Principiul de funcționare și funcționare a generatorului. Structura mașinilor industriale

Când o fem este indusă într-un conductor care se mișcă într-un câmp magnetic și traversează liniile de câmp magnetic. Prin urmare, un astfel de conductor poate fi considerat de noi ca o sursă energie electrica.

Metoda de obținere a EMF indusă, în care conductorul se mișcă într-un câmp magnetic, deplasându-se în sus sau în jos, este foarte incomodă pentru utilizare practică. Prin urmare, generatoarele folosesc mișcarea nu liniară, ci de rotație a conductorului.

Principalele părți ale oricărui generator sunt: ​​un sistem de magneți sau, cel mai adesea, electromagneți care creează un câmp magnetic și un sistem de conductori care traversează acest câmp magnetic.

Să luăm un conductor sub forma unei bucle curbe, pe care îl vom numi în continuare cadru (Fig. 1) și să-l plasăm în câmpul magnetic creat de polii magnetului. Dacă unui astfel de cadru i se dă mișcare de rotație în raport cu axa 00, atunci laturile sale îndreptate spre poli vor intersecta liniile magnetice de forță și va fi indusă o fem.

Orez. 1. Inducerea EMF într-un conductor (cadru) asemănător cu granule care se rotește într-un câmp magnetic

Prin conectarea unui bec electric la cadru folosind conductori moi, vom închide astfel circuitul și becul se va aprinde. Becul va continua să ardă atâta timp cât cadrul se rotește în câmpul magnetic. Dispozitiv similar reprezintă cel mai simplu generator care transformă energia mecanică cheltuită pentru rotirea cadrului în energie electrică.

Un astfel de generator simplu are destul de dezavantaj semnificativ. După o perioadă scurtă de timp, conductorii moi care conectează becul la cadrul rotativ se vor răsuci și rupe. Pentru a evita astfel de întreruperi în circuit, capetele cadrului (Fig. 2) sunt conectate la două inele de cupru 1 și 2, care se rotesc împreună cu cadrul.

Aceste inele se numesc inele colectoare. Conduce curent electric de la inele colectoare la circuitul exterior (la bec) se realizează prin plăci elastice 3 și 4 adiacente inelelor. Aceste plăci se numesc perii.

Orez. 2. Direcția EMF indusă (și curentul) în conductoarele A și B ale cadrului care se rotesc în câmp magnetic: 1 și 2 - inele colectoare, 3 și 4 - perii.

Cu această conexiune a cadrului rotativ la circuitul extern, firele de conectare nu se vor rupe, iar generatorul va funcționa normal.

Să considerăm acum direcția EMF indusă în conductorii cadrului sau, ceea ce este același, direcția curentului indus în cadru atunci când circuitul extern este închis.

În sensul de rotație al cadrului, care este prezentat în Fig. 2, în conductorul stâng AA EMF va fi indus în direcția departe de noi dincolo de planul desenului, iar în conductorul din dreapta BB - datorită planului desenului spre noi.

Deoarece ambele jumătăți ale conductorului cadru sunt conectate între ele în serie, EMF indus în ele se va aduna, iar peria 4 va avea un pol pozitiv al generatorului, iar peria 3 va avea un pol negativ.

Să urmărim schimbarea emf indusă pe o revoluție completă a cadrului. Dacă cadrul, rotindu-se în sensul acelor de ceasornic, se rotește cu 90° față de poziția prezentată în Fig. 2, atunci jumătățile conductorului său în acest moment se vor deplasa de-a lungul liniilor magnetice de forță, iar inducția EMF în ele se va opri.

Rotirea ulterioară a cadrului cu încă 90° va duce la trecerea din nou a conductorilor cadrului de liniile electrice camp magnetic(Fig. 3), dar conductorul AA se va deplasa în raport cu liniile electrice nu de jos în sus, ci de sus în jos, în timp ce conductorul BB, dimpotrivă, va traversa liniile electrice, deplasându-se de jos în sus.

Orez. 3. Schimbarea direcției e. d.s. (și curent) când cadrul este rotit cu 180° față de poziția prezentată în Fig. 2.

Cu o nouă poziție a cadrului, direcția EMF indusă în conductorii AL și BB se va schimba în sens opus. Aceasta rezultă din faptul că chiar direcția în care fiecare dintre acești conductori intersectează liniile magnetice de forță în acest caz s-a schimbat. Ca urmare, polaritatea periilor generatorului se va schimba: acum peria 3 va deveni pozitivă, iar peria 4 va deveni negativă.

Astfel, în timpul unei revoluții complete a cadrului, fem indusă și-a schimbat direcția de două ori, iar valoarea sa în același timp a atins și ea de două ori cele mai mari valori(atunci cand conductorii cadrului treceau pe sub poli) si era egal cu zero de doua ori (in momentele in care conductorii se miscau de-a lungul liniilor magnetice de forta).

Este destul de clar că un EMF care se schimbă în direcție și magnitudine va provoca un curent electric într-un circuit extern închis, care se schimbă în direcție și magnitudine.

Deci, de exemplu, dacă conectați un bec electric la bornele acestui generator simplu, atunci în prima jumătate a unei rotații a cadrului curentul electric prin bec va curge într-o direcție, iar în a doua jumătate a o întoarcere – în celălalt.

Orez. 4. Curba modificării curentului indus pe rotație a cadrului

O idee despre natura schimbării curentului atunci când cadrul este rotit la 360 °, adică într-o singură rotație completă, este dată de curba din Fig. 4. Se numește un curent electric care se modifică continuu în mărime și direcție.

Generator electric– unul dintre elementele constitutive ale unei centrale autonome, precum și multe altele. De fapt, este cel mai important element, fără de care generarea de energie electrică este imposibilă. Un generator electric transformă energia mecanică de rotație în energie electrică. Principiul funcționării sale se bazează pe așa-numitul fenomen de auto-inducție, atunci când o forță electromotoare (EMF) apare într-un conductor (bobină) care se mișcă în liniile câmpului magnetic, ceea ce poate (pentru o mai bună înțelegere a problemei) se numește tensiune electrică (deși acesta nu este același lucru).

Componentele unui generator electric sunt un sistem magnetic (se folosesc în principal electromagneți) și un sistem de conductori (bobine). Primul creează un câmp magnetic, iar al doilea, rotindu-se în el, îl transformă într-unul electric. În plus, generatorul are și un sistem de eliminare a tensiunii (comutator și perii, conectând bobinele într-un anumit fel). De fapt, conectează generatorul cu consumatorii electrici.

Puteți obține electricitate singur, efectuând cel mai simplu experiment. Pentru a face acest lucru, trebuie să luați doi magneți cu polarități diferite sau să întoarceți doi magneți cu poli diferiți unul spre celălalt și să plasați între ei un conductor metalic sub forma unui cadru. Conectați un bec mic (de putere redusă) la capete. Dacă începeți să rotiți cadrul într-o direcție sau alta, becul va începe să strălucească, adică la capetele cadrului o tensiune electrică, iar un curent electric a trecut prin spirala ei. Același lucru se întâmplă și la un generator electric, singura diferență este că generatorul electric are un sistem mai complex de electromagneți și o bobină mult mai complexă de conductori, de obicei din cupru.

Generatoarele electrice diferă atât prin tipul de antrenare, cât și prin tipul tensiunii de ieșire. După tipul de acționare care o pune în mișcare:

• Turbogenerator – acționat de o turbină cu abur sau un motor cu turbină cu gaz. Folosit în principal în centralele mari (industriale).
• Hidrogenerator – acționat de o turbină hidraulică. Este, de asemenea, utilizat în centralele mari de energie care funcționează prin mișcarea apei râului și a mării.
• Generator eolian – acționat de energia eoliană. Este folosit atât în ​​centralele eoliene mici (private), cât și în cele industriale mari.
• Generatorul diesel și generatorul pe benzină sunt acționați de un motor diesel și, respectiv, pe benzină.

După tipul de curent electric de ieșire:

• Generatoare curent continuu– obținem curent continuu la ieșire.
• Generatoare curent alternativ. Există monofazate și trifazate, cu ieșire AC monofazată și, respectiv, trifazată.

Diferite tipuri de generatoare au propriile caracteristici de design și componente practic incompatibile. Ceea ce îi unește numai principiu general crearea unui câmp electromagnetic prin rotirea reciprocă a unui sistem de bobine față de altul sau față de magneții permanenți. Datorită acestor caracteristici, repararea generatoarelor sau a acestora componente individuale Se poate face doar de către specialiști calificați.

Unitatea generatoare este un motor electric conceput pentru a transforma energia mecanică în energie electrică. În funcție de tip și scop, dimensiunile, proiectarea și principiul de funcționare ale generatoarelor de curent alternativ pot diferi.

[Ascunde]

Cum functioneaza un alternator?

Lucrarea generatorului este de a crea o forță electromotoare într-un conductor sub influența unui câmp magnetic în schimbare.

Circuitul și structura unui generator simplu

Prin proiectare, generatorul electric include următoarele elemente:

• o componentă inductor rotativă numită cadru;
• piesa de perie mobila;
• un dispozitiv colector echipat cu perii concepute pentru a elimina tensiunea;
• un câmp magnetic;
• inele colectoare.

Schema celui mai simplu dispozitiv generator de curent alternativ

Principiul de funcționare

Formarea forței electromotoare în înfășurările mecanismului statorului are loc după apariția câmpului electric. Acesta din urmă se caracterizează prin formațiuni de vortex. Aceste procese apar ca urmare a modificărilor fluxului magnetic. Mai mult, acesta din urmă se modifică datorită rotației rapide a mecanismului rotorului.

Curentul de la acesta intră în circuitul electric prin elemente de contact realizate sub formă de piese de alunecare. Pentru a simplifica trecerea tensiunii, inelele sunt conectate la capetele înfășurării. Elementele de perie fixe sunt conectate la aceste componente de contact. Cu ajutorul lor, apare o conexiune între cablajul electric și înfășurarea dispozitivului rotor.

În spirele elementului magnetic se formează un câmp și în el se formează un curent mic. În comparație cu tensiunea pe care o produce cel mai simplu grup electrogen față de un circuit electric extern. Dacă nodul este caracterizat de putere scăzută, atunci câmpul din el este format dintr-un magnet permanent care se poate roti. Datorită acestui dispozitiv și principiului de funcționare al alternatorului, întregul sistem este simplificat. Prin urmare, periile și elementele de contact pot fi îndepărtate din structură.

Canalul „Top Generators” a arătat clar și schematic în videoclip principiul de funcționare al unității.

Principalele tipuri de generatoare de curent alternativ

Printre ele, dispozitivele care permit generarea de tensiune sunt împărțite în sincrone și asincrone. Ele pot fi folosite în diverse sfere ale vieții, dar vor funcționa după diferite principii.

Generator sincron

Una dintre proprietățile acestui tip de dispozitiv este că frecvența curentului pe care îl produce este proporțională cu viteza de rotație a mecanismului rotorului.

Unitățile sincrone sunt împărțite în mai multe tipuri:

1. Frecvență crescută. Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe procesul de modificare a fluxului magnetic, realizat prin rotirea tangențială a mecanismului rotorului stator staționar. Acest tip de unitate este utilizat în principal pentru alimentarea antenelor stațiilor cu unde lungi la o distanță de până la 3 km. Conectați dispozitive pentru a lucra cu mai multe unde scurte nu va funcționa deoarece este necesară creșterea valorii frecvenței.
2. Unitățile de hidroturbine funcționează prin activarea unei turbine hidraulice, care antrenează unitatea. În astfel de dispozitive, mecanismul rotorului este montat pe aceeași scripete cu roata elementului de turbină. Puterea sa poate fi de până la 100 mii kW dacă viteza de rotație este de 1500 rpm și tensiunea este de până la 16 mii V. În ceea ce privește greutatea și dimensiunile, acest tip de unitate este considerat cel mai mare, deoarece diametrul unui rotor este de 15 metri. Cantitatea de putere de rotație a turbinei este influențată de trei parametri - viteza de rotație, lungimea liniei de alimentare și cuplul volantului mecanismului rotorului.
3. Unități de turbină cu abur care sunt antrenate prin activarea unei turbine cu abur. Acest tip de dispozitive funcționează la o viteză de rotație de 1,5-3 mii de rotații pe minut și sunt disponibile în două și patru căi. Mecanismul rotorului este realizat sub forma unui cilindru mare de fier echipat cu caneluri dreptunghiulare în interiorul elementului; Carcasa dispozitivului stator este întotdeauna dintr-o singură bucată și din oțel. Diametrul total al unității este de până la 1 metru, dar lungimea rotorului său poate fi de până la 6,5 ​​m.

Circuit și dispozitiv

Unitatea sincronă include structural două elemente principale:

1. Rotor. Aceasta este o componentă mobilă a echipamentului. Este conceput pentru a transforma un sistem de magneți electrici rotativi care sunt alimentați de o sursă externă.
2. Mecanism stator sau componentă staționară a unității. În înfășurarea acestui dispozitiv, prin formarea unui câmp magnetic, apare un EMF, care merge la circuitul electric extern al echipamentului. Datorită unor asemenea caracteristici de proiectare Contactele culisante nu sunt utilizate în circuitele de sarcină ale generatoarelor electrice sincrone. Fluxul magnetic din echipament, care apare prin rotația rotorului, este excitat de sursă terță parte. Acesta din urmă este montat pe un arbore comun sau poate fi conectat la acesta cu ajutorul unui cuplaj sau curea de transmisie.

Structura schematică a unui grup electrogen sincron

Caracteristicile muncii

Principiul de funcționare poate diferi ușor în funcție de tipul de dispozitiv - pol salient sau non-salient. Numărul de perechi de elemente polare ale mecanismului rotor este determinat de viteza de rotație a unității. Dacă frecvența EMF rezultată este de 50 Hz, atunci la 3 mii de rpm dispozitivul cu poli nesălient are o pereche de poli. În unitățile cu poli saliente care se rotesc la 50-750 rpm, numărul de perechi de elemente poli va fi de la 60 la 4.

În unitățile sincrone de putere mică, înfășurarea de excitație este alimentată prin acțiunea curentului redresat. Un circuit electric apare ca rezultat al activării dispozitive transformatoare, care sunt incluse în circuit comun sarcina nodului. Include, de asemenea, o unitate redresor cu semiconductor, care poate fi asamblată conform oricărui circuit, dar de obicei ca o punte trifazată. Circuitul electric principal include înfășurarea de excitație a unității cu un dispozitiv de reglare reostat.

Procedura de autoexcitare a echipamentului este următoarea:

1. La pornirea instalației, în componenta magnetică se formează un mic EMF, acest lucru se întâmplă din cauza fenomenului de inducție reziduală. În același timp, curentul apare în înfășurarea de lucru a unității.
2. Ca rezultat, se formează un EMF în înfășurările electrice secundare ale dispozitivelor transformatoare. Și un curent mic apare în circuitul electric, ceea ce îmbunătățește inducția generală a câmpului magnetic.
3. Parametrul EMF este crescut până când sistemul magnetic al unității este complet excitat.

Generator asincron

O astfel de unitate este un dispozitiv care produce energie electrică folosind principiul de funcționare motor asincron. Acest tip de unități se numește inducție. Un dispozitiv asincron asigură rotirea rapidă a mecanismului rotorului, iar viteza de rotație a acestuia este mult mai mare decât cea sincronă. Un motor simplu poate fi folosit ca grup electrogen fără setări suplimentare.

Unitățile asincrone sunt utilizate în diferite domenii:

• pentru motoarele centralelor eoliene;
• pentru alimentarea autonomă cu energie electrică a spațiilor rezidențiale și caselor private sau ca centrale hidroelectrice în miniatură;
• pentru unități de sudură cu invertor;
• în scopul organizării sursă de alimentare neîntreruptibilă din curent alternativ.

Circuit și dispozitiv

Conexiunea schematică a unei unități asincrone

Componentele principale ale acestui tip de dispozitiv sunt mecanismul statorului și rotorul. Primul este staționar, iar al doilea se derulează în interiorul lui. Rotorul este separat de mecanismul statorului printr-un spațiu de aer. Pentru a reduce amploarea curenților turbionari, miezurile elementelor constitutive sunt realizate din foi separate de oțel electric. Grosimea lor, în funcție de producător, poate varia de la 0,35 la 0,5 mm. Foile în sine sunt oxidate în timpul producției, adică sunt supuse unui tratament termic, ceea ce le crește rezistența la suprafață.

Miezul mecanismului statorului este instalat în interiorul cadrului, care este partea exterioară a unității. Pe interior Piesele sunt situate în caneluri, iar înfășurarea este situată în ele. Înfășurarea electrică a statorului este adesea făcută din bobine cu un pas mic. Se bazează pe un conductor de cupru izolat.

Caracteristicile muncii

Tipul de motor asincron produce energie electrică la o viteză crescută de rotație a mecanismului rotorului. Acest parametru este întotdeauna mai mare decât cel al unităților sincrone. Va fi necesar un cuplu foarte mare pentru a roti dispozitivul rotorului și a genera electricitate. Dacă motorul folosește așa-numitul ralanti etern, acest lucru va asigura viteză egală derularea pe toată durata de viață a instalației.

Scheme de conectare

În funcție de numărul de faze utilizate, toate grupurile electrogene sunt împărțite în două grupe:

• fază singulară;
• trei faze.

Generator monofazat

Schema de conectare a echipamentelor monofazate

Acest tip de dispozitiv este folosit pentru a lucra cu orice consumatori de energie electrică, principalul lucru este că sunt monofazați.

Cel mai desene simple consta din:

• camp magnetic;
• cadru de defilare;
• dispozitiv colector conceput pentru a scurge curentul.

Datorită prezenței acestuia din urmă, ca urmare a defilării cadrului prin perii, a contact constant cu rama. Parametrii curentului, care se modifică ținând cont de legea armonică, vor fi diferiți și se transmit ansamblului periei, precum și circuitului consumatorului de tensiune. Astăzi, unitățile monofazate sunt cel mai popular tip de sursă de energie autonomă. Ele pot fi folosite pentru a conecta aproape toate aparatele electrocasnice.

Generator trifazat

Acest tip de dispozitiv aparține clasei de unități universale, dar mai scumpe. Trăsătură distinctivă generatoare trifazate este nevoia de constantă și costisitoare întreținere. În ciuda acestui, acest tip instalaţiile sunt cele mai răspândite.

Acest lucru se datorează următoarelor avantaje:

1. Unitatea se bazează pe un câmp magnetic circular rotativ. Acest lucru oferă oportunitatea pentru economii bune în dezvoltarea echipamentelor.
2. Generatoarele trifazate constau dintr-un sistem echilibrat. Acest lucru asigură durata de viață a unității în ansamblu.
3. În curs dispozitiv trifazat sunt utilizate simultan două tensiuni - liniară și fază. Ambele sunt utilizate într-un singur sistem.
4. Unul dintre principalele avantaje este sporit indicatori economici. Acest lucru asigură o reducere a consumului de material al cablurilor de alimentare, precum și al unităților de transformare. Datorită acestei caracteristici, procedura de transmitere a energiei electrice pe distanțe lungi este simplificată.

Schema de conectare în stea

Acest tip de conexiune implică conectarea electrică a capetelor înfășurărilor la un anumit punct, care se numește „zero”. La realizarea acestei conexiuni, sarcina poate fi alimentată la unitatea generatoare prin trei sau patru cabluri. Conductoarele de la începutul înfășurărilor sunt considerate liniare. Și cablul principal care vine din punctul zero este zero. Parametrul de tensiune dintre conductori este considerat liniar (această valoare este de 1,73 ori mai mare decât valoarea fazei).

Circuit stea pentru conectarea echipamentelor trifazate

Una dintre caracteristicile principale această opțiune este egalitatea curenților. Tipul stea cu patru fire cu un cablu neutru este considerat cel mai comun. Utilizarea sa ajută la prevenirea dezechilibrului de fază la conectarea unei sarcini asimetrice. De exemplu, dacă este activ pe un contact și reactiv sau capacitiv pe celălalt. Atunci când utilizați această opțiune, este asigurată protecția maximă a echipamentului electric pornit.

Scheme de conectare Delta

Această metodă de conectare este o conexiune în serie a înfășurărilor unei unități trifazate. Sfârșitul primei înfășurări trebuie să fie conectat la începutul celui de-al doilea, iar contactul său la al treilea. Apoi conductorul de la înfășurarea numărul 3 este conectat la începutul primului element.

Cu această schemă, cablurile liniare sunt deviate de la punctele de conectare ale înfășurărilor. Parametru tensiunea de linieîn mărime corespunde fazei unu. Și valoarea primului curent este de 1,73 ori mai mare decât a celui de-al doilea. Proprietățile descrise sunt relevante numai în cazul unei sarcini uniforme de fază. Dacă este neuniform, atunci parametrii trebuie recalculați grafic sau analitic.

Scheme electrice ale conexiunilor „triunghiulare” ale unității

Caracteristici ale generatoarelor cu diferite tipuri de motoare

Instalațiile auto și cele menajere pot fi împărțite între ele în funcție de tipul de combustibil cu care funcționează. Unitatea generatoare poate funcționa cu benzină sau motorină.

Generatoare pe benzina

În astfel de dispozitive, sursa de energie mecanică este motorul. Unitatea aparține clasei de motoare cu ardere internă cu carburator cu patru pini. Generatoarele pe benzină folosesc motoare de 1-6 kW. La vânzare puteți găsi unități proiectate să funcționeze la 10 kW cu ajutorul lor, puteți furniza energie tuturor aparatelor de iluminat și electrice dintr-o locuință privată;

Generatoarele pe benzină se laudă cu costuri reduse și cu o durată lungă de viață, deși sunt puțin mai mici în comparație cu cele diesel. Alegerea unității se face ținând cont de sarcinile sub care va funcționa. Dacă unitatea funcționează cu un curent de pornire ridicat și este utilizată pentru sudarea electrică, atunci este mai bine să acordați preferință dispozitivelor sincrone. Atunci când alegeți un tip de unitate asincron, motorul va putea face față curenti de pornire. Dar este important ca generatorul să fie complet încărcat, altfel combustibilul va fi irosit.

Postul Olifer TV a vorbit despre alegerea unităților pentru o locuință privată în funcție de tipul de combustibil pe care va fi folosit.

Generatoare diesel

Această unitate este condusă de un motor diesel.

Se bazeaza pe:

• componenta mecanica;
• panou cu butoane pentru control;
• sistem de alimentare cu combustibil;
• unitate de racire;
• sistem de ungere pentru frecarea componentelor și ansamblurilor.

Puterea generatorului este complet determinată de un parametru similar al motorului însuși. Dacă este scăzut, de exemplu, pentru alimentarea echipamentelor electrice de uz casnic, atunci este mai bine să acordați preferință unităților pe benzină. Este recomandabil să folosiți unități de tip diesel acolo unde este necesară o putere mare. Motoarele cu ardere internă sunt utilizate de obicei cu supape deasupra capului. Au dimensiuni mai compacte și foarte fiabile.

În plus, motoarele diesel cu ardere internă, atunci când funcționează, emit mai puține gaze toxice care sunt periculoase pentru sănătatea umană și sunt mai ușor de reparat. Experții recomandă să acordați prioritate unităților al căror corp este din oțel, deoarece plasticul are o durată de viață mai scurtă.

Seturile generatoare diesel care nu sunt echipate cu perii sunt mai fiabile.

Tensiunea pe care o produc este mai stabilă. În medie, dacă rezervorul este umplut la capacitate maximă cu motorină, acest lucru va asigura că generatorul poate funcționa timp de șapte ore. Dacă unitatea este instalată permanent, designul său poate fi completat cu un rezervor extern pentru umplerea combustibilului.

Canalul Current Factory a demonstrat funcționarea unei unități diesel folosită pentru a furniza energie unei locuințe private.

Generatoare cu invertor

Producția de energie electrică se realizează în același mod ca la orice model de generator clasic. În primul rând, se generează curent alternativ. Este rectificat și alimentat unității invertorului, apoi convertit din nou în variabil, doar cu parametrii tehnici necesari.

Unitatea se bazează pe un modul electronic, care include:

• unitate redresor;
• dispozitiv cu microprocesor;
• mecanism de conversie.

În funcție de tipul tensiunii de ieșire, unitățile invertoare pot fi împărțite în:

1. Dreptunghiular. Acest tip de dispozitiv este considerat cel mai ieftin. Energia sa este suficientă doar pentru a alimenta unelte electrice și dispozitive cu putere redusă.
2. Dispozitive cu semnal trapezoidal. Poate fi folosit pentru a alimenta majoritatea aparatelor electrice, cu excepția echipamentelor extrem de sensibile. Costul acestor unități este mediu.
3. Dispozitive care funcționează cu tensiune sinusoidală. Astfel de generatoare se caracterizează prin caracteristici stabile și sunt potrivite pentru majoritatea aparatelor electrice.

Unitățile invertoare pot funcționa fără întrerupere sau intermitent. Obiectele de consum de energie sunt de obicei instituții în care supratensiunile nu pot fi tolerate.

Principalele avantaje ale instalațiilor cu invertor:

• dimensiuni și greutate reduse;
• consum redus de combustibil ca urmare a ajustării producției unei anumite cantități de energie electrică necesară la un anumit moment;
• unitățile invertoare pot funcționa pentru o perioadă scurtă de timp cu suprasarcină.

• costul ridicat al dispozitivelor în comparație cu versiunile clasice de grupuri electrogene;
• sensibilitate crescută la schimbările de temperatură în componenta electronică;
• nivel scăzut de putere de instalare;
• reparație costisitoare a modulului electronic dacă se defectează.

Utilizare dispozitive cu invertor relevante atunci când puterea necesară nu este mai mare de 6 kW. Dacă unitatea va fi utilizată în mod continuu, atunci este mai bine să acordați preferință tipului clasic.

Canalul „Garage Kakhovka” a testat o instalație de benzină de tip invertor de la producătorul „PiloD”.

Cum să faci un alternator cu propriile mâini

Pentru făcut singur o unitate asincronă va avea nevoie de următoarele:

1. Motor. Puteți construi singur motorul, dar această procedură necesită prea mult timp și necesită multă muncă. Prin urmare, este mai bine să utilizați o unitate din echipamente electrice de uz casnic vechi, care nu funcționează. Cea mai bună opțiune se va folosi un motor de la un dispozitiv de pompare a drenajului, mașină de spălat sau un aspirator.
2. Mecanismul statorului. Recomandat de cumpărat dispozitiv terminat, echipat cu bobinaj.
3. Set de fire electrice.
4. Banda izolatoare, tubul termocontractabil este permis.
5. Unitate transformator sau redresor. Acest element va fi necesar dacă ieșirea generatorului de curent alternativ are o putere diferită.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să faceți mai multe manipulări care vă vor permite să calculați corect parametrul de putere al unității:

1. Motorul în uz este conectat la rețeaua electrică pentru a determina viteza de rotație. Pentru a efectua această sarcină, veți avea nevoie de un dispozitiv special - un turometru. După citirea informațiilor, valoarea rezultată trebuie notă și adăugată încă 10%. Aceasta este o valoare compensatorie. Adăugarea a 10% la viteza de rotație va preveni supraîncălzirea unității în timpul funcționării.
2. Selectarea elementelor condensatoarelor se efectuează ținând cont de valoarea de putere necesară. Dacă aveți dificultăți în această etapă, puteți utiliza tabelul.
3. Grupul electrogen produce energie electrică în timpul funcționării, așa că este necesar să vă gândiți în prealabil la împământarea dispozitivului. În absența sa și izolația de proastă calitate, unitatea nu numai că se va uza mai repede, dar poate reprezenta și un pericol pentru oameni.
4. După pregătire, se efectuează procedura de asamblare, nu necesită mult efort. Elementele condensatorului sunt conectate la motorul care va fi folosit în bază în conformitate cu diagrama. Indică ordinea în care sunt conectate componentele. Trebuie luat în considerare faptul că valoarea capacității fiecărei părți a condensatorului corespunde dispozitivului anterior.

Schema de asamblare generator simplu curent alternativ Tabel pentru selectarea capacității condensatorului pentru unitate

Unitatea rezultată poate furniza energie pentru un ferăstrău electric, ferăstrău circular sau polizor, adică orice unealtă cu putere redusă.

Când utilizați un alternator de casă, nu trebuie să lăsați motorul să se supraîncălzească, altfel acest lucru va duce la defectarea acestuia și chiar la explozie.

În timpul procesului de asamblare și operare, trebuie luate în considerare următoarele nuanțe:

1. Dacă coeficientul acțiune utilă cade direct proporțional cu durata muncii, aceasta este norma. Această nuanță se datorează faptului că, periodic, grupul electrogen trebuie să se odihnească și să se răcească. Este important să reduceți din când în când temperatura motorului la 40 de grade Celsius.
2. Deoarece designul simplu al dispozitivului nu utilizează automatizarea, consumatorul trebuie să controleze el însuși toate procesele de funcționare a dispozitivului. Din când în când, este necesar să conectați echipamentul de măsurare la unitate - un turometru, un voltmetru.
3. Înainte de asamblare, trebuie să selectați aparatele electrice corecte în conformitate cu calculul acestora parametri tehnici si proprietati. Schema dată este cea mai simplă în ceea ce privește implementarea.

Video „Principiul de funcționare al unui dispozitiv generator”

Canalul Halyk Smart a vorbit despre nuanțele funcționării unei unități AC.

Un generator este unul dintre elementele principale ale echipamentului electric al unei mașini, oferind energie simultană consumatorilor și reîncărcând bateria.

Principiul de funcționare al dispozitivului se bazează pe conversia energiei mecanice care vine de la motor în tensiune.

În combinație cu un regulator de tensiune, unitatea se numește grup electrogen.

ÎN mașini moderne Este furnizată o unitate AC care satisface pe deplin toate cerințele menționate.

Dispozitiv generator

Elementele sursei de curent alternativ sunt ascunse într-o singură carcasă, care formează și baza înfășurării statorului.

În procesul de fabricație a carcasei se folosesc aliaje ușoare (cel mai adesea aluminiu și duraluminiu), iar pentru răcire sunt prevăzute găuri pentru a asigura îndepărtarea în timp util a căldurii din înfășurare.

Există rulmenți în părțile din față și din spate ale carcasei, la care este atașat rotorul - elementul principal alimentare electrică.

Aproape toate elementele dispozitivului se potrivesc în carcasă. În acest caz, corpul în sine este format din două capace situate în stânga și pe partea dreapta- lângă arborele de antrenare și respectiv inelele de comandă.

Cele două capace sunt conectate între ele folosind șuruburi speciale din aliaj de aluminiu. Acest metal este ușor și are capacitatea de a disipa căldura.

Nu mai puțin rol important joaca ansamblul periei, care transmite tensiune inelelor colectoare si asigura functionarea ansamblului.

Produsul constă dintr-o pereche de perii din grafit, două arcuri și un suport pentru perii.

De asemenea, vom acorda atenție elementelor situate în interiorul carcasei:

Care sunt cerințele pentru un generator auto?

Există o serie de cerințe pentru un grup electrogen auto:

• Tensiunea la ieșirea dispozitivului și, în consecință, în rețeaua de bord trebuie menținută într-un anumit interval, indiferent de sarcină sau turația arborelui cotit.
• Parametrii de ieșire trebuie să fie astfel încât în ​​orice mod de funcționare al mașinii bateria să primească suficientă tensiune de încărcare.

În același timp, fiecare proprietar de mașină trebuie Atentie speciala acordați atenție nivelului și stabilității tensiunii de ieșire. Această cerință se datorează faptului că bateria este sensibilă la astfel de modificări.

De exemplu, dacă tensiunea scade sub normal, bateria nu este încărcată la nivelul necesar. Ca urmare, pot apărea probleme în timpul procesului de pornire a motorului.

In situatia inversa, cand instalatia produce tensiune crescuta, bateria este supraincarcata si se defecteaza mai repede.

Principiul de funcționare al unui generator auto, caracteristicile circuitului

Principiul de funcționare al unității generatoare se bazează pe efectul inducției electromagnetice.

Dacă un flux magnetic trece prin bobină și se modifică, apare o tensiune și se modifică la bornele (în funcție de viteza de schimbare a fluxului). La fel Funcționează și procesul invers.

Deci, pentru a obține fluxul magnetic, trebuie aplicată tensiune bobinei.

Se pare că pentru a crea Tensiune AC sunt necesare doua componente:

• Bobina (din ea este eliminată tensiunea).
• Sursa de câmp magnetic.

Un element la fel de important, așa cum sa menționat mai sus, este rotorul, care acționează ca o sursă a câmpului magnetic.

Sistemul de poli al nodului are un flux magnetic rezidual (chiar și în absența curentului în înfășurare).

Acest parametru este mic, deci poate provoca autoexcitare numai pentru viteza crescuta. Din acest motiv, un curent mic este trecut mai întâi prin înfășurarea rotorului, ceea ce asigură magnetizarea dispozitivului.

Lanțul menționat mai sus presupune trecerea curentului din baterie prin lampa de control.

Parametrul principal aici este puterea curentului, care ar trebui să fie în limitele normale. Dacă curentul este prea mare, bateria se va descărca rapid, iar dacă este prea scăzută, riscul de excitare a generatorului la ralanti va crește.

Luând în considerare acești parametri, este selectată puterea becului, care ar trebui să fie de 2-3 W.

De îndată ce tensiunea atinge parametrul necesar, lumina se stinge, iar înfășurările de excitare sunt alimentate de generatorul auto în sine. În acest caz, sursa de alimentare intră în modul de autoexcitare.

Tensiunea este eliminată din înfășurarea statorului, care este realizată într-un design trifazat.

Unitatea este formată din 3 înfășurări individuale (fază) înfășurate după un anumit principiu pe un miez magnetic.

Curenții și tensiunile din înfășurări sunt deplasate cu 120 de grade. În același timp, înfășurările în sine pot fi asamblate în două versiuni - „stea” sau „triunghi”.

Dacă este selectat modelul triunghiular, curenți de fazăîn 3 înfășurări va fi de 1,73 ori mai mic decât curentul total furnizat de grupul electrogen.

De aceea în generatoare auto de mare putere Schema cel mai des folosită este „triunghiul”.

Acest lucru se explică exact prin curenți mai mici, datorită cărora este posibilă înfășurarea înfășurării cu un fir cu o secțiune transversală mai mică.

Același fir poate fi folosit și în conexiunile în stea.

Pentru ca fluxul magnetic creat să ajungă la scopul propus și să fie direcționat către înfășurarea statorului, bobinele sunt în caneluri speciale circuit magnetic.

Datorită apariției unui câmp magnetic în înfășurări și în circuitul magnetic al statorului, apar curenți turbionari.

Acțiunea acestuia din urmă duce la încălzirea statorului și la scăderea puterii generatorului. Pentru a reduce acest efect, la fabricarea circuitului magnetic se folosesc plăci de oțel.

Tensiunea generată merge la rețeaua de bord printr-un grup de diode (punte redresoare), care a fost menționat mai sus.

După deschidere, diodele nu creează rezistență și permit curentului să treacă nestingherit în rețeaua de bord.

Dar cand tensiune inversă Nu sunt sărit. De fapt, rămâne doar semiunda pozitivă.

Unii producători de mașini înlocuiesc diodele cu diode zener pentru a proteja electronicele.

Caracteristica principală a pieselor este capacitatea de a nu trece curent până la un anumit parametru de tensiune (25-30 Volți).

După ce depășește această limită, dioda zener „sparge” și trece curentul invers. În acest caz, tensiunea de pe firul „pozitiv” al generatorului rămâne neschimbată, ceea ce nu prezintă niciun risc pentru dispozitiv.

Apropo, capacitatea unei diode zener de a menține un U constant la terminale chiar și după o „defecțiune” este utilizată în regulatoare.

Ca urmare, după trecerea prin puntea de diode (diode Zener), tensiunea este redresată și devine constantă.

Pentru multe tipuri de grupuri electrogene, înfășurarea de excitație are propriul redresor, asamblat din 3 diode.

Datorită acestei conexiuni, fluxul de curent de descărcare din baterie este exclus.

Diodele asociate înfășurării de câmp funcționează pe un principiu similar și alimentează înfășurarea cu o tensiune constantă.

Aici dispozitivul redresor este format din șase diode, dintre care trei sunt negative.

În timpul funcționării generatorului, curentul de excitație este mai mic decât parametrul furnizat de generatorul auto.

În consecință, pentru a rectifica curentul de pe înfășurarea de excitație, sunt suficiente diode cu un curent nominal de până la doi Amperi.

Pentru comparație, redresoarele de putere au curent nominal până la 20-25 Amperi. Dacă este necesară creșterea puterii generatorului, se instalează un alt braț cu diode.

Moduri de operare

Pentru a înțelege caracteristicile de funcționare ale unui generator auto, este important să înțelegeți caracteristicile fiecărui mod:

• La pornirea motorului, principalul consumator de energie electrică este demarorul. O caracteristică a modului este crearea unei sarcini crescute, ceea ce duce la o scădere a tensiunii la ieșirea bateriei. Ca urmare, consumatorii consumă curent numai din baterie. De aceea, în acest mod bateria se descarcă cu cea mai mare activitate.
• După pornirea motorului, generatorul auto trece în modul sursă de alimentare. Din acest moment, dispozitivul furnizează curentul necesar pentru alimentarea sarcinii din mașină și reîncărcarea bateriei. De îndată ce bateria atinge capacitatea necesară, nivelul Curent de încărcare scade. În acest caz, generatorul continuă să joace rolul sursei principale de alimentare.
• După conectare sarcina puternica, de exemplu, aer condiționat, încălzire interioară și altele, viteza de rotație a rotorului încetinește. În acest caz, generatorul auto nu mai este capabil să acopere nevoile curente ale mașinii. O parte din sarcină este transferată bateriei, care funcționează în paralel cu sursa de alimentare și începe să se descarce treptat.

Regulator de tensiune - funcții, tipuri, lampă de avertizare

Elementul cheie al grupului electrogen este regulatorul de tensiune - un dispozitiv care întreține nivel sigur U la ieșirea statorului.

Există două tipuri de astfel de produse:

• Hybrid - regulatoare, schema electrica care le include pe amândouă dispozitive electronice, și componente radio.
• Integrat - dispozitive bazate pe tehnologia microelectronică cu peliculă subțire. În mașinile moderne, această opțiune este cea mai răspândită.

Nu mai puțin element important- lampă de control montată bord, din care putem concluziona că există probleme cu regulatorul.

Aprinderea becului în momentul pornirii motorului ar trebui să fie pe termen scurt. Dacă se aprinde constant (când generatorul este în funcțiune), aceasta indică o defecțiune a regulatorului sau a unității în sine, precum și necesitatea reparației.

Subtilități de prindere

Setul generator este fixat folosind un suport special și o conexiune cu șuruburi.

Unitatea în sine este atașată la partea din față a motorului, datorită labelor și ochilor speciali.

Dacă un generator auto are labe speciale, acestea din urmă sunt amplasate pe capacele motorului.

Daca se foloseste o singura laba de fixare, aceasta din urma este asezata doar pe capacul frontal.

În laba instalată în partea din spate, de regulă, există o gaură cu o bucșă distanțier instalată în ea.

Sarcina acestuia din urmă este să elimine decalajul creat între opritor și prindere.

Suport generator Audi A8.

Și astfel unitatea este montată pe un VAZ 21124.

Defecțiuni ale generatorului și modalități de a le elimina

Echipamentul electric al unei mașini tinde să se defecteze. În acest caz, cele mai mari probleme apar cu bateria și generatorul.

În cazul defecțiunii oricăruia dintre aceste elemente, funcționarea vehiculului în Mod normal munca devine imposibilă sau mașina devine complet imobilizată.

Toate defecțiunile generatorului sunt împărțite în două categorii:

• Mecanic. În acest caz, apar probleme cu integritatea carcasei, a arcurilor, a transmisiei curea și a altor elemente care nu au legătură cu componenta electrică.
• Electric. Acestea includ defecțiuni ale punții de diode, uzura periilor, scurtcircuite în înfășurări, defecțiuni ale releului regulatorului și altele.

Acum să ne uităm la lista de defecte și simptome mai detaliat.

1. Există un curent de încărcare insuficient la ieșire:

2. A doua situație.

Când un alternator auto produce nivelul cerut curent, dar bateria încă nu se încarcă.

Motivele pot fi diferite:

• Calitatea slabă a desenului contactului de masă dintre regulator și unitatea principală. În acest caz, verificați calitatea conexiunii de contact.
• Defecțiune a releului de tensiune - verificați-l și înlocuiți-l.
• Dacă periile sunt uzate sau blocate, înlocuiți-le sau curățați-le de murdărie.
• Releul de protecție al regulatorului s-a declanșat din cauza unui scurtcircuit la masă. Soluția este să găsiți locația avariei și să remediați problema.
• Alte motive sunt contactele uleioase, defectarea regulatorului de tensiune, scurtcircuit în înfășurările statorului, tensiunea slabă a curelei.

3. Generatorul funcționează, dar face mult zgomot.

Defecțiuni posibile:

• Scurtcircuit între spirele statorului.
• Uzura scaunului rulmentului.
• Slăbirea piuliței scripetelui.
• Defecțiune la rulment.

Repararea unui generator auto ar trebui să înceapă întotdeauna cu un diagnostic precis al problemei, după care cauza este eliminată prin măsuri preventive sau înlocuirea unei unități defectuoase.

Practica operațională arată că schimbarea alternatorului auto nu este dificilă, dar pentru a rezolva problema trebuie să urmați o serie de reguli:

• Noul dispozitiv trebuie să aibă parametri de viteză curent similari ca unitatea din fabrică.
• Indicatorii energetici trebuie să fie identici.
• Raporturile de transmisie ale surselor de putere vechi și noi trebuie să se potrivească.
• Unitatea care se instalează trebuie să aibă dimensiuni adecvate și să se atașeze ușor la motor.
• Circuitele noului și vechiului generator auto trebuie să fie aceleași.

Vă rugăm să rețineți că dispozitivele montate pe mașinile de fabricație străină sunt fixate diferit față de cele autohtone, de exemplu, ca pe un generator TOYOTA COROLLA
și Lada Granta
.

Prin urmare, dacă înlocuiți o unitate străină cu un produs autohton, va trebui să instalați o montură nouă.

Pentru a încheia povestea despre generatoarele auto, merită evidențiate o serie de sfaturi despre ce ar trebui și nu ar trebui să facă proprietarii de mașini în timpul funcționării.

Punctul principal este instalarea, în timpul căreia este important să abordați conexiunea de polaritate cu cea mai mare atenție.

Dacă faceți o greșeală în această problemă, dispozitivul redresor se va rupe și riscul de incendiu crește.

Pornirea motorului cu fire conectate incorect reprezintă un pericol similar.

Pentru a evita problemele în timpul funcționării, ar trebui să respectați o serie de reguli:

• Păstrați contactele curate și monitorizați funcționalitatea cablajului electric al vehiculului. Acordați o atenție deosebită fiabilității conexiunii. Dacă sunt utilizate fire de contact proaste, nivelul tensiunii la bord va depăși limita permisă.
• Monitorizați tensiunea generatorului. Dacă tensiunea este slabă, sursa de alimentare nu va putea îndeplini sarcinile prevăzute. Dacă strângeți cureaua, acest lucru poate duce la uzura rapidă a rulmenților.
• Aruncați firele de la generator și baterie atunci când efectuați lucrări de sudare electrică.
• Dacă lampa de control se aprinde și rămâne aprinsă după pornirea motorului, aflați și eliminați cauza.

O atenție deosebită trebuie acordată regulatorului releului, precum și verificării tensiunii la ieșirea sursei de alimentare. În modul de încărcare, acest parametru ar trebui să fie la nivelul de 13,9-14,5 volți.

În plus, verificați din când în când uzura și adecvarea forței periilor generatorului, starea rulmenților și a inelelor colectoare.

Înălțimea periilor trebuie măsurată cu suportul scos. Dacă acesta din urmă este uzat până la 8-10 mm, este necesară înlocuirea.

În ceea ce privește forța arcurilor care țin periile, aceasta ar trebui să fie la nivelul de 4,2 N (pentru VAZ). În același timp, inspectați inelele colectoare - nu ar trebui să existe urme de ulei pe ele.

De asemenea, proprietarul mașinii trebuie să-și amintească o serie de interdicții, și anume:

• Nu lăsați mașina cu bateria conectată dacă există suspiciunea unei defecțiuni a punții de diode. În caz contrar, bateria se va descărca rapid și crește riscul unui incendiu de cablare.
• Nu verificați funcționarea corectă a generatorului sărind bornele acestuia sau deconectând bateria în timp ce motorul funcționează. În acest caz, pot apărea daune elemente electronice, Computer de bord sau regulator de tensiune.
• Nu permiteți lichidelor tehnice să intre în contact cu generatorul.
• Nu lăsați unitatea pornită dacă bornele bateriei au fost scoase. În caz contrar, acest lucru poate duce la deteriorarea regulatorului de tensiune și a echipamentului electric al mașinii.
• Conduceți în timp util.

Cunoscând caracteristicile de funcționare ale generatorului, nuanțele designului său, principalele defecțiuni și subtilități ale reparației, puteți evita multe probleme cu cablarea și bateriile.

Amintiți-vă că generatorul este o unitate complexă care necesită abordare specială pentru utilizare.

Este important să îl monitorizați în mod constant, să luați măsuri preventive în timp util și să înlocuiți piesele (dacă este necesar).

Cu această abordare, sursa de energie și mașina în sine vor dura foarte mult timp.

Dacă în articol există un videoclip și nu se redă, selectați orice cuvânt cu mouse-ul, apăsați Ctrl+Enter, introduceți orice cuvânt în fereastra care apare și faceți clic pe „TRIMITERE”. Mulțumesc.

În practică, se folosesc mai multe tipuri de generatoare. Dar fiecare dintre ele include aceleași elemente constitutive. Acestea includ un magnet, care creează un câmp corespunzător și o înfășurare specială de sârmă, unde este creată o forță electromotoare (EMF). ÎN cel mai simplu modelÎn generator, rolul înfășurării este îndeplinit de un cadru capabil să se rotească în jurul unei axe orizontale sau verticale. Amplitudinea EMF este proporțională cu numărul de spire prezente pe înfășurare și cu amplitudinea oscilațiilor fluxului magnetic.

Pentru a obține un flux magnetic semnificativ, generatoarele folosesc un sistem special. Este format dintr-o pereche de miezuri de oțel. Înfășurările care creează un câmp magnetic alternativ sunt plasate în canelurile primei dintre ele. Acele spire care induc EMF sunt plasate în canelurile celui de-al doilea miez.

Miezul interior se numește rotor. Se rotește în jurul unei axe împreună cu înfășurarea de pe ea. Miezul care rămâne nemișcat îndeplinește funcția de stator. Pentru ca fluxul de inducție magnetică să fie cât mai puternic și pierderile de energie să fie minime, se încearcă ca distanța dintre stator și rotor să fie cât mai mică.

Pe ce principiu funcționează generatorul?

O forță electromotoare apare în înfășurările statorului imediat după apariția unui câmp electric, care se caracterizează prin formațiuni de vortex. Aceste procese sunt generate de o modificare a fluxului magnetic, care este observată în timpul rotației accelerate a rotorului.

Curentul de la rotor este furnizat circuitului electric folosind contacte sub formă de elemente glisante. Pentru a face acest lucru mai ușor, la capetele înfășurării sunt atașate inele numite inele de contact. Periile fixe sunt presate pe inele, prin care conexiunea dintre circuit electricși înfășurarea rotorului în mișcare.

În spirele înfășurării magnetului, unde este creat câmpul magnetic, curentul are o putere relativ mică în comparație cu curentul pe care generatorul îl dă circuitului extern. Din acest motiv, proiectanții primelor generatoare au decis să devieze curentul din înfășurările situate static și să furnizeze curent slab unui magnet rotativ prin contacte care asigură alunecarea. În generatoarele de putere redusă, câmpul este creat de un magnet permanent care se poate roti. Acest design vă permite să simplificați întregul sistem și să evitați deloc utilizarea inelelor și a periilor.

Modern generator industrial curentul electric este o structură masivă și voluminoasă, care constă din structuri metalice, izolatori și conductori de cupru. Dimensiunile dispozitivului pot fi de câțiva metri. Dar chiar și pentru o astfel de structură solidă, este foarte important să se mențină dimensiunile exacte ale pieselor și golurile dintre părțile mobile ale mașinii electrice.