispravljačku jedinicu, koja se može sastaviti prema bilo kojem krugu, ali obično kao trofazni most. Glavni električni krug uključuje uzbudni namot jedinice s reostatskim uređajem za podešavanje.

Postupak za samouzbuđivanje opreme je sljedeći:

1. Kada se instalacija pokrene, u magnetskoj komponenti nastaje mali EMF, što se događa zbog fenomena zaostale indukcije. Istodobno se struja pojavljuje u radnom namotu jedinice.
2. Kao rezultat toga, u sekundarnim električnim namotima transformatorskih uređaja nastaje EMF. I u električnom krugu pojavljuje se mala struja, što povećava ukupnu indukciju magnetskog polja.
3. Parametar EMF se povećava sve dok se magnetski sustav jedinice potpuno ne pobudi.

Asinkroni generator

Takva jedinica je uređaj koji proizvodi električnu energiju koristeći princip rada asinkroni motor. Ova vrsta jedinica naziva se indukcija. Asinkroni uređaj osigurava brzu rotaciju rotorskog mehanizma, a njegova brzina rotacije je mnogo veća od sinkrone. Jednostavan motor može se koristiti kao generator bez dodatnih postavki.

Asinkrone jedinice se koriste u raznim područjima:

• za motore vjetroelektrana;
• za autonomno napajanje stambenih prostorija i privatnih kuća ili kao minijaturne hidroelektrane;
• za inverterske jedinice za zavarivanje;
• u svrhu organiziranja neprekidni izvor napajanja od izmjenične struje.

Strujni krug i uređaj

Shematski spoj asinkrone jedinice

Glavne komponente ove vrste uređaja su statorski mehanizam i rotor. Prvi je nepomičan, a drugi se pomiče unutar njega. Rotor je od mehanizma statora odvojen zračnim rasporom. Kako bi se smanjila veličina vrtložnih struja, jezgre sastavnih elemenata izrađene su od zasebnih listova elektročelika. Njihova debljina, ovisno o proizvođaču, može biti od 0,35 do 0,5 mm. Sami limovi se tijekom proizvodnje oksidiraju, odnosno podvrgavaju toplinskoj obradi, čime se povećava njihova površinska otpornost.

Jezgra mehanizma statora ugrađena je unutar okvira, koji je vanjski dio jedinice. Na iznutra Dijelovi se nalaze u utorima, a u njima se nalazi namot. Električni namot statora često je izrađen od zavojnica s malim korakom. Temelji se na izoliranom bakrenom vodiču.

Značajke rada

Asinkroni tip motora proizvodi električnu energiju pri povećanoj brzini vrtnje rotorskog mehanizma. Ovaj je parametar uvijek veći od onog kod sinkronih jedinica. Za okretanje rotora i proizvodnju električne energije bit će potreban veliki moment. Ako motor koristi takozvani vječni ler, to će osigurati jednaka brzina pomicanje kroz cijeli životni vijek instalacije.

Dijagrami povezivanja

Prema broju upotrijebljenih faza svi agregati se dijele u dvije skupine:

• jednofazni;
• tri faze.

Jednofazni generator

Dijagram spajanja 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 prisutnosti potonjeg, kao rezultat pomicanja okvira kroz četke, a stalni kontakt s okvirom. Parametri struje, koji se mijenjaju uzimajući u obzir harmonijski zakon, bit će različiti i prenose se na sklop četkica, kao i na krug potrošača napona. Danas su jednofazne jedinice najpopularnija vrsta autonomnog izvora energije. Mogu se koristiti za spajanje gotovo svih kućanskih električnih uređaja.

Trofazni generator

Ova vrsta uređaja pripada klasi univerzalnih, ali skupljih jedinica. Posebnost trofaznih generatora je potreba za stalnim i skupim Održavanje. Usprkos ovome, ovaj tip instalacije su najraširenije.

To je zbog sljedećih prednosti:

1. Jedinica se temelji na rotirajućem kružnom magnetskom polju. To pruža priliku za dobre uštede u razvoju opreme.
2. Trofazni generatori sastoje se od uravnoteženog sustava. To osigurava vijek trajanja jedinice u cjelini.
3. U nastajanju trofazni uređaj istovremeno se koriste dva napona - linearni i fazni. Oba se koriste u jednom sustavu.
4. Jedna od glavnih prednosti je povećanje ekonomski pokazatelji. Time se osigurava smanjenje potrošnje materijala energetskih žica, kao i transformatorskih jedinica. Zahvaljujući ovoj značajci, postupak prijenosa električne energije na velike udaljenosti je pojednostavljen.

Dijagram spajanja zvijezda

Ova vrsta veze uključuje električno povezivanje krajeva namota u određenoj točki, koja se naziva "nula". Prilikom ove veze, opterećenje se može napajati generatorskoj jedinici preko tri ili četiri kabela. Vodiči s početka namota smatraju se linearnim. A glavni kabel koji dolazi iz nulte točke je nula. Parametar napona između vodiča smatra se linearnim (ova vrijednost je 1,73 puta veća od fazne vrijednosti).

Krug zvijezde za spajanje trofazne opreme

Jedna od glavnih značajki ovu opciju je jednakost struja. Tip zvijezde s četiri žice s neutralnim kabelom smatra se najčešćim. Njegova uporaba pomaže u sprječavanju neravnoteže faza pri povezivanju asimetričnog opterećenja. Na primjer, ako je na jednom kontaktu aktivan, a na drugom reaktivan ili kapacitivan. Pri korištenju ove opcije osigurana je maksimalna zaštita uključene električne opreme.

Dijagrami spajanja trokut

Ova metoda spajanja je serijski spoj namota trofazne jedinice. Kraj prvog namota mora biti spojen na početak drugog, a njegov kontakt na treći. Zatim se vodič iz namota broj 3 spaja na početak prvog elementa.

S ovom shemom, linearni kabeli su preusmjereni s mjesta spajanja namota. Parametar linijski napon po veličini odgovara fazi jedan. A vrijednost prve struje je 1,73 puta veća od druge. Opisana svojstva su relevantna samo u slučaju ravnomjernog faznog opterećenja. Ako je neravnomjeran, tada se parametri moraju ponovno izračunati grafički ili analitički.

Električni dijagrami spojeva "trokuta" jedinice

Značajke generatora s različitim tipovima motora

Automobilske i kućanske instalacije mogu se međusobno podijeliti prema vrsti goriva na koje rade. Generator može raditi na benzin ili dizel.

Generatori na benzin

U takvim uređajima izvor mehaničke energije je motor. Jedinica pripada klasi motora s unutarnjim izgaranjem s četveropinskim rasplinjačem. Benzinski generatori koriste motore nazivne snage 1-6 kW. U prodaji možete pronaći jedinice dizajnirane za rad na 10 kW, možete osigurati napajanje svih rasvjetnih i električnih uređaja u privatnoj kući.

Benzinski generatori mogu se pohvaliti niskom cijenom i dugim vijekom trajanja, iako su nešto manji u usporedbi s dizelskim. Izbor jedinice vrši se uzimajući u obzir opterećenja pod kojima će raditi. Ako uređaj radi s velikom početnom strujom i koristi se za električno zavarivanje, onda je bolje dati prednost sinkronim uređajima. Prilikom odabira asinkronog tipa jedinice, motor će se moći nositi s startne struje. Ali važno je da generator bude potpuno napunjen, inače će se gorivo trošiti uzalud.

TV kanal Olifer govorio je o izboru jedinica za privatnu kuću u skladu s vrstom goriva na kojem će se koristiti.

Dizel generatori

Ovu jedinicu pokreće dizelski motor.

Temelji se na:

• mehanička komponenta;
• ploča s gumbima za upravljanje;
• sustav opskrbe gorivom;
• jedinica za hlađenje;
• sustav podmazivanja dijelova i sklopova koji se trljaju.

Snaga agregata u potpunosti je određena sličnim parametrom samog motora. Ako je nizak, na primjer, za napajanje kućanske električne opreme, onda je bolje dati prednost benzinskim jedinicama. Preporučljivo je koristiti dizelske jedinice tamo gdje je potrebna velika snaga. Motori s unutarnjim izgaranjem obično se koriste s gornjim ventilima. Kompaktnije su veličine i vrlo su pouzdani.

Osim toga, dizelski motori s unutarnjim izgaranjem tijekom rada ispuštaju manje otrovnih plinova koji su opasni za ljudsko zdravlje i pogodniji su za popravak. Stručnjaci preporučuju davanje prednosti jedinicama čije je tijelo izrađeno od čelika, jer plastika ima kraći vijek trajanja.

Pouzdaniji su dizel generatori koji nisu opremljeni četkama.

Napon koji proizvode je stabilniji. U prosjeku, ako je spremnik do kraja napunjen dizelskim gorivom, to će osigurati da generator može raditi sedam sati. Ako je jedinica trajno ugrađena, njen dizajn može se nadopuniti vanjskim spremnikom za punjenje goriva.

Kanal Current Factory demonstrirao je rad dizelske jedinice koja se koristi za opskrbu energijom privatne kuće.

Inverterski generatori

Proizvodnja električne energije odvija se na isti način kao kod bilo kojeg klasičnog modela generatora. Prije svega, stvara se izmjenična struja. On se ispravlja i dovodi u invertersku jedinicu, a zatim ponovno pretvara u varijabilni, samo s potrebnim tehničkim parametrima.

Jedinica se temelji na elektroničkom modulu koji uključuje:

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

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

1. Pravokutan. Ova vrsta uređaja smatra se najjeftinijim. Njegova energija dovoljna je samo za napajanje električnih alata i uređaja male snage.
2. Uređaji s trapeznim signalom. Može se koristiti za napajanje većine električnih uređaja, osim vrlo osjetljive opreme. Trošak takvih jedinica je prosječan.
3. Uređaji koji rade na sinusoidalni napon. Takvi generatori karakteriziraju stabilne karakteristike i prikladni su za većinu električnih uređaja.

Inverterske jedinice mogu raditi bez prekida ili s prekidima. Objekti potrošnje energije obično su ustanove u kojima se ne mogu tolerirati skokovi napona.

Glavne prednosti inverterskih instalacija:

• mala veličina i težina;
• niska potrošnja goriva kao rezultat prilagodbe proizvodnje određene količine električne energije potrebne u određenom trenutku;
• Inverterske jedinice mogu raditi kratko vrijeme s preopterećenjem.

• visoka cijena uređaja u usporedbi s klasičnim verzijama generatora;
• povećana osjetljivost na promjene temperature u elektroničkoj komponenti;
• niska razina instalacijske snage;
• skup popravak elektroničkog modula ako se pokvari.

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

Kanal "Garage Kakhovka" testirao je benzinsku instalaciju inverterske klase proizvođača "PiloD".

Kako napraviti alternator vlastitim rukama

Za samostalno napravljeno asinkrona jedinica će trebati sljedeće:

1. Motor. Motor možete sami sastaviti, ali ovaj postupak oduzima previše vremena i rada. Stoga je bolje koristiti jedinicu iz stare neradne električne opreme za kućanstvo. Najbolja opcija koristit će se motor iz uređaja za pumpanje odvodnje, perilica za rublje ili usisivač.
2. Statorski mehanizam. Preporuka za kupnju gotov uređaj, opremljen namotom.
3. Set električnih žica.
4. Dopuštena je izolacijska traka, termoskupljajuće cijevi.
5. Jedinica transformatora ili jedinica ispravljača. Ovaj element će biti potreban ako izlaz generatora izmjenične struje ima drugačiju snagu.

Prije početka rada morate napraviti nekoliko manipulacija koje će vam omogućiti da ispravno izračunate parametar snage jedinice:

1. Motor koji se koristi je spojen na električnu mrežu za određivanje brzine vrtnje. Da biste izvršili ovaj zadatak, trebat će vam poseban uređaj - tahometar. Nakon čitanja informacija, dobivenu vrijednost potrebno je zapisati i dodati joj još 10%. Ovo je kompenzacijska vrijednost. Dodavanjem 10% brzini rotacije spriječit ćete pregrijavanje jedinice tijekom rada.
2. Odabir elemenata kondenzatora provodi se uzimajući u obzir potrebnu vrijednost snage. Ako imate bilo kakvih poteškoća u ovoj fazi, možete koristiti tablicu.
3. Generator tijekom rada proizvodi električnu energiju, stoga je potrebno unaprijed razmišljati o uzemljenju uređaja. U nedostatku i nekvalitetnoj izolaciji, jedinica ne samo da će se brže istrošiti, već može predstavljati i opasnost za ljude.
4. Nakon pripreme provodi se postupak montaže; Elementi kondenzatora spojeni su na motor koji će se koristiti u bazi prema shemi. Označava redoslijed spajanja komponenti. Treba uzeti u obzir da vrijednost kapacitivnosti svakog dijela kondenzatora odgovara prethodnom uređaju.

Dijagram montaže jednostavan generator naizmjenična struja Tablica za odabir kapaciteta kondenzatora za jedinicu

Dobivena jedinica može osigurati energiju za električnu pilu, kružnu pilu ili brusilicu, tj. 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.

Tijekom procesa montaže i rada potrebno je uzeti u obzir sljedeće nijanse:

1. Ako koeficijent korisna radnja pada izravno proporcionalno trajanju rada, to je norma. Ova nijansa je zbog činjenice da se povremeno generator mora odmoriti i ohladiti. Važno je s vremena na vrijeme smanjiti temperaturu motora na 40 Celzijevih stupnjeva.
2. Budući da jednostavan dizajn uređaja ne koristi automatizaciju, potrošač mora sam kontrolirati sve procese rada uređaja. S vremena na vrijeme, potrebno je priključiti mjernu opremu na jedinicu - tahometar, voltmetar.
3. Prije montaže morate odabrati ispravne električne uređaje u skladu s njegovim proračunom tehnički parametri i svojstva. Dana 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 istodobno osigurava napajanje potrošača i punjenje baterije.

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

U kombinaciji s regulatorom napona, jedinica se naziva generator.

U moderni automobili Isporučuje se AC jedinica koja u potpunosti zadovoljava sve navedene zahtjeve.

Generatorski uređaj

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

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

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

Gotovo svi elementi uređaja stanu u kućište. U ovom slučaju, samo tijelo se sastoji od dva poklopca koji se nalaze na lijevoj i na desna strana- u blizini pogonskog vratila i upravljačkih prstenova.

Dva poklopca međusobno su spojena posebnim vijcima od aluminijske legure. Ovaj metal je lagan i ima sposobnost odvođenja topline.

Ne manje važna uloga igra sklop četkica, koji prenosi napon na klizne prstenove i osigurava rad sklopa.

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

Također ćemo obratiti pozornost na elemente koji se nalaze unutar kućišta:

Koji su zahtjevi za automobilski generator?

Postoji nekoliko zahtjeva za automobilski generator:

• Napon na izlazu uređaja i, sukladno 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 načinu rada stroja baterija dobije dovoljan napon punjenja.

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

Na primjer, ako napon padne ispod normalnog, baterija nije napunjena do potrebne razine. Zbog toga se mogu pojaviti problemi tijekom procesa pokretanja motora.

U suprotnoj situaciji, kada instalacija proizvodi povećani napon, baterija se prepuni i brže se kvari.

Načelo rada automobilskog generatora, značajke kruga

Princip rada generatorske jedinice temelji se na učinku elektromagnetske indukcije.

Ako magnetski tok prolazi kroz zavojnicu i mijenja se, pojavljuje se napon i mijenja se na stezaljkama (ovisno o brzini promjene toka). Isti način Djeluje i obrnuti proces.

Dakle, da bi se dobio magnetski tok, na zavojnicu se mora primijeniti napon.

Ispada da stvoriti izmjenični napon potrebne su dvije komponente:

• Zavojnica (od nje se uklanja napon).
• Izvor magnetskog polja.

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

Sustav polova čvora ima zaostali magnetski tok (čak i u odsutnosti struje u namotu).

Ovaj parametar je mali, tako da može izazvati samopobudu samo za povećana brzina. Zbog toga se kroz namot rotora najprije propusti mala struja koja osigurava magnetizaciju uređaja.

Gore spomenuti lanac uključuje prolaz struje iz baterije kroz kontrolnu lampicu.

Glavni parametar ovdje je trenutna snaga, koja bi trebala biti unutar normalnih granica. Ako je struja previsoka, baterija će se brzo isprazniti, a ako je preniska, povećava se rizik od pobude generatora u praznom hodu.

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

Čim napon dosegne traženi parametar, svjetlo se gasi, a pobudni namoti se napajaju iz samog generatora automobila. U tom slučaju, izvor napajanja prelazi u način rada samouzbude.

Napon se uklanja iz namota statora, koji je izrađen u trofaznom dizajnu.

Jedinica se sastoji od 3 pojedinačna (fazna) namota namotana prema određenom principu na magnetsku jezgru.

Struje i naponi u namotima pomaknuti su za 120 stupnjeva. U isto vrijeme, sami namoti mogu se sastaviti u dvije verzije - "zvijezda" ili "trokut".

Ako je odabran uzorak trokuta, fazne struje u 3 namota bit će 1,73 puta manji od ukupne struje koju isporučuje generator.

Zato u automobilski generatori visoka snaga, visoki napon Najčešće korištena shema je "trokut".

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

Ista se žica može koristiti iu spojevima u zvijezdu.

Da bi stvoreni magnetski tok išao prema svojoj namjeni i bio usmjeren na namot statora, zavojnice su u posebni utori magnetski krug.

Zbog pojave magnetskog polja u namotima i u magnetskom krugu statora pojavljuju se vrtložne struje.

Djelovanje potonjeg dovodi do zagrijavanja statora i smanjenja snage generatora. Kako bi se smanjio ovaj učinak, u proizvodnji magnetskog kruga koriste se čelične ploče.

Generirani napon ide na on-board mreža kroz skupinu dioda (ispravljački most), koji je gore spomenut.

Nakon otvaranja, diode ne stvaraju otpor i dopuštaju struji nesmetan prolaz u mrežu na vozilu.

Ali kada obrnuti napon Ja nisam preskočen. Zapravo, ostaje samo pozitivni poluval.

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

Glavna značajka dijelova je sposobnost da ne prolaze struju do određenog parametra napona (25-30 Volti).

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

Usput, sposobnost zener diode da održava konstantnu U na stezaljkama 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 generatora, uzbudni namot ima vlastiti ispravljač, sastavljen od 3 diode.

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

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

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

Tijekom rada generatora, uzbudna struja je niža od parametra koji daje automobilski generator.

Posljedično, za ispravljanje struje na uzbudnom namotu dovoljne su diode s nazivnom strujom do dva Ampera.

Usporedbe radi, ispravljači snage imaju nazivna struja do 20-25 Ampera. Ako je potrebno povećati snagu generatora, ugrađuje se još jedan krak s diodama.

Načini rada

Da biste razumjeli značajke rada generatora automobila, važno je razumjeti značajke 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 najvećom aktivnošću.
• Nakon pokretanja motora, generator automobila prelazi u način rada izvora energije. Od tog trenutka uređaj daje struju potrebnu za napajanje tereta u automobilu i punjenje baterije. Čim baterija dosegne potrebni kapacitet, razina struja punjenja smanjuje se. U ovom slučaju, generator nastavlja igrati ulogu glavnog izvora energije.
• Nakon spajanja snažno opterećenje, na primjer, klima uređaj, unutarnje grijanje i drugo, usporava se brzina vrtnje rotora. U tom slučaju auto generator više nije u stanju pokriti trenutne potrebe automobila. Dio opterećenja prenosi se na bateriju koja radi paralelno s izvorom energije i počinje se postupno prazniti.

Regulator napona - funkcije, vrste, lampica upozorenja

Ključni element agregata je regulator napona – uređaj koji održava sigurna razina U na izlazu statora.

Postoje dvije vrste takvih proizvoda:

• Hibridni - regulatori, električni dijagram koji uključuje oboje elektronički uređaji, i radio komponente.
• Integrirani - uređaji temeljeni na tehnologiji mikroelektronike tankog filma. U modernim automobilima ova je opcija najraširenija.

Ne manje važan element- kontrolna lampica postavljena na nadzorna ploča, iz čega možemo zaključiti da postoje problemi s regulatorom.

Paljenje žarulje u trenutku pokretanja motora treba biti kratkotrajno. Ako stalno svijetli (kada generator radi), to ukazuje na kvar regulatora ili same jedinice, kao i potrebu popravka.

Suptilnosti pričvršćivanja

Generator je fiksiran 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, one 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, postoji rupa u koju je ugrađena odstojna čahura.

Zadatak potonjeg je eliminirati jaz stvoren između graničnika i pričvršćivanja.

Audi A8 nosač generatora.

I tako je jedinica montirana na VAZ 21124.

Neispravnosti generatora i načini njihovog uklanjanja

Električna oprema automobila sklona je kvaru. U tom slučaju najveći problemi nastaju s baterijom i generatorom.

U slučaju kvara bilo kojeg od ovih elemenata, rad vozila u normalni mod rad postaje nemoguć ili automobil postaje potpuno imobiliziran.

Svi kvarovi generatora podijeljeni su u dvije kategorije:

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

Sada pogledajmo detaljnije popis grešaka i simptoma.

1. Nema dovoljno struje punjenja na izlazu:

2. Druga situacija.

Kada alternator automobila proizvodi potrebna razina struje, ali baterija se i dalje ne puni.

Razlozi mogu biti različiti:

• Loša kvaliteta crtanja 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 ih očistite od prljavštine.
• Zaštitni relej regulatora se aktivirao zbog kratkog spoja na masu. Rješenje je pronaći mjesto oštećenja i riješiti problem.
• Ostali razlozi su zamašćeni kontakti, kvar regulatora napona, kratki spoj u namotima statora, loša napetost remena.

3. Generator radi, ali stvara veliku buku.

Mogući kvarovi:

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

Popravak generatora automobila uvijek treba započeti točnom dijagnozom problema, nakon čega se uzrok uklanja preventivne mjere ili zamjena pokvarene jedinice.

Praksa rada pokazuje da promjena alternatora automobila nije teška, ali da biste riješili problem morate slijediti niz pravila:

• Novi uređaj mora imati slične parametre brzine struje kao i tvornička jedinica.
• Indikatori energije moraju biti identični.
• Prijenosni omjeri starog i novog izvora energije moraju odgovarati.
• Jedinica koja se postavlja 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 montirani na automobile strane proizvodnje fiksirani drugačije od domaćih, na primjer, kao na generatoru TOYOTA COROLLA
i Lada Granta
.

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

Za kraj priče o auto generatorima, vrijedi istaknuti niz savjeta o tome što vlasnici automobila trebaju, a što ne smiju raditi tijekom rada.

Glavna točka je instalacija, tijekom koje je važno pristupiti spajanju polariteta s najvećom pažnjom.

Ako pogriješite u ovom pitanju, ispravljački uređaj će se slomiti i rizik od požara se povećava.

Sličnu opasnost predstavlja i pokretanje motora s neispravno spojenim žicama.

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

• Održavajte kontakte čistima i nadzirite ispravnost električnih ožičenja vozila. Obratite posebnu pozornost na pouzdanost veze. Ako se koriste loše kontaktne žice, razina napona u vozilu premašit će dopuštenu 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 od generatora i baterije kada izvodite radove električnog zavarivanja.
• Ako se lampica upozorenja upali i ostane upaljena nakon pokretanja motora, pronađite i uklonite uzrok.

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

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

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

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

Također, vlasnik automobila mora se sjetiti niza zabrana, i to:

• Ne ostavljajte automobil s priključenim akumulatorom ako postoji sumnja na kvar diodnog mosta. Inače će se baterija brzo isprazniti i rizik od požara ožičenja se povećava.
• Nemojte provjeravati ispravan rad generatora preskakanjem njegovih priključaka ili odspajanjem akumulatora dok motor radi. U tom slučaju može doći do oštećenja elektronički elementi, putno računalo ili regulator napona.
• Nemojte dopustiti da tehničke tekućine dođu u kontakt s generatorom.
• Ne ostavljajte jedinicu uključenu ako su terminali baterije uklonjeni. U suprotnom, to može dovesti do oštećenja regulatora napona i električne opreme automobila.
• Ponašajte se na vrijeme.

Poznavajući značajke rada 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 mijenjati dijelove (ako je potrebno).

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

Ako u članku postoji video 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 vam.

U praksi se koristi više vrsta generatora. Ali svaki od njih uključuje iste sastavne elemente. To uključuje magnet, koji stvara odgovarajuće polje, i poseban namot žice, gdje se stvara elektromotorna sila (EMS). U najjednostavniji model U generatoru ulogu namota obavlja okvir koji se može okretati oko vodoravne ili okomite osi. Amplituda EMF proporcionalna je broju zavoja prisutnih na namotu i amplitudi oscilacija magnetskog toka.

Da bi se dobio značajan magnetski tok, generatori koriste poseban sustav. Sastoji se od para čeličnih jezgri. Namoti koji stvaraju izmjenično magnetsko polje smješteni su u utore prvog od njih. Oni zavoji koji induciraju EMF smješteni su u utore druge jezgre.

Unutarnja jezgra naziva se rotor. Rotira se oko osi zajedno s namotom na njemu. Jezgra koja ostaje nepomična obavlja funkciju statora. Kako bi tok magnetske indukcije bio što jači, a gubici energije minimalni, nastoje razmak između statora i rotora biti što manji.

Na kojem principu radi generator?

Odmah nakon pojave električnog polja u namotima statora nastaje elektromotorna sila, koju karakteriziraju vrtložne formacije. Ovi procesi nastaju promjenom magnetskog toka, koji se opaža tijekom ubrzane rotacije rotora.

Struja iz rotora dovodi se u električni krug pomoću kontakata u obliku kliznih elemenata. Kako bi se ovo olakšalo, prstenovi koji se nazivaju kontaktni prstenovi pričvršćeni su na krajeve namota. Fiksne četke su pritisnute na prstenove, kroz koje se spaja između strujni krug i namota rotora koji se kreće.

U zavojima namota magneta, gdje se stvara magnetsko polje, struja ima relativno malu snagu u usporedbi sa strujom koju generator daje vanjskom krugu. Iz tog razloga, dizajneri prvih generatora odlučili su preusmjeriti struju iz namota koji se nalaze statički, i opskrbiti slabu struju rotirajućem magnetu kroz kontakte koji osiguravaju klizanje. Kod generatora male snage polje stvara stalni magnet koji se može okretati. Ovaj dizajn omogućuje vam da pojednostavite cijeli sustav i uopće izbjegnete upotrebu prstenova i četkica.

Moderno industrijski generator električna struja je masivna i glomazna konstrukcija koja se sastoji od metalnih konstrukcija, izolatora i bakrenih vodiča. Dimenzije uređaja mogu biti nekoliko metara. Ali čak i za tako čvrstu konstrukciju, vrlo je važno održavati točne dimenzije dijelova i razmake između pokretnih dijelova električnog stroja.