Как работает возбуждение генератора: Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

1. Возбуждение – это термин, используемый инженерами-электриками, означающий создание магнитного поля. Простой магнит, используемый в этой главе для иллюстрации работы генератора, конечно способен создать ток в обмотках генератора, но постоянный магнит перестает быть постоянным под действием вибраций и нагрева.

2. Обычно ротор выполняется в виде электромагнита, изготовленного из мягкой стали или железа, на который намотана катушка. Через катушку пропускается постоянный ток, индуцирующий в железном роторе магнитное поле. Напряженность наведенного таким обрезом магнитного поля зависит от силы тока, пропускаемого через обмотку возбуждения, и этот факт дает еще одно преимущество, поскольку позволяет регулировать э.д.с, в статорных обмотках генератора.

3. Если катушку ротора намотать не железный сердечник так, как показано на рис. 3.13(а), то получится магнит с одной парой полюсов N (North – северный) и S (South – южный).

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?
Рис. 3.13(а). Простой электромагнит.

Из-за большого расстояния между полюсами магнитные силовые пинии окажутся сильно рассеянными в пространстве. Теперь протянем полюса магнита навстречу друг другу, так, чтобы между ними остался лишь небольшой зазор (см. рис. 3.13(б)).

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?
Рис. 3.13(6). Загнем концы электромагнита, чтобы сконцентрировать поле.

И, наконец, выполним полюса мегнита в виде набора зубьев, входящих друг в друга, но без соприкосновения (см. рис. 3.14). Мы получим в сумме длинный узкий зазор между полюсами N и S, через который будет происходить “утечка” магнитного поля наружу. При вращении ротора эта “утечка” будет пересекать обмотки статора, и наводить в них э.д.с.
4. Для того чтобы магнитное попе роторе не меняло направления, его катушка должна питаться постоянным током одной полярности. Подвод тока к вращающейся катушке осуществляется через угольные щетки и коллекторные кольца.

Для питания обмотки ротора постоянным током применяют два способа: самовозбуждение и возбуждение от внешнего источника (обычно от аккумулятора).

Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?Что такое система возбуждения в генераторе переменного тока?

Рис. 3.14. Зубчатый ротор генератора.

Как работает автомобильный генератор? Как его проверить? Какие неисправности случаются?

 26.12.2019

Как работает генератор?

Принцип работы автомобильных генераторов одинаковый и основан на электромагнитной индукции. Электрический ток возникает в замкнутой рамке при пересечении ее вращающимся магнитным полем. Таким образом, для работы генератора необходимо, чтобы в нем вращалось магнитное поле.

Собственное, вращающееся магнитное поле создается ротором. Сразу отметим, что в автомобильном генераторе нет постоянных магнитов. Т.е. постоянного магнитного поля в генераторе просто нет. Однако магнитное поле появляется на обмотке ротора после подачи на него тока. Обмотка ротора правильно называется «обмоткой возбуждения». Она создает магнитное поле при повороте ключа зажигания. Далее после запуска двигателя ротор начинает вращаться. Ток вырабатывается в трех отдельных обмотках статора. Этим же током далее питается обмотка возбуждения, т.е. потребление тока от АКБ прекращается.

 

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть видеообзор про автомобильные генераторы.

 

Выбрать и купить генератор для интересующей вас модели автомобиля вы можете в нашем каталоге б/у запчастей.

 

 

Снятый с обмоток статора переменный ток стабилизируется в устройстве, называемом «выпрямитель», также известном как диодный мост. Благодаря ему выходной ток генератора – постоянный и выпрямленный. В нем присутствует шесть силовых диодов. Половина диодов соединена с силовым плюсом генератора, половина – с его «массой», т.е. корпусом. Также в выпрямителе могут присутствовать слаботочные диоды, через которые подключена обмотка возбуждения. Диоды – это полупроводники, которые пропускают ток только в одном направлении.

 

 

Также в генераторе есть реле-регулятор напряжения. На контакты реле с диодов приходит снятое со статора силовое напряжение. Если его недостаточно, т.е. напряжение меньше 14 Вольт, реле увеличивает напряжение на обмотке возбуждения. При усилении магнитного поля увеличивается силовое напряжение. Необходимая величина – 14-14,5 Вольт.

 

 

Здесь же добавим, что магнитное поле увеличивает усилие, с которым вращается ротор. Эта нагрузка через приводной ремень передается на коленвал. Таким образом, включение электрических потребителей и, главным образом, их общая мощность, непосредственно влияют на расход топлива.

 

Именно благодаря регулированию тока в обмотке ротора производительность генератора не зависит от скорости вращения ротора и силы тока нагрузки. Разумеется, до определенных пределов, ограниченных общей мощностью генератора. Сам по себе регулятор напряжения – чисто электронное устройство.

 

 

Ток возбуждения подается по подпружиненным графитовым щеткам, контактирующим с контактными кольцами на роторе.

 

 

На более современных автомобилях применяется бесщеточные индукторные генераторы. В них применяется отдельная неподвижная обмотка возбуждения с намагниченным магнитопроводом. Ротор представляет собой звезду с 6-ю лучами, а статор не 3-х, а 5-фазный. Такие генераторы самовозбуждаются, т.е. могут работать без АКБ.

 

Обгонная муфта генератора

Мощные генераторы оснащаются шкивом с обгонной муфтой. В данном случае она служит демпфером, который гасит инерции коленвала и самого ротора генератора, не позволяет тяжелому и нагруженному ротору генератора ударять и подгонять ремень навесного оборудования при снижении его скорости движения. Т.е. если скорость ремня падает или ремень останавливается при глушении двигателя, то ротор генератора может свободно продолжать вращаться. При неисправности обгонной муфты, т.е. ее заклинивании, во время работы двигателя можно увидеть сильную вибрацию приводного ремня возле муфты. А при остановке двигателя раздается скрип ремня – это вращающийся по инерции ротор генератора прокручивает заклинившую муфту относительно ремня.

 

 

Подключение генератора. Самые распространенные выводы и клеммы.

К проводке автомобиля генератор подключается не только силовым проводом и контактом с «массой». Силовой выход – клемма 30 – помечен буквой «B» (батарея). Отдельный минусовой контакт – клемма 31 – на генераторе обозначается буквами E, B-, GRD.

 

 

У генератора обязательно есть выход на контрольную (индикаторную) лампу. Через этот же выход подается небольшое напряжение для намагничивания ротора. Такой контакт помечен буквой «L» (лампа). Горящая лампа указывает на отсутствие зарядки. Кстати, лампочка тухнет при выравнивании потенциалов, т.е. когда на контакте L появится «плюс». Это происходит в тот момент, когда генератор начинает вырабатывать ток.

 

Также контрольная лампа может подключаться через контакт «D+». Нюанс в том, что в этом случае по этому же контакту питается регулятор напряжения. По контакту «S» (сенсор) измеряется напряжение для контроля.

 

 

На генераторах дизельных двигателей нередко присутствует контакт «W». Это выход с одной из обмоток статора, по которому подключается тахометр.

 

 

По контакту «FR» или «DFM» регулятор напряжения соединяется с ЭБУ для контроля нагрузки на генератор. Если нагрузка высока, то электроника повышает обороты холостого хода или отключает некоторые потребители.

 

На генераторе может присутствовать контакт «D» c очень разным функционалом. «D» может обозначать и Digital, и Drive. Например, по нему можете передаваться цифровой сигнал, как на автомобилях Ford. На генераторах японских автомобилей по этому контакту подается ток для управления регулятором напряжения. Также это может быть просто пустой контакт.

 

 

Почему генератор выходит из строя?

Поломки генераторов можно разделить на механические и электрические.

По механике – это нарушение вращения ротора из-за износа или разрушения подшипников. Подклинивающий генератор может привести к обрыву ремня навесного оборудования. Также может возникнуть люфт подшипников.

 

Графитовые щетки постоянно изнашиваются из-за трения с контактными кольцами на роторе. Правда, они сделаны с запасом и служат сотни тысяч км и огромное количество моточасов. Предельная длина щеток – 5 мм.

Если контакт щеток с кольцами ротора пропадает, то генератор перестает функционировать. Обмотка возбуждения не намагничивается, ток не возникает.

 

 

Диоды в выпрямителе выходят из строя из-за нагревов, вызванных перегрузками. Тут можно сказать, что есть генераторы с некорректно подобранными диодами, которые просто не служат достаточно долго. И в целом силовые диоды рассчитаны на номинальный ток с минимальным запасом.

Также отметим, что диодный мост может выйти из строя на вашем автомобиле при неправильном прикуривании. Дело в том, что из-за высокого потребления тока стартером и севшим АКБ другой машины диоды в вашем генераторе просто пробивает током. Правильно прикуривать другой автомобиль так: подсоединяетесь к его АКБ, несколько минут с заведенным двигателем подзаряжаете его, затем глушите свой двигатель, даже вынимаете ключи из замка зажигания. И только после этого позволяете пациенту завестись.

 

 

Если неисправность возникает в реле-регуляторе, то генератор не выдает достаточного напряжения. В этом случае опять же пропадает зарядка. Кроме того, реле-регулятор может стать причиной утечки тока. Для некоторых генераторов есть рекомендация менять реле-регуляторов через определенные пробеги.

Также зарядка может пропасть или отсутствовать при нагрузке в случае межвиткового замыкания.

 

 

Проверка снятого генератора без машины

Снятый и неразобранный генератор можно проверить при помощи таких вспомогательных вещей, как заряженный АКБ и некое устройство, с помощью которого можно раскрутить ротор генератора (шуруповерт или дрель с подходящей головкой). Также нужно правильно подключить индикаторы – лампы. Одна лампа грубо покажет наличие зарядки, другая покажет работоспособность реле-регулятора.

 

 

Более точные и точечные проверки проводятся на разобранном и заведомо неисправном генераторе для поиска конкретного неисправного узла.

 

Генератор на автомобиле проверяется с помощью мультиметра. Для начала необходимо замерить напряжение на самой АКБ. В идеале напряжение должно быть порядка 12,5 Вольт. После запуска двигателя напряжение на АКБ должно составлять не менее 13,8 Вольт и не более 14,5 Вольт.

 

Есть старый дедовский метод со скидыванием клеммы АКБ во время работы двигателя. Типа если двигатель не заглохнет, то генератор бодрячком. На сегодняшний день таким образом нельзя проверять работу генератора скидыванием клеммы с АКБ на работающем авто. Если так сделаете, то через пару недель пройдет пробой одного из диодов.

 

Отдельного упоминания заслуживают генераторы с подключением P-D (терминалом P-D, «импульс-управление»). Они не имеют регулятора напряжения. Регулятор находится в ЭБУ. Оттуда же подается напряжение для обмотки возбуждения. Таким образом, их нельзя проверить методом с подключением индикаторной лампы и подачи возбуждения через нее. Ее просто подключить некуда, а возбуждение подается через силовой контакт. Такие генераторы проверяются на специальном стенде или при помощи самодельного реле-регулятора, способного подать импульс на обмотку ротора.

Содержание

Как проверить возбуждение на генераторе — Auto-Self.ru

Как происходит возбуждение генератора

Генератор – это не просто какой-нибудь узел. По сути, он является электрической машиной, преобразующей мехэнергию в ток. Генератор обеспечивает автомашину подзарядкой, без которой та сможет продержаться в движении не больше 1-2 часов за счет аккумулятора. Узнайте, как происходит возбуждение генератора в автомобиле.

Как происходит возбуждение в гене

Электроэнергия или электрическая сила в генераторе возникает тогда, когда сквозь магнитный поток внутри перемещается проводник. Ток возникает также и в том случае, когда перемещается магнит, а проводник остается неподвижным.

Без теоретических объяснений и выводов, можно представить себе возбуждение гена так:

  • На обмотку гена подается электричество с АКБ. Электрический ток первыми принимают щетки и медные кольца.
  • Реле отсечки – специальная штука, которая не дает аккумулятору разрядиться при остановке генератора. Когда водитель включает зажигание, то напряжение поступает на реле отсечки, оно притягивает внутренние элементы генератора, тем самым, замыкаются контакты. Получается, что реле в этом случае – эффективный переходник, соединяющий обмотку гена с аккумулятором.
  • На приборной панели в салоне автомобиля предусмотрена лампочка. Она дает понять водителю, когда начинается зарядка геном АКБ. Когда включается зажигание, она горит до тех пор, пока напряжение идет с аккумулятора и гаснет, когда процесс энергополучения идет обратно.

Что такое СВ и АРВ

Система возбуждения гена – это комплекс различных устройств, включающих: возбудитель, АРВ, СГП, УБФВ, устройство развозбуждения, а также дополнительные тесто-измерители.

Система возбуждения

АРВ – это не что иное, как регулятор, функционирующий полностью на автомате. СГП – средство, которое гасит магнитное поле. УБФВ – устройство, благодаря которому осуществляется быстрая форсировка возбуждения.

Сам возбудитель является источником питания (ИП) обмотки постоянным напряжением. В данном случае ИП может быть сам ген совместно с полупроводниками и выпрямительным блоком (диодным мостом).

АРВ применяются в синхронном гене. Здесь они выполняют функцию повышения физической стабильности генерирующего устройства. Принято классифицировать АРВ на устройства с пропорциональным шагом и сильным шагом. Одни способны изменять токоэнергию по несоответствию статорного напряжения, а вторые – реагируют в более широком смысле этого слова.

Когда ток снижается, к примеру, при замыкании, предусмотрена форсировка. Она подразумевает скорое увеличение возбуждения, что влияет на остановку спадов напряжения и сохраняет устойчивость.

Корректировка и ускорение значительно повышают надежность функционирования реле.

Когда происходит отключение генератора, что тоже может вызываться внутренними замыканиями, агрегат следует развозбудить. Для этого достаточно погасить магнитполе, что даст возможность уменьшить размеры повреждения статорной обмотки.

Погасить магнитполе – это, значит, быстрое уменьшить магнитпоток возбуждения гена до величины, близкой к 0. Одновременно с этим уменьшается ЭДС агрегата.

Как погасить магнитное поле

Гашение магнитполя осуществляется с помощью АГП – особых устройств-автоматов, действующих от реле. Именно они помогают активировать сопротивление.

В генерирующих устройствах, функционирующих по принципу тиристорвозбуждения, снижение магнитполя осуществляется методом переключения основных вентилей в инверторный порядок. Тем самым, сэкономленная в обмотке энергия, передастся возбудителю или диодному мосту.

Характеризуется СВ номинальным напряжением (НТ), но оно может быть разным.

  • 100 или 600 В, если речь идет о возбуждении на выводах обмотки.
  • 100 или 8000 А, если речь идет о НТ, находящимся непосредственно в обмотке, и соответствует нормальной, стандартной работе генератора.

Следует знать, что НТ возбудителя должен составлять доли процентов от НТ генератора. Как правило, считают значения в 0,2-0,6 процентов от номинальной мощности гена.

Что касается быстродействия возбудителя, то оно зависит от скорости нарастания силы тока на обмотке индуктора (ротора).

СВ (система возбуждения) обязана рассчитываться в зависимости от работы АРВ. Другими словами, без АРВ работа допускается, но только на время, нужное для ремонта или замены. В остальных случаях использование АРВ обязательно.

Примечание. Если СВ, все же, функционирует без АРВ, то нужно обеспечить дополнительную систему защиты. Это РДУ и другие средства, способные обеспечить развозбуждение и автогашение генераторного поля.

СВ обязана обеспечивать ток в продолжительном режиме, превышая НТ генератора не менее чем на 10 процентов.

Бесконтактная система возбуждения

СВ также бывает полупроводниковой. В этом случае она должна иметь РВС (режим внутреннего сохранения).

Важно, чтобы защитные устройства, обеспечивающие стабильность во время перенапряжений, были многократного действия.

Состав системы возбуждения Что обеспечивает система возбуждения
трансформатор выпрямительный начальное возбуждение
трансформатор последовательный вольтодобавочный холостой ход
тиристорный преобразователь (ТВ 8-2000/) 050- 1У4) включение в сеть методом точной синхронизации в нормальных режимах и самосинхронизации в аварийных режимах
система охлаждения преобразователя работу ГГ в энергосистеме с нагрузками от холостого хода до номинальной и перегрузками
агрегат начального возбуждения (АН В-2) недовозбуждение в пределах устойчивой работы генератора
автоматический регулятор возбуждения (АУ1Г типа АРВ-СД) форсировку возбуждения по току и напряжению
панель гашения поля эффективное гашение поля
релейные панели развозбуждение при нормальных остановках агрегата

Разновидности СВ

СВ принято делить на 2 группы. Они классифицируются в зависимости от способа возбуждения. Различают СВ независимого типа (СВНТ) и зависимого (СВЗТ).

К СВНТ относят все возбудители, которые сопряжены с генераторным валом. По сути, они способны вырабатывать напряжение в независимом режиме.

За группу СВЗТ принимают возбудители, схватывающие вольтаж прямиком с концов основного генератора. Ток поступает через трансформаторы особого типа.

Тиристорная система возбуждения

Более выгодно смотрятся СВНТ, так как в них выработка тока не зависит от электроцепи.

Интересный момент. На генах со слабой мощностью в качестве возбудителя применяются отдельные, независимые генераторы, способные вырабатывать ток. Они соединяется с валом основного гена (синхронного).

Другие преимущества СВНТ:

  • Высокий процент быстродействия;
  • Высокая скорость нарастания тока;
  • Возможность замены тиристоров, вышедших из строя, без остановки генератора.

Однако СВНТ имеют и недостатки, связанные с самим устройством возбудителя. К примеру, если быстрота повышения возбуждения не слишком высока.

Кроме того:

  • Слабыми в СВНТ выглядят контакты скользящего типа, так как напряжение к ним подводится через щетки.

Сегодня наиболее востребованы СВ с полупроводниковыми диодными мостами. Они построены по 3-фазной схеме, в них задействуется минимальное количество выстроенных по порядку тиристоров.

Что касается схем диодного моста, то они бывают 1-групповыми и 2-групповыми. Один выпрямитель внедрен в первом случае, два – во втором.

Токоподавателем в СВНТ является синхронный ген, нашедший место между индуктором и верхним кронштейном основного генератора.

Устройство синхронного генератора

СВЗТ менее надежна, чем первая система, так как работа возбудителя здесь полностью зависимая. Другими словами, возбудитель в этом случае будет работать только в том случае, если получит ток от сети. А в сети, как правило, часто возникают замыкания, нарушающие стабильное функционирование СВ. Получается лишняя нагрузка на СВЗТ, которая должна обеспечивать форсировку напряжения в обмотке.

Но СВЗТ в некоторых случаях имеют плюсы перед самостийными системами. Они выражаются простотой схемы. Недостатком же выступает, как и говорилось, непостоянство работы, что более всего заметно в высокомощных машинах.

По мнению экспертов, если подразумевается длительность ремонта, то лучше зарекомендуют себя СВЗТ.

Проверка возбуждения

Основными симптомами, которые доказывают неработоспособность СВ на генераторе, являются показатели внешних характеристик. Говоря иначе, если напряжение через выводы генератора не поступает, то агрегат должен самовозбуждаться по принципу. Если такого не происходит, налицо проблема.

Хорошо заметна работа генератора на дизельных агрегатах. Они получают меньшую, чем обычно дозу топлива, как только генератор развивает небольшую мощность. Таким образом, дизельная установка остается недогруженной.

Проверка системы возбуждения

Ясно, что при уменьшении подачи топлива в цилиндры, снизится и скорость движения. По ней (скорости) можно будет определить снижение напряжения генератора, следовательно, и его возбуждение.

Если в генераторе увеличивается произведение напряжения, то не должно увеличиваться магнитное насыщение СВ, иначе прочность изоляции электромашины не выдержит. Ограниченным в некоторых значениях можно назвать также генераторный ток, который в случае увеличения приведет к перегоранию обмотки якоря.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Способы возбуждения генераторов постоянного тока

Электромагнитный момент машины

где

то  электромагнитный  момент  машины  определится  следующим выражением:

Величины а, р  и N постоянны для данной машины, поэтому  выражение  представляет  собой  некоторый  постоянный для  данной  машины  коэффициент  и  электромагнитный  момент равен:

т. е. электромагнитный момент машины пропорционален произведению тока в якоре на магнитный поток полюсов.

§ 111. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Генераторы постоянного тока могут быть выполнены с магнит­ным и электромагнитным возбуждением. Для создания магнитногопотока в генераторах первого типа используют постоянные магниты,

а в генераторах второго типа — электромагниты. Постоянные, магниты применяют лишь в машинах очень малых мощностей. Таким образом, электромагнитное возбуждение является наиболее широко используемым способом для создания магнитного потока. При этом способе возбуждения магнитный поток создается током, протекающим по обмотке возбуждения.

В зависимости от способа питания обмотки возбуждения генераторы постоянного тока  могут быть  с независимым  возбужде­нием и с самовозбуждением.

При независимом возбуждении (рис. 143, а) обмотка возбуж­дения включается в сеть вспомогательного источника энергии по­стоянного тока. Для регулирования тока возбуждения Iв в цепи обмотки включено сопротивление rр. При таком возбуждении ток Iв не зависит от тока в якоре Iя.

Недостатком генераторов независимого возбуждения является потребность в дополнительном источнике энергии. Несмотря на то что этот источник обычно имеет малую мощность (несколько процентов мощности генераторов), необходимость в нем является большим неудобством, поэтому генераторы независимого возбуж­дения находят очень ограниченное применение только в машинах высоких напряжений, у которых питание обмотки возбуждения от цепи якоря недопустимо по конструктивным соображениям.

Генераторы с самовозбуждением в зависимости от включения обмотки возбуждения могут быть параллельного (рис. 143, б), по­следовательного (рис. 143, в) и смешанного (рис. 143, г) возбуж­дения.

У генераторов параллельного возбуждения ток мал (несколько процентов номинального тока якоря), и обмотка возбуждения имеет большое число витков. При последовательном возбуждении ток возбуждения равен току якоря и обмотка возбуждения имеет малое число витков.

При смешанном возбуждении на полюсах генератора помеща­ются две обмотки возбуждения — параллельная и последователь­ная.

Процесс самовозбуждения генераторов постоянного тока про­текает одинаково при любой схеме возбуждения. Так, например, в генераторах параллельного возбуждения, получивших наиболее широкое применение, процесс самовозбуждения протекает следую­щим образом.

Какой-либо первичный двигатель вращает якорь генератора, магнитная цепь (ярмо и сердечники полюсов) которого имеет не­большой остаточный магнитный поток Ф0. Этим магнитным пото­ком в обмотке вращающегося якоря индуктируется э. д. с. Е0, со­ставляющая несколько процентов номинального напряжения ма­шины.

Под действием э. д. с. Е0 в замкнутой цепи, состоящей из якоря и обмотки возбуждения, протекает ток Iв. Намагничивающая сила обмотки возбуждения Iвw (w— число витков) направлена согласно с потоком остаточного магнетизма, увеличивая магнитный поток машины Ф, что вызывает увеличение как э. д. с. в обмотке якоря Е, так и тока в обмотке возбуждения Iв. Увеличение последнего вызывает дальнейшее увеличение Ф, что в свою очередь увели­чивает Е и Iв.

Из-за насыщения стали магнитной цепи машины самовозбуж­дение происходит не беспредельно, а до какого-то определенного напряжения, зависящего от скорости вращения якоря машины и сопротивления в цепи обмотки возбуждения. При насыщении стали Магнитной цепи увеличение магнитного потока замедляется и про­цесс самовозбуждения заканчивается. Увеличение сопротивления в цепи обмотки возбуждения уменьшает как ток в ней, так и маг­нитный поток, возбуждаемый этим током. Поэтому уменьшается э. д. с.  и напряжение, до которого возбуждается генератор.

Изменение скорости вращения якоря генератора вызывает из­менение э. д. с, которая пропорциональна скорости, вследствие чего Изменяется и напряжение, до которого возбуждается генератор.

Самовозбуждение генератора будет происходить лишь при определенных условиях, которые сводятся к следующим:

1.  >Наличие потока остаточного магнетизма. При отсутствия этого потока не будет создаваться э. д. с. Е0, под действием котором в обмотке возбуждения начинает протекать ток, так что возбуждение генератора будет невозможным. Если машина размагничена и не имеет остаточного намагничивания, то по обмотке возбуждения надо пропустить постоянный ток от какого-либо постороннего источника электрической энергии. После отключения обмотки возбуждения машина будет иметь вновь остаточный магнитный поток.

2.  Обмотка возбуждения должна быть включена согласно с потоком остаточного магнетизма, т. е. так, чтобы намагничивающая сила этой обмотки увеличивала поток остаточного магнетизма.

При встречном включении обмотки возбуждения ее намагничивающая сила будет уменьшать остаточный магнитный поток и при длительной работе может полностью размагнитить машину. Если обмотка возбуждения оказалась включенной встречно, то необходимо изменить направление тока в ней, т. е. поменять ме­стами провода, подходящие к зажимам этой обмотки.

3.  Сопротивление цепи обмотки возбуждения должно быть чрезмерно большим, при очень большом сопротивлении цепи воз­буждения самовозбуждение генератора невозможно.

4.  Сопротивление внешней нагрузки должно быть велико, так как при малом сопротивлении ток возбуждения будет также мал и самовозбуждения не произойдет.

§ 112. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Характеристики генератора определяют его рабочие свойства и представляют зависимость между основными величинами, которы­ми являются э. д. с. в обмотке якоря Е, напряжение на его зажи­мах и, ток в якоре Iя, ток возбуждения Iв и скорость вращения якоря п.

Характеристики представляют собой зависимости между двумя из указанных основных величин при неизменных остальных. Эти зависимости имеют различный вид для генераторов разных типов.

Снятие всех характеристик машины производится при постоянной скорости вращения якоря, так как при изменении скорости зна­чительно изменяются все характеристики генератора.

Характеристика холостого хода генератора представляет собой зависимость между э. д. с. в якоре и током возбуждения, снятую при отсутствии нагрузки и постоянном числе оборотов.

Для генераторов независимого возбуждения при отсутствий; нагрузки (холостой ход) ток в якоре равен нулю. Так как э. д.с, индуктированная в обмотке якоря, равна Е = СпФ, то при постоян­ной скорости вращения э. д. с. окажется прямо пропорциональной магнитному потоку. Поэтому в измененном масштабе характери­стика холостого хода представляет магнитную характеристику машины.

При Iв=0 магнитная цепь машины (главным образом ярмо) имеет некоторый остаточный магнитный поток Ф0, который индукти­рует в обмотке якоря э. д. с. Е0 (рис. 144, а). Эта э. д.с. составляет несколько процентов (2—5%) номинального напряжения машины. С увеличением тока в обмотке возбуждения увеличивается как магнитный поток, так и э. д. с, индуктированная в обмотке якоря. Таким образом, при постоянном постепенном увеличении Iв увели­чивается и э. д.с. (кривая 1). Если после снятия восходящей ветви зависимости от точки А начать постепенно уменьшать ток возбуж­дения Iв, то э. д. с. также начнет уменьшаться, но за счет намагни­чивания стали нисходящая ветвь (кривая 2) пойдет несколько выше

Системы и методы управления возбуждением генератора

Системы возбуждения

Системы возбуждения можно определить как систему, которая подает ток поля на обмотку ротора генератора. Хорошо спроектированные системы возбуждения обеспечивают надежность работы, стабильность и быстрый переходный процесс.

Четыре распространенных метода возбуждения включают в себя:

  • Шунт или Самовозбуждение
  • Система повышения возбуждения (EBS)
  • Генератор с постоянными магнитами (PMG)
  • Вспомогательная обмотка (AUX).
Каждый метод имеет свои индивидуальные преимущества. Все методы используют автоматический регулятор напряжения (AVR) для подачи выхода постоянного тока на статор возбудителя. Выход переменного тока ротора возбудителя выпрямляется на вход постоянного тока для ротора основного генератора. Более продвинутые системы используют дополнительный вход для AVR. Эта статья исследует конструкцию, функцию и применение для каждого метода и включает в себя диаграммы и иллюстрации для каждого.

Автоматический регулятор напряжения (AVR)

Конструкция AVR зависит от используемого возбуждения.Все получают вход от статора генератора, когда он вращается. AVR с возможностью приема второго входа для уменьшения или устранения внутренних гармоник, вызванных сигналами обратной связи нагрузки, используются для нелинейных нагрузок. Обычно используются два типа:
  • Силиконовый выпрямитель (SCR) — определяет уровень мощности статора и определяет его срабатывание по напряжению возбудителя. Может вызвать проблемы при использовании с нелинейными нагрузками.
  • Полевой транзистор (FET) — определяет уровень мощности статора и преобразует его в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для возбудителя.Этот стиль AVR можно использовать для методов возбуждения. Нелинейные нагрузки не вызывают обратной связи, что приводит к поломкам возбуждения.

Шунт или Самовозбуждение

Шунтирующий метод отличается простой и экономически эффективной конструкцией для подачи входной мощности на AVR. Этот метод не требует дополнительных компонентов или проводки. При возникновении проблем устранение неполадок упрощается с меньшим количеством компонентов и проводки для проверки.


Когда генератор вращается, статор подает входное напряжение на AVR.Кроме того, AVR имеет датчики, которые контролируют выходной сигнал статора.

AVR подает питание на возбудитель и выпрямляется до постоянного тока. Ток наводится на статор для выхода нагрузки.

Самым большим недостатком этой системы является то, что на AVR влияет нагрузка генератора. Когда нагрузка увеличивается, напряжение начинает уменьшаться, и AVR должен подавать больший ток на возбудитель, чтобы поддержать спрос. Это выдвигает AVR к своим пределам. Если AVR выдвинут за пределы, поле возбуждения разрушается.Выходное напряжение снижается до небольшого значения.

Если произойдет короткое замыкание в источнике питания к AVR, у генератора не будет источника возбуждения. Это приводит к потере выходной мощности генератора.

Генераторы с шунтирующим или самовозбуждением могут использоваться при линейных нагрузках (постоянная нагрузка). Приложения с нелинейными нагрузками (переменная нагрузка) не рекомендуются для генераторов с таким методом возбуждения. Гармоники, связанные с нелинейными нагрузками, могут вызвать сбои в поле возбуждения.

Система повышения возбуждения (EBS)

Система EBS состоит из одних и тех же базовых компонентов, обеспечивающих входы и получающих выходы от AVR. Дополнительные компоненты в этой системе:
  • Модуль контроля над возбуждением (EBC)
  • Генератор Повышения Возбуждения (EBG).
EBG установлен на ведомом конце генератора. Внешний вид такой же, как у постоянного магнита. EBG подает питание на контроллер по мере вращения вала генератора.

Модуль управления EBC подключен параллельно к AVR и возбудителю. EBC получает сигнал от AVR. При необходимости контроллер подает на возбудитель различные уровни тока возбуждения на уровнях, которые зависят от потребностей системы.

Дополнительный источник питания для системы возбуждения поддерживает требования к нагрузке. Это позволяет генератору запускать и восстанавливать напряжение возбуждения.

Эта система возбуждения не рекомендуется для применений с постоянной мощностью.Он предназначен для аварийного или резервного питания. Когда генератор запускается, система EBS отключается до тех пор, пока не будет достигнута рабочая скорость. EBG по-прежнему генерирует электроэнергию, но контроллер не направляет ее.

Система обеспечивает динамический отклик, дешевле и соответствует требованиям для обеспечения 300% тока короткого замыкания. Нелинейные нагрузки, такие как запуск двигателя, улучшаются по сравнению с методом шунта или самовозбуждением.

Генератор на постоянных магнитах (PMG)

Генераторы, оснащенные постоянными магнитами, являются одними из самых известных отдельно возбуждаемых методов.Постоянный магнит установлен на ведомом конце вала генератора.

PMG подает изолированное питание на AVR при вращении вала генератора. AVR использует дополнительную мощность при подаче нелинейных нагрузок, таких как; запуск двигателей.

Чистый, изолированный, непрерывный трехфазный сигнал генерируется, когда вал генератора вращается.

Некоторые из преимуществ использования генераторов, оборудованных методом возбуждения PMG:

  • Поле возбуждения не разрушается, что позволяет устранить устойчивые ошибки короткого замыкания.
  • Изменение нагрузки не влияет на поле возбуждения.
  • Напряжение создается при первоначальном запуске и не зависит от оставшегося магнетизма в поле.
  • Во время запуска двигателя поле возбуждения не разрушается из-за отсутствия питания AVR.
Система PMG добавляет вес и размер к концу генератора. Это наиболее часто используемый метод возбуждения для приложений, в которых используются двигатели, которые запускаются и выключаются, а также другие нелинейные нагрузки.

Вспомогательная обмотка (AUX)

Метод вспомогательной обмотки использовался в течение многих лет. Диапазон применения от морского до промышленного применения и более практичен в больших установках.

Этот метод имеет отдельное поле возбуждения, однако он не использует компонент, прикрепленный к ведомому концу вала генератора. Эти методы используют вращение вала и постоянный магнит или генератор для подачи дополнительного возбуждения.

В статор установлена ​​дополнительная однофазная обмотка.Поскольку вал генератора вращает напряжение обмоток главных обмоток статора, подаваемое на AVR, как и во всех вышеупомянутых способах.

Дополнительные однофазные обмотки подают напряжение на AVR. Это создает дополнительное напряжение возбуждения, необходимое при подаче нелинейных нагрузок.

Для применений с линейной нагрузкой могут использоваться методы возбуждения шунта, EBS, PMG и AUX. Шунтовое возбуждение является наиболее экономически эффективным методом.

Для приложений с нелинейной нагрузкой можно использовать методы возбуждения EBS, PMG и AUX.Возбуждение PMG является наиболее распространенным и широко используемым.


>> Вернуться к статьям и информации << ,
типов генераторов постоянного тока с отдельным возбуждением и самовозбуждением

Генератор постоянного тока преобразует электроэнергию в электроэнергию. Магнитный поток в машине постоянного тока создается полевыми катушками, несущими ток. Циркуляционный ток в обмотках возбуждения создает магнитный поток, и это явление известно как Возбуждение . Генератор постоянного тока классифицируется в соответствии с методами их возбуждения.

Генераторы постоянного тока по возбуждению классифицируются как генераторы постоянного тока с раздельным возбуждением и генераторы постоянного тока с самовозбуждением.Есть также генераторов постоянного тока типа с постоянными магнитами. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением классифицируются как генераторы постоянного тока с шунтовой обмоткой ; Генераторы постоянного тока серии с намоткой и генераторы постоянного тока с составной намоткой. Генераторы постоянного тока со сложным кольцом делятся на генераторы постоянного тока с длинным шунтирующим током и генераторы постоянного тока с коротким шунтирующим током.

Полевой полюс генератора постоянного тока неподвижен, а провод якоря вращается. Напряжение, генерируемое в проводнике якоря, имеет переменную природу, и это напряжение преобразуется в постоянное напряжение на щетках с помощью коммутатора.

Содержание:

Подробное описание различных типов генераторов поясняется ниже.

Генератор постоянного тока с постоянными магнитами

В этом типе генератора постоянного тока отсутствует обмотка поля вокруг полюсов. Поле, создаваемое полюсами этих машин, остается постоянным. Хотя эти машины очень компактны, но используются только в небольших размерах, таких как динамо-машины на мотоциклах и т. Д. Основным недостатком этих машин является то, что магнитный поток, создаваемый магнитами, ухудшается с течением времени, что меняет характеристики машины.

Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением

Генераторы постоянного тока, полевая обмотка или катушка которых питаются от отдельного или внешнего источника постоянного тока, называются генератором постоянного тока с отдельным возбуждением. Поток, создаваемый полюсами, зависит от тока поля с ненасыщенной областью магнитного материала полюсов. то есть поток прямо пропорционален току поля. Но в насыщенной области поток остается постоянным.

Рисунок генератора с автоматическим возбуждением постоянного тока показан ниже.

types-of-dc-generator-fig-1

Генератор постоянного тока с отдельным возбуждением

Здесь,

I a = I L , где I a — ток якоря, а I L — ток линии.

Напряжение на клеммах указано как

types-of-DC-generator-eq1-compressor

Если известно падение контактной щетки, то уравнение (1) записывается как

types-of-DC-generator-eq2

Вырабатываемая мощность определяется уравнением, показанным ниже.

types-of-DC-generator-eq3-

Выходная мощность определяется уравнением (4), показанным выше.

Генератор постоянного тока с собственным возбуждением

Генератор постоянного тока с автоматическим возбуждением представляет собой устройство, в котором ток на обмотку возбуждения подается самим генератором. В генераторе постоянного тока с самовозбуждением полевые катушки могут быть соединены параллельно с якорем последовательно, или могут быть соединены частично последовательно и частично параллельно обмоткам якоря.

Генератор постоянного тока с автоматическим возбуждением далее классифицируется как

генератор шунтовой раны

В шунтирующем генераторе обмотка возбуждения соединена с обмоткой якоря, образуя параллельную или шунтирующую цепь.Поэтому на него подается полное напряжение на клеммах. Через него протекает очень малый ток поля I ш , потому что эта обмотка имеет много витков тонкой проволоки с очень высоким сопротивлением R ш порядка 100 Ом.

Схема подключения генератора с шунтирующей обмоткой показана ниже.

types-of-dc-generator-fig-2

Генератор постоянного тока с шунтовой обмоткой

Ток шунтирующего поля дан как

types-of-DC-generator-eq4

где R sh — сопротивление обмотки шунтового поля.

Поле тока I ш практически постоянно при всех нагрузках. Поэтому шунтирующая машина постоянного тока считается машиной с постоянным магнитным потоком.

Ток якоря указан как

types-of-DC-generator-eq5

Напряжение на клеммах определяется уравнением, приведенным ниже.

types-of-DC-generator-eq6

Если падение контакта щетки включено, уравнение напряжения на клеммах становится

types-of-DC-generator-eq7

Генератор ран серии

Генератор с последовательной намоткой катушки возбуждения соединены последовательно с обмоткой якоря.Последовательная полевая обмотка проводит ток якоря. Последовательная полевая обмотка состоит из нескольких витков провода из толстой проволоки с большей площадью поперечного сечения и с низким сопротивлением, обычно порядка менее 1 Ом, поскольку ток якоря имеет очень большое значение.

Его конвекционная диаграмма показана ниже.

types-of-dc-generator-fig-3 Генератор постоянного тока серии

Ток поля серии

дан как

types-of-DC-generator-eq8

R se известен как последовательное сопротивление обмотки возбуждения.

Напряжение на клеммах указано как

types-of-DC-generator-eq9

Если включено падение контакта щетки, уравнение напряжения на клеммах записывается как

types-of-DC-generator-eq10-

Поток, создаваемый последовательной полевой обмоткой, прямо пропорционален току, протекающему через нее. Но это верно только до того, как магнитное насыщение после того, как поток насыщения станет постоянным, даже если ток, протекающий через него, увеличится.

Генератор составной раны

В составном генераторе имеется две обмотки поля.Один соединен последовательно, а другой — параллельно с обмотками якоря. Есть два типа составного генератора.

  • Генератор с длинными шунтами и комбинированным заводом
  • Генератор с короткозамкнутым шунтом

Для детального изучения составного генератора раны, обратитесь к разделу Составной генератор раны.

См. Также: Генератор составной раны

,

Как работают генераторы и динамо-машины

Реклама

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 31 мая 2019 года.

Масло может быть любимым топливом в мире, но не намного дольше. Современные дома питаются в основном от электричества и скоро мы будем ездить на электромобилях. Электричество великолепно удобно. Вы можете производить его различными способами, используя все: от угля и нефти до ветра и волн.Вы можете сделать это в одно место и использовать его на другой стороне мира, если хотите. И, как только вы произвели его, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя. Что делает электрический сила возможна — и действительно практична — является превосходным электромагнитным Устройство называется электрогенератором: своего рода электродвигатель работа в обратном направлении, которая превращает обычную энергию в электричество. Давайте внимательнее посмотрим на генераторы и выясним, как они работают!

Фото: дизельный генератор электроэнергии середины 20-го века, изображенный в музее электростанции REA близ Хэмптона, штат Айова.Предоставлено Фотографии в Архив Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество — это начать с него его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите что-нибудь запустить электрический, от тостера или зубная щетка к MP3-плеер или телевидение, Вы должны кормить его постоянным источником электрической энергии. Откуда ты это получишь? Там есть основной закон физики называется сохранение энергии, которая объясняет, как вы можете получить энергия — и как ты не можешь.Согласно этому закону, есть фиксированная количество энергии во вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем сделать с этим. Плохая новость в том, что мы не можем создать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию либо. Все, что мы можем когда-либо сделать с энергией, это преобразовать это из одной формы в другую.

Фото: большой электрический генератор, приводимый в движение паром на геотермальной электростанции CalEnergy’s Leathers в Имперском округе, штат Калифорния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемой энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания вашего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно. То, что вы будете делать, это использовать энергию превращается из какой-то другой формы в электрическую энергию, которая вам нужна. Как правило, это происходит на электростанции на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор, и электрическая энергия течет в него через кабель.Кабель намного длиннее, чем вы думаете: он на самом деле работает от телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, где электрическая энергия готовится для вас из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо. В этих экологически чистые времена, часть вашего электричества также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые производят энергию, используя энергию в запруденных реках), или геотермальную энергию (внутренняя часть Земли) высокая температура). Откуда бы ни исходила ваша энергия, она почти наверняка превратился в электричество с помощью генератора.Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

Как мы можем генерировать электричество?

Фото: типичный генератор электроэнергии. Он может вырабатывать до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний опытных ветровых турбин. Фото Ли Фингера любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы прочитали нашу подробную статью о электродвигатели, вы будете уже достаточно хорошо знаю, как работают генераторы: генератор просто электромотор работает задним ходом.Если вы не прочитав эту статью, вы можете быстро взглянуть перед чтением на — но вот краткое резюме в любом случае.

Электродвигатель — это, по сути, просто тугая катушка из медного провода, намотанная на железный сердечник, который может вращаться с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, оно становится временный магнит с электропитанием — другими словами, электромагнит — и генерирует магнитное поле вокруг него. это временное магнитное поле давит на магнитное поле, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться.Немного продуманная конструкция позволяет непрерывно вращать катушку в в том же направлении, вращаясь вокруг себя и приводя в действие что-либо из электрическая зубная щетка к электричке.

Фото: вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же отличается генератор? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри.Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если вы сделали напротив? Что делать, если вы неоднократно поворачивали кисть вперед и назад? То, что вы будете делать, это вручную повернуть электродвигатель ось вокруг. Это сделало бы медную катушку внутри двигателя вокруг неоднократно внутри своего постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы делаете поток электричества через провод — по сути, вы генерируете электричество. Так держать поворачивая зубную щетку достаточно долго, и, теоретически, вы будете генерировать достаточно электричества, чтобы зарядить аккумулятор.Это, по сути, как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете перезарядить свою зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Artwork: Простой генератор, подобный этому, производит переменный ток (электрический ток, который периодически меняется). Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он генерирует ток, протекающий в одну сторону; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону.Если вы подключили измерительный прибор к проводу, вы не знаете, в каком направлении он движется: все, что вы видите, это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.

Возьмите отрезок провода, подключите его к амперметру (то, что измеряет тока), и поместите его между полюсами магнита. Теперь проведи проволокой сквозь невидимое Магнитное поле создает магнит, и через проволоку в течение короткого времени протекает ток (регистрируется на счетчике). Это основная наука о генераторе электричества, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем (прочитать краткая биография или длинная биография).Если вы перемещаете провод в противоположном направлении, вы генерируете ток, который течет в другом направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется Правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, которое используется для определения работы двигателей.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы проводите провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит за провод, что равносильно тому же самому).Недостаточно просто расположить провод рядом с магнитом: для выработки электричества провод должен проходить мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите произвести много электричества. Поднимать и опускать проволоку весь день будет не очень весело, поэтому вам нужно придумать способ продвинуть проволоку за магнит, закрепив один или другой из них на колесе. Затем, когда вы поворачиваете колесо, провод и магнит будут двигаться относительно друг друга, и будет возникать электрический ток.

Теперь вот интересная часть.Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, садите ее между полюсами магнита и размещаете так, чтобы она постоянно вращалась — как показано на схеме здесь. Вы, вероятно, можете видеть, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда и вниз. Когда оно движется вверх, электричество будет течь в одном направлении; когда он движется вниз, ток будет течь в другую сторону. Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет генерировать электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток).Однако большинство простых генераторов на самом деле производят постоянный ток — так как им управлять?

генераторы постоянного тока

Подобно тому, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для непрерывного вращательного движения, Простой генератор постоянного тока обеспечивает постоянную подачу электроэнергии постоянного тока, когда он вращается вокруг. Как двигатель постоянного тока, генератор постоянного тока использует коммутатор. Это звучит технически, но это просто металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет электрические контакты с катушки генератора, одновременно изменяя ток.Как мы видели выше, простая петля провода автоматически меняет ток, который она производит на каждом пол оборота, просто потому, что он вращается, и задача коммутатора состоит в том, чтобы нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая постоянный ток.

Artwork: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока. В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он вращается на пол-оборота, генерируемый ток меняет направление.В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка движется на пол-оборота, отменяя изменение тока. В генераторе переменного тока (внизу) коммутатора нет, поэтому выходной ток просто увеличивается, падает и меняется на противоположный при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на графике справа.

AC Генераторы переменного тока

Что делать, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам нужен генератор, который просто генератор переменного тока.Самый простой вид генератора подобен генератору постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом увеличивается, падает и переворачивается, создавая выход переменного тока. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, которые используют электромагниты для создания вращающегося магнитного поля вместо постоянных магнитов, поэтому существуют генераторы, которые работают по индукции аналогичным образом.

Генераторы переменного тока в основном используются для выработки электроэнергии из автомобильных двигателей. Автомобили используют генераторы, управляемые их бензиновые двигатели, которые заряжают их батареи по мере их движения (переменный ток преобразуется в постоянный ток диоды или выпрямительные цепи).

Генераторы в реальном мире

Фото: генератор — это генератор, который вырабатывает переменный ток (переменный ток) вместо постоянного тока (постоянный ток). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя лодочного мотора. Фото Есения Росас любезно предоставлено ВМС США.

Генерировать электричество звучит просто — и это так. Сложность в том, что вам нужно приложить огромное количество физических усилий генерировать даже небольшое количество энергии. Вы узнаете об этом, если у вас есть велосипед с динамо огни приводятся в движение колесами: вам нужно несколько сильнее крутить педали, чтобы огни горели — и это просто для производства крошечного количества электричества, которое вам нужно для питания пара лампочек.Динамо это просто очень маленькое электричество генератор. На противоположной крайности, на реальных электростанциях, гигантские Электрогенераторы работают на паровых турбинах. Это немного похоже на вращающиеся винты или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится кипящей водой с использованием энергии, выделяющейся при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, которая питает генератор, исходит от турбины. Энергия, которая приводит турбину в действие, поступает из топлива.И топливо — если это уголь или нефть — изначально поступало от заводов, работающих на солнечная энергия. Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

Переносные генераторы

Фото: портативный генератор электроэнергии, работающий от дизель. Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

Большую часть времени мы принимаем электричество как должное. Включаем огни, телевизоры или стиральные машины без остановки думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то прийти.А вдруг Вы работаете на открытом воздухе, в глуши, и нет Электроснабжение вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электродрель?

Одна из возможностей заключается в использовании аккумуляторных инструментов с аккумуляторы. Другой вариант — пойти на пневматические инструменты, такие как отбойные молотки. Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант заключается в использовании портативный генератор электроэнергии. Это просто маленький бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель, который вы получаете на мотоцикле, с генератор электричества прилагается.Когда двигатель уходит, сжигая бензин, он толкает поршень взад-вперед, поворачивая генератор и производство постоянного электрического тока в качестве его выхода. С участием с помощью трансформатора, вы можете использовать такой генератор, чтобы производить практически любое напряжение, где вам нужно. Так как Пока у вас достаточно бензина, вы можете сделать свое собственное электричество поставлять на неопределенный срок. Но помни об энергосбережении: выбегай газа, и у вас кончается электричество!

Artwork: Технология генераторов быстро развивалась в 19 веке.Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели строили практические электрические генераторы. Этот («динамоэлектрическая машина») был разработан Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «трансмутировать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде». Он имеет статическое внешнее кольцо из магнитов (синее) и вращающуюся арматуру (катушки) в центре (красное). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный ток.Из патента США 180,082 переиздано 8141 Эдвардом Вестоном, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

,
Как работают генераторы? Ответы на общие вопросы о генераторе …
how does a generator work? Best inverter generator how does a generator work? Best inverter generator

Briggs & Stratton Q6500 Inverter Generator. ( Купить у Amazon )

Большинство людей не совсем понимают генераторы в той степени, в которой они должны, особенно если они используют их на регулярной основе. Или, может быть, вам просто интересно, как работают генераторы. Ну, мы знаем, что у многих из вас есть вопросы, поэтому мы собрали эту статью, чтобы объяснить некоторые наиболее распространенные вопросы, которые задают люди, такие как:

Как работают генераторы? Что такое электричество? Как работает электрический генератор? Как работает домашний генератор? Как работает инверторный генератор? и многое другое.

Давайте начнем ….

Как работают генераторы?

Электричество является такой неотъемлемой частью повседневной жизни, что мы даже не ставим его под сомнение. Но сколько из нас знает, откуда приходит электричество и как оно на самом деле работает. Есть так много людей, задающих вопрос: , как работает генератор? Полагаю, это потому, что мы зависим от них так регулярно. Власть в наших домах поступает в основном от крупных генераторов. В наши дни наблюдается переход к альтернативным методам производства энергии, таким как солнечная энергия и энергия ветра.Несмотря на то, что мы полагаемся на другие виды энергии для удовлетворения глобального спроса на электроэнергию, обычные генераторы (обычно работающие на угле) поставляют около 80% мировой электроэнергии.

Конечно, бывают случаи, когда нам отказывает электросеть, и мы вынуждены полагаться на аварийное питание. Стихийные бедствия и перегрузка в электросети приведут к снижению энергопотребления вашего дома (или электросети) . Это когда люди полагаются на портативные генераторы, чтобы поддерживать свои дома в нормальном режиме, наши предприятия открыты, а аварийные службы работают.Мы также полагаемся на портативные генераторы, которые снабжают нас электроэнергией, когда мы далеки от нормального электроснабжения. Для рекреационного использования, например, для кемпинга и яхтинга, нам нужен портативный генератор, если мы хотим, чтобы электричество поддерживало наш уровень комфорта на том уровне, к которому мы привыкли. Таким образом, возникает вопрос, например, как работает портативный генератор и как использовать портативный генератор.

Переносные генераторы — не единственный способ подачи резервного электричества. Инверторы довольно распространены, и они накапливают энергию в батареях, которые заряжаются от бытовой электросети или солнечных батарей, а затем используют энергию батареи для поддержания работы наших приборов в случае сбоя питания или когда у нас нет доступа к сети.Так что же такое инвертор и как он работает? В наши дни многие портативные генераторы используют инверторную технологию для подачи чистого электричества, которое не наносит вреда нашему чувствительному электронному оборудованию. Итак, есть много людей, которые хотят знать, как работает инверторный генератор.

Поскольку все эти вопросы важны для многих из вас, я собираюсь объяснить все, что вам нужно знать о производстве электроэнергии. Эта статья объяснит вам электричество так, чтобы вы могли его понять.Или, по крайней мере, я надеюсь, что объясню это так, чтобы все могли понять. Мы рассмотрим генераторы и их работу, а также инверторы.

Classic Video Иллюстрирование работы генераторов


Что такое электричество?

Давайте начнем с понимания электричества, это облегчит понимание того, как мы его производим, используя генератор или другой источник энергии.

Электроны являются отрицательно заряженными частицами, которые вращаются вокруг атома.Существует баланс между положительно заряженными протонами в ядре атома и электронами, которые их окружают.

Магниты работают на энергии электронов и позволяют нам легко понять, как работают электроны и протонов . Я уверен, что вы все помните своего учителя естествознания в 7-м классе, который показал вам, как магниты притягивают и отталкивают друг друга в зависимости от того, сталкиваетесь ли вы с отрицательными или положительными полюсами относительно того же полюса или противоположного полюса. Поляки одного типа будут отталкивать — положительные будут отталкивать положительные и одинаковые для двух отрицательных полюсов.Привлекают противоположные полюса — положительное будет притягивать отрицательное и наоборот.

В атоме отрицательно заряженные электроны отталкиваются друг от друга — разобщая их. В то же время эти электроны притягиваются к центральным положительно заряженным протонам в ядре. Это заставляет электроны формировать орбиту. Когда один электрон выталкивает другого от себя, ядро ​​тянет его внутрь. Существует постоянный двухтактный эффект, который удерживает электроны в движении.

В некоторых материалах, таких как резина или дерево, электроны очень стабильны и их трудно нарушить.На их орбиту не слишком легко влияют внешние силы. Эти материалы известны как электрические изоляторы. Другие материалы, как и большинство металлов, имеют электроны, которыми легко манипулировать. Это означает, что орбита этих электронов может быть затронута, и их нормальная орбита может быть изменена. Эти материалы известны как электрические проводники.

В природе на электроны влияет трение, заставляющее их заряжаться. Движение молекул воды в облаке заставляет атомы тереться друг о друга, и это заряжает электроны, известная ионизация — эффект добавления энергии к молекуле.Можно сказать, что эти электроны становятся беспокойными или возбужденными. Они хотят выйти из своей орбиты, потому что баланс нарушен. В ионизированной молекуле некоторые электроны будут иметь больший заряд, чем другие электроны, которые вращаются вокруг ядра. Таким образом, эти электроны будут отталкивать других с большей энергией, заставляя их еще дальше.

Между облаком и землей нет сильного проводника (воздух может проводить электричество, но ему нужно больше энергии, чем металлическому проводнику). Таким образом, эти электроны остаются в облаке в виде потенциальной или кинетической энергии .Это означает, что у них есть потенциал для создания электрического тока, но они остаются статичными — отсюда и термин «статическое электричество». Как только появляется такая возможность, эти электроны разрываются в форме электрического тока. Это когда разность потенциалов становится достаточно большой.

Разность потенциалов — это вероятность того, что электрон переместится из места отрицательного заряда в место положительного или нейтрального заряда. В случае ионных молекул воды в облаке облако является местом отрицательного заряда, а земля — ​​нейтральной или положительной точкой.По мере того как ионные молекулы в облаке увеличиваются, увеличивается и разность потенциалов — это означает, что их потенциальная энергия увеличивается по мере того, как все больше электронов становятся заряженными. В какой-то момент разность потенциалов между облаком и землей будет нарастать до такой степени, что она будет достаточно велика для того, чтобы электричество могло протекать через воздух к земле в форме электрического тока. Это мы воспринимаем как молнию.

Измеряем разницу потенциалов как напряжение. Более высокая разность потенциалов (вольт) означает, что энергия электронов, необходимая для создания тока, должна быть больше, чем низкое напряжение.Молния имеет очень высокое напряжение — в большинстве случаев это напряжение слишком велико, чтобы его можно было измерить. Высокое напряжение требует меньшей проводимости, поэтому высокое напряжение может распространяться по тонкому проводу или, если оно достаточно сильно, по воздуху.

Для производства электроэнергии нам необходимо создать разность потенциалов. Это означает возбуждение или возбуждение электронов в одной точке, а затем направление их через проводник в точку, где отрицательная энергия ниже.

Мне всегда нравится использовать аналогию с водой для описания электричества.Многие принципы одинаковы, но мы можем видеть воду и наблюдать за ней, поэтому понимаем ее лучше. Если мы сравниваем воду с электричеством, мы берем трубу, которая несет воду, в качестве нашего электрического проводника — провод, который несет электричество. Чтобы вода протекала по трубе, нам нужно создать давление. Разность потенциалов такая же, как давление воды.

Вода будет течь из точки высокого давления в точку низкого давления. Итак, если мы посмотрим на этот пример, система водоснабжения высокого давления похожа на электрическую систему высокого напряжения.Мы используем насос для повышения давления воды, и это можно сравнить с генератором, который используется для возбуждения электронов, создания напряжения. Прежде чем мы рассмотрим, как генератор преобразует энергию электронов атомов в полезный ток, нам нужно понять, что такое ток.

Опять же, используя в качестве примера воду, мы можем посмотреть, сколько воды мы накачиваем. Объем воды, измеряемый в литрах в минуту, будет определять, сколько воды мы получим из крана, когда откроем его. Вода может иметь высокое давление, но если она протекает через очень тонкую трубу, мы не собираемся давать много воды на другом конце.Итак, если наше давление сравнивается с напряжением, то наш объем или поток воды сравнивается с током. Ток измеряется в амперах (амперах). Высокая сила тока — это как большой расход воды.

Теперь давайте посмотрим на мощность . Допустим, мы хотим использовать накачанную воду для привода водяного колеса. Количество воды (объем) позволит нам перемещать водяное колесо большего или меньшего размера с различной мощностью. Большой объем воды будет легче перемещать большое колесо. Наше давление будет определять скорость вращения колеса.Поэтому у нас есть соотношение между давлением и объемом, которое определяет, на какой размер колеса мы поворачиваемся и на какой скорости. Мы можем обменять одно на другое. Если мы увеличим давление, мы будем выталкивать воду быстрее. Если мы увеличим размер трубы, мы протолкнем больше воды. Таким образом, мы можем увеличить мощность, с которой мы приводим в движение наше водяное колесо, увеличивая либо расход, либо давление.

Используя тот же принцип воды для вольт и ампер, мы можем сделать следующее: высокий ток увеличит мощность, с которой мы вращаем двигатель, более высокое напряжение увеличит скорость.Регулировка соотношения между ними будет определять нашу выходную мощность. Электрическая мощность измеряется в ваттах. Мощность ( Вт, ) равна разности потенциалов ( В, ), умноженной на ток ( А, ). Это дает нам общее электрическое уравнение P = VA (мощность равна вольтам ампер).

Подводя итог, мы можем посмотреть на это так. Ток (в амперах) — это количество энергии, которое мы используем, а разность потенциалов (вольт) — это сила энергии, которую мы используем.Если мы используем более сильную мощность (более высокие вольт), нам не потребуется столько тока (ампер), чтобы достичь того же эффекта. Двигатель 12 В, потребляющий 100 А, будет иметь ту же мощность, что и двигатель 120 В, потребляющий 10 А. Используя формулу P = VA, это ясно видно: 1200 Вт = 12 В х 100 А или 1200 Вт = 120 В х 10 А. Соотношение остается неизменным, хотя мы используем другое напряжение. Как и в любом уравнении, числа должны быть сбалансированы — если мы увеличиваем или уменьшаем одну часть уравнения, мы должны соответствующим образом корректировать части.

how does a generator work? Best inverter generator how does a generator work? Best inverter generator

306cc Встроенный двигатель / генератор.( Купить у Amazon )


Как работает электрический генератор?

Из приведенного выше примера мы можем посмотреть на генератор так же, как мы делаем водяной насос. Насос добавляет энергию к молекулам воды, заставляя их течь. Генератор добавляет энергию электронам, заставляя их течь. Так как генератор возбуждает электроны?

Чтобы понять генераторы, нам сначала нужно обратиться к другому научному принципу, о котором мы все узнали в какой-то момент: энергию нельзя создавать или разрушать, ее можно только передавать из одного состояния в другое.Все генераторы используют движение в качестве средства для генерации электрического заряда. Исключением здесь будут солнечных панелей . Строго говоря, солнечные панели не являются генераторами. Они превращают свет в электричество. В этой статье мы сосредоточимся на генераторах, поэтому мы оставим фотоэлектрическую энергию (солнечное электричество) на другое время.

Чтобы производить электричество с помощью генератора, нам нужно несколько основных вещей.

1. Топливо : Для создания движения необходимо использовать определенную форму топлива.Топливо содержит потенциальную энергию, которая может быть преобразована в тепло.

2. Механическая энергия : тепло, выделяемое из топлива, необходимо преобразовать в движение. Для этого мы можем использовать двигатель внутреннего сгорания , который использует газ или дизельное топливо, или двигатель внешнего сгорания , который использует нагретый газ для привода турбины . Примерами двигателя внешнего сгорания могут быть угольная (паровая) турбина, реактивная (газовая) турбина или атомная (паровая) турбина.Есть два типа турбин, которые не используют источник топлива, эти турбины используют естественную потенциальную энергию, а именно, ветер и вода. Гидроэлектроэнергия использует силу силы тяжести , которая заставляет воду течь вниз, а ветряные турбины используют движение воздуха, создаваемое перепадом температур на земле.

3. Генератор : Для преобразования механической энергии в электрический ток все генераторы используют генератор .

Теперь давайте рассмотрим эти три аспекта и рассмотрим процесс производства электроэнергии.

Первые генераторы энергии использовали уголь в качестве источника топлива, и это остается наиболее распространенным источником топлива для электростанций во всем мире. За исключением двигателей внутреннего сгорания, все электростанции используют один и тот же принцип, даже если меняется источник топлива. Это означает, что атомная электростанция будет работать так же, как угольная электростанция , просто используя другое исходное топливо для производства необходимого тепла.

На электростанции, работающей на угле, уголь сжигается и используется для нагрева воды.Вода нагревается под давлением для производства перегретого пара (пар, который нагревается намного выше нормальной точки кипения). Давление этого пара сбрасывается с помощью струй, которые обдувают турбину. Это похоже на невероятно сильный порыв ветра, который направлен точно в точку. Это заставит турбину вращаться, и вращающаяся турбина приводит в движение генератор переменного тока.


Что такое генератор переменного тока и как он работает?

Генератор переменного тока используется для выработки переменного тока (АС) путем преобразования механической энергии в электромагнитное поле .Для этого генератору переменного тока необходимы два основных компонента — статор и ротор.

Ротор состоит из проводника (обычно из меди), который намотан на вал так же, как намотан электромагнит. Этот вал связан с двигателем, который вращает его. Электроны в проводнике становятся заряженными благодаря вращающемуся движению, что приводит к образованию магнитного поля.

Это электромагнитное поле передается на статор.Статор — это статическая обмотка, которая крепится вокруг ротора, но не касается его. Когда поле движется через обмотки статора, оно генерирует напряжение. Этот процесс известен как магнитная индукция. Магнитное поле колеблется, когда полярность меняется с положительного на отрицательный. Это заставляет напряжение пульсировать между состоянием высокого заряда и низкого заряда, создавая синусоидальную волну. Синусоидальная волна создается, когда ток нарастает до точки с высоким зарядом, а затем спадает до точки с низким зарядом — нейтрального состояния.Напряжение необходимо регулировать, чтобы оно оставалось постоянным.

ВИДЕО | См. Как работает генератор переменного тока

Автоматический регулятор напряжения (AVR) контролирует поток тока для поддержания постоянного напряжения. Когда нагрузка на генератор увеличивается, напряжение падает. AVR увеличит магнитное поле, чтобы удовлетворить более высокий спрос. И наоборот, когда потребность в энергии падает, AVR уменьшает энергию магнитного поля.

Трехфазный генератор будет использовать шесть различных обмоток на статоре. Каждая из обмоток соединена в комплекты по две. Если три комплекта соединены последовательно, будет получено более высокое напряжение. Если наборы подключены параллельно, будет произведено более низкое напряжение.

Напряжение передается от генератора через диод к проводнику, который переносит ток к месту использования. Диод похож на обратный клапан или «односторонний» клапан, который используется для управления потоком воды.Диод — это полупроводник, который заставляет электрический поток двигаться в одном направлении, это означает, что ток должен течь из генератора в проводник, а не обратно в генератор.

Все генераторы используют эти основные принципы для выработки электроэнергии. В наших домах, на предприятиях и в RV мы используем несколько различных типов генераторов, в зависимости от наших потребностей. Существует несколько основных категорий генераторов, которые имеются в продаже.

  1. Домашние генераторы
  2. Переносные генераторы
  3. Инверторные генераторы.

Несмотря на то, что все эти типы генераторов похожи, они имеют различные применения и не все работают одинаково. Давайте ответим на общие вопросы, связанные с этими электрическими генераторами.


Что такое домашний генератор?

Briggs & Stratton 40396 - best home generator. 20 kw standby generator. Briggs & Stratton 40396 - best home generator. 20 kw standby generator.

Briggs & Stratton 40396: Домашний генератор мощностью 20 000 Вт. ( Buy from Amazon )

Термин Домашний генератор довольно широк, но, по сути, он используется для описания генератора, достаточно мощного для подачи электроэнергии, необходимой для работы всего домохозяйства.Они автоматически включаются при сбое питания и снова выключаются при восстановлении питания от сети. Это те же генераторы, которые используются в больших зданиях, только поменьше.

Как работает домашний генератор?

Домашний генератор использует двигатель внутреннего сгорания для привода генератора переменного тока. В качестве источника топлива двигатель может использовать газ, дизельное топливо или природный газ (пропан). Размер генератора может варьироваться и может составлять от 10 кВт до 40 кВт и более.Эти генераторы могут быть однофазными или трехфазными.

Домашний генератор подключен к главному источнику питания в вашем доме с помощью автоматического переключателя. Автоматический переключатель — это электронный переключатель. Когда сетевое питание работает нормально, коммутатор будет направлять питание от сети в ваш дом. При сбое сетевого питания коммутатор запустит генератор, а затем переключит источник питания в вашем доме на цепь генератора. Затем вы будете управлять своим домом с питанием от генератора.

whole-house-generator-diagram whole-house-generator-diagram

Когда электропитание восстанавливается, переключатель передачи переключит электропитание в ваш дом обратно к электросети и выключит генератор. Всегда есть запрограммированная задержка между переключением с сети на генератор и наоборот. Это связано с тем, что питание домохозяйства может включаться и выключаться несколько раз подряд, прежде чем электроснабжение будет окончательно восстановлено. Очень часто, когда электропитание впервые включается, могут быть провалы и пики напряжения, когда мощность сети регулируется в соответствии с потребностью в мощности.Вот почему существует задержка перед переключением питания. Эта задержка дает вашему источнику питания время, чтобы приспособиться к нормальному напряжению и оставаться постоянным до включения или выключения генератора.

Поскольку домашний генератор имеет относительно большую генерирующую мощность, он может приспосабливаться к изменениям спроса, не нарушая напряжения. Встроенный AVR на домашнем генераторе будет регулировать напряжение при изменении спроса, и синусоида останется относительно стабильной. Если потребность в мощности близка к максимальной выходной мощности генератора, AVR не сможет справиться с изменениями напряжения, когда потребность в мощности высока и синусоида станет искаженной.Это может привести к повреждению вашей электронной схемы.

Домашние генераторы требуют специализированной установки. Квалифицированный электротехник рассчитает требования к максимальной пиковой нагрузке в вашем доме и предоставит генератор, способный удовлетворить эту потребность. По этой причине домашний генератор всегда будет поставлять стабильное напряжение без чрезмерного повышения нагрузки.

Как пользователь домашнего генератора, вам нечего делать. Генератор включится и выключится автоматически, а нагрузка будет постоянно контролироваться компьютерной системой.Вам нужно только убедиться, что в генераторе достаточно топлива. Хотя домашние генераторы и дороги, они являются наиболее удобными системами резервного питания для домовладельцев.


Что такое портативный генератор?

Переносной генератор — это газовый, дизельный или пропановый генератор, предназначенный для портативности. У них есть топливный бак, который установлен на машине и достаточно легкий, чтобы его можно было перевозить или катать вручную. Мощность, производимая портативным генератором, может составлять от 1 до 6 кВт.Небольшие портативные генераторы могут весить всего 10-15 фунтов, но не будут поставлять много энергии. Большие портативные генераторы, которые могут обеспечить достаточную мощность для работы большинства бытовых приборов, могут весить более 100 фунтов. Эти генераторы по-прежнему считаются портативными, хотя один человек не может их поднять, потому что у него есть колеса, которые позволяют вам перемещать его.

Cat RP7500E является примером отличного портативного генератора

Cat RP7500E Gas Powered Portable Generator Cat RP7500E Gas Powered Portable Generator

Разработанный таким образом, чтобы вы могли легко перемещать его.( Buy from Amazon )

Поскольку портативные генераторы не слишком мощные, они часто могут работать при нагрузках, близких к их пиковой мощности. Когда генератор подает большой ток (близко к его пиковой мощности), мощность станет нестабильной, а напряжение будет колебаться. Даже если генератор оснащен AVR, нагрузка может быть слишком большой для правильного управления напряжением. При пиковых нагрузках небольшой генератор не очень хорошо адаптируется к текущим изменениям спроса, и синусоида станет искаженной.Это может нанести вред чувствительной электронике.


Как работает портативный генератор?

Портативный генератор работает так же, как домашний генератор. Единственное отличие состоит в том, что вы должны включить его вручную и подключить, используя удлинитель или подключив его к главному источнику питания вашего дома через ручной переключатель . Переключатель с ручным переключением служит для той же цели, что и переключатель с автоматическим переключением, вам просто нужно включить генератор на себя и переключиться на генератор или питание от сети, повернув переключатель вручную.


Что такое инверторный генератор?

Поскольку небольшие портативные генераторы легко подвержены изменениям нагрузки, создаваемое ими напряжение может быть нестабильным. Когда портативный генератор работает при высокой нагрузке, изменения напряжения приведут к небольшим пикам и провалам синусоидальной волны переменного тока. Это называется гармоническим искажением — синусоида искажается при изменении напряжения.

Инвертор используется для создания синусоидальной волны, которая контролируется электроникой и всегда стабильна.Принятый стандарт для инвертора, который будет обеспечивать ток, который не будет причинять вреда электронике, должен быть способен генерировать синусоидальную волну с менее чем 3% общего гармонического искажения (THD) при пиковой нагрузке.

Синусоида | Обычный генератор против инверторного генератора

pure sine wave vs modified sine wave. pure sine wave vs modified sine wave.

Как работает инверторный генератор?

Инверторный генератор вырабатывает электроэнергию так же, как и любой переносной генератор. Это означает, что он использует двигатель для привода генератора переменного тока, который производит переменный ток.Отличие инверторного генератора заключается в том, что он использует выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный ток, а затем использует инвертор для преобразования мощности обратно в переменный ток. В процессе, известном как двойное преобразование.

Хотя это может показаться странным способом ведения дел, есть веская причина, по которой двойное преобразование является лучшим способом получения чистой энергии. Постоянный ток — это очень управляемый ток, это означает, что легко контролировать напряжение, поэтому постоянное напряжение может оставаться стабильным при изменении нагрузки.Инвертор использует полупроводники и транзисторы для создания синусоидальной волны переменного тока от источника питания постоянного тока.

Используя микропроцессор, инвертор может контролировать синусоидальный сигнал несколько тысяч раз в секунду. Если есть какие-либо изменения в напряжении, конденсаторы используются для корректировки напряжения. Это означает, что даже самое маленькое изменение в синусоиде, независимо от того, как быстро оно произойдет, будет обнаружено инвертором и немедленно исправлено. В результате получается синусоида без искажений или, по крайней мере, в пределах 3% от THD при пиковой нагрузке.

Инверторные генераторы

, такие как Yamaha EF3000iS, очень тихие

how does a generator work. Best inverter generator how does a generator work. Best inverter generator

Вырабатывает чистую высококачественную энергию. ( Buy from Amazon )


Как использовать генератор

Любой портативный генератор, будь то обычный генератор или инверторный генератор, потребует ввода данных пользователем для его работы. Не все генераторы имеют одинаковые функции. У некоторых может быть электрический стартер, в то время как другие могут использовать ручной стартер. Для двухтактного генератора вам потребуется смешать газ с маслом, тогда как для 4-тактного генератора требуется только газ.В некоторых случаях генератор сможет работать как на природном, так и на обычном газе, эти генераторы известны как гибридные генераторы. Эти различия будут объяснены вам в руководстве пользователя, поэтому важно внимательно прочитать руководство перед тем, как приступить к работе генератора впервые.

Несмотря на то, что генераторы различаются, основные процедуры, которые необходимо соблюдать, остаются прежними. Большинство рабочих процедур для использования генератора ориентированы на безопасность пользователя, поэтому важно правильно выполнять эти шаги.

Прежде чем начать пользоваться генератором, вам необходимо установить его в правильное положение. Генератор должен стоять на ровной поверхности, чтобы он не мог легко опрокинуться или вытечь топливо из бензобака. При установке генератора важно учитывать вентиляцию. Двигатель нуждается в достаточной вентиляции, чтобы предотвратить его перегрев. Выхлопные газы также должны выходить. Выбросы выхлопных газов очень опасны при вдыхании людьми или животными, поэтому убедитесь, что генератор никогда не находится в замкнутом пространстве рядом с вами или вашими домашними животными.

Генератор также нуждается в кислороде в рамках своего цикла сгорания, это означает, что он должен иметь подачу свежего воздуха к воздухозаборнику карбюратора. Если ваш генератор будет использоваться в корпусе, он должен быть построен для этой цели и обеспечивать достаточную вентиляцию как для охлаждения, так и для подачи чистого воздуха.

Для удобства большинство людей размещают свой портативный генератор на улице. Это нормально, если генератор не подвергается воздействию воды. Оставлять генератор под дождем крайне опасно.Даже если генератор защищен от дождя, следует позаботиться о том, чтобы избежать попадания воды в генератор. Внешнее крыльцо, защищенное от элементов, является идеальным местом для размещения генератора.

Когда вы будете готовы запустить генератор, убедитесь, что на генераторе нет электрической нагрузки. Лучше всего ничего не подключать к генератору до его запуска. Если ваш генератор подключен к переключателю передачи, убедитесь, что переключатель не находится в положении «генератор» при запуске генератора.

Запуск генератора такой же, как запуск любой газовой машины. Обычно есть переключатель для запуска / остановки, а некоторые могут иметь переключатель подачи топлива или кран. Когда подача топлива разомкнута, рабочий выключатель находится в рабочем положении, а дроссельная заслонка установлена ​​в правильное положение для погодных условий (в жаркую погоду дроссельная заслонка требуется редко), вы запускаете двигатель либо потянув за стартер, либо повернув ключ зажигания, если генератор имеет электрический стартер. Как только двигатель запустится, дайте ему немного времени, чтобы приспособиться к нужным оборотам.Если вы использовали воздушную заслонку для запуска двигателя, дайте двигателю прогреться до точки, при которой он будет работать нормально с отключенной воздушной заслонкой, прежде чем продолжить.

Когда двигатель работает на холостом ходу, вы готовы подключить кабель питания к генератору. Если ваш генератор оснащен вольтметром , перед подключением кабеля питания рекомендуется проверить правильность напряжения. Подключите удлинитель к правильной розетке и, если генератор имеет выключатель питания, включите питание.

Вот несколько советов по безопасности, которые следует помнить:

  1. Никогда не добавляйте топливо в генератор при работающем двигателе. Всегда выключайте генератор перед заполнением бензобака.
  2. Никогда не используйте поврежденный удлинитель с генератором.
  3. Никогда не запускайте генератор при нагрузке более 75% в течение продолжительного времени (30 минут или более). Это может легко привести к перегреву генератора и может привести к необратимому повреждению и, возможно, к возгоранию.
  4. Всегда используйте указанный тип топлива с октановым числом и типом масла для вашего генератора.
  5. Обслуживайте генератор в соответствии с техническими условиями производителя.
  6. Всегда используйте генератор в хорошо проветриваемом помещении.
  7. Будьте осторожны прикасаться к двигателю или выхлопной системе, когда генератор горячий.
  8. Никогда не допускайте контакта вашего генератора с водой во время работы и никогда не запускайте генератор, если он влажный.
  9. Не размещайте генератор вблизи легковоспламеняющихся материалов.

Узнайте больше, прочитав нашу статью о солнечных генераторах.


.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о