Как работает генератор

Принцип работы генератора переменного и постоянного тока

Как работает генератор

Как известно, при прохождении тока через проводник (катушку) образуется магнитное поле. И, наоборот, при движении проводника вверх-вниз через линии магнитного поля возникает электродвижущая сила.

Если движение проводника медленное, то соответственно возникающий электрический ток будет слабым.

Значение тока прямо пропорционально напряженности магнитного поля, числу проводников, и соответственно скорости их движения.

Простейший генератор тока состоит из катушки, изготовленной в виде барабана, на которую намотана проволока. Катушка крепится на валу. Барабан с проволочной обмоткой еще называют якорем.

генератор тока

Для снятия тока с катушки, конец каждого провода припаивается к токособирающим щеткам. Эти щетки должны быть полностью изолированы друг от друга.

Электрический мотор

Генератор переменного тока

генератор переменного тока

При вращении якоря вокруг своей оси происходит изменение электродвижущей силы. Когда виток поворачивается на девяносто градусов сила тока максимальная. При следующем повороте падает к значению нуля.

генератор переменного тока

Полный оборот витка в генераторе тока создает период тока или, другими словами, переменный ток.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Для получения постоянного тока используется переключатель. Он представляет собой разрезанное кольцо на две части, каждая из которых присоединена к разным виткам якоря. При правильной установке половинок кольца и токособирающих щеток, за каждый период изменения силы тока в устройстве, во внешнюю среду будет поступать постоянный ток.

Генератор постоянного тока

Крупный промышленный генератор тока имеет неподвижный якорь, именуемый статором. Внутри статора вращается ротор, создающий магнитное поле.

Обязательно прочитайте статьи про автомобильные генераторы:

В любом автомобиле есть генератор тока, работающий при движении машины для питания электрической энергией аккумулятора, систем зажигания, фар, радиоприемника и т.д. Обмотка возбуждения ротора является источником магнитного поля. Для того чтобы магнитный поток обмотки возбуждения подводился без потерь к обмотке статора, катушки помещают в специальные пазы стальной конструкции.

автомобильный генератор тока

Таким образом, генератор тока является современным устройством, способный преобразовывать энергию механического движения в электрическую.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Источник: http://electric-tolk.ru/princip-raboty-generatora-peremennogo-i-postoyannogo-toka/

Принцип работы генератора

Основное назначение генератора – преобразование энергии носителя в электричество. Принцип работы электрогенератора практически такой же, как и у вашей машины работающей на топливе. Процесс кажется предельно простым до тех пор, пока вы не начнете вникать в детали.

У генератора, как и у машины, имеется двигатель, который работает на одном из ископаемых видов топлива: бензине, дизельном топливе или газе.

После впрыска топлива в цилиндр, оно начинает гореть и превращается в быстро расширяющуюся газообразную смесь, которая толкает поршень вверх.

При движении поршня приходит в движение прикрепленный к нему коленчатый вал. Последний, в свою очередь, вращает ведущий вал.

Чтобы вращать коленчатый вал с большей скоростью, можно использовать несколько поршней. Соответственно, будет получена большая мощность на выходе. Этот параметр обычно отмечается в технических характеристиках двигателя как количество цилиндров.

Когда коленчатый вал вращается, настало время рассмотреть процесс преобразования механической энергии в электрическую. В его основе лежит физический закон, сформулированный Майклом Фарадеем и Джозефом Генри. Закон раскрывает суть вопроса о том, как работает электрогенератор.

Этот закон гласит: если проводящий контур вращается в постоянном магнитном поле, то в контуре появляется разность потенциалов (электродвижущая сила или напряжение). А при возникновении напряжения в контуре через него начинает протекать электрический ток.

Основные компоненты генератора

Он состоит из двух основополагающих элементов: статора и ротора.

Статор является неподвижной частью устройства. Он состоит из трех медных обмоток, каждая из которых уложена вокруг сердечника, выполненного в виде набора пластин из мягкой электротехнической стали. Мягкая сталь необходима для усиления и концентрации магнитного поля в обмотках статора.

Вторая часть, вращающаяся благодаря коленчатому валу, называется ротором или якорем. Он содержит механизм для создания магнитного поля при вращении. Для небольших генераторов этот механизм состоит из постоянных магнитов, а для крупных – представляет собой конструкцию, в основе работы которой лежит принцип электромагнитной индукции (такие устройства также называют бесщёточными).

Регулировка напряжения

Ещё одним важным элементом является регулятор напряжения. Он позволяет регулировать напряжение и стабилизировать его при изменении частоты вращения и нагрузки за счет управления током возбуждения.

Этот процесс происходит следующим образом: часть выходного напряжения генератора подаётся на обмотку возбуждения через выпрямители, преобразующие переменный ток в постоянный. Затем, этот постоянный ток усиливает или ослабляет общее магнитное поле, создаваемое ротором. Подобная регулировка позволяет повысить производительность и получить необходимый уровень напряжения на выходе.

Однако, процесс занимает некоторое время, в течение которого выходное напряжение генератора достигнет требуемого значения. При резком увеличении нагрузок, регуляторы напряжения помогут избежать провалов напряжения и обеспечат стабильную работу генератора.

Системы охлаждения генератора

Существует два вида систем охлаждения: воздушная и жидкостная.

Система воздушного охлаждения представляет собой установку из вентилятора и радиатора, рассеивающего тепло. Основным элементом жидкостного охлаждения является хладагент, который циркулирует по трубам, поглощая тепло.

Правильное и бесперебойное функционирование этой системы поможет вам избежать перегрева электрогенератора и его последующего выхода из строя. Поэтому необходимо регулярно проверять работу системы охлаждения.

Все вышеописанные элементы являются основными для любого электрогенератора. Зачастую с ними в комплекте идут следующие не менее важные компоненты: аккумуляторные батареи для стартера и панель управления для удобства работы.

Источник: http://genport.ru/article/princip-raboty-generatora

Устройство генератора переменного тока

Для того чтобы обеспечить максимально комфортное существование человек разработал и изобрел огромное множество различных технологических устройств и сложных систем. Но одним из самых эффективных и действенных аппаратов, позволяющих использовать электричество стал генератор переменного тока. Ознакомиться с типами и видами УЗО можно здесь.

На фото изображены генераторы переменного тока

Из чего состоит?

Сегодня выделяют два основных вида конструкции:

  • Устройства с неподвижной частью – статором и вращающимся элементом – магнитным полюсом. Элементы данного типа широко используются среди населения, потому как наличие неподвижной обмотки избавило пользователя от необходимости снимать лишнюю электрическую нагрузку.
  • Электрическое устройство с якорем вращательного типа и неподвижным магнитным полюсом.

Выходит, что конструкция генератора сводится к наличию двух основных частей: подвижной и неподвижной, а также к элементам, которые служат связующим звеном между ними (щетки и провода).

Принцип работы генератора переменного тока автомобиля:

  • вращающая часть ротора или привода механизма номинально принимается за электрический магнит. Именно он и будет передавать создаваемое магнитное поле на «тело» статора. Это внешний элемент устройства, который состоит из катушек с подведенными к ним проводами.
  • напряжение передается через кольца и коллекторные щитки. Кольца выполнены из меди и вращаются единовременно с ротором и коленвалом. В ходе движения к поверхности колец прижимаются щетки. Следовательно, ток будет передаваться от неподвижной части к подвижной части системы.

Читайте о трехфазном асинхронном двигателе, схемах подключения и принципе работы на этой странице.

При покупке генератора переменного тока необходимо делать акцент на следующие технические характеристики:

  • Электрическая мощность;
  • Рабочее напряжение;
  • Количество оборотов вращающейся части генератора;
  • Коэффициент полезной мощности;
  • Сила тока.

Эти величины являются основными техническими характеристиками переменного тока.

Сегодня на территории Российской Федерации реализуют продажу различных видов сертифицированных и не прошедших лицензирование генераторов переменного тока. Обзор бытовых галогенных ламп и как выбрать здесь: http://howelektrik.ru/osveshhenie/lampy/galogenovye/bytovye-galogenovye-lampyobzor-i-kak-vybrat.html. Самыми популярными из этих устройств являются следующие:

  • двигатель Стирлинга с линейным генератором переменного тока – этот вариант подходит для тех случаев, когда человеку необходим компактны преобразователь энергии теплового типа;
  • На фото двигатель Стирлинга с линейным генератором переменного тока

  • однофазный генератор переменного тока – устройство используется для однофазных электрических систем;
  • двухфазный генератор переменного тока – применение этого прибора обусловлено особенностями системы, т.е. на данный момент его можно использовать только в двухфазных системах;
  • трехфазный генератор переменного тока – специалисты утверждают, что оборудование этого типа обладает высокими техническими характеристиками и отличается тем, что его можно применять только для трехфазных систем;
  • генератор переменного тока 380в без двигателя – этот вид генераторов предназначается для работы в системе с напряжением в 380 В;
  • генераторы переменного тока 220 вольт – стандартный вариант генераторов, основанных на работе переменного тока;
  • Самодельный генератор переменного тока на фото

  • генератор переменного тока на тиристоре – в данном случае постоянной составляющей системы является тиристор. Его используют в двух возможных включенных состояниях системы;
  • синхронный генератор переменного тока – в отличии от асинхронного генератора, все процесс, протекающие в системе совпадают по определенным техническим характеристикам;
  • судовые генераторы переменного тока – такие элементы применяют на судах. Имеют высокий уровень защиты от влаги и пыли;
  • индукционный генератор переменного тока – основан на работе индукционных токов;
  • переносные генераторы переменного тока – просты в эксплуатации и транспортировке;
  • Переносной генератор переменного тока на фото

  • сварочный генератор переменного тока из асинхронного электродвигателя – устройство имеет сложную конструкцию и отличается высокими техническими характеристиками.
Читайте также:  Как быстро научиться водить машину

Устройство

Чтобы использовать генератор переменного тока правильно, необходимо ознакомиться с его схемой.

На рисунке представлена схема генератора переменного тока

Также стоит отметить, что бытовые генераторы переменного тока применяются еще и в автотранспортных средствах. Но в данном случае необходимо помнить о том, что элемент, накапливающий энергии не должен быть разряжен полностью, потому как в будущем это может оказать негативное влияние на его технические возможности. Читайте обзор видов и производителей диммеров.

Чтобы возбудить генератор переменного электрического тока требуется подать на него соответствующее напряжение, которое приведет к возникновению магнитного поля. Следует помнить о том, что устройства этого вида нередко выходят из строя. Перед запуском необходимо проверить целостность обмотки возбуждения.

Генератор переменного тока ремонт

Для ремонта генератора необходима знать его устройство и принцип работы

По мнению специалистов и обслуживающих сервисных центров, не стоит самостоятельно пытаться производить ремонт генераторов переменного тока. Любая, даже самая незначительная ошибка может привести к серьёзным проблемам и оказать непосредственное влияние на здоровье человека.

Стоимость бытовых генераторов переменного тока

Купить необходимое бытовое оборудование этого типа можно только в специализированных торговых точках. Стоимость генератора переменного тока, предназначенного для бытового использования, варьируется в промежутке от 35 000 рулей до 70 000 рублей.  Цена устройства зависит от технических характеристик и от производителя.

Читайте руководство как сделать генератор из асинхронного двигателя.

Где купить генератор переменного тока?

Где купить в Москве:

  1. ООО «Аралекс» г.Москва, Ярославское шоссе, дом 2 Контактный телефон: +7 (903) 678-56-50;
  2. ООО «Эксперт Москва», г.Москва, проезд.Остаповский, д.3, стр 8 Контактный телефон: +7 (929) 573-03-64, +7 (903) 180-39-20;
  3. TSK Promgroup, г. Москва, ул.Верейская, 17. Бизнес-центр Верейская плаза 2, Контактный телефон: +7 (495) 580-69-38 доб. 100, +7 (926) 363-62-49.

Где купить в Санкт-Петербурге:

  1. Интернет-магазин ВКорзине.ру, г. Санкт-Петербург аллея Поликарпова д.2 Контактный телефон:8 (812) 426-11-27;
  2. ООО Интермет Санкт-Петербург, Складская улица д.4 Контактный телефон: +7 (812) 747-74-44;
  3. Торговая компания Литэнерго, г.Санкт-Петербург,ул. Литовская, д. 10, офис 1310 Контактный телефон:8 (812) 596-39-79.

Видео

Смотрите на видео как ремонтировать генератор переменного тока:

Перед покупкой любого оборудования, предназначенного для работы с электричеством, необходимо узнать о представителя магазина о наличии всех необходимых сертификатов качества, и протестировать устройство на работоспособность.

Ноя 7, 2015Татьяна Сумо

Источник: http://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/generatory/ustrojstvo-generatora-peremennogo-toka.html

Как работает автомобильный генератор

Воспользуйтесь строкой поиска,
чтобы найти нужный материал

Главная Авто Как работает автомобильный генератор.
Автомобильная система зарядки содержит три основных компонента:

  • аккумулятор;
  • генератор;
  • регулятор напряжения;

Генератор заряжает батарею и обеспечивает электрической энергией все части автомобиля,  фары, печку, магнитолу.

Обычно генератор находится в передней части двигателя и приводится в движение через ремень от коленчатого вала, который преобразует поступательное движение поршней во вращательное.В некоторых моделях автомобилей ранее использовался отдельный ремень, от шкива коленчатого вала к шкиву генератора.

На современных автомобилях используется один ремень, который приводит в движение все вращающиеся части от коленвала.В основном генераторы крепятся к кронштейнам с помощью болтов. Одно крепление жёсткое, другое регулируемое, что бы можно было натянуть приводной ремень.

При недостаточной натяжке ремня, он будет проскальзывать, при избыточном натяжении создаётся радиальная нагрузка на подшипники, приводимых в движение механизмов.Генератор вырабатывает переменное напряжение, с помощью электромагнитной индукции. Это напряжение заряжает аккумулятор и позволяет работать остальным электрическим системам.

Кстати, работы Тесла лежат в основе работы генератора переменного тока. Хотелось бы сделать уточнение, по сути переменное напряжение и переменный ток связаны между собой по закону Ома, поэтому когда говорят генератор переменного напряжения или генератор переменного тока, подразумевают одно и то же. Давайте рассмотрим некоторые из частей генератор.

Корпус генератора выполнен из алюминия, потому что он лёгкий и не намагничивается. Также алюминий хорошо рассеивает тепло, которое выделяется при работе генератора, и не выпускает  “наружу” магнитное поле.На задней и передней крышке располагаются вентиляционные отверстия. Приводной шкив крепится на валу ротора, в передней части генератора.

Когда двигатель работает, коленчатый вал вращаясь, через ремень приводит в движение шкив генератора. По сути генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

Генератор можно разобрать на следующие части:

  • регулятор напряжения с щетками;
  • диодный мост;
  • ротор с контактными кольцами;
  • статор;

Реле регулятор контролирует верхний предел напряжения, то есть контролирует чтобы напряжение на выходе генератора не превысило определённого значения, в среднем это 14,5 вольта, для легковых авто.Через щётки подводится напряжение к контактным кольцам. С обмоток статора напряжение подается на диодный мост.Как выглядит ротор можно увидеть на картинке справа. На вал ротора надета катушка, которая создаёт магнитное поле при протекании по ней тока. Катушка закреплена с помощью специальных металлических скоб, так называемых полюсов ротора. Клювообразные полюса ротора размещены в шахматном порядке.Ротор помещается внутрь статора, с зазором достаточным для вращения. Теперь поговорим о том, как генератор вырабатывает переменное напряжение. При протекании через катушку ротора постоянного тока, образуется постоянное магнитное поле, под постоянным понимается то, что его амплитуда не изменяется во времени. Так как ротор вращается, в статоре наводится переменное магнитное поле. Поле становится переменным благодаря вращению ротора. Если рассмотреть какую-то определённую точку статора, мимо нее проходит то северный, то южный магнитный полюс ротора, вот оно переменное магнитное поле. Как известно переменное магнитное поле, порождает переменное электрическое поле. Таким образом, мы из постоянного магнитного поля ротора получили переменное напряжение на обмотках статора.Все эти части работают вместе, создавая электрическую энергию необходимую транспортному средству.Автомобильные генераторы вырабатывают постоянный ток, при этом электроны движутся в одном направлении, в отличие от переменного тока, где электроны движутся то в одну,  то в другую сторону с определённой частотой, по сути колеблются.В 1887 Тесла открыл людям переменный ток, и доказал его эффективность. Однако применение переменного тока недопустимо в автомобилях, потому что автомобильные аккумуляторы рассчитаны на зарядку постоянным током. Поэтому переменный ток, который образуется в статоре, пропускают через диодный мост, тем самым выпрямляя его.Трехфазные генераторы имеют 3 обмотки статора. Эти обмотки сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов. Каждая обмотка создаёт напряжение, сдвинутое относительно других обмоток во времени.Существует 2 способа соединения обмоток статора — это треугольник и звезда.Генератор обмотки которого подключены “звездой” начинает заряжать на более низких оборотах и обладает меньшей максимальной мощностью,  чем генератор статор которого соединён “треугольником”. Генератор переменного тока со статором,  обмотки которого соединены “треугольником” начинает заряжать на более высоких оборотах и имеет большую максимальную мощность, чем генератор у которого соединение обмоток статора типа “звезда”. После преобразования переменного тока в постоянный можно напряжение генератора подавать на аккумулятор. Очень низкое или слишком высокое напряжение может повредить батарею и остальные электрические компоненты автомобиля.Один из двух типов регуляторов напряжения можно увидеть в большинстве автомобилей: один из них коммутирует плюс, другой минус.Таким образом, генератор является одной из важнейших частей автомобиля.

Причины выхода из строя генератора?

Генератор состоит из множества движущихся частей, постоянно испытывает температурные нагрузки,  в результате внутренние части постепенно изнашиваются. Одна из наиболее часто встречающихся поломок — это износ подшипника.

Подшипники, которые позволяют ротору свободно вращаться внутри статора, может сломаться от тепловых перегрузок и грязи. Если подшипник генератора изношен — это будет слышно, при вращении он будет шуметь.Есть несколько способов проверить исправность генератора.

 В большинстве автомобилей на приборной панели есть лампочка, которая подсвечивает значок аккумулятора, когда включено зажигание. После того как автомобиль завёлся эта лампочка должна погаснуть, бывает, что надо “дать немного газа” для того,  чтобы она погасла. Если эта лампочка перегорела  генератор,  скорее всего, не будет работать.

Чтобы проверить исправность генератора, нужен обычный вольтметр. Включаем вольтметр на измерение постоянного напряжения, красный щуп на положительный вывод генератора, обычно это болт, чёрный на корпус генератора. Заводим машину, вольтметр должен показать больше 14 вольт, если меньше, генератор неисправен.

Далее, включаем печку и дальний свет, показания вольтметра не должны опуститься ниже 13,5 вольта. Также нужно проверить что бы напряжение на генераторе и аккумуляторе были равны. Если напряжения отличаются, необходимо проверить провода, идущие от генератора к аккумулятору и места крепления проводов, вероятно, где-то плохой контакт.

Также причиной “плохой зарядки” может быть плохо натянутый ремень, он обычно сам себя выдаёт характерным свистом при резком нажатии на педаль газа. Поэтому прежде чем чинить генератор, проверяем ремень. 

Замена генератора.

Генератор гораздо дешевле, ну скажем того же насоса гидроусилителя руля или кондиционера. Тем не менее существует альтернатива, купить новый генератор или восстановленный. Цена восстановленного генератора ниже нового примерно на треть.

Цена генератора зависит от марки машины, если вы владелец Porsche 911 Carrera GT 2005 года, то восстановленный генератор обойдётся вам в 300$.Замена генератора доступна любому автолюбителю с достаточным опытом и необходимыми инструментами. Заменить генератор можно в гараже.

В современных автомобилях не всегда имеется хороший доступ к генератору, бывает надо снять несколько дополнительных деталей. В этом случае лучше всего обратиться к специалисту, который сделает эту работу быстро.Ремонт генератора своими руками обойдётся от 12$ до 30$,  в зависимости от того,  что надо починить.

Одно,  можно сказать наверняка — плохо работающий генератор губит аккумулятор. Аккумулятор можно заряжать много раз прежде, чем он потеряет ёмкость.Средний срок службы аккумулятора, который эксплуатируется в нормальных условиях, составляет 48 месяцев.

Генераторы отличаются максимальным током,  который они могут отдать, это от 70 до 120 ампер, для легковых автомобилей. Если в машине стоит мощная аудиосистема или иная нагрузка, иногда устанавливают дополнительный генератор.

Читайте также:  Какая коробка передач лучше: автомат или механика

Источник: http://auto.howstuffworks.com/alternator.htm

Источник: https://hubstub.ru/auto/13-kak-rabotaet-avtomobilnyy-generator.html

Принцип работы генератора автомобиля

Устройство генератора автомобиля состоит из большого количества элементов, взаимодействующих между собой. Я считаю, что каждый автолюбитель, уважающий свою машину, должен знать все о принципах ее работы. Шкив выступает посредником в процессе передачи механической энергии к валу генератора от двигателя с помощью ремня.

Корпус включает в себя две крышки – передняя, которая находится на стороне шкива, и задняя, размещенная со стороны нахождения контактных колец. Их назначение – скреплять статор, также устанавливать генератор на поверхности двигателя и размещать подшипники самого ротора.

На задней крышке можно увидеть щеточный узел, регулятор напряжения, выпрямитель и внешние выводы для присоединения системы электрооборудования.

Ротор представляет собой вал из стали, на котором размещены две втулки клювообразной формой. Между ними есть обмотка, из которой выводы соединяются прямо с контактными кольцами. Оборудование этой группы деталей, в основном, составляют кольца из меди цилиндрической формы.

В пазах статора размещена обмотка трехфазного типа, в которой и вырабатывается мощность данного генератора. Деталь, именуемая сборкой с диодами, в себе объединяет сразу 6 очень мощных диодов, которые по три запрессованы в теплоотводах.

 Регулятор напряжения представляет собой устройство, которое поддерживает напряжение в прежде заданных пределах во время изменения нагрузок.

Щеточный узел представляет собой съемную конструкцию из пластмассы, в которой есть специальные подпружиненные щетки, которые контактируют с роторными кольцами.

Крепление генератора

Привод генератора осуществляется временной передачей от шкива коленчатого вала. С ростом его диаметра на валу и по мере уменьшения диаметра того же шкива повышаются обороты генератора. Это значит, что потребитель сможет получить более сильный ток.

На всех новых авто привод осуществляется при помощи поликлинового ремня. Он обладает особой гибкостью и разрешает установить шкив небольшого диаметра на самом генераторе. Это дает куда высшие передаточные отношения, чтобы использовать генераторы высокооборотного типа. Это производится с помощью натяжных роликов при наличии этой детали неподвижного типа.

Генераторы крепят при помощи болтов, размещенных в передней части автомобильного двигателя. Используются при этом кронштейны. На крышках есть натяжная пружина, а также крепежные лапы. Если же они размещены при помощь двух лап, они будут располагаться сразу на двух крышках, но если лапа будет одна – она будет размещена только на передней.

Как работает?

Во время пуска двигателя стартер будет основным потребителем энергии.

Работа сопровождается сотнями А силы тока, это провоцирует понижение напряжения во всем аккумуляторе. Подобный режим предусматривает потребление электроэнергии лишь при помощи аккумулятора, который в это время интенсивно поддается разряжению.

Если он не будет работать, тогда аккумулятор слишком быстро разрядиться и я настоятельно советую не забывать об этом.

 Генератор автомобиля помогает обеспечивать нужную для заряда аккумулятора силу тока, а также ток для задействования электроприборов. После разрядки аккумулятора зарядный ток понижается.

Но генератор все еще будет источником электропитания, сам же аккумулятор просто сглаживает разные пульсации в напряжении.

Если будут включены приборы, потребляющие много энергии, вроде обогревателя фар, а показатель частоты роторного вращения будет небольшой, общий ток потребления может превысить тот, на который рассчитан генератор. При таком раскладе нагрузка сместится на аккумулятор, вследствие чего он начнет разряжаться. Как можно убедиться, принцип работы генератора довольно простой.

Назначение регулятора напряжения

После изучения устройства генератора, у многих возникает вопрос о роли регулятора напряжения, который когда-то возник и у меня.

В основном, его задача заключается в поддержке напряжения в неких пределах, чтобы обеспечить оптимальный режим работы электроприборов, которые входят в бортовую сеть.

Каждый регулятор обладает элементами измерения, которые, по сути, исполняют роль датчиков. Кроме того, есть исполнительные элементы, которые исполнят функцию регулирования.

Изготовленные по современным технологиям генераторы, которыми сегодня оснащается любой автомобиль, оснащены электронными полупроводниковыми регуляторами, которые обычно встраивают внутрь. Существует разнообразие оформления и схем, но у всех аналогичный принцип работы.

Регуляторы напряжения склонны к термокомпенсации, которая изменяет уровень подводимого к аккумулятору напряжения для оптимального уровня заряда АКБ в зависимости от температуры воздуха под капотом. С ее понижением повышается напряжение, а с повышением – напряжение падает. Некоторые из регуляторов оснащены ручными переключателями режимов к «зиме» или «лету».

Иными словами, регулятор исполняет такую важную функцию, как стабилизация уровня напряжения в процессе изменения уровня нагрузки и частоты вращения с помощью корректировки тока возбуждения.

 При отсутствии регулятора напряжение самого генератора зависит от уровня частоты вращения ротора, от магнитного потока, который создается по причине обмотки возбуждения. Также это зависит и от величин и силы тока в данной обмотке, которые отдаются потребителям.

С увеличением частоты вращения совместно с силой тока, происходит рост напряжения.

Электронные регуляторы измеряют ток возбуждения при помощи включения от сети его обмотки, которая питается электричеством, при чем изменяется продолжительность времени, за которое включается обмотка возбуждения.

Если для проведения стабилизации всего напряжения потребуется понизить силу тока того самого возбуждения, уменьшается общее время обмотки возбуждения. Ну а если нужно будет увеличить, то я советую его увеличить.

Видео «Принцип работы генератора автомобиля»

На записи показано по какому принципу работают автомобильные генераторы переменного тока.

Источник: http://MineAvto.ru/remont/elektrooborudovanie/printsip-raboty-generatora-1280.html

Изучаем принцип работы генератора переменного тока и устройство агрегата

Переменный ток – движущая сила многих производств и транспорта, в частности, автомобилей. Существуют как небольшие модели величиной с кулак, так и гигантские устройства несколько метров в высоту.

Генератор – та самая техническая система, которая преобразует механическую (кинетическую) энергию в электрическую. Как же действует генератор?

Какое явление используется при устройстве генератора переменного тока?

Как бы не был устроен генератор, в основе его действия лежит процесс электромагнитной индукции – появление в замкнутом контуре электрического тока под воздействием измененного магнитного потока.

Генератор условно делят на 2 части: индуктор и якорь.

Индуктором называют ту часть устройства, где создается магнитное поле, а якорем – ту половину, где образуется электродвижущая сила или ток.

Постоянным остается его техническое строение: проволочная обмотка и магнит.

В обмотке возникает электродвижущая сила под воздействием магнитного поля. Это основа для генератора. Но мощный переменный ток нельзя получить из такой примитивной конструкции. Для преобразования нужен сильный магнитный поток.

Для этого в проволочную намотку добавляют 2 стальных сердечника, которые и определяют назначение и устройство генератора переменного тока. Это статор и ротор. Обмотка, которая создает магнитное поле, помещается в паз одного сердечника – это статор, или индуктор. Он остается неподвижен в отличие от ротора. Статор питается постоянным током. Бывают двухполюсным или многополюсным.

Ротор, или также — якорь, активно вращается с помощью подшипников и продуцирует электродвижущую силу или переменный ток. Представляет собой внутренний сердечник с медной проволочной намоткой.

Генератор имеет прочный металлический корпус с несколькими выходами, что зависит от целевого назначения устройства. Переменчиво количество катушек с проволочной намоткой.

Разбираемся в особенностях функционирования агрегата

Теперь выясним, на каком принципе основана работа генераторов переменного тока. Схема функционирования достаточно проста и понятна. При условии постоянной скорости ротора электрический ток будет производиться единым потоком.

Вращение ротора провоцирует изменение магнитного потока. В свою очередь электрическое поле порождает появление электрического тока.

Через контакты с кольцами на конце ток от ротора проходит в электрическую цепь устройства. Кольца имеют хорошее скользящее свойство.

Они прочно контактируют со щеточками, которые являются постоянными неподвижными проводниками между электрической цепью и медной проволочной обмоткой ротора.

В медной обмотке вокруг магнита присутствует ток, но он очень слаб в сравнении с силой электрического тока, который выходит из ротора по цепи в устройство.

По этой причине для вращения ротора используют только слабый ток, подведенный по контактам со скольжением.

При сборке генератора переменного тока очень важно выдерживать пропорции деталей, размер, величины зазоров, толщину проволочных жил.

Собрать генератор переменного тока можно, если в вашем доме найдутся все необходимые детали и достаточное количество медной проволоки. Смастерить небольшой агрегат вполне реально.

Или же для использования асинхронного двигателя как генератора существует подробная инструкция.

Устройство и принцип работы генератора переменного тока на видео

Источник: http://elektrik24.net/elektrooborudovanie/generator/peremennogo-toka.html

Устройство генератора переменного тока – принцип работы и общее назначение

Конструктивно, электрогенератор состоит из:

  1. Токопроводящей рамки.
  2. Магнитов.

Работает он следующим образом:

  1. Токопроводящая рамка помещается в магнитное поле, созданное между полюсами магнитов. Ее концы снабжают контактными кольцами, которые также способны вращаться.
  2. С помощью упругих токопроводящих пластинок (щеток), кольца соединяют с электрической лампочкой.
  3. Рамка, вращаясь в магнитном поле, постоянно пересекает своими сторонами магнитные силовые линии.
  4. Пересечение рамкой магнитных силовых линий вызывает возникновение ЭДС и получение индукционного тока.
  5. Под действием полученного индукционного тока, лампочка начинает светиться. Свечение лампочки продолжается до тех пор, пока вращается рамка.
Читайте также:  Как проверить реле регулятор генератора

Один полный оборот рамки внутри магнитного поля приводит к тому, что возникающая ЭДС, дважды меняет свое направление, причем ее величина дважды увеличивается до максимального значения (проводники проходили под полюсами магнитов) и дважды была равна нулю (проводники двигались вдоль силовых линий магнитного поля).

Такое изменение ЭДС в процессе непрерывного вращения рамки вызывает в замкнутой электрической цепи постоянно изменяющийся по направлению и величине синусоидальный электрический ток, который в настоящее время называют переменным.

В современной энергетике используются индукционные генераторы переменного тока различного типа. При этом, принцип их действия одинаков и базируется на принципе электромагнитной индукции.

В общем виде, такие устройства представляют собой достаточно сложное изделие, состоящее из медной проволоки, и большого количества изоляционных и конструктивных материалов.

Устройство и принцип работы

Устройство

Любой генератор переменного тока состоит из:

  1. Постоянного тока или электромагнита, который создает магнитное поле. С целью получения мощного магнитного потока, в генераторах устанавливают специальные магнитные системы из двух сердечников, которые изготавливаются из электротехнической стали.
  2. Обмотки, в которой возникает переменная ЭДС. Обмотки, создающие магнитное поле, размещают в специальных пазах одного сердечника, а обмотки, в которых возникает ЭДС — в пазах другого.
  3. Для подвода питающего напряжения и съема полученного переменного тока, используются контактные кольца и щетки. Эти детали изготавливаются из токопроводящих материалов. Сила тока в обмотках электромагнита, создающего магнитное поле значительно меньше той, которую генератор отдает во внешнюю цепь, поэтому генерируемое напряжение удобнее снимать с неподвижных обмоток, а через скользящие контакты подводить маломощное питающее напряжение.

В маломощных устройствах щетки и кольца используются значительно реже, так как в их конструкциях можно использовать вращающиеся постоянные магниты, которым подвод питающего напряжения не нужен.

Как правило:

  1. Внутренний сердечник (ротор) вместе с обмоткой вращается вокруг своей оси.
  2. Внешний сердечник (статор) неподвижен.
  3. Зазор между ротором и статором должен быть минимальным — только тогда мощность потока магнитной индукции максимальна. При этом, магнитное поле создает неподвижный магнит, а обмотки, в которых создается ЭДС, вращаются.

Однако, в больших промышленных генераторах, внешний сердечник, создающий магнитное поле, вращается вокруг внутреннего, а обмотки, в которых индуцируется ЭДС, остаются неподвижными.

Во время работы, в обмотке ротора возникает ЭДС, амплитуда которой пропорциональна количеству витков. Кроме того, она пропорциональна и амплитуде переменного магнитного потока (через виток).

Принцип работы синхронного генератора:

Область применения

Повседневную жизнь человеческого общества невозможно представить без переменного тока. Его широкое использование связано с тем, что он обладает огромными преимуществами перед постоянным.

При этом, главным преимуществом является то, что напряжение и силу переменного тока можно легко и практически без потерь преобразовать в достаточно широких пределах.

Особенно, такое преобразование необходимо в случае передачи электроэнергии на большие расстояния. Электроэнергия обладает большими преимуществами перед другими видами энергии.

Ее можно передавать на большие расстояния с малыми потерями и достаточно легко распределять между потребителями. Кроме того, электроэнергия просто превращается в другие виды энергии (световая, тепловая, механическая и пр.).

Именно поэтому, генераторы переменного тока в современных условиях получили очень широкое применение. С их помощью вырабатывается электроэнергия, которая затем используется во всех отраслях промышленности, а также в быту и на всех видах транспорта.

Классификация

В связи с большим разнообразием генераторов, выпускаемых промышленностью различных стран, была разработана и достаточно обширная система их классификации.

Так, генераторы переменного тока различают по:

  1. Виду.
  2. Конструкции.
  3. Способу возбуждения.
  4. Количеству фаз.
  5. Соединению фазных обмоток.

Электрогенераторы переменного тока бывают:

  1. Асинхронными. Изделия, в которых на вращающемся валу имеются пазы, предназначенные для размещения обмоток. Они генерируют электрический ток с небольшими искажениями, величина которого не превышает номинального значения. Изделия этого типа используются для электропитания бытовой техники.
  2. Синхронными. Изделия, в которых катушки индуктивности размещены непосредственно на роторе. Они способны выдавать ток, который обладает высокой пусковой мощностью.

Генератор с неподвижным ротором

Конструктивно различают генераторы:

  1. С неподвижным ротором.
  2. С неподвижным статором

Конструкции с неподвижным статором получили наибольшее распространение благодаря тому, что отпадает необходимость в использовании контактных колец и плавающих щеток.

По способу возбуждения электрогенераторы бывают:

  1. С независимым возбуждением (питающее напряжение подается на обмотку возбуждения от отдельного источника постоянного тока).
  2. С самовозбуждением (обмотки возбуждения питаются выпрямленным (постоянным) током, получаемым от самого генератора).
  3. С обмотками возбуждения, питание которых осуществляется от стороннего генератора постоянного тока малой мощности, «сидящего» на одном валу с ним.
  4. С возбуждением от постоянного магнита.

По количеству фаз различают электрогенераторы:

  1. Однофазные.
  2. Двухфазные.
  3. Трехфазные.

Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы.

Это связано с наличием некоторых преимуществ, среди которых нужно отметить возможность беспроблемного получения:

  1. Вращающегося кругового магнитного поля, что способствует экономичности их изготовления.
  2. Уравновешенной системы, что существенно повышает срок службы энергоустановок.
  3. Одновременно двух рабочих напряжений (фазного и линейного) в одной системе.
  4. Высоких экономических показателей — значительно уменьшается материалоемкость силовых кабелей и трансформаторов, а также упрощается процесс передачи электроэнергии на большие расстояния.

Трехфазные генераторы отличаются электрическими схемами соединения фазных обмоток.

Бывает, что фазные обмотки соединяются:

  1. «Звездой».
  2. «Треугольником».

Описание схем

Для получения связанной трехфазной системы, обмотки электрогенератора нужно соединить между собой одним из двух способов:

«Звезда»

Соединение «звездой» предусматривает электрическое соединение концов всех обмоток в одной точке. Точка соединения называется «нулем». При таком соединении нагрузка к генератору может быть подключена 3 или 4 проводами.

Провода, идущие от начала обмоток называются линейными, а провод, идущий от нулевой точки — нулевым. Напряжение между линейными проводами называют линейным.

Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза.

Напряжение между нулевым и любым из линейных проводов называется фазным. Фазные напряжения равны между собой и сдвинуты друг относительно друга на угол, который равен 120 градусов.

Особенностью схемы является также равенство линейных и фазных токов.

Наиболее распространена 4 проводная схема — соединение «звездой» с нейтральным проводом. Она позволяет избежать перекоса фаз в случае подключения несимметричной нагрузки, например, на одной фазе — включена активная нагрузка, а на другой — емкостная или реактивная. При этом, обеспечивается сохранность включенных электроприборов.

«Треугольник»

Соединение «треугольником» — это последовательное соединение обмоток трехфазного генератора: конец первой обмотки соединяется с началом второй, ее конец — с началом третьей, а конец последней — с началом первой.

В этом случае, линейные провода отводятся от точек соединения обмоток. При этом, линейное напряжение равно фазному, а величина линейного тока в 1,73 раза больше фазного.

Все упомянутые зависимости справедливы только при равномерной нагрузке фаз. При неравномерной нагрузке фаз, их необходимо пересчитывать аналитическими или графическими методами.

Практическое применение

Индукционные генераторы находят свое применение практически во всех областях жизнедеятельности человеческого общества.

Причем в любом случае, для получения переменного тока используется энергия вращения вала генератора.

Это касается:

  1. Крупных гидро-, тепло-, и атомных электростанций.
  2. Промышленных электрогенераторов.
  3. Бытовых электрогенераторов.

Генераторы, устанавливаемые на электростанциях, вырабатывают большое количество электроэнергии, которая затем передается на огромные расстояния.

Они разрабатываются под конкретные, узкоспециализированные задачи и представляют собой сложнейшие устройства, для установки которых необходимо строить отдельные здания и сооружения. Кроме того, их работа обеспечивается специально организованной инфраструктурой.

Промышленные генераторы используются для обеспечения электроэнергией объектов, в работе которых не должно быть перебоев с подачей напряжения.

Кроме того, их используют для обеспечения электроэнергией строительных площадок, вахтовых поселков, удаленных ферм и буровых установок, находящихся в местах, где подводка стационарных линий электропередач невозможна или экономически нецелесообразна.

Как правило, для работы они используют дизельное топливо, вырабатывая при этом переменный ток большой мощности (220 или 380 В). Используются для этого синхронные генераторы, которые способны обеспечить работу промышленного оборудования большой мощности.

В дизельных установках, вал генератора вращается с помощью двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Электрогенератор на шасси

Все комплектующие изделия, входящие в состав промышленного генератора, монтируются на высокопрочных стальных шасси, которое при необходимости устанавливается:

  1. Теплоизолированным контейнером.
  2. Передвижным шасси (колесное, на полозьях).

Бытовые электрогенераторы приобрели большую популярность сравнительно недавно.

Они используются для электрификации небольших коттеджей, загородных домов и дач, а также помогают решить ряд проблем, связанных с некорректной работой централизованной электросети и часто применяются в качестве аварийных источников переменного тока на ранее электрифицированных объектах подобного типа.

В устройствах этого типа для вращения вала генератора используют как бензиновые, так и дизельные ДВС. Они вырабатывают переменный ток небольшой мощности (от 0,5 до 15 кВт) и отличаются:

  1. Экономичностью.
  2. Небольшими размерами.
  3. Низким уровнем шума.

При выборе бытового генератора переменного тока, потенциальному потребителю необходимо обращать внимание на:

  1. Тип ДВС (бензиновый или дизельный).
  2. Заявленную в сопроводительной документации мощность.
  3. Тип генератора (синхронный или асинхронный).
  4. Фазность.
  5. Блок управления.
  6. Уровень шума.

Источник: http://househill.ru/kommunikacii/electrika/stabilizatory/generator-peremennogo-toka.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector