Promlebedka.ru

Авто ДРайв
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и работа двигателя генератора постоянного тока

Устройство генератора

Работа электрогенерирующего оборудования основывается на принципе конвертации механической энергии, получаемой из внешнего источника, в электроэнергию. Иными словами, устройство не вырабатывает самостоятельно электричество. Происходит усиление движения возникающих в проводах его обмотки электрических зарядов, которые проходя через внешнее кольцо циркуляции, отдают свою энергию. В результате на выходе образуется электрический ток, который и поступает в сеть от электростанции.

С научной точки зрения принцип называется «магнитной индукцией» и был обнаружен Майклом Фарадеем в 19 веке. Ученый физик установил, что перемещением электрического проводника в магнитном поле рождается поток зарядов. Между двумя концами проводника, в частности, провода, создается разность напряжений, который усиливает движение зарядов, превращая их в электричество.

Простейший генератор представляет собой обыкновенную прямоугольную рамку, которая размещена между магнитами с разными полюсами. Для снятия напряжения с вращающейся рамки используют токосъемные кольца.

В автомобилестроение используют электромагниты – катушки индуктивности или обмотки медного провода. При прохождении электрического тока через обмотку, последняя насыщается электромагнитными свойствами. Для возбуждения обмотки используется аккумуляторная батарея.

Устройство автомобильного генератора переменного тока

Автомобильный генератор состоит из корпуса с крышками, в которых имеются отверстия для вентиляции. Ротор устанавливается в подшипниках 2 и вращается в них. Привод ротора осуществляется путем ременной передачи (ремень одевается на шкив). Ротор выступает электромагнитом (обмоткой). Ток на обмотку поступает с помощью двух медных колец и графитных щеток, которые соединены с электронным регулятором. Электронный реле регулятор отвечает за напряжение на выходе, которое должно находиться в пределах 12 Вольт вне зависимости от частоты вращения шкива привода генератора. Реле регулятор может встраиваться в корпус, а может находиться отдельно.

Статор – представляет собой три медные обмотки, которые соединяются в треугольник. К точкам соединения обмоток подключается выпрямительный мост, который состоит из 6 полупроводниковых диодов, которые служат для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Генера́тор (с латыни generator означает «производитель») — устройство, что вырабатывает электроэнергию, производит продукты или преобразует один вид энергии в другой.

Автомобильный генератор — устройство, которое преобразует механическую энергию вращения коленчатого вала двигателя автомобиля в электрическую.

Автомобильный генератор применяется для питания потребителей электроэнергии, таких как система зажигания, приборы освещения, бортовой компьютер автомобиля, системы диагностики, а также для зарядки аккумуляторной батареи (АКБ).

От надежности работы генератора зависит бесперебойность работы остальных систем автомобиля и других его компонентов. Мощность современного автомобильного генератора составляет 1 кВт.

Принцип работы автомобильного генератора

Первые автомобильные генераторы были генераторы постоянного тока. Они требовали много внимания к себе, что обуславливалось частым обслуживанием и контролем работы устройства.

Затем был придуманы диодные выпрямители, что значительно увеличило ресурс работы генератора и увеличило срок его работы. Генераторы с диодными выпрямителями тока стали называться генераторами переменного тока. На производство генератора переменного тока уходило меньше материалов, соответственно он стал легче и значительно меньше, а КПД вырос, обеспечивая более стабильный ток на выходе.

В современных иномарках используют синхронные трехфазные генераторы переменного тока, а в качестве выпрямителя – трехфазный выпрямитель Ларионова.

От поворота ключа до выдачи напряжения…

Во время поворота ключа замка зажигания в рабочее положение питание подается на обмотку возбуждения и генератор начинает отдавать ток в нагрузку. За управление током в обмотке возбуждения отвечает стабилизатор напряжения, который входит в щеточный узел генератора. Питание стабилизатора напряжения осуществляется от выпрямителя.

Ротор генератора приводится во вращение от коленчатого вала через шкив посредством клинового ремня. В обмотке возбуждения создается электромагнитное поле, которое индуцирует электрический ток в фазовых обмотках статора.

Выдаваемый ток – скачкообразный и зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, поэтому для его стабилизации применяется стабилизатор напряжения.

Читать еще:  Чему равна полезная работа для идеального теплового двигателя

Напряжение бортовой сети в работающей системе должно находится в пределах 13,8-14,2 В, что обеспечит нормальную подзарядку АКБ.

На крупногабаритных автомобилях используются автомобильные генераторы повышенной мощности 24 В.

Виды бытовых генераторов

Это была теория, а теперь переходим к практике. Генераторы электрического тока нужны обычно для обеспечения питанием электрооборудования. Существуют две ситуации:

  • Электрогенератор нужен на случай пропадания сети.
  • Как основной источник питания.

Простейшие генераторы постоянного и переменного тока: устройство и принцип работы

Для обоих случаев логика выбора похожа, но имеет свои особенности. Если генератор нужен для постоянной работы, на первое место выходит расход топлива и надёжность. Также стоит обратить внимание на «громкость» работы, ёмкость бака для топлива.

Для кратковременного включения на случай пропадания питания, чаще всего стараются приобрести не слишком дорогую модель. Но в погоне за экономией, не стоит забывать о качественных характеристиках.

Синхронные и асинхронные

Сейчас не станем разбираться к конструктивных особенностях, а остановимся на достоинствах и недостатках. Синхронные генераторы отличаются тем, что на якоре имеют обмотки. Они выдают более стабильное напряжение и имеют меньшие отклонения по частоте. Это хорошо для требовательных к качеству питания. К плюсам синхронных генераторов тока относят также нормальную реакцию на пусковые токи, так что нормально работают они с индуктивной нагрузкой (с электродвигателями). Минусы ‒ более сложная конструкция и высокая цена. Ещё один момент, наличие щеток, которые, как известно снашиваются и искрят. Так что при более высокой цене синхронные генераторы имеют меньший рабочий ресурс.

Устройство асинхронных моделей проще

Асинхронные генераторы имеют более простую конструкцию и более низкие цены. При относительно невысокой цене отличаются значительно большим эксплуатационным сроком. Но стабильность тока желает быть лучше: погрешность до 10% по напряжению и 4% по частоте. Ещё один недостаток: плохо переносят пусковые токи. Потому, для обеспечения нормальной работы сложной техники желательно иметь стабилизатор, а для плавного пуска электромоторы подключать через преобразователь частоты.

Инверторный или нет

Есть ещё так называемые инверторные бытовые генераторы тока. Это те же генераторы, но на выходе которых стоит дополнительное устройство, стабилизирующее выходные показатели. С учётом того что техника у нас становится всё более дорогой и требовательной к качеству питания, использование инверторных генераторов почти необходимость.

Генератор переменного тока с инвертором: основные узлы и блоки

Единственное исключение, когда агрегат будет стоять на даче или в доме, а в период его работы, «капризная» техника работать не будет. К группе «капризных» однозначно относится вся компьютерная техника, а также та, которая управляется при помощи микропроцессоров. Также «капризными» являются автоматизированные котлы. Если котёл зависит от наличия напряжения и автоматика в нем не механическая, вам однозначно требуется инверторный генератор.

Инверторный генератор кроме двигателя и непосредственно генератора, имеет ещё выпрямитель и инвертор

Как работает инверторный генератор переменного тока? То напряжение, которое выработал генератор, попадает на блок инвертора. Он сначала выпрямляется, а потом из постоянного напряжения формируются полярные импульсы заданной частоты (50 Гц) и скважности. На выходе устройства импульсы превращаются в синусоиду. В результате на выходе имеем питание с идеальными (почти) характеристиками. Так что асинхронный инверторный генератор подходит для питания любой техники. Вот только пусковые нагрузки по-прежнему проблема.

Количество фаз и топливо для первичного двигателя

Чтобы выбрать генератор переменного тока, необходимо разобраться с классификацией, видами и типами, достоинствами и недостатками. В первую очередь стоит определиться с количеством фаз, которые должен выдавать агрегат, как понимаете, есть однофазные и трехфазные. Выбирать по этому признаку стоит учитывая имеющуюся проводку или нагрузку. Если генератор должен обеспечить работу трехфазного потребителя, на его выходе должно быть именно такое напряжение. Если подключаемые приборы только однофазные, покупать трехфазный генератор стоит только тогда, когда он будет работать на постоянной основе. В качестве резервного обычно ставят однофазные агрегаты, обеспечивая питанием наиболее важные устройства.

Читать еще:  Время прогрева двигателя до рабочей температуры ваз 2110

Для начала необходимо определиться с количеством фаз вырабатываемого тока

Когда мы разбирались в принципе действия генераторов переменного тока, не рассматривался один момент: как и чем приводится в действие вращающаяся часть устройства. В бытовых моделях это двигатель внутреннего сгорания. Именно он приводит в движение ротор, а работать он может на следующих видах топлива:

  • бензин;
  • дизельное топливо;
  • газ.

Для бытового использования, чаще всего, используют дизельные и бензиновые генераторы. Так как оба вида топлива практически равнозначны по доступности, то выбор между ними основан на технических особенностях. О них подробнее немного ниже.

Асинхронный генератор переменного тока

Асинхронные генераторы отличаются отсутствием электрической связи меж статором и ротором. Скорость регулируется направляющим аппаратом. Сообразно стабильность частоты падает, амплитуда напряжения также носит непостоянный характер. В результате можно отметить относительную простоту конструкции асинхронного генератора переменного тока, стабильность параметров не блещет хорошими показателями.

Отличительной чертой назовем способность недостатков асинхронных двигателей плавно перекочевывать, заражая новые устройства. Очевидно, для снабжения потребителей энергией регулируют частоту тока, мощность получается случайной. Хотя, если генератор находится в относительно постоянном окружении, сказанное не окажется большой проблемой.

Принцип работы

Теперь разберем подробнее работу генератора переменного тока в автомобиле. При включении зажигания, на щеточный узел подается ток от аккумуляторной батареи. Через щеточный узел он попадает на медные контактные кольца, а затем на обмотку возбуждения ротора. Напомним, что ротор, по сути, является электромагнитом, который создает магнитное поле. Коленчатый вал через шкив и ременную передачу начинает вращать ротор. Вокруг ротора расположен статор, который от вращения начинает вырабатывать переменный ток. Когда вращение ротора достигает определенной частоты, обмотка возбуждения питается от самого генератора.

Через диодный мост переменный ток “выпрямляется” и преобразуется в постоянный, необходимый для питания бортовой сети. Так автомобильный генератор обеспечивает питание потребителей и подзаряжает аккумулятор. Регулятор напряжения изменяет работу обмотки возбуждения при возрастании частоты вращения ротора. Таким образом поддерживается стабильная нагрузка.

В салоне автомобиля на приборной панели есть контрольная лампа генератора, которая показывает состояние устройства. Например, лампа может загореться при обрыве ремня. Тогда питание сети будет идти только через аккумулятор. Продолжительность работы в этом случае будет зависеть от уровня заряда АКБ.

«Прикуривание»

При «прикуривании» автомобильный генератор автомобиля-донора (особенно регулятор напряжения) может выйти из строя. Дело в том, что ток, потребляемый электрическим стартером намного больше, чем максимальный ток, на который рассчитан генератор и регулятор напряжения.

Например, стартер СТ-221 (ВАЗ-2101) имеет мощность 1,77 л. с., сила тока холостого хода 35 ампер, в режиме полного торможения 500 А. Генератор Г-221 этого же автомобиля рассчитан на максимальный ток 42 А.

Для безопасного «прикуривания» рекомендуется на автомобиле-доноре отсоединять аккумуляторную батарею или останавливать двигатель.

Принцип работы генератора постоянного тока

Чтобы преобразовывать одну энергию в другую, необходимо использовать различные механические устройства. Самым распространенным вариантом является генератор переменного тока. Причем следует отметить, что его можно приобрести в любом специализированном отделе. Инструкция как проверить конденсатор мультиметром здесь: https://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/instrumenty/izmerenie/multimetr/instrukciya-kak-proverit-kondensator-multimetrom.html.

На фото представлен генератор постоянного тока

Принцип работы

Принцип работы генератора сводится к тому, что прибор преобразует механическую энергию в электрическую. После этого она будет использоваться во внешнем контуре устройства.

В качестве источника механической энергии может быть использовано любое усилие физического типа: подключение к прибору или вращение ручки агрегата в ручную. Читайте о принципе работы микроволновой печи и устройстве магнетрона на этой странице.

Читать еще:  Устройство и работа грм двигателя камаз 740

Следует отметить, что большая часть домов и квартир, находящихся в пригороде существует именно на этих генераторах. Вот только все они относятся к промышленному типу устройств.

Ко всему прочему устройство этого типа может действовать абсолютно противоположно. Посредством электродвигателя можно преобразовывать электрическую энергию в механическую. Это необходимо в производстве и легкой промышленности.

Технические характеристики

Все генераторы постоянного тока отличаются различными техническими характеристиками. К примеру, на данный момент выбирать данный тип механического устройства следует опираясь на такие параметры:

  • Необходимо знать, что КПД (Коэффициент Полезного Действия устройства) варьируется в промежутке от 85 и 87%.
  • Также внимание следует обратить и на номинальный частотный показатель – 1500 об/мин.
  • Еще стоит определиться с мощностным показателем – 30-45 кВт;
  • Что касается напряжения механизмов данного типа, то оно может варьироваться от 12 до 600 В.
  • Все устройства могут различаться габаритными размерами.

Зачастую этот технический механизм используют в тех местах, где нет возможности подлечиться к общей сети. Используют устройства на загородных участках и, к примеру, на пикниках.

На данный момент на территории постсоветского пространства различные производители предлагают следующие виды технического оборудования этого типа:

    генератор электрического тока бензиновый для частного дома – это устройство является невероятно практичным, ведь для работы этого оборудования в качестве топлива используется бензин.

На фото бензиновый генератор электрического тока для частного дома

Сварочные генераторы постоянного тока на снимке

На фото генератор постоянного тока во взрывозащищенном исполнении

Устройство

В процесс развития технического процесса генератор постоянного тока постоянно менял свою конструкцию, но основные элементы остаются неизменными. Основные компоненты устройства – статор и якорь. Неподвижная часть имеет форму цилиндра. Он одновременно является и защитой для аппарата и местом для крепления остальных более мелких деталей. Ознакомиться с типами и видами УЗО можно здесь.

Внутреннее устройство генератора постоянного тока

На рисунке изображена схема устройства генератора постоянного тока

Стоимость генератора постоянного тока

Для того чтобы приобрести изделия высокого качества, необходимо пользоваться услугами опытного консультанта, который расскажет все о будущей покупке. Перед приходом в магазин стоит разобраться, какой именно генератор нужен конкретно вам. Ведь цена оборудования зависит от следующих показателей:

  • КПД;
  • Мощности устройства;
  • Напряжение;
  • Номинальный частотный показатель;
  • Типоразмер генератора.

В зависимости от этих критериев цена на устройства будет варьироваться в промежутке от 180 000 рублей до 280 000 рублей.

Где купить генератор постоянного тока?

Где купить в Москве:

  1. ООО Элгес ул. Академика Анохина, д. 38, корп. 1 Контактный телефон: +7(495) 7244733;
  2. ТС”КИПОР” г. Москва, 2-й Кабельный проезд д.1 Торговый центр «Лефортовский Стройцентр» Блок 2 1-й этаж п. 101/6 Контактный телефон: +7 (499) 702-41-44;
  3. ООО Гдрм-Москва, г.Москва , Ленина 10 Контактный телефон: +7 (912) 619-23-30.

Где купить в Санкт-Петербурге:

  1. ООО Гдрм-СПб г. Санкт-Петербург, Гастелло, 32 Контактный телефон: +7 (812) 244-93-57;
  2. ООО Партнер-Электро г. Санкт-Петербург, Химический пер., д. 1 Контактный телефон: +7 (812) 252-33-58;
  3. ООО Мегаватт г.Санкт-Петербург, пр.Обуховской Обороны, 120 Контактный телефон: +7 (812) 333-00-89.

Каждый покупатель должен знать, что перед непосредственной покупкой оборудования данного типа его необходимо тщательно протестировать. Ведь стоимость прибора не так уж и мала, а вероятность приобретения некачественного изделия всегда преобладает.

Видео

Смотрите видео-ролик о генераторах постоянного тока:

По мнению опытных специалистов нужно сверить паспорт, прилагающийся к устройству, и проверить соответствие имеющихся сертификатов качества. Чтобы избежать подделок, следует приобретать оборудование только в специализированных отделах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector