Генератор переменного тока: устройство, принцип работы, технические характеристики и 7 видов приборов

Как работает

В камерах двигателя размещается сжатое топливо, которое может воспламеняться. В процессе горения образуются газы, начинающие вращать коленвал. Из-за этого начинает работать ротор альтернатора. В статоре образуется магнитное поле.

Электрический генератор

Результат процессов, описанных ранее, — появление индукционного электрического тока в обмотке. Он доступен для потребления сразу на выводе устройства, любыми другими приборами. Поездки на природу, резервное питание — ситуации, когда подобные решения становятся актуальными. В этом случае электрический генератор незаменим.

Область применения

Кэмпинг в лесуПовседневную 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.

Виды генераторов

Электрические генераторыКак бы далеко человек ни находился от благ цивилизации, всегда можно пользоваться электричеством благодаря электрическим генераторам. Они бывают однофазными или трехфазными в зависимости от производимого тока. В однофазных выход напряжения стандартный — 220 B, частота — 50 Гц. Во втором варианте выход напряжения — 330 В, частота — аналогичная однофазному.

Частота и выход напряжения поспособствуют бесперебойной работе электрических бытовых приборов и инструментов. Сами генераторы в зависимости от источника энергии могут работать на бензине, дизеле, газе или же на солнечной, ветряной и водяной энергии.

Бензиновые генераторы

Как работают генераторы на топливеБензиновый электрогенератор — топливное устройство, работающее автономно. Для его работы понадобится, как можно догадаться, бензин, расход которого составляет 500 мл для выработки одного киловатта в час. Конечно, этот показатель может меняться в зависимости от мощности прибора.

Работает аппарат просто: нужно залить топливо в бак, откуда оно попадет в камеру внутреннего сгорания. Искра зажигает смесь. Энергия, вырабатываемая при горении, преобразуется в электрический ток. Бензиновый генератор почти не используется в роли самостоятельного источника питания, так как ему попросту не хватает мощности. Его можно активно применять для освещения участка, различных площадок.

По способу перемещения бензиновые аппараты могут быть передвижными и стационарными. Что касается используемого топлива, то это могут быть такие марки бензина: АИ-92, АИ-95 с добавлением масла, АИ-76.

Дизельные устройства

Принцип работы генератораВ основном на рынке дизельных электрогенераторов продаются однофазные варианты мощностью 5 кВт, напряжением 220 В и частотой тока 50 Гц. Эти параметры стандартны для бытовых приборов. Если нужны более мощные генераторы, то существуют аппараты с мощностью 10 кВт.

Для поддержания стабильного напряжения и достаточного запаса мощности производители рекомендуют дизельный синхронный генератор с мощностью 5,5 кВт. Разброс показателей напряжения у такого устройства колеблется в пределах 5% от номинального. Это позволяет подключать приборы, чувствительные к скачкам напряжения. Использование асинхронного 6 кВт аппарата не позволяет присоединять чувствительные устройства, так как погрешность стабилизации здесь достигает 10%.

Газовые аппараты

Газовый электрогенератор — высокотехнологичный аппарат, предназначенный для выработки электрической энергии. Механизм работы заключается в следующем: путем сгорания топлива вырабатывается механическая энергия, которая затем замещается электрической. Основные достоинства:

  • Бензиновый генераторБезопасность для экологии. Итогом горения газа являются безвредные компоненты, не содержащие копоти и токсических отходов.
  • Экономичность. Цена энергии, вырабатываемой генератором, ниже, чем при работе с бензиновым устройством.
  • Автоматизированная подача топлива. Это значит, что нет необходимости постоянно доливать бензин или дизтопливо, достаточно подключиться к центральной магистрали газоснабжения.
  • Автозапуск. Ничего не нужно подключать и отключать, потому что система снабжена автоматикой. Стоит обратить внимание на то, что генератор должен находиться только в теплом помещении, иначе зимой он не включится.

Существуют у газовых генераторов и недостатки, например, чтобы подключить аппарат к центральному газоснабжению, придется получить кучу разрешений и потратить немало финансов. Кроме того, для подключения нужны особые навыки, так как технология требует особых мер безопасности. Ведь газ может взорваться, а газовый электрогенератор непростой по своему устройству.

Схема генератора переменного тока

Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.

Принцип действия

Закон электромагнитной индукции является основным принципом действия генератора переменного тока. Устройство и принцип работы практически одинаковы для всех типов. Происходит индукция, в результате которой появляется ЭДС в контуре, при вращении в однородном магнитном поле. Это магнитное поле вращается.

Работает генератор переменного тока следующим образом:

  • ротор является магнитом, передающим при вращении магнитное поле в обмотки статора;
  • статор представляет собой катушки, к которым подведены провода для съёма электрической энергии;
  • при возникновении U происходит его съём.

Принцип действия генератора

Кольца выполняются из медного проводника, вращаются с ротором и валом одновременно. Щётки служат для передачи тока с вала на кольца. Разновидностей очень много и, следовательно, их можно классифицировать по следующим признакам:

  • конструктивный план;
  • метод возбуждения;
  • количество фаз: однофазные, двухфазные и трёхфазные;
  • тип соединения обмоток статора.

По конструктивному плану бывают с неподвижными полюсами и якорем (он вращается) и, наоборот, с вращающимися магнитными полюсами (якорь остаётся неподвижным). Последний вид получил широкое распространение, благодаря получению большего тока. При вращении ротора, полюсные наконечники которого имеют минимальный зазор между статором для создания максимального Ф, происходит генерация ЭДС в витках статорной катушки. Наконечники подбираются такой формы, чтобы U было близко к синусоидальному.

По методу возбуждения также делятся на подвиды.

  1. Обмотки питаются постоянным током (независимое возбуждение). Эта модель приводится в действие при помощи другого генератора.
  2. Питается своим же выпрямленным током (с самовозбуждением).
  3. Возбуждение от постоянных магнитов.

Наиболее часто применяется соединение звездой и нейтральный провод, который выполняет роль компенсатора фазовых перекосов. Кроме того, нулевой провод позволяет исключить постоянную составляющую при возникновении вредоносных кольцевых токов (далее I), снижающих мощность и влияющих на нагрев.

К генератору, обмотки которого соединены по типу звезды, подключается активная нагрузка с нейтральным проводом. Кроме того, бывает соединение треугольником , которое применяется редко.

При таком подключении обмоток можно подключать устройства небольшой мощности. Генераторы отличаются между собой техническими параметрами.

Опции и возможности бытовых электрогенераторов

Для удобства эксплуатации производители оснащают свою продукцию рядом полезных опций, среди которых можно выделить:

  • устройство автоматического запуска агрегата при отключении электроэнергии;
  • наличие встроенного УЗО, отключающего устройство от электросети при пробое изоляции и появлении тока утечки;
  • контроль параметров и отображение их на дисплее;
  • защита от перегрузки.

При подключении к электрогенератору нагрузки, величина которой буде ниже паспортной, агрегат начнет «съедать» часть жидкого топлива впустую, не используя полностью свои возможности.

Не будет лишним наличие в комплекте поставки специального шумогасящего кожуха, топливного бака увеличенного объема, кожуха, защищающего агрегат от воздействия низкой температуры и пр.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на ж/д транспорте было безальтернативным. Однако уже начался процесс вытеснения этих генераторов синхронными трёхфазными устройствами. Переменный ток, синхронного альтернатора выпрямляют с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

На некоторых российских локомотивах нового поколения уже применяют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Похожая ситуация наблюдается с автомобильными генераторами. Альтернаторы постоянного тока заменяют асинхронными генераторами, с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только передвижные сварочные аппараты с автономным питанием неизменно остаются в паре с альтернаторами постоянного тока. Не отказались от применения мощных генераторов постоянного тока также некоторые отрасли промышленности.

Выводы

Все рассмотренные выше типы генераторов, кроме инверторных, могут применяться не только в маломощных бытовых моделях электростанций, но и в крупных генераторных системах, которые вырабатывают мегаватты электроэнергии.

Видео по теме

Посмотрите видео «Как выбрать генератор: бензиновый, дизельный и газовый, какой лучше?»

        Поделиться:

Возможные неисправности

В бензиновом генераторе могут обнаружить следующие неисправности:

  • перегрев двигателя, что связано с нарушением правил монтажа оборудования;
  • повышенный расход топлива;
  • сложный запуск в зимнее время;
  • нестабильная работа прибора при небольших оборотах;
  • перегорание обмоток.

Схема подключения бензогенератора

Видео по теме: Как выбрать генератор для дома

О сварочных генераторах

Пользователи часто интересуются, можно ли соединять с генераторами сварочное оборудование. Производители говорят, что такое возможно, но только для сварочных инверторов. Главное — эксплуатировать оборудование без перегрузки. Это напрямую влияет на продолжительность эксплуатационного срока.

Подключение

Для варки рекомендуют применять электрод не более 2 мм. Больший диаметр нецелесообразно выбирать, это негативно скажется на сварке.

Вывод

Таким образом, существует огромное количество видов генераторов переменного тока, которые используются в той или иной жизненной ситуации. Они обладают всевозможными видами защиты от перегрузок, перегрева, токов КЗ. Основной принцип работы заключается в преобразовании энергии различного типа в электрическую.

Пожалуйста, оцените этот материал!

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд

(

10

оценок, среднее:

4,70

из 5)

loading.gif

Загрузка…

Двигатель бензинового генератора

Работа двигателя устройства обеспечивает вращение вала внутреннего генератора и собственно, выработку электроэнергии.

По типу двигатель бензинового генератора может быть двух-тактным или четырёх-тактным. По названию понятно, что это двигатель внутреннего сгорания работающий на бензине.

Двухтактные двигатели, используются в бытовых генераторах небольшой мощности. Недостатки таких двигателей — это высокий уровень шума при работе, повышенная вредность выброса, а также нестабильность напряжения и тока на выходе. Однако они легко заводятся в холодный период года.

Четырёхтактные двигатели более мощные. Они используются в мощных бензиновых электростанциях. Работают они более тихо, меньше «дымят». Однако сложны в обслуживании и восприимчивы к холоду.

Тип старта

Для запуска двигателя важен такой параметр, как тип запуска двигателя. Он может быть:

  • Ручной: от шнура;
  • Электрический: кнопкой от встроенного стартера;
  • Автоматический: от встроенной опции автоматического ввода резервного питания (АВР).

запуск бензиновые генераторы от шнура

запуск бензиновые генераторы кнопкой

Охлаждение

Завершающим параметром бензинового генератора, будет тип охлаждения двигателя. Здесь два варианта:

  • Воздушное охлаждение;
  • Водяное охлаждение.

Генераторы с водяным охлаждением могут работать круглосуточно, без перерыва на охлаждение. Бытовые генераторы имеют воздушное охлаждение.

Обеспечение требований безопасности

Обычно генераторы устанавливают вне закрытых мест. Главное — чтобы они находились там, где гарантирована полная защита от осадков, других воздействий внешней среды. Токсичность продуктов выхлопа — главная причина, по которой генераторы запрещается эксплуатировать именно в закрытых помещениях.

Обратите внимание! Твёрдая неподвижная горизонтальная поверхность без возвышений — оптимальная опора для установки. При монтаже надо проследить за тем, чтобы присутствовало свободное пространство площадью минимум 1 квадратный метр. Такое расстояние должно остаться с каждой стороны от генератора. Это необходимо, чтобы организовать свободную циркуляцию воздуха, исключить теплопередачу от генератора в сторону окружающих предметов.

Со стороны выпускного отверстия не должно быть посторонних предметов. Они могут повредить конструкцию либо стать источником дополнительной опасности для неё. На вентиляционные отверстия тоже не должно попадать никаких загрязнений.

К генератору не должны иметь доступ дети и другие посторонние лица. То же касается других людей, которым не знаком принцип безопасной эксплуатации.

Самостоятельный ремонт генераторов под запретом, для этого надо приглашать специалистов.

Нахождения источников пламени, тлеющего горения рядом с агрегатом недопустимо. Иначе преобразовывать энергию безопасно не получится.

Компактные приборы

Назначение

Генераторы являются основными источниками электроэнергии в системах энергоснабжения, позволяющих обеспечивать питание любых потребителей и заряжать аккумуляторную батарею в процессе функционирования двигателя.

Современные генераторы, имеющие встроенные кремневые диоды, обладают небольшими габаритами, простой конструкцией, надежностью и долгим сроком эксплуатации, что является отличным дополнением высокой удельной мощности таких устройств-преобразователей при малой вращательной частоте.

Некоторое время назад генераторы отличались довольно узкой областью применения, но благодаря усилиям разработчиков, техников и специалистов, преобразователи энергии были в значительной степени усовершенствованы. На сегодняшний день область применения данных устройств очень широка, поэтому генераторы ПТ стали незаменимыми в промышленной и бытовой сфере.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом