Генератор електричного струму: вирішуємо питання безперебійної подачі енергії. Генератори електричного струму
Генератор постійного струму: пристрій і принцип дії агрегату.
Генератор постійного струму – це електрична машина, що виробляє напругу постійної величини.
За цим цілком банальним визначенням криється дуже складне пристрій, що є практично досконалістю технічної думки. Адже з моменту винаходу в кінці XIX століття пристрій генератора постійного струму не зазнало істотних змін.
Ніяка енергія не виникає просто так, нізвідкіля. Вона — завжди породження іншої сили. Це стосується і електричного струму. Щоб він виник, потрібно магнітне поле, що дозволяє використовувати ефект електромагнітної індукції — збудження ЕРС в обертовому провіднику.
Зміст
- 1 Принцип роботи генератора постійного струму
- 2 З’ясовуємо, як влаштований агрегат
- 3 Типи підключення електричних магнітів статора
- 4 Пристрій і принцип роботи генератора постійного струму на відео
Принцип роботи генератора постійного струму
Вся хитрість, завдяки якій отримується струм не змінює напрямку, полягає в тому, щоб встигати комутувати точки підключення навантаження з тією ж швидкістю, з якою обертається магніт. Здійснити це завдання може тільки колектор – особливий пристрій, що складається з декількох струмопровідних секторів, розділених діелектричними пластинами. Воно закріплюється на якорі електричної машини і обертається синхронно з ним.
Знімання електричної енергії з якоря здійснюється щітками – шматочками графіту, має високу електропровідність і низький коефіцієнт тертя ковзання. В той момент, коли струмопровідні сектора колектора міняються місцями, индуцируемая ЕРС стає нульовою, але змінити знак вона не встигає, оскільки щітка передана токосъемному сектору, підключеному до іншого кінця провідника.
В результаті, на виході пристрою виходить пульсуюча напруга однієї величини. Щоб згладити пульсацію напруги використовується кілька якірних обмоток. Чим їх більше, тим менше кидки напруги на виході генератора. Кількість струмознімальних секторів на колекторі завжди в два рази більше, ніж обмоток якоря.
Знімання генеруємої напруги з обмотки якоря, а не статора, є корінним відзнакою машини постійного струму від змінного. Це ж зумовило і їхній істотний недолік: втрати на тертя між щітками і колектором, іскріння та нагрівання.
З’ясовуємо, як влаштований агрегат
Будь-яка електрична машина, генератор постійного струму складається з якоря і статора.
Якір збирається з сталевих пластин з поглибленнями, в які вкладаються обмотки. Їх кінці приєднуються до колектора, який складається з мідних пластин, розділених діелектриком. Колектор, якір з обмотками і вал електричної машини після складання стають єдиним цілим.
Статор генератора є одночасно і його корпусом, на внутрішній поверхні якого закріплюється кілька пар постійних або електричних магнітів. Зазвичай використовуються електричні, сердечники яких можуть бути відлиті разом з корпусом (для машин малої потужності) або набрані з металевих пластин.
Також на корпусі передбачається місце для кріплення струмознімальних щіток. В залежності від кількості полюсів магнітів на статорі змінюється і кількість графітових елементів. Скільки пар полюсів, стільки і щіток.
Типи підключення електричних магнітів статора
Генератори постійного струму різняться за типом підключення електричних магнітів статора. Вони можуть бути:
- з незалежним збудженням;
- паралельним;
- послідовним.
При незалежному збудженні електричні магніти статора підключаються до автономного джерела постійного струму. Зазвичай це робиться через реостат. Перевагою такої схеми є можливість регулювання генерується електричної потужності в широких межах. Недоліком – необхідність мати додаткове джерело живлення.
Інші два способи є приватними випадками самозбудження генератора, яке можливо при невеликому залишковий магнетизм статора. При паралельній роботі генератора постійного струму електромагніти статора харчуються частиною генеруємої напруги. Це найпоширеніша схема.
При послідовному збудженні ланцюг електромагнітів включається послідовно з навантажувальною ланцюгом якоря. Величина струму, що протікає по электромагнитам, істотно залежить від навантаження генератора. Тому така схема використовується тільки для підключення тягових двигунів постійного струму, які при гальмуванні переходять в режим генерації.
Застосовується і змішана схема підключення обмотки збудження – паралельно-послідовна. Для цього на кожному полюсі електромагніту повинно бути дві ізольовані обмотки (включається послідовно зазвичай складається всього з двох–трьох витків). Такі електричні машини застосовуються в тому випадку, якщо потрібно обмежити струм короткого замикання в навантаженні. Наприклад, у мобільних зварювальних агрегатах.
Наявність колекторно-щіткового вузла істотно ускладнює конструкцію електричної машини. Крім того, передача генерованої енергії через нього здійснюється з великими втратами і фізичними навантаженнями. Тому, там де це можливо, машини постійного струму замінюють асинхронними генераторами з выпрямительным мостом. Такі, наприклад, всі автомобільні джерела електроенергії.
Пристрій і принцип роботи генератора постійного струму на відео
dovidkam.com
Генератор електричного струму: вирішуємо питання безперебійної подачі енергії
Зміст:Генератор електричного струму: різновидиТри фактори, що впливають на якість експлуатації електрогенераторів
Забезпечити безперебійне електричне живлення в заміському будинку, навіть при наявності проходять поруч електрокомунікацій, не так вже й просто. Нескінченні аварії і профілактичні відключення перешкоджають цьому, роблячи проживання в будинку, як мінімум, некомфортним. Виправити таке положення справ можна тільки за допомогою спеціального обладнання під назвою генератор електричного струму. Саме про нього і піде мова в цій статті, в якій разом з сайтом stroisovety.org ми детально вивчимо його різновиди і визначимося з основними критеріями вибору.
Генератор електричного струму фото
Генератор електричного струму: різновиди
В залежності від виду джерела енергії, необхідного для отримання електрики, всі генератори електроенергії поділяються на дизельні, бензинові, газові і вітрові. У свою чергу, всі вони можуть виробляти або постійний електричний струм, або змінний. Саме на ці критерії більшою мірою потрібно спиратися, відповідаючи на питання, як вибрати електрогенератор?
Електричний бензиновий генератор завдяки своїй невисокій вартості і простий експлуатації отримав найбільш широке поширення. Його конструкція включає в себе бензиновий двигун і генератор електричного струму, сполучені між собою. У цих електрогенераторів витрата бензину в середньому становить від 1 до 2,5 л за годину роботи. Їх недоліком є невеликий добовий ресурс роботи – до 12-ти годин. Бензиновий електрогенератор не підходить для постійного електропостачання, а от в якості тимчасового джерела живлення краще, ніж він, не придумаєш.
Генератор електричний бензиновий фото
Електричний дизельний генератор, в порівнянні з бензиновим, має трохи більший ресурс роботи, та й витрата палива у нього набагато нижче. Він потужніший і здатний забезпечити електроенергією навіть великий будинок. Витрата палива становить приблизно 2-3 л на годину. Всі дизель генератори оснащуються запобіжниками і всілякими захистами. Спочатку його конструкція передбачає тривалу і безперебійну експлуатацію.
Генератор електричний дизельний фото
Газовий побутовий електрогенератор – хороша альтернатива дизельного. Він здатний працювати як від стисненого газу в балонах, так і від газопроводу. Працюючи на зрідженому газі, такий агрегат здатний поглинати палива в 2 рази менше в порівнянні з попередніми своїми «колегами» по цеху, а на газі з магістралі – в 17 разів. Газовий електрогенератор має моторесурс, як мінімум, на 30% перевищує ресурс дизельного і бензинового генераторів разом узятих. Та й термін їх експлуатації набагато довше – це пов’язано безпосередньо з використовуваним паливом.
Вітроелектрогенератори – це взагалі джерело екологічно чистої і практично безкоштовної електроенергії. Однак тут є одне «але» – сучасні вітрогенератори мають великі розміри і високу вартість. Альтернативою можуть служити сонячні батареї. Теж коштують не дешево, але дах, зроблена з сонячних батарей, здатна забезпечити енергією весь будинок і ділянку.
Вітроелектрогенератори для дому фото
Три фактори, що впливають на якість експлуатації електрогенераторів
На що потрібно звернути увагу при виборі електрогенератора? Це три основні речі – потужність, вид навантаження і вид використовуваного палива.
1. Потужність електрогенератора. Щоб правильно підібрати цей параметр генератора, потрібно розрахувати сумарну потужність, споживану всіма електроприладами вашого будинку. Потрібно взяти до уваги те, що навантаження від споживачів буває двох видів: це активна (лампочка, побутові електроприлади, не мають електродвигунів) та реактивна (холодильник, кондиціонер, насос, зварювальний апарат, болгарки, дрилі, загалом, всі споживачі, що мають електричні двигуни або високий пусковий струм).
Щоб розрахувати повну потужність споживачів, потрібно підрахувати сумарну потужність з урахуванням усіх коефіцієнтів і невеликого запасу. Приблизно це виглядає так.
Рполная = Р1хК1+Р2хК2+ … +РпхКп.Де K – коефіцієнт, що враховує пускову потужність споживача.Коефіцієнт активної навантаження для побутових електроприладів становить 1-1,3. Для електричних споживачів з реактивною складовою цей коефіцієнт умовно приймається рівним 3.
Електрогенератор газовий побутовий фото
Сума всіх разом узятих навантажень і буде визначати потужність необхідної вам електростанції, плюс 15% потрібно закласти «про запас», оскільки з часом кількість електрообладнання має властивість збільшуватися. Багато споживачі (прилади, у ланцюг яких включені асинхронні електродвигуни, наприклад, холодильники, електроінструменти) при пуску можуть споживати набагато більше електроенергії, ніж зазначена у паспортних даних потужність. Якщо мова йде про дизельної електростанції з завідомо великим запасом потужності, пам’ятайте, що мінімально допустиме навантаження не може бути менше 30% потужності електричного генератора.
Побутовий електрогенератор фото
2. Вид навантаження на електрогенератор. Всім нам відомо, що напруга в мережі може бути 220В (230В) та 380В (400В). Існує думка, що трифазні (380 В) побутові електрогенератори переважно у вигляді своєї універсальності. Вони можуть видавати в мережу як 380В, так і 230В. Але якщо у ваші плани не входить підключення трифазних споживачів, то краще зупинитися на однофазної (230В) електростанції.
Електростанція потужністю 6 квт/400В видає на кожну фазу по 2 кВт, цього може виявитися замало для роботи вашого обладнання. В такому випадку доведеться врахувати цей нюанс при монтажі електропроводки (частина споживачів посадити на одну фазу, ще частину на іншу).
Як вибрати електрогенератор для будинку або дачі
3. Використовуване паливо. Що вибрати? Дизельну електростанцію або бензогенератор? Існує думка, що при споживаної потужності більше 6-8кВт краще зупинитися на дизельному агрегаті. Якщо провести порівняльний аналіз бензинових і дизельних установок одного класу, то можна прийти до висновку, що їх надійність практично однакова. Істотна різниця полягає лише в їх вартості і вартості енергоносія.
З цієї точки зору найбільш вигідними будуть газові електрогенератори. А якщо розібратися докладніше, то безпаливні енергетика виявиться куди більш привабливою. Тут вже вибір за вами. У будь-якому випадку, генератор електричного струму, вибраний для використання в конкретних умовах, виявиться корисним придбанням.
Автор статті Олександр Куликов
vidpoviday.com
Генератори індукційного струму. Промислові джерела електричної енергії » mozok.click
Змінний електричний струм. Явище електромагнітної індукції використовують у механічних джерелах електричного струму (генераторах електричної енергії), без яких неможливо уявити сучасну електроенергетику. У таких генераторах механічна енергія перетворюється на електричну.
Звернемося до досліду (мал. 88). Візьмемо рамку, що складається з кількох витків дроту (1). Своїми кінцями рамка кріпиться до кілець (2), що обертаються разом з нею. До кілець також щільно прилягають щітки (3), які виконують роль контактів.
Почнемо обертати рамку в магнітному полі. Під час обертання рамки кількість магнітних ліній, що її пронизують, то збільшується, то зменшується. Отже, магнітне поле, що пронизує рамку, постійно змінюється. Тому в рамці виникає індукційний струм (пригадайте явище електромагніт-
ної індукції). Оскільки кожний кінець рамки з’єднаний з окремим кільцем, то в ті моменти, коли половина рамки проходить біля одного з полюсів магніту (наприклад, північного), у ній виникає індукційний струм, який протікає до внутрішнього контактного кільця. А коли біля північного полюса проходить інша половина рамки, індукційний струм протікає до зовнішнього контактного кільця. Щоразу, коли рамка змінює свою орієнтацію відносно полюсів магніту, індукційний струм також змінює свій напрямок на протилежний. Про це може свідчити коливання стрілки гальванометра (4).
Увесь час, поки ми будемо обертати рамку (а цю роль можуть відігравати різні джерела механічної енергії), у рамці буде виникати (генеруватися) змінний електричний струм.
Генератор змінного струму. Промислові джерела електричної енергії.
Пристрої, у яких механічна енергія перетворюється на електричну, називаються генераторами електричного струму.
Промисловий генератор змінного електричного струму (мал. 89) складається з нерухомої частини (статора) та рухомої частини (ротора). Масивний нерухомий статор являє собою порожнистий циліндр, на внутрішній поверхні якого розміщений товстий мідний ізольований дріт — обмотка статора. Усередині статора обертається ротор. Він являє собою великий циліндр, у пази якого вкладено обмотку. До обмотки ротора через колектор подається напруга від джерела постійного струму — збуджувача. Струм тече по обмотці ротора, створюючи навколо нього магнітне поле.
Під дією пари (на теплових й атомних електростанціях) або води, що падає з висоти (на гідроелектростанціях), турбіна починає швидко обертати ротор генератора. Унаслідок цього магнітне поле, що пронизує обмотку статора, змінюється, і завдяки електромагнітній індукції в обмотці виникає змінний електричний струм. Зазнавши низку перетворень, цей струм подається до споживача електричної енергії.
Генератори електричного струму мають практично таку саму будову, що й електродвигуни (§ 9). Але за принципом дії генератор — це електричний двигун «навпаки».
Формуємо КОМПЕТЕНТНІСТЬ
Я поміркую й зможу пояснити
1. Який струм називають змінним індукційним струмом?
2. Що таке індукційний генератор?
3. Опишіть принцип дії індукційного генератора.
Я вмію досліджувати й експериментувати
Який висновок ви можете зробити за результатами дослідів, зображених на малюнку 90?
Мал. 90. Обертання рамки: а — навколо постійного магніту; б — між полюсами постійного магніту
Перевірте себе
Рівень А (початковий)
1. Магнітним полюсом називається частина магніту, яка...
А спричиняє найслабшу магнітну дію Б розміщена на краю магніту
В розміщена посередині магніту Г спричиняє найсильнішу магнітну дію
2. Укажіть, що саме утвориться, якщо постійний магніт розламати навпіл.
А два окремі різнойменні полюси В два магніти
Б два окремі однойменні полюси Г два ненамагнічені шматки металу
3. Укажіть джерело утворення магнітного поля.
А магнітні полюси В рухомі електричні заряди
Б нерухомі електричні заряди Г метали
4. Укажіть правильний варіант графічного зображення магнітного поля постійного магніту.
5. Укажіть назву правила, за яким визначається напрямок сили Ампера.
А правило правої руки В правило Ампера
Б правило лівої руки Г правило свердлика
6. Сила Лоренца — це сила, з якою магнітне поле діє...
А на постійний магніт В рухомий електричний заряд
Б нерухомий електричний заряд Г провідник зі струмом
7. Укажіть вираз, який найбільш точно описує явище електромагнітної індукції.
А явище, що зумовлює дію магнітного поля на провідник зі струмом Б явище породження в просторі електричного поля змінним магнітним полем
В явище виникнення індукційного струму в замкнутому провіднику Г явище виникнення індукційного струму в замкнутому провіднику під дією змінного магнітного поля
Рівень В (середній)
1. Укажіть назву речовин, що послаблюють магнітне поле.
А парамагнетики В феромагнетики
Б діелектрики Г діамагнетики
2. На малюнку 91 зображено розташування провідника в магнітному полі й позначено напрямок струму та ліній індукції магнітного поля. Укажіть напрямок сили, що діє на цей провідник.
А праворуч В до спостерігача
Б ліворуч Г від спостерігача
3. Протон влітає в магнітне поле так, як показано на малюнку. Як направлена сила Лоренца, що діє на протон?
А вертикально вгору В до нас
Б вертикально вниз Г від нас
4. Установіть відповідність між прізвищами вчених і відкриттями, які вони зробили.
1 Гільберт А обертання магнітної стрілки
2 Ерстед Б взаємодія паралельних провідників зі струмами
3 Ампер В рух заряджених частинок у магнітному полі
4 Лоренц Г опис властивостей магнітів Д поведінка рамки зі струмом між полюсами магніту
Рівень С (достатній)
1. На спільне осердя надіто дві котушки (мал. 92). За допомогою реостата у верхній котушці змінюють силу струму. У якому випадку в нижній котушці виникає індукційний струм?
А у разі тільки збільшення сили струму Б у разі тільки зменшення сили струму В в обох випадках Г у жодному випадку
2. Провідник, по якому проходить струм, розташований між полюсами магніту (мал. 93). Укажіть правильне твердження.
А лінії магнітного поля направлені зліва направо Б якщо струм направлений від точки А до точки В, то на провідник з боку магнітного поля діє сила, направлена вгору
В якщо поміняти місцями полюси магніту, напрямок сили, що діє на провідник, залишиться незмінним Г сила Ампера направлена вниз, якщо струм у провіднику направлений від точки В до точки А
3. Оберіть значення сили, що діє на провідник завдовжки 10 см, у якому протікає струм силою 2 А, якщо він розміщений під кутом 90° до ліній однорідного поля з індукцією 8 мТл.
А 1,6 мН Б 16 мН В 1,6 Н Г 0 мН
4. У магнітному полі з індукцією 4 Тл рухається електрон зі швидкістю 107 м/с, вектор якої спрямований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Укажіть модуль сили, що діє на електрон.
А 0,4 • 1011 Н Б 6,4 • 1012 Н В 2,4 • 1016 Н Г 6,4 • 1019 Н
Рівень D (високий)
1. Провідник, сила струму в якому дорівнює 8 А, перебуває в однорідному магнітному полі. Яка індукція магнітного поля, якщо на прямолінійну ділянку провідника довжиною 10 см, що утворює кут 30° з напрямком вектора магнітної індукції, з боку магнітного поля діє сила 10 мН?
2. У горизонтальному провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г проходить струм силою 10 А. Визначте модуль і напрямок магнітної індукції, за якої сила Ампера зрівноважить силу тяжіння.
У природі існують природні магнітні речовини.
Які це матеріали та як їх використовують, ви можете дізнатися,
виконавши проект
«МАГНІТНІ МАТЕРІАЛИ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ»
До того ж, ви можете самостійно виготовити «магнітну рідину» й провести з нею цікаві досліди
А чи задумувалися ви над тим, як здійснюється запис звуку в кіно?
А як записують інформацію на комп’ютерні диски?
Дізнайтеся, виконавши проект «МАГНІТНИЙ ЗАПИС ІНФОРМАЦІЇ»
Чи задумувались ви над тим, скільки електромагнітних реле використовують у різних установках і пристроях?
Як відмикаються вхідні двері за допомогою магнітних ключів?
Що таке левітація?
Що таке магнітна подушка?
Про це та багато інших цікавих фактів ви дізнаєтеся, виконавши проект
«прояви та застосування магнітних взаємодій у природі й техніці»
А чи тільки наша Земля має магнітне поле?
Чи існують магнітні поля навколо інших небесних об’єктів? Яка роль магнітних полюсів у Всесвіті?
Про все це — у проекті
«магнітні поля у всесвіті»
Це матеріал з підручника Фізика 9 клас Засєкіна (поглиблений рівень)
mozok.click
Непрерывный электрический генератор | Проект Заряд
Стационарный электрический шихтованный электромагнитный сердечник, набранный из тонких листов до получения необходимой высоты набора, имеющий закрытые пазы, радиально распределенные, в которых расположены вместе две трехфазные обмотки, одна в центре, другая на периферии, с целью получения вращающегося электромагнитного поля; подводя временно трехфазный ток к одной из указанных обмоток, и, таким образом, получаем индуцированное напряжение на второй обмотке; исходя из этого, имеем выходящую энергию намного больше, чем входную. С выхода схемы энергия по обратной связи подается на вход и временный источник питания после отключается. Генератор будет работать самостоятельно неопределенно долго, постоянно вырабатывая большой избыток энергии.
Описание рисунков
Рис.1 показывает первый вариант настоящего изобретения.
где: 1- внешний сердечник;
2- внутренний сердечник;
3- обмотки возбуждения;
4а- якорные (приемные) обмотки;
5а, 5в, 5с, 6- клеммы фазных обмоток возбуждения и нейтрали.
Рис.2 показывает схему размещения внутренних обмоток для варианта настоящего изобретения, показанного на рис.1.
где: 4в- схема соединения якорных (приемных) обмоток;
7а, 7в, 7с, 8- клеммы фазных якорных обмоток и нейтрали.
Рис.3 показывает единый наборный сердечник для второго варианта настоящего изобретения.
где: 9- сердечник;
10- пазы для обмоток.
Рис.4 показывает разделенный наборный сердечник, состоящий из двух частей для второго варианта настоящего изобретения.
где: 9а- внутренний сердечник;
10- внешний сердечник.
Рис.5 показывает схему размещения обмоток второго варианта изобретения, сделанного из наборных сердечников, показанных на рис.3 и 4.
где: 2- клеммы фазных якорных (приемных) обмоток;
11- ферромагнитный сердечник;
12- клеммы трехфазных обмоток возбуждения;
13, 14, 15- фазные обмотки возбуждения;
16- месторасположение фазных обмоток возбуждения;
17- месторасположение фазных якорных (приемных) обмоток;
18, 19, 20- фазные якорные (приемные) обмотки.
Рис.6 показывает пример распределения магнитного поля, производимого настоящим изобретением.
Рис.7 показывает вращение магнитного поля, производимого настоящим изобретением.
Рис.8 показывает полную систему настоящего изобретения.
где: 24- временный внешний источник питания;
25- электронный преобразователь (инвертор) постоянного напряжения в переменное трехфазное напряжение;
26- входные клеммы постоянного тока питания инвертора;
27- отбор мощности в виде постоянного тока;
28- выход переменного трехфазного напряжения из инвертора;
29- выходные клеммы генератора;
30- выходные клеммы обратной связи от генератора;
31- диодный выпрямитель;
32- выход постоянного напряжения после выпрямителя.
Рис.9 показывает расширенную схему второго варианта настоящего изобретения, показанного на рис. 3 и 4.
где: 11- ферромагнитный сердечник;
12- клеммы трехфазных обмоток возбуждения;
13, 14, 15- фазные обмотки возбуждения;
16- месторасположение фазных обмоток возбуждения;
17- месторасположение фазных якорных (приемных) обмоток;
18, 19, 20- фазные якорные (приемные) обмотки.
21- выходные клеммы генератора;
33- временный трехфазный внешний источник питания;
34- линия обратной связи генератора;
35- трансформатор для питания обмоток возбуждения;
36- трехфазный фазорегулятор;
37- размыкатель обратной связи генератора.
2. Ссылка к поданному заявлению.
(0001) Существующая заявка требует приоритета от U.S. Временное Применение № серии 60/139.294, поданная 15 июня 1999 года.
(0002) Основание изобретения
(0003) Настоящее изобретение относится главным образом к области электрических энергогенерирующих систем. Конкретнее, настоящее изобретение относится к самопитающим (автономным) электроэнергогенерирующим устройствам.
(0004) Описание настоящего изобретения.
(0005) С тех пор, как Никола Тесла изобрел и запатентовал свою полифазную систему для генераторов, индуктивных двигателей и трансформаторов, никакого существенного усовершенствования не было сделано в области поля.
Генераторы производят многофазные напряжения и токи посредством механического вращательного движения, чтобы вынудить магнитное поле вращаться поперек радиально расположенных обмоток генератора. Основой системы индукционных двигателей было получение электромагнитного вращающегося поля, которое принуждает напряжения и токи производить электродвижущие силы, пригодные к использованию как механическая энергия или мощность. Наконец, трансформаторы управляли бы напряжениями и токами, чтобы делать их удобными для использования и передачи на длинные расстояния.
(0006) Во всех существующих электрических генераторах небольшое количество энергии, обычно меньше чем 1% выходной мощности больших генераторов, используется для возбуждения механически вращающихся электромагнитных полюсов, которые индуцируют напряжения и токи в проводниках, имеющих относительное движение между вращающимися и неподвижными полюсами.
(0007) Остальная часть энергии, расходуемая в процессе получения электричества, необходима, чтобы перемещать обмотки в пространстве и компенсировать потери системы: механические потери, потери на трение, потери на щетках, потери на сопротивление воздуха, потери реакции якоря, потери воздушного промежутка, потери на синхронное реактивное сопротивление, потери на вихревые токи, потери гистерезиса. Все они вместе являются причиной того, что во входной потребляемой энергии системы преобладает избыток механической энергии, необходимый для генерации всегда арифметически меньшего количества электроэнергии.
Резюме изобретения
(0008) Непрерывный электрический генератор (далее НЭГ) состоит из стационарного цилиндрического электромагнитного сердечника, набранного из тонких листовых пластин до образования цилиндра, в пазах которого расположены две трехфазные обмотки, не имеющие возможности двигаться или смещаться относительно друг друга. Когда одна из обмоток соединяется с временным трёхфазным источником питания, ею создается вращающееся электромагнитное поле, и это поле будет пересекать неподвижные катушки вторичных обмоток, индуктируя в них напряжения и токи. Таким же образом и в той же степени, как и в обычных генераторах, приблизительно один процент и менее от выходной мощности будет необходим для возбуждения и поддержания вращающегося магнитного поля.
(0009) В НЭГ нет никаких механических потерь, потерь трения, потерь сопротивления воздуха, потерь на щетках, потерь реакции якоря и потерь воздушного промежутка, так как нет никакого механического движения любого вида. Имеются лишь следующие потери: синхронные реактивные (индуктивные) потери, потери на вихревые токи и гистерезис, которые присущи конструкции и материалам генератора, но в той же самой степени, как и для обычных генераторов.
(0010) Один процент и менее полной энергии, произведенной существующими генераторами, идет на создание их собственного магнитного поля; механическая энергия, которая превышает суммарную выходную энергию существующих генераторов, используется, чтобы заставить это поле вращаться в процессе генерации электрического тока из этого поля. В НЭГ нет никакой потребности в движении, так как поле фактически уже вращается электромагнитным образом, следовательно, надобность в механической энергии отпадает. При сходных соотношениях токов возбуждения, сечений сердечника и конструкции обмоток, НЭГ значительно более эффективен, чем существующие генераторы, что также значит, что он может произвести значительно больше энергии, чем ему нужно для управления. НЭГ может запитывать себя сам по обратной связи, и генератор, после отключения временного (пускового) источника питания, переходит в автономный режим работы.
(0011) Как и любой другой генератор, НЭГ может возбудить свое собственное электромагнитное поле, используя минимальную часть произведенной собой же электроэнергии. НЭГ только нуждается в запуске посредством подсоединения его трехфазной обмотки индуктора к трехфазному внешнему источнику питания на время, необходимое для пуска, и после отключения от временного источника работа НЭГ будет происходить так, как было здесь описано. НЭГ будет постоянно генерировать большое количество электроэнергии согласно своей конструктивной мощности.
(0012) НЭГ может быть разработан и рассчитан с применением всех существующих на сегодня математических формул и соотношений, используемых при разработке и расчете современных электрических генераторов и двигателей. В расчетах применяются все законы и соотношения, используемые для подсчетов электромагнитной индукции и генерации.
(0013) За исключением Закона Сохранения Энергии, который, по большому счету, является не математическим уравнением, а теоретической концепцией, и по этой же самой причине не играющий никакой роли в математическом исчислении работы электрического генератора любого типа, НЭГ соблюдает все законы физики и электротехники. Существование НЭГ обязывает нас пересмотреть Закон Сохранения Энергии. По моему личному убеждению, электричество никогда не получалось из механической энергии, которую мы вкладываем в машину для перемещения масс и преодоления сопротивлений. Механическая система фактически обеспечивает канал для уплотнения электричества. НЭГ обеспечивает более эффективный канал для электричества.
Детальное описание изобретения
(0023) Настоящее изобретение — НЭГ, способный вырабатывать больше энергии, чем потреблять, и который обеспечивает себя производимой электроэнергией. Основная идея состоит в индуцировании электрического напряжения и тока без любого физического движения посредством использования вращающегося магнитного поля, полученного на трехфазном статоре, временно подключенного к трехфазному источнику питания, в размещенных неподвижных проводниках на пути указанного вращающегося магнитного поля, исключая надобность в механических силах.
(0024) Основной вариант системы представлен на рисунке 1, который показывает первый вариант настоящего изобретения. На рисунке показан стационарный ферромагнитный сердечник 1 с трехфазными обмотками возбуждения 3, расположенными под углами в 1200 и соединенными в “звезду” 6, чтобы обеспечить вращающееся электромагнитное поле, которое в данном случае будет двухполюсным. Внутри сердечника 1 расположен второй стационарный сердечник 2 из ферромагнетика, без зазора между ними, то есть без воздушного промежутка. Этот второй сердечник имеет стационарные трехфазные обмотки 4А (рис.1), и 4В (рис.2), расположенные относительно внешних обмоток возбуждения 3 так, как показано на рисунках 1 и 2. Между этими двумя сердечниками нет никакого движения, также нет и воздушного промежутка между ними. Осей на сердечниках нет, так как нет вращения самих сердечников. Оба сердечника могут быть изготовлены из сложенных изолированных пластин или из изолированного и спрессованного ферромагнитного порошка (феррита). Система работает в обоих направлениях, индуцируя трехфазные напряжения и токи на стационарных катушках 4А внутренних обмоток 4В, выводя трехфазные токи на клеммы Т17А, Т27В и Т37С с внутренних обмоток 4В. Когда трехфазное напряжение подается на клеммы А5А, В5В и С5С, токи будут иметь одну и ту же величину, но они будут сдвинуты по времени на угол в 1200. Эти токи производят магнитодвижущие силы (МДС), которые, в свою очередь, создают вращающийся магнитный поток. Конструкция может варьироваться в широких пределах, так как она повторяет конструкцию современных альтернаторов (генераторов) и трехфазных моторов, однако в основе лежит один принцип: стационарное, но постоянно вращающееся магнитное поле, индуцирующее напряжения и токи в неподвижных катушках, расположенных на пути вращающегося магнитного поля. Схема показывает двухполюсное устройство обеих обмоток, но может быть использовано и множество других устройств, как в обычных двигателях и генераторах.
(0025) Рис.2 показывает размещение трехфазных внутренних обмоток 4В, которые обеспечивают практически симметричные напряжения и токи вследствие сдвига в 1200. Это подобно двухполюсной компоновке. Множество других трех- или полифазных компоновок может быть использовано. Везде, где проводник пересекает вращающееся магнитное поле, будет индуцироваться напряжение, снимаемое с клемм. Взаимные соединения обмоток зависят от устройства системы. В данном случае, мы получим трехфазное напряжение на клеммах Т17А, Т27В и Т37С и на нейтрали 8. Выходное напряжение зависит от плотности вращающегося магнитного потока, числа витков приемных обмоток, частоты приложенного тока (вместо скорости вращения) и длины проводника, пересекаемого полем, как и в любых других генераторах.
(0026) Рис.3 показывает второй вариант настоящего изобретения, в котором генератор изготовлен из набора одинаковых изолированных пластин, сложенных вместе в цилиндр до получения необходимой высоты. Этот вариант также может быть изготовлен из цельного куска феррита. Одни и те же пазы (окна) 10 будут содержать в себе внутренние и внешние обмотки 3, т.е. приемные обмотки и обмотки возбуждения (см. рис. 5). В данном случае показан 24- пазовый сердечник, но количество пазов может широко отличаться в зависимости от потребностей и конструктива.
(0027) Рис.4 показывает две части одной пластины для еще одного варианта настоящего изобретения. Для практического применения каждая пластина может быть разделена на две части: 9А и 9В, как показано, с целью облегчения намотки катушек. Потом эти части вставляются друг в друга без зазоров, как если бы они были единым целым.
(0028) Пластины, описанные выше, могут быть изготовлены из тонких (толщиной 0.15 мм и менее) изолированных листов 9 (или 9А и 9В) из материала с высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями на гистерезис, такого, как, например, Hiperco 50A или аналогичного, для уменьшения потерь, или из прессованного электрически изолированного ферромагнитного порошка, который имеет более низкие потери на вихревые токи и гистерезис, что может сделать генератор более эффективным.
(0029) Принцип действия генератора.
НЭГ, как описано и показано на нижеследующих рисунках, разработан и предназначен для производства мощного вращающегося электромагнитного поля с низкими токами возбуждения. Используя слоистые материалы, типа вышеупомянутого Hiperco 50A, мы можем получить вращающиеся магнитные поля индукцией более 2 Тесла, так как нет никаких потерь воздушного промежутка, механических потерь, потерь сопротивления воздуха, потерь реакции якоря и т.п., указанных выше. Это может быть получено подачей трехфазного напряжения на клеммы А, В, С 12 обмоток возбуждения 13, 14 и 15 (5А, 5В и 5С на рис. 1), размещенных через угол 1200 по отношению друг к другу (см. рис. 50) с внешнего источника питания.
(0030) Рис. 5 показывает пространственное размещение индукционных обмоток 13, 14 и 15 также, как и приемных обмоток 18А, 18В, 19А, 19В, 20А и 20В. Обе: и индуцирующие и приемные обмотки размещаются в одних и тех же пазах 10 или 16 и 17 одинаковым образом. Даже при том, что система работает в обоих направлениях, лучшая конфигурация, думается, следующая: обмотки возбуждения 13, 14 и 15 – в центре, а приемные (якорные) обмотки 18А, 18В, 19А, 19В, 20А и 20В – на периферии, т.к. малые обмотки более предпочтительны для возбуждения очень сильного вращающегося магнитного поля, благодаря низким потерям процесса, а с другой стороны, большие и мощные обмотки нужны для извлечения всей энергии, которую обеспечивает система. Обе обмотки соединены в “звезду” (не показано), но они могут соединяться и другими способами, как на других генераторах. Все вышесказанное справедливо и для варианта устройства, показанного на рисунках 1 и 2.
(0031) Обмотки возбуждения 13, 14 и 15 разработаны и рассчитаны таким образом, чтобы генератор мог запускаться от обычного трехфазного напряжения (230 В 60 Гц, например). Если местные напряжения в сети не подходят, можно управлять напряжением до получения желанного уровня с помощью трехфазного трансформатора, электронного преобразователя или инвертора и т.д. Как только мы получим нужное мощное магнитное поле, вращающееся и пересекающее неподвижные приемные (якорные) обмотки 18А, 18В, 19А, 19В, 20А и 20В, трехфазное напряжение может быть снято с клемм Т1, Т2, Т3 и N21 пропорционально плотности магнитного потока, количеству витков в катушках, частоты генерации (вместо угловой скорости вращения индуктора), длины проводников, пересекаемых вращающимся полем, как и в любом другом генераторе. Выходные токи будут трехфазными токами (или многофазными в зависимости от конструкции), и мы можем получить нейтраль 21, если используем соединение “звездой”, как в любых других генераторах.
(0032) Выходные переменные напряжения и токи – совершенные синусоидальные кривые, разделенные во времени и полностью симметричные. Напряжения и токи, полученные этим способом, пригодны к использованию любым существующим методом. Любые напряжения могут быть получены, в зависимости от конструкции.
(0033) Рис. 6 показывает образец магнитного потока, произведенного трехфазной обмоткой возбуждения 13, 14 и 15. Этот поток подобен потоку в статорах индукционных двигателей. Так как нет воздушного зазора, все части магнитного потока гомогенны (неразрывны) вне зависимости от используемого материала. Сердечник изготовлен из тонких изолированных пластин с высокой магнитной проницаемостью и низкими потерями на гистерезис; потери на вихревые токи минимальны благодаря небольшой толщине пластин. Нет никаких встречных потоков и реакции якоря, следовательно, магнитный поток может быть близким к потоку насыщения сердечника, а получен он может быть относительно небольшим током возбуждения или малой входной энергией. Благодаря сдвигу во времени между тремя фазами и пространственному распределению обмоток возбуждения, вращающееся магнитное поле может быть получено в сердечнике, как показано на рис. 7.
(0034) После запуска генератора небольшую часть полученной энергии подают на вход (рис. 8 и 9), чтобы питать катушки возбуждения 3 (на рис.1) или 13, 14 или 15 (на рис.5), как и в любом другом генераторе с самовозбуждением. Естественно, напряжения и фазы должны быть совершенно идентичны и симметричны, и если необходимо, то напряжения обратной связи могут быть обработаны и изменены различными трансформаторами, электронными регуляторами, фазорегуляторами (для коррекции фаз) или другими видами контроллеров напряжения и фаз.
(0035) Один возможный метод заключается в использовании электронного преобразователя 25, который первоначально выпрямляет линейное напряжение с двух или трех фаз переменного тока 24 в постоянный ток электронным выпрямителем 26 и после, электронным способом, преобразует постоянный ток 27 в переменный трехфазный ток 28 для получения трехфазных токов, сдвинутых по времени на 1200 для возбуждения электромагнитных полей А, В и С. Некоторые преобразователи или инверторы используют однофазное (двухпроводное) питание, в то время как другие используют только трехфазное питание. Настоящий вариант использует преобразователь на 3 кВА, который может быть запитан двумя источниками по 220 В.
(0036) Вращающееся магнитное поле, полученное токами, протекающими через трехфазные обмотки возбуждения 13, 14 и 15, вызывает напряжение , подающееся на клеммы Т1, Т2, Т3 и N29 (7А, 7В, 7С, 8 на рис.2). После, выходное напряжение по проводам 30 возвращается назад в систему, преобразуясь в обратный переменный ток, который выпрямляется диодным выпрямителем 31 в постоянный ток 32 и после подается на клеммы электронного инвертора 26 (см. рис.8). После того как обратная связь замкнулась, НЭГ может быть отключен от временного источника 24 и дальше производить электроэнергию автономно.
(0037) На рис.9 показан второй вариант НЭГ. Основные принципы остаются такими же, как для описанного выше генератора, так и для показанного на рис. 1 и 2. Главные отличия заключаются в форме пластин и в пространственном распределении обмоток, как описано и показано ранее. Изменения в цепях обратной связи, использовании инверторов и фазосдвигающих трансформаторов также показаны.
(0038) Ферромагнитный сердечник 11 набран из цельных пластин 9, как показано на рис.3 (или из разделенных для удобства, как показано на рис.4), до получения желаемой высоты. Пазы 10, как показано ранее, содержат обе обмотки: возбуждения 13, 14, и 15 и приемные (якорные) 18А, 18В, 19А, 19В, 20А и 20В в тех же самых окнах 10 или 16 и 17. Выводные провода трех фаз 12 ведут к трехфазным обмоткам возбуждения 13, 14 и 15. Они запитаны: первоначально от временного источника 33 и от трехфазного выходного источника 34, как только генератор выйдет на самогенерацию.
(0039) Обмотки возбуждения 13, 14 и 15 имеют двухполюсное устройство, но много других трехфазных или многофазных устройств могут быть использованы для получения вращающегося электромагнитного поля. Эти обмотки соединены в “звезду” (не показано) тем же самым способом, как в варианте на рис. 1, 2 и 8, но могут быть соединены и другими способами. Обмотки возбуждения 13, 14 и 15 расположены на внутренней части 16 пазов 10.
(0040) Якорные (приемные) обмотки 18В, 19А, 19В, 20А и 20В имеют двухполюсное устройство, точно повторяя устройство обмоток возбуждения 13, 14 и 15, но много других различных устройств могут быть применены в зависимости от конструкции и назначения. Приемные (якорные) обмотки должны быть рассчитаны в направлении того, чтобы генератор имел наименьшие возможные синхронные реактивные и активные сопротивления. Поэтому большая часть выработанной энергии должна уходить в нагрузку, а не расходоваться на внутренних сопротивлениях. Эти обмотки соединяются в “звезду” для образования нейтрали 21, таким же самым способом, как и в варианте изобретения, показанного на рис.2, но могут быть соединены и по- другому, в зависимости от потребности. Якорные (приемные) обмотки расположены во внешней части 17 пазов 10.
(0041) Выходящие провода трех фаз и нейтрали 21 идут от якорных обмоток 18В, 19А, 19В, 20А и 20В. Вращающееся магнитное поле. созданное в сердечнике (см. рис. 6 и 7) обмотками возбуждения 13, 14 и 15, индуцирует напряжение, подводимое к клеммам Т1, Т2 и Т3 плюс нейтрали 29. С каждого трехфазного вывода 21 снимается по проводам 34 обратное напряжение для самозапитки системы.
(0042) Временный трехфазный источник питания 33 для запуска системы подключается к клеммам А, В и С 12. Н.Э.Г. должен мгновенно запуститься от внешнего трехфазного источника, а потом отключиться от него.
(0043) Даже при том, что выходное вторичное линейное напряжение может быть точно рассчитано и получено на якорных (приемных) обмотках, напряжение, необходимое для питания обмоток возбуждения ( в зависимости от конструкции), может быть получено с трехфазного регулируемого трансформатора или с другого преобразователя напряжения 35, включенного между входом и выходом для более точного регулирования возвращаемого напряжения.
(0044) Расположенный после регулируемого трансформатора 35, трехфазный трансформатор- фазорегулятор будет корректировать и выравнивать любой сдвиг фаз в углах напряжений и токов до того, как подать питание на обмотки возбуждения. Эта система работает аналогично изображенной на рис. 8, которая использует преобразователь 25.
(0045) Как только напряжение и фазы совпадут с временным источником 33, выходные цепи 34 соединяются с входными цепями А, В и С 12 по цепи обратной связи 37 и временный источник 33 после отключается. НЭГ останется работать неопределенно долго без подвода энергии от внешнего источника, обеспечивая постоянно большой выход энергии.
(0046) Выходящая электроэнергия, вырабатываемая в этой системе, использовалась, чтобы произвести свет и тепло, запитывались многофазные двигатели, генерировались одно- и многофазные напряжения и токи промышленных частот, преобразовывались напряжения и токи посредством трансформаторов, выпрямлялись многофазные токи в постоянный ток так же хорошо, как и для других использований. Электричество, полученное описанным выше способом, столь же универсально и совершенно, как и электричество, получаемое обычными электрогенераторами. Но НЭГ автономен и не зависит от какого-либо другого внешнего источника энергии, он запитан сам от себя; он может быть использован везде без ограничений, он может быть сконструирован любого размера и обеспечивать выработку любого количества электроэнергии постоянно, согласно своей конструкции.
(0047) НЭГ является и будет очень простой машиной. Краеугольными камнями системы являются: ультранизкие потери неподвижных генерирующих систем и очень низкие конструктивные потери на синхронные реактивные сопротивления.
(0048) Приемные (якорные) обмотки должны быть рассчитаны исходя из того, что генератор должен иметь минимально возможные активное (омическое) сопротивление и наименьшее синхронное реактивное сопротивление. Исходя из этого, большая часть выходной мощности будет уходить в нагрузку, а не расходоваться на преодоление внутренних сопротивлений.
Патентная формула заключается в следующем:
1. НЭГ, включающий в себя:
— сердечник, имеющий множество пазов;
— возбуждение заключается в производстве стационарного вращающегося электромагнитного поля, читай индукция возбуждения должна пронизывать множество пазов;
— электромагнитная индукция состоит в наведении электрической энергии, читай индукция наведения должна присутствовать во множестве пазов, также наведенная индукция должна быть источником энергии для питания обмоток возбуждения;
2. НЭГ, описанный в 1 пункте, имеет цельный, нераздельный сердечник;
3. НЭГ, описанный в 1 пункте, может также состоять из:
— внутренней части;
— внешней части, причем внутренняя и внешняя части должны быть собраны вместе без зазоров и неподвижно друг относительно друга.
4. НЭГ, описанный в 1 пункте, может иметь сердечник, набранный из множества пластин.
5. НЭГ, описанный в 1 пункте, может иметь сердечник, изготовленный из ферритового порошка, спрессованного, отформованного и изолированного.
6. НЭГ, описанный в 1 пункте, может иметь цилиндрическую цельную центральную часть.
7. НЭГ, описанный в 1 пункте, имеет множество пазов (щелей), расходящихся в стороны от цилиндрической центральной части к внешнему краю сердечника.
8. НЭГ, описанный в 1 пункте, в котором возбуждение происходит в первом (внешнем) ряду электрических обмоток.
9. НЭГ, описанный в 1 пункте, в котором наведение (индукция) происходит во втором (внутреннем) ряду электрических обмоток.
10. НЭГ, описанный в 8 пункте, в котором первый ряд электрических обмоток имеет двухполюсное устройство.
11. НЭГ, описанный в 9 пункте, в котором второй ряд электрических обмоток имеет двухполюсное устройство.
12. НЭГ, описанный в 8 пункте, в котором первый ряд электрических обмоток состоит из трехфазных обмоток, расположенных через угол 1200 относительно друг друга.
13. НЭГ, описанный в 9 пункте, в котором второй ряд электрических обмоток состоит из трехфазных обмоток, расположенных через угол 1200 относительно друг друга.
14. НЭГ, описанный в 7 пункте, в котором обмотки возбуждения расположены в пазах вблизи цилиндрической центральной части.
15. НЭГ, описанный в 7 пункте, в котором приемные (якорные) обмотки расположены в пазах в противоположной стороне от цилиндрической центральной части.
16. НЭГ, описанный в 1 пункте, кроме того, включает в себя систему обратной связи для отбора мощности от приемных катушек для собственных нужд генератора.
17. НЭГ, описанный в 16 пункте, в котором источник питания отключается, как только заработает система обратной связи для отбора мощности для питания обмоток возбуждения.
18. НЭГ, описанный в 16 пункте, кроме того, включает в себя регулятор, служащий для регулировки выходной мощности.
19. НЭГ, описанный в 16 пункте, кроме того, включает в себя фазорегулятор для регулирования сдвига фаз на выходе источника питания.
zaryad.com
Принцип работы и устройство электрогенератора, советы по выявлению неполадок
Казалось бы, зачем нужно знать принцип функционирования, если можно просто произвести замену генератора или отдать его в ремонт? С нашей точки зрения для этого есть, по крайней мере, две причины.
Во-первых, чтобы правильно определить, какая часть «схемы» неисправна – сам генератор или что-то еще. Может, дело и не в нем, а в ненадежном креплении клемм и тому подобное?
Во-вторых, зная устройство и работу того или иного изделия, часто можно осуществить ремонт и самостоятельно, не тратя время на поиски «спецов» или магазина.
Нам кажется, что такое вступления вызовет некоторый интерес к данной статье, тем более что мы не будем «загружать» читателя теорией вперемежку с многочисленными формулами, а рассмотрим вопрос в упрощенном виде, исходя из того, что нам может пригодиться на практике.
Под таким названием – электрогенератор – подразумеваются любые устройства, которые в электрическую энергию преобразуют какой-нибудь другой ее вид (тепловую, механическую и так далее). Но чаще всего большинство из нас, особенно владельцы автомобилей и загородной недвижимости, сталкивается с изделиями, в которых «первичной» является энергия именно механическая.
Изображенные на фото модели электрогенераторов практически все видели, а у многих они имеются (по отдельности или в составе других аппаратов) в личной собственности.
Основные элементы
- Статор (система магнитов, заключенная в литом корпусе).
- Ротор (система проводников, намотанных особым образом).
- Токосъемное устройство – коллектор и щетки (графитовые), которые «снимают» с него напряжение, далее поступающее в электрическую цепь (например, автомобиля). Кстати, в некоторых моделях щетки отсутствуют.
В таких устройствах используется эффект самоиндукции. Проще говоря, это – возникновение электрического тока в проводнике, расположенном в ЭМ вращающемся поле. Хотя есть и другие варианты – например, неподвижна магнитная система, а вращается сама «рамка». В автомобильных генераторах свои обмотки имеют и статор, и ротор.
Достаточно посмотреть на размещенные ниже рисунки, и сразу вспоминаются не только школьные годы, но и еще кое-что из услышанного в свое время на уроках физики.
Практически же это исполнено так. Неподвижная часть изделия – статор, который жестко зафиксирован. Внутри него – ротор, который приводится в движение каким-либо двигателем. Он может быть с ним связан или «жестко» (сидеть на его валу), или с помощью ременной передачи.
Примененное инженерное решение во многом зависит от того, какой ток нужно получить от генератора – переменный (как в системах автономного электропитания жилых или промышленных объектов) или постоянный.
Что нам дают полученные общие знания о принципе работы электрогенератора, для чего это может понадобиться?
- Никогда не нужно «грешить» сразу на само изделие. В принципе, «ломающихся» частей в нем нет. В автомобилях генератор соединяется с валом двигателя ремнем. Машина может работать на холостом ходу, а вот ротор остается неподвижным. Причина – слабое натяжение ремня. По сути, он «прокручивает» на шкиве и не передает вращательное движение ротору.
- Обязательно нужно проверить разъем подключения к бортовой электросети. В генераторах, где съем напряжения производится щетками, не только их целостность (предел выработки), но и степень прижима к коллектору.
- Для автомобильных генераторов – исправность диодного выпрямителя. Часто бывает так, что пробит один из элементов, а сами обмотки ни при чем. Диодную «головку» заменить значительно проще и дешевле.
electroadvice.ru
Устройство и принцип работы генератора переменного тока
Генератор тока— это электрическая машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Они могут генерировать как постоянный, так и переменный ток.
До второй половины XX века на автотранспорте применялись генераторы постоянного тока. Затем широкое распространение получили полупроводниковые диоды, которые позволяли выпрямить переменный ток или сделать его постоянным. Поэтому и в этой сферы генераторы постоянного тока заменили более надежные и компактные трехфазные генераторы переменного тока.
В прошлой статье Я подробно рассмотрел вопросы работы электродвигателя, сейчас будут изложены общие принципы работы и устройства генератора тока. Я не буду подробно останавливаться на машинах постоянного тока, потому что в быту, гаражах и на автотранспорте они сегодня не применяются. Они лишь широко используются в городском электротранспорте: троллейбусах и трамваях .
Принцип действия генератора тока
Генератор работает на основе закона электромагнитной индукции Фарадея— электродвижущая сила (ЭДС) индуцируется в прямоугольном контуре (проволочной рамке), вращающимся в однородном вращающемся магнитном поле.
ЭДС также возникает в неподвижной прямоугольной рамке, если в ней вращать магнит.
Простейший генератор представляет собой прямоугольную рамку, размешенную между 2 магнитами с разными полюсами. Для того что бы снять с вращающейся рамки напряжение используются токосъемные кольца.
На практике же используются электромагниты, которые представляют собой катушки индуктивности или обмотки из медного провода в электроизоляционном лаке. При прохождении электрического тока по обмоткам, они начинают обладать электромагнитными свойствами. Для их возбуждения необходим дополнительный источник тока- в автомобилях это аккумуляторная батарея. В бытовых электростанциях возбуждение при заводке происходит в результате самовозбуждения или от дополнительного маломощного генератора постоянного тока, который приводится в движение валом генератора.
По принципу работы генераторы могут быть синхронными или асинхронными.
- Асинхронные генераторы конструктивно просто устроены и недороги в изготовлении, более устойчивы к токам короткого замыкания и перегрузок. Асинхронный электрогенератор идеально подходит для питания активной нагрузки: ламп накаливания, электронагревателей, электроники, электрических конфорок и т. д. Но даже кратковременная перегрузка для них недопустима, поэтому при подключении электродвигателей, не электронного типа сварочного аппарата, электроинструмента и других индуктивных нагрузок- запас по мощности должен быть минимум трехкратным, а лучше четырехкратным.
- Синхронный генератор прекрасно подойдет для индуктивных потребителей с высокими значениями пусковых токов. Они способны в течении одной секунды выдерживать пятикратную токовую перегрузку.
Устройство генератора переменного тока
Для примера рассмотрения устройства возьмем автомобильный трехфазный генератор.
Автомобильный генератор состоит из корпуса и двух крышек с отверстиями для вентиляции. Ротор вращается в 2 подшипниках и приводится в движение при помощи шкива. По своей сути ротор является электромагнитом, состоящий из одной обмотки. Ток на нее подается при помощи двух медных колец и графитовых щеток, которые соединены с электронным реле-регулятором. Оно отвечает за то, что бы выдаваемое напряжение генератором всегда было в допустимыми пределах 12 Вольт с допустимыми отклонениями и не зависело от частоты вращения шкива. Реле-регулятор может быть как встроено в корпус генератора, так и находится за его пределами.
Статор состоит из трех медных обмоток, соединенных между собой в треугольник. К точкам их соединения подключен выпрямительный мост из 6 полупроводниковых диодов, которые преобразуют напряжение из переменного в постоянное.
Бензиновый электрогенератор состоит из двигателя и приводящего им в движение на прямую- генератора тока, который может быть как синхронного, так и асинхронного типа.
Двигатель оснащен системами: запуска, впрыска топлива, охлаждения, смазки, стабилизации оборотов. Вибрацию и шум поглощают глушитель, виброгасители и амортизаторы.
Блок автоматики и управления следит за работой электростанции и при необходимости корректирует и защищает в аварийных ситуациях.
В более дешевых электростанциях происходит ручной запуск, а в более дорогих- автозапуск при помощи стартера и аккумуляторной батареи.
Более подробно об электростанциях Вы сможете узнать из нашей следующей статьи «Как выбрать электростанцию для дома или гаража».
jelektro.ru
Генератори електричного струму: види, характеристики, застосування
Якщо ви втомилися від шуму і смогу великого міста,то можна поїхати за його межі, щоб відпочити на території заміського котеджу, розташованого близько до річки або лісі. Повітря там чисте і має в своєму розпорядженні до умиротворення. Але без електрики життя сучасної людини немислима. Якщо ви теж не можете обійтися без побутової техніки і телефонів, а потужності старої лінії централізованого електропостачання недостатньо, то можна розглянути генератори електричного струму. Вони будуть просто необхідні про той випадок, коли електропостачання і зовсім не підведено.
Щоб життя заміського будинку не завмирало ні нахвилину, при проектуванні домовласники передбачають наявність додаткового джерела електроенергії. Однак перед вибором такого приладу необхідно розібратися в характеристиках, які дозволять вам зрозуміти, за допомогою якого агрегату можна буде економити на енергоносіях. Варто пам'ятати про те, що не всі прилади підходять для тривалої безперебійної роботи. Деякі з них можна використовувати тільки в ролі аварійного джерела енергії. Багато моделей видають досить багато шуму, що вимагає спеціально обладнати приміщення.
Різновиди генераторів енергії
Як би далеко ви не знаходилися від цивілізації -на дачі або в умовах заміського будинку - можна користуватися електрикою, яке дозволить експлуатувати атрибути комфорту. Залежно від типу виробленого струму електрогенератори можуть бути однофазними і трифазними. У першому випадку вихід напруги становить 220 вольт, а частота дорівнює 50 герц. Що стосується трифазних електрогенераторів, то напруга в них еквівалентно 380 вольт, а частота становить 50 герц.
Ці параметри мережі забезпечать безперебійну роботупобутових приладів і електроінструментів. Розглядаючи генератори електричного струму, ви зрозумієте, що в залежності від використовуваного вихідного палива, виду двигуна або джерела енергії агрегати можуть бути дизельними, бензиновими або газовими, а також працюють на альтернативних джерелах енергії за типом води, сонця і вітру. У продажу можна зустріти і безпаливні генератори електроенергії.
Характеристики та застосування бензинових генераторів
Такі агрегати широко використовуються для аварійногозабезпечення електрикою заміських будинків, котеджів і дач, коли стаціонарне електропостачання відключено. Експлуатувати прилад можна і для локального освітлення прибудинкових, торгових і автомобільних майданчиків. Такі генератори електричного струму в ролі самостійних постійних джерел харчування майже не використовуються, так як їх номінальна потужність лише в рідкісних випадках перевищує 20 кіловат. Автономні бензинові генератори, як правило, працюють на бензині марки АІ-92, але в деяких випадках можна використовувати АІ-76 або АІ-95 з додаванням олії.
Різновиди бензинових генераторів
Генератори електричного струму, що працюють набензині, можуть бути переносними, стаціонарними або пересувними. Установки імпортного виробництва адаптовані до вітчизняних марок палива. У нормальних умовах їх можна використовувати для забезпечення стабільної роботи і запуску двигунів. Залежно від потреби можна підібрати бензинові генератори з ручним запуском або стартером, зі стандартним або збільшеним паливним баком. Вони можуть бути у відкритому виконанні або в спеціальні звукопоглинальні кожусі.
Характеристики
uk.ellas-cookies.com
