Устройство Генератора Переменного Тока и Принцип Действия

Мощный тяговый генератор переменного тока – строение

Здравствуйте, ценители мира электрики и электроники. Если вы частенько заглядываете на наш сайт, то наверняка помните, что совсем недавно у нас вышел достаточно объемный материал про то, как устроен и работает генератор постоянного тока. Мы подробно описали его строение от самых простых лабораторных прототипов, до современных рабочих агрегатов. Обязательно почитайте, если еще этого не сделали.

Сегодня мы разовьем эту тему, и разберемся, в чем заключается принцип действия генератора переменного тока. Поговорим о сферах его применения, разновидностях и много еще о чем.

Теоретическая часть

Основной принцип работы альтернатора

Начнем с самого основного – переменный ток отличается от постоянного тем, что он с некоторой периодичностью меняет свое направление движения. Также он меняет и величину, о чем мы подробнее поговорим далее.

Спустя определенный промежуток времени, который мы назовем «Т» значения параметров тока повторяются, что на графике можно изобразить в виде синусоиды – волнистой линии, проходящей с одинаковой амплитудой через центральную линию.

Базовые принципы

Итак, назначение и устройство генераторов переменного тока, называемого раньше альтернатором, заключается в преобразовании кинетической энергии, то есть механической, в электрическую. Подавляющее большинство современных генераторов используют вращающееся магнитное поле.

• Работают такие устройства за счет электромагнитной индукции, когда при вращении в магнитном поле катушки из токопроводящего материала (обычно медная проволока), в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС).
• Ток начинает образовываться в тот момент, когда проводники начинают пересекать магнитные линии силового поля.

Строение простейшего электромагнитного генератора

• Причем пиковое значение ЭДС в проводнике достигается при прохождении им главных полюсов магнитного поля. В те моменты, когда они скользят вдоль силовых линий, индукция не возникает и ЭДС падает до нуля. Взгляните на любую схему из представленных – первое состояние будет наблюдаться, когда рамка примет вертикальное положение, а второе – когда горизонтальное.

Генератор переменного тока — как устроен

• Для лучшего понимания протекающих процессов нужно вспомнить правило правой руки, изучавшееся всеми в школе, но мало кем помнящееся. Суть его заключается в том, что если расположить правую руку так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее со стороны ладони, большой палец, отведенный в сторону, укажет направление движения проводника, а остальные пальцы будут указывать на направление возникающей в нем ЭДС.
• Взгляните на схему выше, положение «а». В этот момент ЭДС в рамке равно нулю. Стрелочками показано направление ее движения – часть рамки А двигается в сторону северного полюса магнита, а Б – южного, достигнув которых ЭДС будет максимальным. Применяя описанное выше правило правой руки, мы видим, что ток начинает течь в части «Б» в нашу сторону, а в части «А» – от нас.
• Рамка вращается дальше и ток в цепи начинает падать, пока рамка снова не займет горизонтальное положение (в).
• Дальнейшее вращение приводит к тому, что ток начинает течь в обратном направлении, так как части рамки поменялись местами, если сравнивать с начальным положением.

Спустя половину оборота, все снова вернется в изначальное состояние, и цикл повторится снова. В итоге мы получили, что за время совершения полного оборота рамки, ток дважды возрастал до максимума и падал до нуля, и единожды менял свое направление относительно нчального движения.

Переменный ток

В его честь была названа частота тока

Принято считать, что длительность периода обращения равняется 1 секунде, а число периодов «Т» является частотой электрического тока. В стандартных электрических сетях России и Европы за одну секунду ток меняет свое направление 50 раз – 50 периодов в секунду.

Обозначают в электронике один такой период особой единицей, названной в честь немецкого физика Г. Герца. То есть в приведенном примере российских сетей частота тока составляет 50 герц.

Вообще, переменный ток нашел очень широкое применение в электронике благодаря тому, что: величину его напряжения очень просто изменять при помощи трансформаторов, не имеющих движущихся частей; его всегда можно преобразовать в постоянный ток; устройство таких генераторов намного надежнее и проще, чем для выработки постоянного тока.

Мощнейшие генераторы, установленные на Пушкинской ГЭС

Строение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока, в принципе, понятно, но вот, сравнивая его с собратом для выработки постоянного, не сразу можно уловить разницу.

Основные рабочие части и их подключение

Если вы прочли предыдущий материал, то наверняка помните, что рамка в простейшей схеме была соединена с коллектором, разделенным на изолированные контактные пластины,  а тот, в свою очередь, был связан со щетками, скользящими по нему, через которые и была подключена внешняя цепь.

За счет того, что пластины коллектора постоянно меняются щетками, не происходит смены направления тока – он просто пульсирует, двигаясь в одном направлении, то есть коллектор является выпрямителем.

Устройство и принцип действия генератора переменного тока

• Для переменного тока такого приспособления не нужно, поэтому его заменяют контактные кольца, к которым привязаны концы рамки. Вся конструкция вместе вращается вокруг центральной оси. К кольцам примыкают щетки, которые также по ним скользят, обеспечивая постоянный контакт.
• Как и в случае с постоянным током, ЭДС, возникающие в разных частях рамки, будут суммироваться, образуя результирующее значение этого параметра. При этом во внешней цепи, подключенной через щетки (если подсоединить к ней резистор нагрузки RH), будет протекать электрический ток.
• В рассмотренном выше примере «Т» равняется полному обороту рамки. Отсюда можно сделать логичный вывод, что частота тока, вырабатываемая генератором, напрямую зависит от скорости вращения якоря (рамки), или другими словами ротора, в секунду. Однако это касается только такого простейшего генератора.

Трехфазные генераторы переменного тока и устройство их

Если увеличить число пар полюсов, то в генераторе пропорционально возрастет и число полных изменений тока за один оборот якоря, и частота его будет измерять иначе, по формуле: f = np, где f – это частота, n – число оборотов в секунду, p – количество пар магнитных полюсов устройства.

• Как мы уже писали выше, течение переменного тока графически изображается синусоидой, поэтому такой ток еще называется и синусоидальным. Сразу можно выделить основные условия, задающие постоянство характеристик такого тока – это равномерность магнитного поля (постоянная его величина) и неизменная скорость вращения якоря, в котором он индуктируется.
• Для того чтобы сделать устройство достаточно мощным, в нем применяются электрические магниты. Обмотка ротора, в которой индуцируется ЭДС, в действующих агрегатах тоже не является рамкой, как мы показывали в схемах выше. Применяется очень большое количество проводников, которые соединены друг с другом по определенной схеме

Интересно знать! Образование ЭДС происходит не только тогда, когда проводник смещается относительно магнитного поля, но и наоборот, когда двигается само поле относительно проводника, чем активно и пользуются конструкторы электродвигателей и генераторов.

• Данное свойство позволяет размещать обмотку, в которой индуктируется ЭДС, не только на вращающейся центральной части устройства, но и на неподвижной части. При этом в движение приводится магнит, то есть полюсы.

Синхронный генератор электрического тока и принцип действия этого устройства

• При таком строении внешняя обмотка генератора, то есть силовая цепь, не нуждается ни в каких подвижных частях (кольцах и щетках) – соединение выполняется жесткое, чаще болтовое.
• Да, но можно резонно возразить, мол, эти же элементы потребуется установить на обмотке возбуждения. Так и есть, однако сила тока, протекающая здесь, будет намного меньше итоговой мощности генератора, что значительно упрощает организацию подвода тока. Элементы будут малы по размерам и массе и очень надежны, что делает именно такую конструкцию самой востребованной, особенно для мощных агрегатов, например, тяговых, устанавливаемых на тепловозах.
• Если же речь идет о маломощных генераторах, где токосъем не представляет каких-то сложностей, поэтому часто применяется «классическая» схема, с вращающейся якорной обмоткой и неподвижным магнитом (индуктором).

Совет! Кстати, неподвижная часть генератора переменного тока называется статором, так как она статична, а вращающаяся – ротором.

Вращать легче центральную часть

Виды генераторов переменного тока

Классифицировать и отличить генераторы можно по нескольким признакам. Давайте назовем их.

Трехфазные генераторы

Отличаться они могут по количеству фаз и быть одно-, двух- и трехфазными. На практике наибольшее распространение получил последний вариант.

Схема трехфазного генератора

• Как видно из картинки выше, силовая часть агрегата имеет три независимые обмотки, расположенные на статоре по окружности, со смещением друг относительно друга на 120 градусов.
• Ротор в данном случае представляет собой электромагнит, который, вращаясь, индуктирует в обмотках переменные ЭДС, которые сдвинуты друг относительно друга во времени на одну третью периода «Т», то есть такта. По сути, каждая обмотка представляет собой отдельный однофазный генератор, который питает переменным током свою внешнюю цепь R. То есть мы имеет три значения тока I(1,2,3) и такое же количество цепей. Каждая такая обмотка вместе с внешней цепью получила название фазы.

Смещение синусоид на 1/3 такта

• Чтобы сократить число проводов, ведущих к генератору, три обратных провода, ведущих к нему от потребителей энергии, заменяют одним общим, по которому будут проходить токи от каждой фазы. Такой общий провод называют нулевым
• Соединение всех обмоток такого генератора, когда их концы соединяются друг с другом, называется звездой. Отдельные три провода, соединяющие начала обмоток с потребителями электроэнергии называются линейными – по ним и идет передача.
• Если нагрузка всех фаз будет одинаковой, то необходимость в нулевом проводе полностью отпадет, так как общий ток в нем будет равен нулю. Как так получается, спросите вы? Все предельно просто – для понятия принципа достаточно сложить алгебраические значения каждого синусоидального тока, сдвинутых по фазе на 120 градусов. Схема выше поможет понять этот принцип, если представить, что кривые на нем – это изменение тока в трех фазах генератора.
• Если же нагрузка в фазах будет неодинаковой, то нулевой провод начнет пропускать ток. Именно поэтому распространена 4-х проводная схема подключения звездой, так как она позволяет сохранять электрические приборы, включенные в этот момент в сеть.

Варианты соединения обмоток у трехфазного генератора

• Напряжение между линейными проводами называется линейным, тогда как напряжение на каждой фазе – фазным. Токи, протекающие в фазах, являются и линейными.
• Схема подключения звездой не является единственной. Существует и другой вариант последовательного подключения трех обмоток, когда конец одной соединен с началом второй, и так далее, пока не образуется замкнутое кольцо (см. схему выше «б»). Исходящие от генератора провода подключаются в местах соединения обмоток.
• В таком случае фазовые и линейные напряжения будут одинаковыми, а ток линейного провода будет больше фазного, при их одинаковой нагрузке.
• Такое соединение также не нуждается в нулевом проводе, в чем и заключается основное преимущество трехфазного генератора. Наличие меньшего количества проводов делают его проще, и цена его ниже, из-за меньшего количества используемых цветных металлов.

Принципиальная схема генератора тока

Еще одной особенностью трехфазной схемы подключения является появление вращающегося магнитного поля, что позволяет создавать простые и надежные асинхронные электродвигатели.

Но и это не все. При выпрямлении однофазного тока на выходе выпрямителя получается напряжение с пульсациями от нуля до максимального значения. Причина, думаем, ясна, если вы поняли основной принцип работы такого устройства. Когда же присутствует сдвиг по времени фаз, пульсации сильно уменьшаются, не превышая 8%.

Различие по виду

Отличаются генераторы и по виду, которых существует 2:

Синхронный генератор

• Синхронный генератор переменного тока – главная особенность такого агрегата заключается в жесткой связи частоты переменной ЭДС, которая наведена в обмотке и синхронной частотой вращения, то есть вращения ротора.

Принцип действия и устройство синхронного генератора.

1. Взгляните на схему выше. На ней мы видим статор с трехфазной обмоткой, соединенной по треугольной схеме, которая мало чем отличается от той, что стоит на асинхронном двигателе.
2. На роторе генератора располагается электромагнит с обмоткой возбуждения, питающаяся от постоянного тока, который может быть подан на него любым известным способом – об этом подробнее будет расписано далее.
3. Вместо электромагнита может быть применен постоянный, тогда необходимость в скользящих частях схемы, в виде щеток и контактных колец, отпадает вовсе, на такой генератор не будет достаточно мощным и не сможет нормально стабилизировать выходные напряжения.
4. К валу ротора подключается привод – любой двигатель, создающий механическую энергию, и он приводится в движение с определенной синхронной скоростью.
5. Так как магнитное поле главных полюсов вращается вместе с ротором, начинается индукция переменных ЭДС в обмотке статора, которые можно обозначить как Е1, Е2 и Е3. Эти переменные будут одинаковыми по значению, но как уже не раз говорилось, смещенными на 120 градусов по фазе. Вместе эти значения образуют трехфазную систему ЭДС, которая симметрична.
6. К точкам С1,С2 и С3 подключается нагрузка, и на фазах обмотки в статоре появляются токи I1,I2,и I В это время каждая фаза статора сама становится мощным электромагнитом и создает вращающееся магнитное поле.
7. Частота вращения магнитного поля статора будет соответствовать частоте вращения ротора.

Асинхронный электрический двигатель

• Асинхронные генераторы – их отличает от описанного выше примера то, что частоты ЭДС и вращения ротора жестко не привязаны друг к другу. Разница между этими параметрами называется скольжением.

1. Электромагнитное поле такого генератора в обычном рабочем режиме оказывает под нагрузкой тормозной момент на вращение ротора, поэтому частота изменения магнитного поля будет меньшим.
2. Эти агрегаты не требуют для создания сложных узлов и применения дорогих материалов, поэтому нашли широкое применение, как электрические двигатели для транспорта, из-за легкого обслуживая и простоты самого устройства. Данные генераторы устойчивы к перегрузкам и коротким замыканиям, однако на устройствах сильно зависящих от частоты тока они неприменимы.

Способы возбуждения обмотки

Последнее различие моделей, которое хотелось бы затронуть, связано со способом запитки возбуждающей обмотки.

Тут можно выделить 4 типа:

1. Питание на обмотку подается через сторонний источник.
2. Генераторы с самовозбуждением – питание берется от самого генератора, при этом напряжение выпрямляется. Однако находясь в неактивном состоянии, такой генератор не сможет выработать достаточного напряжения, чтобы стартовать, для чего в схеме применяется аккумулятор, который будет задействован во время старта.
3. Вариант с обмоткой возбуждения, питающейся от другого генератора меньшей мощности, установленного с ним на одном валу. Второй генератор уже должен стартовать от стороннего источника, например, того же аккумулятора.
4. Последняя разновидность вообще не нуждается в подаче питания на обмотку возбуждения, так как ее у него нет, ведь применяется в устройстве постоянный магнит.

Применение генераторов переменного тока на практике

Промышленное производство мощных генераторов

Применяются такие генераторы практически во всех сферах человеческой деятельности, где требуется электрическая энергия. Причем принцип ее добычи отличается только способом приведения в движение вала устройства. Так работают и гидро-, и тепло- и даже атомные станции.

Данные станции запитывают по проводам общественные сети, к которым подключается конечный потребитель, то есть все мы. Однако существует множество объектов, к которым невозможно доставить электрическую энергию таким способом, например, транспорт, стройплощадки вдали от линий электропередач, очень далекие поселки, вахты, буровые установки и прочее.

Это означает только одно – требуется свой генератор и двигатель, приводящий его в движение. Давайте рассмотрим несколько небольших и часто встречающихся в нашей жизни устройств.

Автомобильные генераторы

На фото — электрический генератор для автомобиля

Кто-то возможно тут же скажет: «Как? Это же генератор постоянного тока!». Да, действительно, так оно и есть, однако таковым его делает лишь наличие выпрямителя, который этот самый ток делает постоянным. Основной принцип работы ничем не отличается – все тот же ротор, все тот же электромагнит и прочее.

Принципиальная схема автомобильного генератора

Это устройство функционирует таким образом, что вне зависимости от скорости вращения вала, оно вырабатывает напряжение в 12В, что обеспечивается регулятором, через который идет питание обмотки возбуждения. Обмотка возбуждения стартует, запитываясь от автомобильного аккумулятора, ротор агрегата приводится в движение двигателем автомобиля через шкив, после чего начинает индуцироваться ЭДС.

Для выпрямления трехфазного тока используется несколько диодов.

Генератор на жидком топливе

Бензиновый генератор

Устройство бензинового генератора переменного тока, ровно, как и дизельного, мало чем отличается от того, что установлен в вашем автомобиле, за исключением нюанса, что ток он будет выдавать, как положено, переменный.

Из особенностей можно выделить то, что ротор агрегата всегда должен вращаться с одной скоростью, так как при перепадах выработка электроэнергии становится хуже. В этом кроется существенный недостаток подобных устройств – подобный эффект происходит при износе деталей.

Интересно знать! Если к генератору подключить нагрузку, которая будет ниже рабочей, то он не будет использовать свою мощность на полную, съедая часть жидкого топлива впустую.

Панель управления генератора

На рынке представлен большой выбор подобных агрегатов, рассчитанных на разную мощность. Они пользуются большой популярность за счет своей мобильности. При этом инструкция по пользованию предельно проста – заливаем своими руками топливо, запускаем двигатель поворотом ключа и подключаемся…

На этом, пожалуй, закончим. Мы разобрали назначение и общее устройство этих приборов  максимально просто. Надеемся, генератор переменного тока и принцип его действия стали к вам чуточку ближе, и с нашей подачи вы захотите погрузиться в увлекательный мир электротехники.

устройство, принцип работы и схемы подключения, виды генераторов, особенности их конструкции и работы

Генераторный узел представляет собой электродвигатель, предназначенный для преобразования механической энергии в электрическую. В зависимости от типа и назначения габариты, устройство и принцип работы генераторов переменного тока могут будут отличаться.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Как работает генератор переменного тока?

Работа генератора заключается в создании электродвижущей силы в проводнике под действием изменяющегося магнитного поля.

Схема и устройство простейшего генератора

По конструкции электрогенератор включает в себя следующие элементы:

• вращающаяся индукторная составляющая, называющаяся рамкой;
• движущая щеточная часть;
• коллекторное приспособление, оснащенное щетками, предназначенное для отвода напряжения;
• магнитное поле;
• контактные кольца.

Схема простейшего генераторного устройства переменного тока

Принцип действия

Образование электродвижущей силы в обмотках статорного механизма осуществляется после появления электрополя. Для последнего характерны вихревые образования. Данные процессы происходят в результате изменения магнитного потока. Причем последний меняется из-за быстрого вращения роторного механизма.

Ток от него поступает в электроцепь посредством контактных элементов, выполненных в виде деталей скольжения. Для более упрощенного прохождения напряжения к концам обмотки производится подсоединение колец. К этим контактным составляющим подключаются неподвижные щеточные элементы. С их помощью между электропроводкой и обмоткой роторного устройства появляется связь.

В витках магнитного элемента происходит образование поля, в нем формируется ток небольшой величины. По сравнению с напряжением, которое выдает простейший генераторный агрегат на внешнюю электроцепь. Если узел характеризуется небольшой мощностью, то в нем поле образует постоянный магнит, который может прокручиваться. Благодаря такому устройству и принципу работы генератора переменного тока в целом упрощается вся система. Поэтому из конструкции можно убрать щетки и контактные элементы.

Канал «Top Generators» наглядно и схематично в видеоролике показал принцип функционирования агрегата.

Основные виды генераторов переменного тока

Между собой устройства, позволяющие генерировать напряжение, делятся на синхронные и асинхронные. Они могут использоваться в различных сферах жизнедеятельности, но работать будут по разному принципу.

Синхронный генератор

Одним из свойств такого типа устройств является то, что частота тока, который оно воспроизводит, пропорциональна скорости вращения роторного механизма.

Между собой синхронные агрегаты делятся на несколько типов:

1. Повышенной частоты. В основе принципа функционирования устройства лежит процесс изменения магнитного потока, достигающегося путем вращения роторного механизма касательно неподвижного статора. Такой тип агрегатов используется преимущественно для питания антенн длинноволновых станций на расстоянии до 3 км. Подключать устройства для работы с более короткими волнами не получится, поскольку необходимо увеличить значение частоты.
2. Гидротурбинные агрегаты работают за счет активации гидравлической турбины, которая приводит в движение узел. В таких устройствах роторный механизм устанавливается на одном шкиве с колесом турбинного элемента. Его мощность может составить до 100 тысяч кВт, если скорость вращения будет 1500 оборотов в минуту, а напряжение — до 16 тыс. В. По массе и габаритам такой тип агрегатов считается самым большим, поскольку в них диаметр одного ротора составляет 15 метров. На величину мощности кружения турбины влияют три параметра — скорость вращения, длина электролинии, а также маховый момент роторного механизма.
3. Паротурбинные агрегаты, которые приводятся в действие посредством активации паровой турбины. Такой тип устройств функционирует со скоростью вращения 1,5-3 тысячи оборотов в минуту и они бывают двухполосными и четырехполосными. Роторный механизм выполнен в виде большого железного цилиндра, оснащенного прямоугольными пазами, внутри элемента располагается обмотка возбуждения. Корпус статорного устройства всегда неразъемный и выполнен из стали. Общий диаметр агрегата составляет до 1 метра, однако длина его ротора может быть до 6,5 м.

Схема и устройство

Синхронный агрегат конструктивно включает в себя два основных элемента:

1. Ротор. Это подвижная составляющая оборудования. Она предназначена для преобразования системы вращающихся электрических магнитов, которые питаются от внешнего источника.
2. Статорный механизм или неподвижная составляющая агрегата. В обмотке этого устройства посредством образования магнитного поля появляется ЭДС, которая идет на наружную электроцепь оборудования. Благодаря таким конструктивным особенностям в цепях нагрузок синхронных электрогенераторов не используются скользящие контакты. Магнитный поток от оборудования, который появляется посредством вращения ротора, возбуждается от стороннего источника. Последний монтируется на общем валу или может подключаться к нему с помощью муфты либо ременной передачи.

Схематическое устройство синхронного генераторного агрегата

Особенности работы

Принцип действия может незначительно отличаться в зависимости от типа устройства — явнополюсного либо неявнополюсного. Количество пар полюсных элементов роторного механизма определяется скоростью вращения узла. Если частота образующейся ЭДС составляет 50 Гц, то при 3 тысячах об/мин неявнополюсное устройство обладает одной парой полюсов. В явнополюсных агрегатах, вращающихся при 50-750 оборотах в минуту, количество пар полюсных элементов составит от 60 до 4.

В маломощных синхронных агрегатах питание обмотки возбуждения осуществляется посредством воздействия выпрямленного тока. Электроцепь появляется в результате активации трансформаторных устройств, которые входят в общую цепь нагрузки узла. Также она включает в себя полупроводниковый выпрямительный блок, который может собираться по любой схеме, но обычно как трехфазный мост. Основная электроцепь включает в себя обмотку возбуждения агрегата с регулировочным реостатным устройством.

Процедура самовозбуждения оборудования состоит в следующем:

1. При запуске установки в магнитной составляющей образуются небольшие ЭДС, это происходит благодаря явлению остаточной индукции. Одновременно в рабочей обмотке агрегата появляется ток.
2. В результате ЭДС образуется во вторичных электрообмотках трансформаторных устройств. А в электроцепи появляется небольшой ток, который способствует усилению общей индукции магнитного поля.
3. Увеличение параметра ЭДС осуществляется до момента, пока магнитная система агрегата не возбудится до конца.

Асинхронный генератор

Такой узел представляет собой устройство, производящее электроэнергию с использованием принципа действия асинхронного двигателя. Данный тип агрегатов именуется индукционным. Асинхронное устройство обеспечивает оперативный поворот роторного механизма, а его скорость вращения намного выше по сравнению с синхронным. Простой двигатель может применяться в качестве генераторной установки без дополнительных настроек.

Асинхронные агрегаты используются в разных сферах:

• для моторов ветровых электрических станций;
• для автономного питания жилых помещений и частных домов либо в качестве миниатюрных ГЭС-станций;
• для инверторных агрегатов сварки;
• с целью организации бесперебойного питания от переменного тока.

Схема и устройство

Схематическое подключение асинхронного агрегата

Основными составляющими элементами данного типа устройств считаются статорный механизм и ротор. Первый является неподвижным, а второй прокручивается внутри него. Ротор отделен от статорного механизма воздушным зазором. Чтобы снизить величину вихревых токов, сердечники составляющих элементов делаются из отдельных листов электротехнической стали. Их толщина в зависимости от производителя может составить от 0,35 до 0,5 мм. Сами листы оксидируются при изготовлении, то есть подвергаются термической обработке, что позволяет увеличить их поверхностное сопротивление.

Сердечник статорного механизма устанавливается внутрь станины, которая является наружной частью агрегата. На внутренней стороне детали располагаются пазы, в них находится обмотка. Статорная электрообмотка зачастую выполняется из катушек с небольшим шагом. В ее основе используется медный изолированный проводник.

Особенности работы

Асинхронный тип двигателей производит электроэнергию при увеличенной скорости прокручивания роторного механизма. Этот параметр всегда выше, чем у синхронных агрегатов. При прокручивании роторного устройства и выработки электричества потребуется сильный крутящий момент. Если в двигателе используется так называемый вечный холостой ход, это обеспечит равную скорость прокручивания в течение всего ресурса эксплуатации установки.

Схемы подключения

По числу использующихся фаз все генераторные агрегаты делятся на две группы:

• однофазные;
• трехфазные.

Однофазный генератор

Схема подключения оборудования с одной фазой

Этот тип устройств используется для работы с любыми потребителями электроэнергии, главное — чтобы они были однофазными.

Самые простые конструкции состоят из:

• магнитного поля;
• прокручивающейся рамки;
• коллекторного устройства, предназначенного для отвода тока.

Благодаря наличию последнего в результате рамочного прокручивания через щетки образуется постоянный контакт с рамкой. Параметры тока, который меняется с учетом закона гармоники, будут разными и передаются на щеточный узел, а также в схему потребителей напряжения. На сегодняшний день однофазные агрегаты являются наиболее популярным типом автономного источника питания. Они могут использоваться для подключения практически всех бытовых электроприборов.

Трехфазный генератор

Такой тип устройств относится к классу универсальных, но более дорогих агрегатов. Отличительная особенность трехфазных генераторов заключается в необходимости постоянного и дорогостоящего технического обслуживания. Несмотря на это, данный тип установок получил наибольшее распространение.

Это обусловлено следующими преимуществами:

1. В основе агрегата используется вращающееся круговое магнитное поле. Это обеспечивает возможность хорошей экономии при разработке оборудования.
2. Трехфазные генераторы состоят из уравновешенной системы. Это обеспечивает ресурс эксплуатации агрегата в целом.
3. В работе трехфазного устройства одновременно используется два напряжения — линейное и фазовое. Оба применяются в единой системе.
4. Одно из основных преимуществ — повышенные экономические показатели. Это обеспечивает снижение материалоемкости силовых проводов, а также трансформаторных агрегатов. Благодаря данной особенности упрощается процедура передачи электричества на большие расстояния.

Схема соединения «звездой»

Данный тип подключения подразумевает электросоединение концов обмоток в определенной точке, которая именуется «нулем». При выполнении такого подсоединения нагрузку к генераторному узлу можно подать посредством трех или четырех кабелей. Проводники от начала обмоток считаются линейными. А основной кабель, который идет от нулевой точки, является нулем. Параметр напряжения между проводниками считается линейным (эта величина выше в 1,73 раза по сравнению с фазной).

Схема типа «звезда» для подключения трехфазного оборудования

Одной из основных особенностей данного варианта является равенство токов. Четырехпроводной тип «звезды» с нейтральным кабелем считается самым распространенным. Его использование позволяет предотвратить перекос фаз при подсоединении несимметричной нагрузки. К примеру, если на одном контакте она активная, а на другом — реактивная или емкостная. При использовании такого варианта обеспечивается максимальная защищенность включенного электрооборудования.

Схемы соединения «треугольником»

Данный метод подключения представляет собой последовательное подсоединение обмоток трехфазного агрегата. Конец первой намотки должен быть соединен с началом второй, а ее контакт — с третьей. Затем проводник от обмотки под номером 3 подсоединяется к началу первого элемента.

При такой схеме линейные кабели отводятся от точек подключения обмоток. Параметр линейного напряжения по величине соответствует фазному. А значение первого тока выше второго в 1,73 раза. Описанные свойства актуальны исключительно в случае равномерной нагрузки фаз. Если она будет неравномерной, то параметры необходимо пересчитать графическим или аналитическим способом.

Электросхемы соединений агрегата «треугольником»

Особенности генераторов с разными типами двигателя

Автомобильные и бытовые установки могут разделяться между собой в соответствии с видом топлива, на котором они функционируют. Генераторный узел может работать на бензине или дизеле.

Бензогенераторы

В таких устройствах источником механической энергии является двигатель. Агрегат относится к классу четырехконтактных карбюраторных ДВС. В бензогенераторах используются двигатели, рассчитанные на 1-6 кВт. В продаже можно встретить агрегаты, разработанные для функционирования при 10 кВт, с их помощью можно обеспечить питание всех световых и электроприборов в частном доме.

Бензогенераторы могут похвастаться невысокой стоимостью и длительным ресурсом эксплуатации, хотя по сравнению с дизельными — они немного меньше. Выбор агрегата осуществляется с учетом нагрузок, в условиях которых он будет функционировать. Если узел работает с большим пусковым током и применяется для электросварки, то лучше отдать предпочтение синхронным устройствам. При выборе асинхронного типа агрегата двигатель сможет справиться с пусковыми токами. Но важно, чтобы генераторная установка была полностью загружена, в противном случае топливо будет расходоваться нецелесообразно.

Канал «Olifer TV» рассказал о выборе агрегатов для частного дома в соответствии с типом горючего, на котором он будет использоваться.

Дизельные генераторы

Такой агрегат приводит в действие мотор, функционирующий на дизеле.

В его основе используется:

• механическая составляющая;
• панель с кнопками, предназначенная для управления;
• система подачи топлива;
• охладительный узел;
• система смазки трущихся компонентов и узлов.

Мощность генераторной установки полностью определяется аналогичным параметром самого двигателя. Если она будет невысокой, к примеру, для запитки бытового электрооборудования, то лучше отдать предпочтение бензиновым установкам. Дизельный тип агрегатов целесообразно использовать там, где требуется высокая мощность. Двигатели внутреннего сгорания обычно применяются с верхней установкой клапанов. Они обладают более компактными размерами, а также высокой надежностью.

Кроме того, дизельные ДВС при функционировании выделяют меньше токсичных газов, опасных для здоровья человека, и более удобны в плане ремонта. Специалисты рекомендуют отдать предпочтение агрегатам, корпус которых выполнен из стали, так как пластмасса имеет меньший ресурс использования.

Более надежными являются генераторные дизельные установки, не оснащенные щетками.

Напряжение, которое они вырабатывают, стабильнее. В среднем, если бак заправлен дизельным горючим под завязку, это обеспечит возможность работы генератора в течение семи часов. Если агрегат будет установлен стационарно, то его конструкцию можно дополнить внешним резервуаром для залива топлива.

Канал «Фабрика Тока» продемонстрировал работу дизельного агрегата, использующегося для обеспечения энергией частного дома.

Инверторные генераторы

Производство электрической энергии осуществляется аналогично, как на любой классической модели генератора. В первую очередь производится выработка переменного тока. Он выпрямляется и подается на инверторный узел, а затем преобразуется опять в переменный, только с необходимыми техническими параметрами.

В основе агрегата используется электронный модуль, включающий в себя:

• выпрямительный узел;
• микропроцессорное устройство;
• преобразовательный механизм.

По типу выходного напряжения инверторные агрегаты могут разделяться на:

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

1. Прямоугольные. Такой вид устройств считается наиболее дешевым. Его энергии хватит только для запитки электроинструментов и маломощных приборов.
2. Устройства с трапецеидальным сигналом. Могут использоваться для питания большинства электроприборов, кроме высокочувствительной техники. Стоимость таких агрегатов средняя.
3. Устройства, работающие с синусоидальным напряжением. Такие генераторы характеризуются стабильными характеристиками и подходят для большинства электрических приборов.

Инверторные агрегаты могут функционировать без перерыва либо промежутками. В качестве объектов потребления энергии обычно выступают учреждения, где нельзя допустить перепадов напряжения.

Основные преимущества инверторных установок:

• маленькие размеры и масса;
• низкий расход горючего в результате регулировки выработки определенного объема электричества, необходимого в конкретный момент времени;
• инверторные агрегаты могут функционировать в течение короткого временного интервала с перегрузкой.

Минусы:

• высокая стоимость устройств по сравнению с классическими вариантами генераторных установок;
• повышенная чувствительность к температурным изменениям в электронной составляющей;
• невысокий уровень мощности установки;
• дорогостоящий ремонт электронного модуля при его поломке.

Использование инверторных устройств актуально в случае, когда требуемая величина мощности составляет не больше 6 кВт. Если агрегат будет использоваться на постоянной основе, то лучше отдать предпочтение классическому типу.

Канал «Garage КАХОВКА» протестировал бензиновую установку инверторного класса от производителя «ПилоД».

Как сделать генератор переменного тока своими руками

Для самостоятельного изготовления асинхронного агрегата понадобится следующее:

1. Мотор. Двигатель можно соорудить своими руками, но эта процедура слишком длительная и трудоемкая. Поэтому лучше использовать агрегат от старого неработающего бытового электрооборудования. Оптимальным вариантом будет применение двигателя от дренажного насосного устройства, стиральной машинки либо пылесоса.
2. Статорный механизм. Рекомендуется приобрести готовое устройство, оборудованное обмоткой.
3. Комплект электрических проводов.
4. Изолента, допускается применение термоусадочных трубок.
5. Трансформаторный узел или выпрямительный блок. Этот элемент потребуется в случае, если на выходе генератора переменного тока энергия будет иметь разную мощность.

Перед началом работ необходимо сделать несколько манипуляций, которые позволят правильно выполнить расчет параметра мощности агрегата:

1. Использующийся двигатель подключается к электросети для определения скорости вращения. Чтобы выполнить эту задачу, потребуется специальное устройство — тахометр. После считывания информации полученное значение надо записать и прибавить к нему еще 10%. Это — компенсаторная величина. Если добавить 10% к скорости вращения, это позволит предотвратить перегрев агрегата во время функционирования.
2. Выполняется подбор конденсаторных элементов с учетом требуемой величины мощности. Если на этом этапе возникли сложности, можно воспользоваться таблицей.
3. Генераторная установка во время работы продуцирует электроэнергию, соответственно, заранее необходимо продумать заземление устройства. При его отсутствии и некачественной изоляции агрегат не только износится быстрее, но и может представлять опасность для человека.
4. После подготовки выполняется процедура сборки, она не займет много сил. К двигателю, который будет использоваться в основе, подключаются конденсаторные элементы в соответствии со схемой. В ней указана очередность подсоединения компонентов. Надо учесть, что величина емкости каждой конденсаторной детали соответствует предыдущему устройству.

Схема сборки простого генератора переменного тока

Таблица выбора емкости конденсатора для агрегата

Полученный узел сможет обеспечить энергией электрическую пилу, циркулярку или болгарку, т. е. любой маломощный инструмент.

При использовании самодельного генератора переменного тока нельзя допустить перегрева двигателя, иначе это приведет к его поломке и даже взрыву.

В процессе сборки и эксплуатации надо учитывать следующие нюансы:

1. Если коэффициент полезного действия падает прямо пропорционально в соответствии с длительностью работы, это норма. Данный нюанс связан с тем, что периодически генераторный агрегат должен отдыхать и остывать. Важно время от времени снижать температуру двигателя до 40 градусов Цельсия.
2. Поскольку в простой схеме устройства не используется автоматика, потребитель должен сам контролировать все процессы работы приспособления. Время от времени к агрегату необходимо подключать измерительное оборудование — тахометр, вольтметр.
3. Перед выполнением сборки нужно правильно подобрать электроприборы в соответствии с расчетом его технических параметров и свойств. Приведенная схема наиболее простая в плане реализации.

Видео «Принцип действия генераторного устройства»

Канал «Halyk Smart» рассказал о нюансах функционирования агрегата переменного тока.

 Загрузка …

Принцип работы и схема генератора переменного тока

Представить себе жизнь современного человека без электричества крайне сложно. Даже те люди, которые отдалены от цифровых технологий и Интернета, все равно пользуются бытовыми приборами, которые работают на электрической энергии. Часто для ее производства используют генератор переменного тока, ведь именно ток такого поля используется всеми бытовыми установками, подается во все квартиры и частные дома. Упомянутый выше прибор был изобретен уже достаточно давно, но он до сих пор не утратил своей популярности и применяется во многих сферах жизни людей. Про устройство генератора и принцип его работы рассказано в данной статье.

Что такое генератор переменного тока, и кто его изобрел

Генератор переменного тока представляет собой специализированную электрическую установку, которая преобразует механическую энергию в электрическую. Последняя обладает переменной характеристикой. Само превращение основано на механическом вращении катушки из проволоки внутри магнитного поля.

Демонстрация рассматриваемого прибора в разрезе

К сведению! Практически все современные генераторы используют для получения электроэнергии вращающееся магнитное поле, а не катушку.

Как уже было сказано, электрический ток вырабатывается не только при механическом движении катушки в поле магнита, но и тогда, когда силовые линии магнита, находящегося во вращательном движении, пересекают витки катушки. Таким образом появляющиеся электроны начинают свое движение к положительному полюсу магнита, а сам электроток протекает от плюсового полюса к минусовому.

Ток индуцируется в проводнике (катушке). Его течение отталкивает магнит, когда рамка катушки подходит к нему, и отталкивает его, когда рамка удаляется. Его говорить проще, то ток каждый раз меняет свою ориентацию относительно полюсов магнита. Это и вызывает такое явление, как переменный электрический ток.

Демонстрация прибора с помощью простого магнита и контура

Данное приспособление появилось еще в 1832 г. благодаря стараниям Н. Тесла. Именно тогда был создал самый первый однофазный синхронный генератор переменного электрического тока. Самые первые установки производили только постоянный ток, а рассматриваемый генератор переменной характеристики некоторое время не мог найти своего практического применения. Это длилось не долго, так как люди быстро поняли, что переменный ток использовать гораздо практичнее, чем постоянный.

Обратите внимание! Преимущество новой технологии заключалось в том, что такой электроток было легче выработать, а на обслуживание приборов уходило в разы меньше времени и ресурсов, чем на аналоги, работающие на постоянном токе.

Именно благодаря переменному току и его генератору смогли появиться на свет такие электроприборы, как радиоприемник, магнитофон и другие более поздние автоматические и электротехнические установки, без которых представить жизнь современного человека нельзя.

Использование графика для демонстрации переменного и постоянного электротоков

Характеристики генератора переменного тока

Основные технические характеристики генератора переменного тока: внешняя, скоростная регулировочная и токоскоростная. Внешняя характеристика определяется, как зависимость напряженности прибора от генерируемого им тока. Она является константой и может быть определена в процессе самостоятельного и независимого возбуждения.

Скоростная регулировочная характеристика чаще всего высчитывается исходя из нескольких величин электротока нагрузки. Самое маленькое значение возбуждения находится при нагрузочном токе, равном нулю (частота вращений при этом максимальная).

Последняя токоскоростная характеристика определяется как одна из самых важных при выборе или создании генератора. Практически все новые генераторы могут самостоятельно ограничивать свой максимальный ток.

Обратите внимание! Делается это для того, чтобы частота вращения роторов не увеличивалось до частоты индуцированного стартера.

Простой индукционный генератор для использования дома и на предприятии

Принцип работы генератора

Пришло время рассмотреть устройство генератора перемененного тока и принцип его действия. Он заключается в том, что в электроустановке используют специальную систему, которая при функционировании производит магнитный поток большой мощности.

За основу взято два сердечника, изготовленных из электротехнической стали. Пазы одного сердечника предполагают размещение обмотки, которая отвечает за генерацию потока магнитных волн. Второй же используется для индукции электродвижущей силы.

Обычно сердечник, который расположен внутри, находится в горизонтальном или вертикальном положении и вращается по соответствующим орбитам. Его называют ротором. Второй же сердечник, называемый статором, как понятно из его названия, остается в неподвижном состоянии. Чем меньшее расстояние будет между этими элементами, тем больше вырастет индуктивность магнитного потока. Далее рассмотрены назначение устройства и работа генератора переменного тока.

Рассмотрение строения электрогенератора на практике

Назначение генератора переменного тока

Переменные генераторы тока применяют уже достаточно давно. За последние годы сфера применения стала еще более обширной. Используются такие приборы не только в промышленных, но и в бытовых целях. Производственные электроустановки представляют собой самый выгодный вариант для генерации электроэнергии, используемой на заводах и предприятиях, учебных учреждениях, торговых центрах и т. д. Также такие генераторы позволяют значительно ускорить строительство того или иного сооружения в тех местах, где нет возможности провести линию электропередачи.

В быту такие устройства также применяются. Они обладают более компактными размерными характеристиками и универсальностью. Часто их используют для питания частных домов, дачных участков или коттеджей.

Обратите внимание! Бытовые и производственные генераторы перемененного тока пользуются популярностью практически во всех сфера жизни человека. Особенно они полезны там, где постоянно возникают перебои с подачей электроэнергии или ее нет вообще.

Возбуждение генератора переменного тока

Как устроен генератор переменного тока

Устройство генератора крайне простое. Он состоит из двух основных частей: подвижной (ротор или индуктор) и неподвижной (статор или якорь). В ГПТ ротором выступает электрический магнит, создающий магнитное поле, которое и принимает статор. Поверхность якоря обладает впадинами, которые называются пазами. В них виднеется обмотка катушки, выступающей в роли проводника.

Обратите внимание! Обычно якорь изготавливают их спрессованных листов стали толщиной не более 0,3 мм. Их изоляционный слой представляет собой простое лаковое покрытие.

Ротор устанавливают внутри статора. Его вращение осуществляется с помощью двигателя, мощность которого передается через обычный вал и некоторые опорные элементы. На валу также имеется возбудитель с постоянным значением электротока, питающий им обмотки катушки. Также среди компонентов имеется аккумуляторная батарея, которая инициализирует запуск стартера и может подавать электричество, если его не хватает для запуска двигателя, его работы.

Важно! Основное различие между однофазным и трехфазным генераторами электрического тока заключается в том, какое максимальное напряжение выдается прибором. В первом случае это 220 В, а во втором — и 220, и 380 В.

Устройство установки

Виды генераторов переменного тока

Есть несколько типов классификации генераторов. Наиболее распространенный — по мощности. Они бывают маломощными и высокомощными. Для решения бытовых задач применяются компактная и маломощная электроустановки, которые обычно используется в качестве резервного источника питания.

В последнее время популярность обрели сварочные генераторы. С бензиновыми моделями следует быть осторожным, так как они должны использоваться только по своему прямому назначению. В противном случае их срок эксплуатации истечет намного раньше положенного. Диагностика и ремонт таких приборов — достаточно дорогостоящие, и чаще проще купить новый аппарат.

Еще одно разделение — асинхронные и синхронные генераторы. Они отличаются конструкцией ротора. В синхронном приборе катушка находится на роторе, а в асинхронном на валу есть специальные углубления, которые предназначены для вставки обмотки. Подробнее о них далее.

Маломощный генератор

Асинхронные генераторы

Асинхронные двигатели — это приборы, которые работают в тормозящем режиме. В данной ситуации ротор выполняет вращения только в одном направлении, совпадающем с движением магнитного поля, но немного опережает его.

Обратите внимание! Такие установки практически не подвержены коротким замыканиям и обладают повышенной защитой от воздействия внешних факторов.

Асинхронный генератор

Синхронные генераторы

Синхронный двигатель — это электромеханизм, который работает в режиме генерации электрической энергии. Его особенность в том, что частота вращения стартера, а точнее его магнитного поля, равна частоте вращения ротора.

К сведению! Синхронные обладают роторами, которые выполнены в виде постоянных или электрических магнитах. Полюсов у них может быть и 2, и 4, и 6. Главное, чтобы это число было кратным двум.

Синхронный генератор

Какой ток вырабатывает генератор

Характеристика тока, который вырабатывается генератором, зависит от его конструкции. Как уже стало понятно, и переменный генератор, и постоянный генератор содержат в своей конструкции электрический или постоянный магнит, создающий поток магнитного поля. В обоих случаях можно найти обмотку из медного проводника. Она вращается и, занимая различные положения в поле магнита, создает наведенную ЭДС.

Если представить, что обмотка разделена на две одинаковые части, то они поочередно будут занимать то горизонтальное, то вертикальное положение. ЭДС будет сначала максимальной, а затем нулевой. Это и будет генерация переменного тока.

Обратите внимание! Если в процессе полуоборота каким-либо образом переключить потребитель энергии, то он будет получать уже постоянный, но пульсирующий ток. В этом и отличие.

Характеристика переменного и постоянного электрических токов

Схема генератора переменного тока

Принципы работы генератора переменного и постоянного токов уже понятны, как и его основные конструкционные элементы. Необходимо рассмотреть пару схем для обобщения материала и понимания процесса генерации электротока.

Схема обычного устройства генерации электротока

Таким образом, были рассмотрены генератор переменного тока, устройство и принцип его действия.

Принципиальная схема электрического генерирующего устройства

Строение этого аппарата практически не поменялось с момента его создания еще в 1800-х гг. Данное электрооборудование служит для выработки тока, который применяется для бытовых или производственных целей.

Схемы генерирования переменного напряжения постоянной частоты

Страница 2 из 2

Известен ряд схем, предназначенных для преобразования механической энергии ВЭУ в электрическую энергию переменного напряжения постоянной частоты.

Синхронный генератор. Наиболее простая схема включает синхронный генератор, работающий параллельно с энергосистемой. Поскольку обычно мощность энергосистемы на много больше мощности ВЭУ, электрическая машина будет находиться в синхронизме в широком диапазоне изменения мощности, развиваемой ветродвигателем. Недостатки применения синхронной машины состоят в том, что при определенных ветровых условиях она может переходить на работу в режим двигателя и потреблять энергию из энергосистемы, а при резких порывах ветра появляется большая вероятность выпадения ее из синхронизма. Последующая синхронизация машины и подключение ее к энергосистеме являются сложным процессом.

Асинхронный генератор. Если асинхронная машина приводится во вращение с частотой, большей, чем синхронная частота, она работает как генератор. До тех пор, пока под действием привода частота вращения машины превышает синхронную частоту, она подает электроэнергию в энергосистему с частотой, равной частоте сети. Однако использование в ВЭУ асинхронной машины имеет три следующих недостатка: при одном и том же ветровом режиме юна вырабатывает меньше энергии, чем синхронная машина; она работает с меньшим коэффициентом мощности (cos φ), обусловленным большими токами намагничивания, которые приблизительно пропорциональны квадрату напряжения; наконец, она более дорогая по сравнению с синхронной машиной. Следует отметить, однако, что последний недостаток компенсируется снижением затрат на механизмы системы регулирования, поскольку в случае использования асинхронной машины допускается менее точное поддержание частоты вращения ветроколеса.

Преобразование электрической энергии по схеме «переменное напряжение — постоянное напряжение — переменное напряжение» осуществляется следующим образом. Переменное напряжение переменной частоты от синхронного генератора преобразуют сначала в постоянное напряжение, а затем в переменное напряжение требуемой постоянной частоты для подачи электроэнергии в энергосистему. Перки Томас предложил модификацию этой схемы с использованием генератора постоянного тока, соединенного с вращающимся преобразователем напряжения. Но мощность генераторов постоянного тока ограничена их приемлемыми размерами, а вращающиеся преобразователи напряжения малоэффективны. Преобразование по схеме «переменное напряжение — постоянное напряжение — переменное напряжение» может быть успешно осуществлено на базе полупроводниковых приборов. Такие преобразователи мощностью от одного до нескольких мегаватт широко применяются на передачах постоянного тока высокого напряжения. Их недостатком является высокая стоимость. Однако при расположении ВЭС большой мощности на значительном расстоянии от энергосистем именно передачи постоянного тока оказываются наиболее эффективными.

Специальные схемы возбуждения.

Синхронный генератор с модулированным выходным напряжением.

Из различных предложенных схем данного типа наибольший интерес представляет преобразовательная схема с выходным напряжением, модулированным низкой частотой. В этой схеме напряжение возбуждения синхронного генератора — переменное с частотой 60 Гц. Выходное напряжение, промодулированное синусоидальными колебаниями, выпрямляется и подается на фильтр для получения на выходе переменного напряжения с частотой 60 Гц. Хотя идея этого метода интересна, основанная на ней система получается дорогой и сложной. Возбуждение переменным током требует, чтобы электрическая машина была выполнена полностью шихтованной. К тому же преобразование напряжения на выходе генератора требует использования полупроводниковых приборов. В результате количество полупроводниковых приборов, имеющихся в выпрямительно-инверторной и в данной схемах, может быть сравнимо, в то время как последней недостает экономического преимущества схемы преобразования «переменное напряжение — постоянное напряжение — переменное напряжение», которая используется в передачах постоянного тока высокого напряжения. Кроме того, чтобы поддерживать Малое отношение модуляции, что является очень важным, частота генерируемого напряжения, а следовательно, и частота вращения генератора должны быть высокими.

Некоторые из рассмотренных выше схем уже были использованы в ВЭУ в прошлом. Однако каждая из них имеет свои недостатки. В Университете штата Висконсин (Милуоки) были исследованы две системы, которые могут оказаться более эффективными, чем рассмотренные выше. Эти системы используют: первая — коллекторный генератор переменного тока, вторая—асинхронный, генератор с питаемым ротором.

Рис. 3. Принципиальная схема коллекторного генератора переменного тока:

1 — ротор генератора; 2 — обмотки возбуждения; 3 — блок управления.

Коллекторный генератор переменного тока. Он упоминается как возможный для применения в ВЭУ, хотя и не был использован ранее в какой-либо сооруженной установке. Действительно, это предложение является перспективным применительно, к ВЭУ мощностью, вероятно, не превышающей 1000 кВт.

Преимущество этой системы заключается в том, что частота: напряжения на выходе коллекторного генератора переменного тока равна частоте напряжения возбуждения независимо от частоты вращения ротора. В этом отношении коллекторная машина переменного тока подобна машине постоянного тока. Если возбуждение машины осуществляется током 60 Гц, машина будет генерировать переменное напряжение такой же частоты (рис. 3 и 4).

Рис. 4. Электрическая схема коллекторного генератора переменного тока:

1 — обмотки возбуждения; 2 — компенсационные обмотки.

Конструктивно машина достаточно проста, ее якорь подобен; якорю машины постоянного тока. Стоимость коллекторного генератора переменного тока близка к стоимости генератора постоянного тока, и поэтому с экономической точки зрения он конкурентоспособен. Кроме того, в нем отсутствуют дополнительные устройства. Наконец, машина может быть спроектирована и работать с намного большим cos φ, чем асинхронный генератор, у которого, как известно, низкое значение cos φ является большим недостатком.

Асинхронный генератор с питаемым ротором.

Асинхронные машины работают как генераторы, когда их частота вращения больше, чем синхронная частота. Такой асинхронный генератор уже был использован в мощных установках. Однако в прошлом были выдвинуты серьезные возражения против применения этих машин для работы в энергосистеме. Для того чтобы получить приемлемую мощность, диаметр этих машин вследствие низкой частоты вращения должен быть достаточно большим. Для удовлетворительной работы машина должна иметь большой воздушный зазор, что приводит к большому увеличению тока намагничивания, который должна обеспечить энергосистема при малом

COS φ.

Рис. 5. Схема асинхронного генератора с питаемым ротором:

1 — генератор тока частоты скольжения; 2 и п — соответственно ротор и статор асинхронного генератора; 4 — датчики частоты вращения;

Главное преимущество асинхронного генератора состоит в том, что напряжение на его выходе имеет постоянную частоту при изменении частоты вращения ротора в некоторых пределах и ему свойственна большая устойчивость, чем синхронной машине. Последнее обстоятельство крайне важно в связи с тем, что ВЭУ становятся довольно мощными.

Чтобы преодолеть указанный выше серьезный недостаток асинхронного генератора (малый cos φ), предлагается питать током ротор машины. Такой генератор (рис. 5) подобен асинхронному генератору с фазным ротором. Обмотки его ротора подсоединены к контактным кольцам. Питание обмоток осуществляется через эти контактные кольца от дополнительного генератора напряжения с частотой скольжения ¹. Абсолютное значение и фаза указанного напряжения могут изменяться. Изменением фазы напряжения, подаваемого в цепь ротора, имеющего частоту, равную частоте скольжения, cos φ асинхронного генератора может быть улучшен.

¹ По терминологии, принятой в России, такой генератор с питаемым ротором называется асинхронизированным.

Исследуется вопрос определения наиболее целесообразной номинальной мощности генератора напряжения с частотой скольжения, чтобы обеспечить работу основного генератора с более высоким cos φ. Это может обеспечить возможность экономической конкурентоспособности указанной схемы.

Генератор напряжения с частотой скольжения. Раньше напряжение с частотой скольжения генерировалось с помощью машин типа Шербиус. Добавление к системе дополнительной машины делает ее более громоздкой и повышает стоимость. После появления полупроводниковой техники для получения напряжения с частотой скольжения предложены различные новые устройства, приводимые ниже.

Одним из таких устройств является частотный модулятор. При: его использовании сигнал с частотой f генерируется обычным генератором с приводом от главного вала, модулируется частотой сети f0 и подается на фильтр для получения сигнала (f — f0).

По схеме «напряжение с частотой f0 — постоянное напряжение — напряжение с частотой скольжения sf 0 напряжение сети с частотой fo выпрямляется и подается на инвертор. Тиристоры открываются управляющим сигналом таким образом, чтобы получить напряжение с частотой скольжения. Если полупроводниковые управляющие приборы использованы как в инверторной, так и в выпрямительной цепях, эта схема может работать в обоих направлениях.

Для получения напряжения с частотой скольжения может быть применен также преобразователь частоты. Поскольку частота скольжения мала по сравнению с частотой сети fo , то может быть разработан преобразователь частоты для генерирования напряжения с частотой скольжения на базе использования современной электронной техники больших мощностей.

Во всех рассмотренных системах между генератором напряжения с частотой скольжения и контактными кольцами ротора основного генератора при необходимости может быть установлен усилитель мощности.

Преимуществом этих схем перед другими схемами является то, что используемые в них полупроводниковые приборы рассчитываются только на мощность, необходимую для возбуждения основного генератора, тогда как в других схемах полупроводниковые приборы рассчитываются на всю мощность ВЭУ.

С использованием в системе управления частотой вращения, асинхронного двигателя подобной полупроводниковой техники, рассчитанной на 2/3 установленной мощности, получено увеличение, значения cos φ до 0,95. Учитывая, что пределы изменения частоты скольжения в асинхронном генераторе меньше, чем в двигателе, преимущества в этом случае могут быть более значительными.

Принцип работы и схема подключение генератора

Самая основная функция генератора – зарядка батареи аккумулятора и питание электрического оборудования двигателя.

Поэтому рассмотрим более подробнее схему генератора, как правильно его подключить, а также дадим несколько советов как проверить его своими руками.

Содержание:

Генератор – механизм, который превращает механическую энергию в электрическую. Генератор имеет вал, на который насажен шкив, через который и получает вращения от коленчатого вала двигателя.

1. Аккумуляторная батарея
2. Выход генератора «+»
3. Выключатель зажигания
4. Лампа-индикатор исправности генератора
5. Помехоподавляющий конденсатор
6. Положительные диоды силового выпрямителя
7. Отрицательные диоды силового выпрямителя
8. «Масса» генератора
9. Диоды обмотки возбуждения
10. Обмотки трех фаз статора
11. Питание обмотки возбуждения, опорное напряжение для регулятора напряжения
12. Обмотка возбуждения (ротор)
13. Регулятор напряжения

Автомобильный генератор используют для питания электропотребителей, таких как: система зажигания, бортовой компьютер, автомобильная светотехника, система диагностики, а также есть возможность заряжать автомобильный аккумулятор. Мощность генератора легкового автомобиля составляет приблизительно 1 кВт. Автомобильные генераторы достаточно надежные в работе, потому что обеспечивают бесперебойную работу множеству приборов в автомобиле, а поэтому и требования к ним соответствующие.

Устройство генератора

Устройство автомобильного генератора подразумевает наличие собственного выпрямителя и регулирующей схемы. Генерирующая часть генератора с помощью неподвижной обмотки (статора) вырабатывает трёхфазный переменный ток, который далее выпрямляется серией из шести больших диодов и уже постоянный ток заряжает аккумулятор. Переменный ток индуцируется вращающимся магнитным полем обмотки (вокруг обмотки возбуждения или ротора). Далее ток через щётки и кольца скольжения подаётся на электронную схему.

Устройство генератора: 1.Гайка. 2.Шайба. 3.Шкив. 4.Передняя крышка. 5.Дистанционное кольцо. 6.Ротор. 7.Статор. 8.Задняя крышка. 9.Кожух. 10.Прокладка. 11.Защитная втулка. 12.Выпрямительный блок с конденсатором. 13.Щеткодержатель с регулятором напряжения.

Располагается генератор в передней части двигателя автомобиля и запускается с помощью коленчатого вала. Схема подключения и принцип работы генератора автомобиля одинаковый для любых автомобилей. Есть конечно некоторые отличия, но они, как правило, связаны с качеством изготовленного товара, мощностью и компоновкой узлов в моторе. Во всех современных автомобилях устанавливают генераторные установки переменного тока, которые включают не только сам генератор, но и регулятор напряжения. Регулятор равносильно распределяет силу тока в обмотке возбуждения, именно за счет этого и происходит колебание мощности самой генераторной установки в тот момент, когда напряжение на силовых клеммах выхода остается неизменным.

Новые автомобили чаще всего оборудованы электронным блоком на регуляторе напряжения, поэтому бортовой компьютер может контролировать величину нагрузки на генераторную установку. В свою очередь на гибридных автомобилях генератор выполняет работу стартер-генератора, аналогичная схема используется и в других конструкциях системы стоп-старт.

Принцип работы генератора авто

Схема подключения генератора ВАЗ 2110-2115

Схема подключения генератора переменного тока включает такие составляющие:

1. Аккумулятор.
2. Генератор.
3. Блок предохранителя.
4. Ключ зажигания.
5. Приборная панель.
6. Выпрямительный блок и добавочные диоды.

Принцип работы достаточно простой, при включении зажигания плюс через замок зажигания идет через блок предохранителей, лампочку, диодный мост и выходит через резистор на минус. Когда лампочка на приборной панели загорелась, далее плюс идет на генератор (на обмотку возбуждения), далее в процессе запуска двигателя шкив начинает вращаться, также вращается якорь, за счет электромагнитной индукции вырабатывается электродвижущая сила и появляется переменный ток.

Наиболее опасным для генератора является замыкание пластин теплоотводов, соединенных с «массой» и выводом «+» генератора случайно попавшими между ними металлическими предметами или проводящими мостиками, образованными загрязнением.

Далее в выпрямительный блок через синусоиду в левое плечо диод пропускает плюс, а в правое минус. Добавочные диоды на лампочку отсекают минусы и получаются только плюсы, далее он идет на узел приборной панели, а диод, который там стоит он пропускает только минус, в итоге лампочка гаснет и плюс тогда идет через резистор и выходит на минус.

Принцип работы автомобильного генератора постоянного, можно объяснить так: через обмотку возбуждения начинает течь небольшой постоянный ток, который регулируется управляющим блоком и поддерживается им на уровне чуть больше 14 В. Большинство генераторов в автомобиле способны вырабатывать как минимум 45 ампер. Генератор работает на 3000 оборотах в минуту и выше — если посмотреть на соотношение размеров ремней вентиляторов для шкивов, то оно по отношению к частоте двигателя составит два или три к одному.

Во избежание этого пластины и другие части выпрямителя генераторов частично или полностью покрывают изоляционным слоем. В монолитную конструкцию выпрямительного блока теплоотводы объединяются в основном монтажными платами из изоляционного материала, армированными соединительными шинками.

Далее рассмотрим схему подключения автомобильного генератора на примере автомобиля ВАЗ-2107.

Схема подключения генератора на ВАЗ 2107

Схема зарядки ВАЗ 2107 зависит от того, какой применяется тип генератора. Чтобы подзарядить аккумуляторную батарею на таких авто, как: ВАЗ-2107, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, которые стоят на карбюраторном двигателе, будет необходим генератор типа Г-222 или его аналог с максимальным током отдачи в 55А. В свою очередь автомобили ВАЗ-2107 у которых инжекторный двигатель используют генератор 5142.3771 или его прототип, который называется генератором повышенной энергии, с максимальным током отдачи 80-90А. Также можно устанавливать более мощные генераторы с током отдачи до 100А. Абсолютно во все виды генераторов переменного тока встраиваются выпрямительные блоки и регуляторы напряжения, они, как правило, изготовлены в одном корпусе со щетками либо съемные и крепятся на самом корпусе.

Схема зарядки ВАЗ 2107 имеет незначительные отличия в зависимости от года изготовления автомобиля. Самым главным отличием есть наличие или отсутствие контрольной лампы заряда, которая расположена на панели приборов, также способ ее подключения и наличие либо отсутствие вольтметра. Такие схемы в основном используются на карбюраторных автомобилях, тогда как на авто с инжекторными двигателями схема не меняется, она идентична с теми автомобилями, которые изготовлялись ранее.

Обозначения генераторных установок:

1. “Плюс” силового выпрямителя: “+”, В, 30, В+, ВАТ.
2. “Масса”: “-”, D-, 31, B-, M, E, GRD.
3. Вывод обмотки возбуждения: Ш, 67, DF, F, EXC, E, FLD.
4. Вывод для соединения с лампой контроля исправности: D, D+, 61, L, WL, IND.
5. Вывод фазы: ~, W, R, STА.
6. Вывод нулевой точки обмотки статора: 0, МР.
7. Вывод регулятора напряжения для подсоединения его в бортовую сеть, обычно к “+” аккумуляторной батареи: Б, 15, S.
8. Вывод регулятора напряжения для питания его от выключателя зажигания: IG.
9. Вывод регулятора напряжения для соединения его с бортовым компьютером: FR, F.

Схема генератора ВАЗ-2107 типа 37.3701

1. Аккумуляторная батарея.
2. Генератор.
3. Регулятор напряжения.
4. Монтажный блок.
5. Выключатель зажигания.
6. Вольтметр.
7. Контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи.

При включении зажигания плюс от замка идет к предохранителю № 10, а затем уже поступает на реле контрольной лампы заряда аккумуляторной батареи, потом идет к контакту и на вывод катушки. Второй вывод катушки взаимодействует с центральным выводом стартера, где соединяются все три обмотки. Если контакты реле замыкаются, то и контрольная лампа горит. При запуске двигателя генератор вырабатывает ток и на обмотках появляется переменное напряжение 7В. Через катушку реле проходит ток и якорь начинает притягиваться, при этом контакты размыкаются. Генератор № 15 через предохранитель № 9 пропускает ток. Аналогично через генератор напряжения щетки получает питание обмотка возбуждения.

Схема зарядки ВАЗ с инжекторными двигателями

Такая схема идентичная схемам на других моделях ВАЗов. Она отличается от предыдущих, способом возбуждения и контроля на исправность генератора. Он может быть осуществлен при помощи специальной контрольной лампы и вольтметра на панели приборов. Также через лампу заряда происходит первоначальное возбуждение генератора в момент начала работы. Во время работы генератор работает “анонимно”, то есть возбуждение идет напрямую с 30-го вывода.Когда включается зажигание, то питание через предохранитель №10 идет на лампу зарядки в панели приборов. Далее через монтажный блок поступает на 61-й вывод. Три дополнительные диода обеспечивают питание регулятору напряжения, а он в свою очередь передает его на обмотку возбуждения генератора. В этом случае контрольная лампа будет гореть. Именно в тот момент, когда генератор будет работать на обкладках выпрямительного моста напряжение будет гораздо выше, чем у аккумуляторной батареи. В этом случае контрольная лампа не будет гореть, потому что напряжение с ее стороны на дополнительных диодах будет ниже, чем со стороны статорной обмотки и диоды закроются. Если во время работы генератора контрольная лампа горит в пол накала, то это может означать, что пробиты дополнительные диоды.

Проверка работы генератора

Проверить работоспособность генератора можно несколькими способами применяя определенные методы, например: можно проверить напряжение отдачи генератора, падение напряжения на проводе, который соединяет токовый вывод генератора с аккумуляторной батареей или проверить регулируемое напряжение.

Для проверки будет необходим мультиметр, автомобильный аккумулятор и лампа с припаянными проводами, провода для подключения между генератором и аккумулятором, а еще можно взять дрель с подходящей головкой, так как возможно придется крутить ротор за гайку на шкиве.

Элементарная проверка лампочкой и мультиметром

Схема подключения: выходная клемма (В+) и ротор (D+). Лампу нужно подключить между основным выходом генератора В+ и контактом D+. После этого берем силовые провода и подключаем “минус” к минусовой клемме аккумулятора и к массе генератора, “плюс” соответственно к плюсу генератора и к выходу В+ генератора. Закрепляем на тиски и подключаем.

“Массу” нужно подключать в последнюю очень, чтобы не закоротить аккумулятор.

Включаем тестер в режим (DC) постоянного напряжения, цепляем один щуп на аккумулятор к “плюсу”, второй также, но к “минусу”. Далее, если все в рабочем состоянии, то должна загореться лампочка, напряжение в этом случае будет 12,4В. Затем берем дрель и начинаем крутить генератор, соответственно лампочка в этом момент перестанет гореть, а напряжение уже будет 14,9В. После чего добавляем нагрузку, берем галогенную лампу h5 и вешаем ее на клемму аккумулятора, она должна загореться. После чего в аналогичном порядке подключаем дрель и напряжение на вольтметре будет показывать уже 13,9В. В пассивном режиме аккумулятор под лампочкой дает 12,2В, а когда крутим дрелью, то 13,9В.

Схема проверки генератора

Строго не рекомендуется:

1. Проводить проверку на работоспособность генератора путем короткого замыкания, то есть “на искру”.
2. Допускать, чтобы генератор работал без включенных потребителей, также нежелательна работа при отключенном аккумуляторе.
3. Соединение клеммы “30” (в некоторых случаях B+) с “массой” или клемму “67” (в некоторых случаях D+).
4. Проводить сварочные работы кузова автомобиля при подключенных проводах генератора и аккумулятора.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Устройство генератора переменного тока — принцип работы и общее назначение

Конструктивно, электрогенератор состоит из:

1. Токопроводящей рамки.
2. Магнитов.

Работает он следующим образом:

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы

Устройство

Любой генератор переменного тока состоит из:

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

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

Как правило:

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

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

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

Принцип работы синхронного генератора:

Область применения

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

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

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

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

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

Классификация

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

Так, генераторы переменного тока различают по:

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

Электрогенераторы переменного тока бывают:

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

Генератор с неподвижным ротором

Конструктивно различают генераторы:

1. С неподвижным ротором.
2. С неподвижным статором

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

По способу возбуждения электрогенераторы бывают:

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

По количеству фаз различают электрогенераторы:

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

Наибольшее распространение получили трехфазные генераторы.

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

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

Трехфазные генераторы отличаются электрическими схемами соединения фазных обмоток.

Бывает, что фазные обмотки соединяются:

1. “Звездой”.
2. “Треугольником”.

Описание схем

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

“Звезда”

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

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

Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза.

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

Особенностью схемы является также равенство линейных и фазных токов.

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

“Треугольник”

Соединение “треугольником” – это последовательное соединение обмоток трехфазного генератора: конец первой обмотки соединяется с началом второй, ее конец – с началом третьей, а конец последней – с началом первой.

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

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

Практическое применение

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

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

Это касается:

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

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

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

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

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

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

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

Электрогенератор на шасси

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

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

Бытовые электрогенераторы приобрели большую популярность сравнительно недавно.

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

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

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

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

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

Генераторы тока: переменного и постоянного

Отсутствие электричества сегодня не становится проблемой как в быту, так и в промышленности. Широкий ассортимент генераторов тока позволяет решить проблему быстро, с минимальными трудозатратами. Резервные источники питания незаменимы в современной реальности — всему нужна электроэнергия. Гарантии, что подачу электроэнергии не прекратят в самый неподходящий момент – не может дать ни она организация. Поэтому резервная электростанция на базе генератора постоянного или переменного тока  — важное, а зачастую незаменимое оборудование, которое обеспечивает непрерывность производства, комфорт в бытовой сфере, безопасность и непрерывность технологических процессов.

Что такое генератор тока

Когда нет электрической энергии, требуется получить её из другого источника. Наши предки, например, использовали силу ветра, течения рек. Впрочем, сегодня подобную энергию применяют, если не жалко времени и сил на возведение плотин и ветряков. Генераторы тока стандартно «работают» на топливе, за счет вращения обмотки в магнитном поле преобразовывая механическую энергию вращения в электричество. Ток возникает в замкнутом контуре, протекает по обмоткам, когда к электростанции подключается потребитель — именно так работает генератор тока.
В зависимости от того, как вращается магнитное поле (при неподвижном или подвижном проводнике) различают два типа этих электрических машин — генераторы постоянного или переменного тока.

В чем разница между постоянным и переменным током

Вспоминаем уроки физики. Электроток — заряженные микрочастицы, которые «бегут» в определенном направлении. У постоянного тока частицы движутся по прямой, в одном направлении от минуса к плюсу. У переменного движение электронов идет по синусоиде с определенной частотой (полярность между проводами меняется несколько раз за заданный промежуток времени).

Разница между движением заряженных частиц заложена в принцип работы генераторов электрического тока. Для простого обывателя можно сказать так: в розетке — переменный, в батарейке — постоянный. В качестве частного случая, с очень большим упрощением, можно сказать так: всё что с напряжением до 48 Вольт — всё постоянный, всё что от 100 до 500 Вольт — переменный.

Автор статьи и специалисты Mototech прекрасно осведомлены о том, что и постоянный ток может иметь практически любое напряжение (например, 380 Вольт на шине постоянного тока в ИБП), так же как и переменный ток для узких задач.

В чем конструктивная разница между генераторами

Несмотря на то, что конечный результат работы электростанций один — потребитель получает электроэнергию, методы преобразования механической энергии в электродвижущую силу и электричество различаются. Элементы (комплектующие) также отличны.

Особенности конструкции генераторов переменного тока

Электростанция такого типа состоит из:

• Внешней силовой рамы, изготовленной из высокопрочных сплавов. Корпус рассчитан на интенсивную нагрузку, возникающую при передаче магнитного потока от полюса к полюсу. Проще говоря: чугунный кожух не «пробивается» разрядами тока.
• Магнитных полюсов, закрепленные на корпусе болтами или шпильками. На «плюс» и «минус» монтируется обмотка.
• Статора. Остов с катушкой возбуждения изготавливают из ферромагнитных материалов, на сердечнике устанавливают магнитные полюса, которые и образуют магнитное поле.
• Вращающегося ротора (якоря). Задача магнитопровода — снизить вихревые токи и повысить КПД генератора постоянного тока.
• Коммутационного узла, оснащенного щетками (обычно изготовленными из графита) и коллекторными пластинами из меди.

Полюсов может быть несколько (число минусов и плюсов всегда идентично). Поэтому сегодня потребитель может купить электростанцию необходимой мощности и обеспечить электричеством как дом, так и промышленный объект.

Особенности конструкции генератора переменного тока

Конструктивной разницы в статоре и роторе между устройствами постоянного и переменного тока нет. Практически идентичны и силовые рамы. Существенное отличие в комплектации коммуникационного узла. Каждый выход механизма помимо щеток оснащен токопроводящими кольцами. «Закольцованный» ток движется по синусоиде и несколько раз в секунду достигает пика мощности. По типу устройства, характеристикам и принципу работы современные генераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

---

Специфика синхронного устройства: скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля в рабочем зазоре.

Асинхронным машинам характерны:

• Отсутствие электрической связи с ротором;
• Вращение якоря под воздействием остаточного механизма статора;
• Измененная электрическая нагрузка на статоре.

Такие агрегаты могут быть однофазными и трехфазными.

Принцип работы генератора постоянного тока

Простейший  по конструкции генератор работает следующим образом:

• Рамка вращается вокруг оси, расположенная на корпусе обмотка регулярно проходит через «минус» и «плюс» полюсов.
• Каждый раз при достижении разнополюсных точек, происходит смена направления тока на противоположное.
• Выходной цепи благодаря полукольцу, расположенному на коллекторном узле, создается постоянный ток.
• С помощью щеток с положительного или отрицательного полюса снимается потенциал и по схеме передается потребителю.

---

Такая схема работает в простейшей конструкции, с одним плюсом и минусом, если положительных/отрицательных точек больше, ЭДС и ориентировочное количество электроэнергии рассчитываются по формуле.

---

К преимуществам генераторов постоянного тока относят:

• Небольшой вес и компактность агрегата;
• Возможность использовать в экстремальных условиях;
• Отсутствие потерь, связанных с вихревыми токами.

Минус: на большую мощность при использовании устройств такого типа рассчитывать не стоит.

Принцип работы генератора переменного тока

Устройства такого типа преобразуют механику в электроэнергию, вращая проволочную катушку в магнитном поле. Ток вырабатывается, когда силовые линии пересекают обмотку. До тех пор, пока магнитное поле соприкасается с проводником, в нем индуцируется электроток.
Идентичный принцип действует и в случае, если рамка вращается относительно магнита, пересекая силовые линии.

Основные достоинства генераторов переменного тока

В электростанциях с синусоидальной подачей тока отсутствует реактивная мощность. То есть весь запас электроэнергии (с вычетом потерь на проводах) расходуется на нужды потребителя, а не на поддержание работоспособности устройства.

Плюсами использования генераторов переменного тока являются:

• Большая выходная мощность при одинаковых габаритах устройств постоянного и переменного тока;
• Выработка электроэнергии на низких скоростях вращения ротора;
• Проще конструкция и схема, соответственно, меньше узлов, нуждающихся в техобслуживании и ремонте;
• Конструкция токосъемного узла отличается большей надежностью;
• Больше эксплуатационный ресурс и меньше эксплуатационные затраты.

Дополнительное преимущество: агрегаты с трехфазным питанием можно использовать для питания высоковольтных потребителей.

Где применяются генераторы постоянного и переменного тока

Оба вида генераторов популярны в бытовой и промышленной сфере. Станции постоянного тока нашли применение в сфере транспорта. Так, в трамваях, троллейбусах обычно установлены двигатели, работающие на постоянном токе. Низковольтные устройства незаменимы для питания систем освещения в местах, где нет доступа к централизованной подачи электроэнергии. Например, на борту самолетов. Если большая мощность — не основополагающая характеристика электростанции, то генераторы постоянного тока отлично справятся с питанием оборудования в учебных, медицинских учреждениях, лабораториях. Полноценные дизельные электростанции постоянного тока используются на аэродромах для зарядки и питания бортовых систем летной техники. 

Электростанции переменного тока необходимы практически для всего остального. 99% того, что питается от централизованной сети — это устройства переменного тока. Соответственно, аварийное питание этих объектов так же должно осуществляться от соответствующего оборудования. 

Мototech специализируется на продаже электростанций различного типа. Поможем выбрать оптимальный вариант электростанции мощностью от 5 до 6000 кВА и конечно же, это будут электростанции переменного тока. Мы обеспечим сопроводительные строительные и электромонтажные работы, грамотную пуско-наладку и обслуживание устройств. С клиентами работают сотрудники с энергетическим образованием, поэтому квалифицированную информацию, ответы на вопросы и правильные расчеты характеристик в соответствии с вашими потребностями гарантируем.

Автомобильный генератор переменного тока (цепи переменного тока) | Производство печатных плат и сборка печатных плат

Появление современной автомобильной промышленности привело к инновациям в электрических схемах и технике. Современные автомобили оснащены сложной электроникой и множеством автоматизированных устройств высокого класса, которые могут облегчить управление автомобилем и значительно облегчить водителю и тем, кто путешествует.

Эта модернизация автомобильной промышленности в основном представляет собой развитие «автомобильных генераторов переменного тока».В этой статье мы изучим основы автомобильного генератора переменного тока. По сути, генератор переменного тока — это электромеханическое устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую в виде переменного тока.

Как мы все знаем, почти все аксессуары, используемые в автомобильной электронике, работают от постоянного тока. Означает, что для этих частей требуется источник питания постоянного тока. Теперь генератор переменного тока вырабатывает переменный ток за счет вращательного движения коленчатого вала двигателя.Таким образом, этот переменный ток преобразуется в постоянный с помощью электронного компонента, называемого «диод».

Что такое диод ..?

Диод — это кремниевый полупроводниковый прибор, работающий в одном направлении. Он преобразует переменный ток в постоянный (однонаправленный ток). Когда происходит положительный полупериод переменного тока, диод проходит через него и поворачивается «прямое смещение», снижая на нем от 0,7 В до 1 В. При возникновении отрицательного полупериода происходит «обратное смещение», следовательно, отрицательный цикл блокируется.Таким образом генерируется постоянный ток.

Что такое автомобильный генератор переменного тока:

Автомобильный генератор переменного тока — это генератор переменного тока со встроенной трехфазной диодной мостовой схемой, которая преобразует переменный ток в постоянный ток для питания нагрузок постоянного тока, используемых в автомобиле (автомобиль), таких как фары, задние фонари и т. Д. колонки, музыкальный плеер, автоматические электрические дворники, задняя и передняя камера и датчики

Этот постоянный ток (мощность постоянного тока) используется для зарядки автомобильного аккумулятора и включения этих вышеупомянутых нагрузок при работающем двигателе.На схеме справа показана электрическая схема базового обычного автомобильного генератора переменного тока.

Сегодня в современных автомобилях используется схема регулятора напряжения для включения или выключения питания катушки ротора от батареи, чтобы максимизировать / оптимизировать заряд батареи и регулировать выходное напряжение.

Регулятор напряжения также участвует в цепи зарядки аккумулятора. Как только в автомобиле включается дополнительная нагрузка постоянного тока, ЭБУ (блок управления двигателем) отправляет сигнал генератору переменного тока, чтобы начать зарядку аккумулятора.При переменных электрических нагрузках в современном автомобиле генератор переменного тока должен справляться с этим, соответствующим образом регулируя скорость зарядки.

3-фазный мостовой выпрямитель:

Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель — это основная часть, которая генерирует напряжение постоянного тока, необходимое силовой электронике автомобиля. Этот мостовой выпрямитель состоит из 6 диодов. Два соединены последовательно, а три пары из этих двух соединены параллельно.

Эти три пары напрямую связаны с тремя обмотками статора. Эти обмотки статора генерируют переменное напряжение посредством электромагнетизма . Обмотка статора магнитно связана с обмоткой ротора, обмоткой возбуждения или катушкой возбуждения.

Как работает автомобильный генератор переменного тока:

Во-первых, мы должны знать, что генератор не может зарядить разряженную батарею. Это связано с тем, что при первоначальном запуске генератору переменного тока нужна батарея для питания катушки ротора, запуска обмотки ротора и создания магнитного поля.

Теперь при включении зажигания автомобиля запускается двигатель. Коленчатый вал двигателя начинает вращаться, а затем вращается и шкив с помощью ремня, соединяющего коленчатый вал и шкив.

Когда аккумулятор запитал катушку ротора, металлический груз стал бы «электромагнитом». Этот электромагнит будет вращаться мимо трехфазной обмотки статора. Три обмотки статора соединены по Y-образной схеме.

В результате эти два статора и ротора взаимно соединяются и индуцируют электричество (переменный ток) на обмотке статора.Это переменное напряжение (ток) передается в сеть из 6 диодов мостового выпрямителя для преобразования переменного тока в постоянный. Катушка вращающегося поля соединена с аккумулятором с помощью «контактных колец» и «угольных щеток». Две угольные щетки фиксируются и удерживаются прижимной пружиной, плотно контактирующей с медными контактными кольцами.

Теперь, когда мощность переменного тока начинает генерироваться и преобразуется в мощность постоянного тока, она затем возвращается в катушку ротора и отключает соединение батареи с ротором для экономии энергии / заряда батареи.Затем батарея начнет заряжаться от выпрямленного источника постоянного тока от диода.

Шариковые подшипники используются для плавного вращения вала ротора.

Три типичных неисправности генератора:

1- Негерметичные диоды:

Диод может выйти из строя, так как он начнет генерировать пульсации переменного тока. Эта пульсация может восприниматься как шум в электрической системе вашего автомобиля. Лучший способ определить эту проблему — выполнить этот небольшой тест.

Тест:

Возьмите цифровой мультиметр DMM и установите наименьшее значение напряжения переменного тока. Подключите красный положительный провод цифрового мультиметра к клемме BAT на генераторе автомобиля. Теперь подключите черный отрицательный провод к корпусу, на котором установлен генератор. Теперь запустите двигатель и дайте ему поработать на 1500 об / мин. Показания цифрового мультиметра должны показывать от 0,5 В до 1 В. Все, что больше 1 В, указывает на неисправность генератора из-за проблемы пульсации диода.

2- Короткие диоды:

Если вы чувствуете, что аккумулятор вашего автомобиля разряжается очень быстро, пора проверить, не закорочен ли диод.Замыкание любого диода из 6 диодов на массу может привести к быстрому разряду батареи. В этом случае сделайте это.

Используя цифровой мультиметр в режиме амперметра «DC mA», подключите цифровой мультиметр последовательно к отрицательной клемме аккумуляторной батареи и клемме BAT генератора. Это делается путем отсоединения клеммного провода BAT от генератора и отсоединения отрицательного провода аккумуляторной батареи. Убедитесь, что зажигание и вся электроника автомобиля выключены, а двигатель выключен. Теперь проверьте показания на цифровом мультиметре. Оно должно быть меньше 0.5 мА. В противном случае подождите 30 минут, чтобы компьютерные устройства в автомобильной электронике перешли в «спящий режим». Теперь, если он по-прежнему показывает 0,5 мА или выше, это неисправный генератор или неисправный диод, вызывающий разряд батареи.

3- Открытый диод:

Если выход генератора переменного тока вообще не генерирует постоянное напряжение (мощность постоянного тока), то, вероятно, диод «разомкнут». Следовательно, пришло время заменить этот диод.

Обзор основных частей автомобильного генератора:

Статор:

Это статическая часть генератора, которая не вращается.Он изготовлен из железного сердечника и состоит из 3-х проводов, соединенных по схеме «Y» «звезда».

Ротор: Вращающаяся масса, в которой катушка возбуждения питается от автомобильного аккумулятора.

3-фазный мостовой выпрямитель: Для преобразования переменного напряжения в постоянное для питания автомобильной электроники и аксессуаров.

Контактные кольца: Медные кольца для замыкания и подачи постоянного тока на ротор

Угольная щетка: Прочно фиксируется и контактирует с контактными кольцами для соединения с ротором.

Регулятор напряжения: Для управления выходным напряжением независимо от скорости ротора. Подключите / отсоедините аккумулятор от ротора, чтобы регулировать мощность.

Справа показана электрическая система типичного автомобильного генератора переменного тока Advance.

Как работают генераторы переменного тока

Генератор — Принцип работы

Вы можете подумать, что электрика в автомобиле питает аккумулятор, но это не так.Аккумулятор обеспечивает электричество, необходимое стартеру для запуска автомобиля. Когда автомобиль работает, генератор вырабатывает энергию для питания электрической системы и зарядки аккумулятора. Генератор раньше назывался генератором, и он работает аналогичным образом. В этом случае двигатель внутреннего сгорания автомобиля вращает шкивы под капотом, который вращает шкив генератора переменного тока и создает энергию.

Генератор работает вместе с аккумулятором для питания электрических компонентов транспортного средства.Выходной сигнал генератора постоянного тока (DC). Когда шкив генератора переменного тока вращается, переменный ток (AC) проходит через магнитное поле и генерируется электрический ток. Затем он преобразуется в постоянный ток через выпрямитель.

Развитие технологий означало, что генераторы переменного тока сильно изменились за последние 50 лет. Первоначально генераторы переменного тока использовались только для генерации тока, который контролировался внешним регулятором. Появление в 1990-х годах встроенного регулятора использовало сигнальную лампу для возбуждения генератора и запуска процесса зарядки.Многие современные автомобили приняли систему зарядки типа запроса нагрузки с внедрением интеллектуальных систем зарядки и систем CANBUS, которые в настоящее время широко используются. Эти системы контролируются блоком управления двигателем (ЭБУ) автомобиля. Когда транспортному средству требуется больше нагрузки, ЭБУ отправляет сигнал генератору переменного тока, требуя, чтобы он начал зарядку. Генератор должен справляться с изменяющимися электрическими нагрузками и соответствующим образом регулировать скорость заряда. В наши дни эти типы генераторов легко могут быть неправильно диагностированы как неисправные, если на автомобиле обнаружена неисправность зарядки, но чаще всего неисправность генератора не обнаруживается.

Компоненты генератора и их функции:

Регулятор

Регулятор напряжения контролирует количество мощности, распределяемой от генератора к батарее, чтобы управлять процессом зарядки. Регуляторы имеют разные функции и работают в зависимости от своей спецификации.

Выпрямитель

Выпрямитель используется для преобразования переменного тока (AC) в постоянный (DC) во время процесса зарядки.

Ротор

Ротор — это вращающаяся масса внутри генератора, которая вращается через шкив и систему приводного ремня. Ротор действует как вращающийся электромагнит.

Контактные кольца

Контактные кольца используются как средство подачи постоянного тока и мощности на ротор.

Концевой подшипник скольжения

Подшипники предназначены для поддержки вращения вала ротора.

Статор

Статор состоит из нескольких витков проволоки, намотанной через железное кольцо.Статор находится вне ротора, и когда создается магнитное поле, возникает электрический ток.

Подшипник приводного конца

Подшипники предназначены для поддержки вращения вала ротора.

Шкив

Шкив соединен с валом ротора и системой приводного ремня. Вращение, создаваемое двигателем, система приводного ремня поворачивает шкив, начиная процесс зарядки.

См. Наши новые ссылки на ассортимент

Компоненты генератора | HowStuffWorks

По большей части генераторы относительно небольшие и легкие.Генераторы, которые используются в большинстве легковых и легких грузовиков, размером с кокосовый орех, имеют алюминиевый внешний корпус, так как легкий металл не намагничивается. Это важно, поскольку алюминий рассеивает огромное количество тепла, выделяемого при выработке электроэнергии, и поскольку узел ротора создает магнитное поле.

Если вы внимательно осмотрите генератор, вы обнаружите, что у него есть вентиляционные отверстия как на передней, так и на задней стороне. Опять же, это помогает рассеивать тепло.Ведущий шкив прикреплен к валу ротора в передней части генератора. При работающем двигателе коленчатый вал вращает приводной ремень, который, в свою очередь, раскручивает шкив на валу ротора. По сути, генератор преобразует механическую энергию от двигателя в электрическую энергию для аксессуаров автомобиля.

На задней стороне генератора вы найдете несколько клемм (или точек подключения в электрической цепи). Давайте посмотрим на них:

• Клемма S — Измеряет напряжение аккумулятора
• Клемма IG — Выключатель зажигания, который включает регулятор напряжения
• L клемма — Замыкает цепь на контрольную лампу
• Клемма B — Выходная клемма главного генератора (подключена к батарее)
• Клемма F — Байпас полного поля для регулятора

Охлаждение важно для эффективности генератора.Старое устройство легко обнаружить по внешним лопастям вентилятора, расположенным на валу ротора за шкивом. Современные генераторы имеют вентиляторов охлаждения внутри алюминиевого корпуса. Эти вентиляторы работают одинаково, используя механическую энергию от вала вращающегося ротора.

Когда мы начинаем разбирать генератор, находим диодный выпрямитель (или выпрямительный мост ) , регулятор напряжения , контактные кольца и щетки . Регулятор распределяет мощность, создаваемую генератором, и регулирует подачу мощности на батарею.Выпрямительный мост преобразует мощность, как мы узнаем в следующем разделе, в то время как щетки и контактные кольца помогают проводить ток в обмотке возбуждения ротора или проводном поле. Теперь давайте раскроем кокос.

Открыв генератор, можно увидеть большой цилиндр с треугольными полюсами по окружности. Это ротор. Базовый генератор переменного тока состоит из ряда чередующихся пальцевых полюсных наконечников, размещенных вокруг проводов катушки, называемых обмотками возбуждения , которые наматываются на железный сердечник на валу ротора.Поскольку мы знаем, что шкив прикреплен к валу, теперь мы можем визуализировать, как ротор вращается внутри статора. Узел ротора помещается внутри статора с достаточным пространством или допуском между ними, поэтому ротор может вращаться на высоких скоростях, не ударяясь о стенку статора. На каждом конце вала расположены щетка и контактное кольцо.

Как мы вкратце коснулись, генераторы вырабатывают энергию за счет магнетизма. Треугольные полюса пальцев, закрепленные по окружности ротора, расположены в шахматном порядке, поэтому северный и южный полюса чередуются, поскольку они окружают проволочные обмотки возбуждения ротора.Этот чередующийся рисунок создает магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение в статоре. Думайте о статоре как о перчатке ловца, поскольку он использует всю мощность, создаваемую вращающимся ротором.

Все эти компоненты работают вместе, чтобы дать нам мощность, необходимую для работы наших транспортных средств. Тесла улавливал эту электрическую энергию и использовал ее для освещения городов, но нам нужно достаточно вольт только для питания нашей стереосистемы, света, окон и замков. Давайте посмотрим, как генератор вырабатывает эту мощность в следующем разделе.

Проверьте генераторы перед заменой

Часто генератор не работает должным образом из-за плохих электрических соединений в цепи зарядки. Если генератор не вырабатывает достаточный ток, чтобы не отставать от электрических нагрузок, которые на него помещены, или если напряжение зарядки низкое, не следует автоматически предполагать, что стартер или генератор неисправен и нуждается в замене (если только вы не повторные стендовые испытания агрегата вне автомобиля). Ослабленные или корродированные соединения на задней панели устройства могут увеличить сопротивление и ограничить ток, протекающий по цепи.То же самое касается сломанных или изношенных проводов внутри разъема или жгута проводов генератора. Разъемы и провода могут выглядеть в порядке визуально, но до тех пор, пока они не будут проверены на самом деле, невозможно узнать, чистые ли они, тугие, неповрежденные и имеют хороший электрический контакт. Если провода и разъемы не проверены, вы можете заменить генератор, только чтобы обнаружить, что новый блок, который вы только что установили, «не годится». Теперь вы можете заменить его снова, и это может быть большой потерей времени и труда на транспортных средствах, где генератор скрыт под множеством других вещей.

Рекомендуемые тесты

Все поставщики генераторов, с которыми мы когда-либо говорили по этому поводу, говорят об одном и том же: большинство генераторов, возвращаемых по гарантии, не имеют в себе ничего плохого. Генератор не заряжает аккумулятор из-за других проблем в автомобиле, таких как плохая проводка, плохие кабели аккумулятора, плохой аккумулятор или неисправный PCM. Так что избавьте себя от смущения и хлопот, связанных с возвращением, и проверьте разъемы проводки генератора и жгут проводов.

Это можно сделать, используя вольтметр для проверки «падения напряжения» на соединениях при работающем двигателе. Чтобы выполнить проверку падения напряжения, установите вольтметр на шкалу 2 вольт и коснитесь положительного и отрицательного измерительных проводов на противоположных сторонах соединения. Если в соединении есть сопротивление, часть напряжения будет пытаться обойти сопротивление, протекая через вольтметр. Показание более 0,2 вольт означает проблему. В идеале падение напряжения на любом соединении должно быть равно нулю или меньше нуля.1 вольт.

Плохое заземление — это часто игнорируемая причина низкой мощности зарядки и отказа генератора. Проверьте наличие падений напряжения на соединениях положительного и отрицательного проводов аккумуляторной батареи, силовом соединении BAT + генератора и проводе (ах) массы двигателя. Падение напряжения на отрицательной стороне может вызвать перезарядку. Падение напряжения на положительной стороне цепи зарядки может вызвать недозаряд.

Еще один подход к сокращению возвратов и ненужных гарантийных возвратов — это попросить поставщика запчастей провести стендовые испытания старого генератора переменного тока вашего клиента и испытать новый генератор перед установкой.Если старый генератор проходит испытания, проблема, очевидно, не в генераторе, и вы что-то упустили. Пора достать вольтметр и проверить падение напряжения в батарее и цепи зарядки.

При установке нового генератора проверьте напряжение аккумулятора и используйте зарядное устройство, чтобы полностью зарядить аккумулятор, прежде чем возвращать автомобиль покупателю. Кроме того, запустите двигатель и используйте DVOM, чтобы проверить выходную мощность зарядки генератора. Не думайте, что все работает нормально только потому, что вы установили новый генератор.

Роль стартера

Стартер играет необычайно важную роль в современной компьютеризированной системе управления двигателем, потому что большинство двигателей последних моделей должны запускаться со скоростью около 200-300 об / мин, чтобы активировать электронный впрыск топлива. Например, когда PCM «видит» сильный устойчивый сигнал от датчика положения коленчатого вала (CKP), он активирует реле топливного насоса, чтобы создать давление в топливных форсунках. Не увидев надежного сигнала CKP, указывающего на достаточную скорость запуска, PCM может не активировать реле топливного насоса, тем самым создавая состояние без запуска двигателя.

В том же смысле многие автомобили, оборудованные датчиками или счетчиками воздушного потока, должны также генерировать определенный объем воздушного потока через счетчик, чтобы закрыть реле топливного насоса. В любом случае, если стартер не сможет раскрутить двигатель достаточно быстро, чтобы PCM активировал топливный насос, двигатель не запустится.

Итак, если двигатель не запускает достаточно быстро, чтобы PCM активировал реле топливного насоса, что неисправно, аккумулятор или стартер? Ответ будет относительно очевиден для автомобилей с небольшим пробегом, которые имеют небольшой износ аккумуляторной батареи, стартера или систем зарядки и управления двигателем.Однако важно помнить, что ответ не так легко различить на автомобилях с большим пробегом из-за большей степени износа стартера и других компонентов системы запуска.

Общие сведения об отказах стартера

При диагностике неисправности стартера следует учитывать множество факторов. Это единственный в своем роде, простой в использовании онлайн-инструмент для диагностики даже самых сложных диагнозов с вращающимся электрическим током.

Что такое генератор и как он работает?

Вы можете подумать, что аккумулятор питает все электрические устройства в автомобиле, будь то дворники, фары или радио.На самом деле, автомобильный генератор вырабатывает большую часть электроэнергии вашего автомобиля — ваша батарея в основном используется только для запуска вашего автомобиля и обеспечения питания, когда двигатель не работает. [1] Генератор является важным компонентом системы зарядки автомобиля, поэтому полезно понимать, как он работает, если вам придется иметь дело с автомобилем, который не заводится.

Что такое генератор?

Генератор — это генератор, предназначенный для распределения электроэнергии по автомобилю и подзарядки аккумулятора.[1] За исключением некоторых гибридных моделей, все автомобили со стандартным двигателем внутреннего сгорания будут иметь генератор переменного тока. Генератор размером примерно с кокосовый орех, обычно устанавливается в передней части двигателя и имеет ремень, обтекающий его. [2]

Компоненты генератора

Компоненты генератора переменного тока предназначены для обеспечения транспортного средства нужного типа и нужной мощности. Система зарядки вашего автомобиля состоит из множества частей, но это основные компоненты и их функции:

Ротор и статор

Ротор и статор являются компонентами генератора переменного тока, производящими электроэнергию.[3] [4] [5] Ротор, цилиндрическая деталь, окруженная магнитами, вращается внутри статора, который удерживает фиксированный набор проводящих медных проводов. Движение магнитов по проводке — вот что в конечном итоге создает электричество.

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения контролирует мощность, вырабатываемую генератором. [2] Он контролирует уровень напряжения, которое выводится на аккумулятор, и подает питание на остальную часть автомобиля.

Диодный выпрямитель

Диодный выпрямитель преобразует напряжение генератора переменного тока в форму, которая может использоваться аккумулятором для подзарядки.[2] [4]

Вентилятор охлаждения

Генераторы выделяют много тепла, и для эффективной работы их необходимо охлаждать. Хотя они имеют вентиляционные отверстия и алюминиевый корпус для лучшего отвода тепла, они также оснащены вращающимися вентиляторами для дополнительного охлаждения. [2] [4] Новые модели генераторов имеют внутренние вентиляторы охлаждения, тогда как более старые версии, как правило, имеют внешние лопасти вентилятора.

Как работает генератор

Для чего нужен генератор? Как мы знаем, генератор обеспечивает большую часть электроэнергии в вашем автомобиле и помогает заряжать аккумулятор.Но для этого генератор переменного тока должен сначала преобразовать механическую энергию в электричество.

Как генератор вырабатывает электроэнергию

Процесс производства электроэнергии начинается с двигателя. В большинстве современных автомобилей генераторы приводятся в движение коленчатым валом двигателя через змеевик, хотя старые автомобили могут иметь отдельный шкив, идущий от коленчатого вала к генератору. Движение ремня — механическая энергия — раскручивает ротор генератора переменного тока на высокой скорости внутри статора.[2] [5]

Электричество вырабатывается при вращении ротора. Магниты, окружающие ротор, намеренно размещены таким образом, чтобы при их прохождении по медной проводке в статоре создавалось магнитное поле. ⁵ Это магнитное поле, в свою очередь, создает напряжение, которое улавливается статором. Эта мощность затем достигает регулятора напряжения, который распределяет электричество по транспортному средству и регулирует величину напряжения, которое получает аккумулятор. [2]

Как генератор заряжает аккумулятор?

Прежде чем батарея сможет использовать энергию, поступающую от генератора, ее необходимо преобразовать в формат, который может использовать батарея.Это потому, что электричество может течь разными токами или направлениями. Автомобильные аккумуляторы работают на одностороннем постоянном токе (DC), в то время как генераторы выдают электричество переменного тока (AC), которое иногда течет в обратном направлении. [6] Таким образом, перед тем, как перейти к регулятору напряжения, питание, предназначенное для батареи, проходит через диодный выпрямитель, чтобы превратиться в постоянный ток. [2] После преобразования аккумулятор может использовать энергию для подзарядки.

Как и любая запчасть автомобиля, ваш генератор со временем может выходить из строя и может нуждаться в замене.Узнайте, как заменить генератор и что делать, если ваш автомобиль сломался в дороге.

[1] itstillruns.com/functions-alternator-6148787.html

[2] auto.howstuffworks.com/alternator.htm

[3] galco.com/comp/prod/moto-ac.htm

[4] autoshop101.com/forms/alt_bwoh.pdf

[5] «Генераторы и аккумуляторы | Как они работают », Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30 мая 2018 г.).
[6] chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html

Электропроводка для генераторов

---

---

ЦЕЛИ :

• Опишите подключения и результирующую работу постоянного тока схема возбуждения поля для генератора переменного тока.

• Опишите подключения и итоговую работу генератора. выходной контур для генератора переменного тока.

• Опишите подключения и результаты работы прибора. схемы для генератора переменного тока.

В данном блоке представлены панель управления и оборудование для трехфазного, Генератор на 2400 вольт. Подробно рассмотренные схемы и соединения: цепь возбуждения постоянного тока и все управляющее оборудование; переменный ток, трехфазная выходная цепь с соответствующим распределительным устройством; и связи для приборов и измерительных трансформаторов, используемых в общей установке.

ЦЕПЬ ПРЯМОГО ТОКА ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ПОЛЯ

Для цепи постоянного тока требуются шины постоянного тока, полевой переключатель с резистор полевого разряда, амперметр постоянного тока с внешним шунтом и полевой реостат.Полевой реостат может быть установлен на задней стороне блока управления. панель с изолированной ручкой, проходящей через переднюю часть панели. Однако, если полевой реостат очень большой, его нельзя установить на задняя часть распределительного щита; его можно установить либо возле потолка наверху или в комнате прямо под распределительным щитом. В ситуациях, когда большой реостаты расположены на некотором расстоянии от пульта управления, цепочка и звездочка используются для соединения реостата с рукояткой реостата установлен на панели управления.В результате реостат можно регулировать. на панели управления.

ил. 1 показаны соединения, необходимые для отдельно возбуждаемого полевая цепь генератора переменного тока. Обратите внимание, что когда переключатель разряда поля открыт, вспомогательное лезвие закрывается, завершая путь через поле разрядный резистор. Таким образом, любое индуктивное напряжение в поле генератора разряжается через резистор полевого разряда, чтобы предотвратить повреждение. В полевой реостат подключен так, что он не входит в разрядную цепь.

ил. 1 Цепь с независимым возбуждением для полевых подключений генератора: ВЫХОДНАЯ ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА

Генератор в установке, описанной в данном агрегате, рассчитан на 2400 вольт, трехфазный. Трехфазный выход на 2400 В генератора переменного тока. подводится к распределительному щиту через трехжильный высоковольтный подводящий кабель. в жестком оцинкованном кабелепроводе. Три проводника проходят через масляный выключатель, трансформаторы тока и разъединители на трехфазный шины.Масляный автоматический выключатель (выключатель) используется из-за относительно высокое напряжение генератора. При размыкании контактов этого переключателя любой дуга немедленно гасится в изоляционном масле.

ил. 2 показан масляный выключатель с электрическим приводом (автоматический выключатель). Обратите внимание, что каждый из трех наборов контакторов монтируется в отдельном ячейка или резервуар, заполненный изоляционным маслом. Три набора контакторы, таким образом, размыкаются и замыкаются в масле. Больной.также показан контактор узел для одного полюса трехполюсного масляного выключателя. Обратите внимание на катушку включения и катушки отключения. Замыкающая катушка относительно велика и имеет очень быстрое положительное действие; катушка отключения меньше по размеру. Катушка отключения срабатывает защелка отключения, которая вызывает размыкание контакторов масляного выключателя.

ил. 2 Детали масляного выключателя: АРМИРУЮЩАЯ ПРУЖИНА; ГЛАВНАЯ КОНТАКТНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ; ЗАЖИМНАЯ ПЛИТА; ДУГОВЫЕ КОНТАКТНЫЕ ПАЛЬЦЫ

Цепь управления масляным выключателем в большинстве установок генератора подключен к источнику постоянного тока, например к батарее батарей.Если есть полный отказ от сети переменного тока, масляный выключатель все еще может работать от источника постоянного тока, как и другие аварийные цепи.

Маленькая ручка переключателя, расположенная на распределительном щите, используется для регулировки цепь управления. На распределительном щите также установлены две сигнальные лампы. Одна из контрольных ламп зеленого цвета и горит, когда масляный переключатель разомкнут. Вторая контрольная лампа красного цвета и горит, когда масляный переключатель замкнут. Красная лампа обычно расположена непосредственно над рукояткой переключателя управления, а зеленая лампа — под рукояткой переключателя.

ил. 3 — принципиальная схема подключения цепи управления для масляный переключатель. Когда масляный переключатель находится в разомкнутом или выключенном положении, горит зеленая контрольная лампа. Обратите внимание, что есть путь с положительной стороны линии через токоограничивающий резистор, через зеленый индикатор лампы, а через нормально замкнутые контакты M к отрицательной стороне линия.

При нажатии кнопки включения (пуска) цепь устанавливается из положительная сторона линии к реле управления, а затем к отрицательной сторона линии.Реле управления находится под напряжением и замыкает свои контакты. для создания пути через главную замыкающую катушку. Три основных набора контактов масляного переключателя также замыкаются в это время. Когда главное реле включения находится под напряжением, нормально замкнутые контакты M разомкнуты. Кроме того, зеленый цепь контрольной лампы размыкается, и два нормально разомкнутых контакта M замыкаются. В красная сигнальная лампа теперь горит. Когда кнопка включения отпущена, масло переключатель остается во включенном положении благодаря тому, что он зафиксирован механический фиксатор.

При нажатии кнопки выключения на катушку отключения подается питание для отключения защелкивающийся механизм. Таким образом, контакты масляного переключателя открываются в выключенное положение. В результате красная сигнальная лампа гаснет, а зеленая сигнальная лампа лампа горит.

Рукоятка управления и контрольные лампы масляного выключателя обычно установлен на распределительном щите. Однако сам масляный переключатель обычно но не всегда, расположен в отдельном противопожарном помещении или хранилище ниже электрощитовая.

Трансформаторы тока используются для понижения тока в выходных выводах. генератора переменного тока до значения, которое может использоваться в цепях приборов. Понижающие трансформаторы тока также изолируют низковольтный прибор. цепь от высоковольтной первичной цепи. Рейтинг вторичного тока трансформатора тока составляет 5 ампер (см. раздел об измерительных трансформаторах). номинальный ток первичной обмотки трансформатора должен быть достаточно высоким чтобы выдерживать максимальный ток, подаваемый генератором.

Выходные провода генератора переменного тока питаются от трансформаторов тока для отключения. переключателей, а затем на трехфазные шины. Выключатель — это форма рубильника, который открывается с помощью ручки переключателя, когда он открыт проветрить. Выключатели срабатывают только после генератора. масляный переключатель открыт. Оператор должен носить резиновые перчатки при использовании одобренный рычаг переключения, чтобы размыкать выключатели. Никогда не открывайте отключение переключает под нагрузкой; это назначение масляного переключателя.Он разработан чтобы прервать дугу без повреждений.

ил. 3 Элементарная цепь управления масляным выключателем

В большинстве установок генератора трехфазные шины находятся под напряжением. постоянно. Поскольку разъединители отсоединяют масляный выключатель и генератор от шин, генератор можно выключить и выключатели разомкнуты, чтобы разрешить работы по техническому обслуживанию масляного выключателя в безопасных условиях.Когда генератор требует обслуживания или ремонта работают, выключатели выключены, даже если масляный выключатель разомкнут. Причина этой меры предосторожности заключается в том, что изоляционный масло в масляном переключателе могло быть нагарено. Карбонизированное масло может действовать как частичный проводник, приводя к обратной связи от живого 2400-вольтного шины через масляный переключатель и карбонизированное масло к клеммам генератора. Помните, что разъединители и масляный выключатель должны быть разомкнуты, когда любые работы по техническому обслуживанию или ремонту должны выполняться на генераторах переменного тока.Генераторы также следует закрыть.

ил. 4 Схема подключения трехфазного генератора переменного тока

ил. 4 — электрическая схема типичных подключений генератора к трехфазные шины.

Три шины для выхода переменного тока генератора установлены на изоляторы, потому что шины имеют разность потенциалов 2400 вольт между ними. Важно, чтобы между три шины и чтобы между ними был обеспечен достаточный зазор. шины и потолок и боковые стены помещения.Барьеры должны быть размещены во всех сервисных распределительных щитах, чтобы изолировать сервисные шины и клеммы от остальной части распределительного щита.

Национальный электротехнический кодекс (статья 384) содержит инструкции по установке распределительных щитов и щитов.

Большие генераторы построены в двух стилях. В одном стиле используется отдельный возбудитель генератора постоянного тока и подает поле возбуждения постоянного тока в генератор переменного тока ротор через щетки и контактные кольца. Поскольку ток возбуждения и напряжение относительно низкие по сравнению с мощностью генератора, щетки и контактные кольца работают достаточно хорошо.Другой стиль оборудования большого поколения использует бесщеточный возбудитель для подачи постоянного тока на ротор. Любой метод эффективен и выполняет ту же задачу — предоставить поле постоянного тока для вращающееся поле генератора переменного тока.

Для регулировки поля и обеспечения желаемого выходного напряжения выходной сигнал уровни напряжения необходимо контролировать. В щеточном соединении ротора переменный ток контролируется на выходе, а постоянное поле небольшого постоянного тока с независимым возбуждением генератор управляется.При падении выходного напряжения постоянное поле становится равным выросла. Этот небольшой генератор постоянного тока, называемый амплидином, обеспечивает питание постоянного тока. поле к большему генератору возбудителя постоянного тока. Затем второй генератор подает постоянного тока в поле генератора. Этот процесс позволяет использовать каскады усиления. поля постоянного тока. Небольшое изменение выходного переменного тока влияет на поле постоянного тока до амплидин, который питает второй каскад усиления постоянного тока на поле генератора. Используется небольшое управляющее напряжение на уровне амплидина. для управления большим постоянным током к ротору генератора.

Бесщеточные возбудители обсуждаются в Блоке 11. Идея заключается в использовании небольшого количество контролируемого постоянного тока, затем усилить его и подать на генератор поле. В этом процессе используются полупроводники для преобразования наведенного переменного тока в постоянный на ротор. больной. 5 показана блок-схема двух стилей полевого управления.

ИНСТРУМЕНТНЫЕ ЦЕПИ

Напряжение на потенциальных обмотках приборов, установленных на распределительном щите не должно превышать от 120 до 125 вольт.Напряжение катушек ваттметров, ватт-час счетчики и вольтметры обычно рассчитаны на максимальное напряжение 150 вольт. Поскольку трехфазный выход генератора составляет 2400 вольт, требуются два измерительных трансформатора напряжения, подключенных по схеме разомкнутого треугольника для понижения напряжения до 120 вольт, трехфазный (см. раздел о приборе трансформаторы). Трансформаторы напряжения имеют небольшие размеры, так как нагрузка на низковольтной вторичной обмотке очень мало. Каждый потенциальный трансформатор рассчитан на напряжение от 100 до 200 вольт-ампер (ВА).Для установки, показанной на больной. 6, нагрузка на вторичной обмотке трансформатора состоит из потенциальные катушки киловаттметра и вольтметра. Инструмент трансформаторы напряжения рассчитаны на 2400 вольт на стороне высокого напряжения и 120 вольт на стороне низкого напряжения. Низкое напряжение на приборах позволяет электрикам работать более безопасно при регулировке и ремонте инструментов.

Токовые катушки средств измерений, установленных на распределительных щитах рассчитаны на максимальный ток 5 ампер.Больной. 6, каждый двух токовых катушек трехфазного киловаттметра подключен последовательно с соответствующим трансформатором тока.

ил. 5 A) Генератор щеточного типа с системой амплидина B) Постоянный ток на роторе в бесщеточном возбудителе с помощью навесного выпрямителя с: ВЫХОД ГЕНЕРАТОРА; ГЕНЕРАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА АМПЛИДИН; МОНИТОР ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА; ГЕНЕРАТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ; МОНИТОР ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА; СТАЦИОНАРНЫЙ ПИЛОТНЫЙ ВОЗБУЖДИТЕЛЬ ПОЛЕ

Открывать вторичную цепь трансформатора тока при в первичной цепи протекает ток.(См. Раздел на приборе Трансформаторы.)

ил. 6 — это электрическая схема большинства приборов и инструментов. трансформаторы описаны. Ток во вторичной обмотке трансформатора тока цепи никогда не превышают 5 ампер. Следовательно, либо №14, либо № Провод 12 AWG используется на задней стороне распределительного щита.

ил. 6 Схема подключения приборов и трансформаторов напряжения

Для большинства стационарных распределительных щитов показания шкалы на приборах градуированы, включая трансформатор напряжения и тока. множители.Это означает, что любая ошибка оператора коммутатора при применении инструмента множители автоматически исключаются.

Два прибора, не показанных на схеме подключения илл. 6 — вольтметр и синхроскоп. В типичных установках может быть несколько генераторов переменного тока. работают параллельно. Каждый генератор имеет отдельную панель, и эти панели монтируются рядом друг с другом, образуя полный распределительный щит. Один вольтметр и один синхроскоп затем устанавливаются на подвижной панели, расположенной в конце распределительного щита.Положение этой панели можно отрегулировать так, чтобы вольтметр и синхроскоп были видны с любого из пульты управления генератором. Переключатель вольтметра, расположенный на каждом генераторе Панель дает оператору возможность подключить вольтметр для измерения выходное напряжение любого генератора. Кроме того, специальная синхронизация переключатели позволяют использовать один синхроскоп для синхронизации любого из нескольких генераторы на трехфазную систему.

ил.7 показаны схемы подключения вольтметра и синхроскопа. На рис. 6 показано, что переключатель вольтметра имеет три положения. Вольтметр может быть подключен к любому из трех напряжений генератора. Если необходимо измерить напряжение второго генератора, выключатель вольтметра переводится в выключенное положение. Затем рукоятку переключателя или ключ вынимают и вставляют в переключатель вольтметра второго генератора переменного тока. Очередной раз, переключатель можно повернуть в любое из трех положений напряжения.Таким образом, один вольтметр можно использовать для измерения трех напряжений каждого из нескольких генераторы переменного тока, управляемые через распределительный щит.

Переключатель синхроскопа установлен на каждой панели генератора. Когда переключатель рукоятка повернута во входящее положение, синхроскоп подключен к вторичному напряжению одной фазы синхронизируемого генератора с системой переменного тока. Переключатель синхроскопа второго генератора, который уже подключен к трехфазной системе, подключен к положение бега.Таким образом, одна обмотка катушки синхроскопа запитана от ходовые шины. Другая обмотка синхроскопа находится под напряжением. от входящих шин. Благодаря этим соединениям синхроскоп будет указать степень нарушения фазы входящего устройства. Когда входящий генератор находится в фазе с трехфазной системой, а генератор напряжение равно напряжению на шинах, переключатель управления можно повернуть в положение «включено». В результате контакторы масляного переключателя замыкаются и Генератор подключен параллельно к шинам.Масляный выключатель используется для подключения и отключения генератора переменного тока, когда он работает под нагрузка. Это обеспечивает безопасную работу и продлевает срок службы контактов переключателя.

РЕЗЮМЕ

Соединения для генератора включают входную мощность в виде возбуждение поля постоянным током и выходная мощность в виде генерируемой мощности переменного тока. Постоянный ток может подаваться через шину возбудителя постоянного тока. Связь с человеком поле возбудителя генератора тогда будет через переключатель поля.Поле переключатель должен работать, чтобы подавать постоянный ток в магнитное поле, а также обеспечивать для отключения и разряда магнитного поля. Выходная мощность генератор с более высоким генерируемым напряжением может быть через выключатель, сконструированный гасить дугу при отключении. Одним из таких переключателей является масляная цепь. выключатель. Эти переключатели имеют системы управления дугой, рассчитанные на номинальный напряжение и ток. Выключатель нагрузки часто удерживается защелкой. цепь управления, чтобы выключатель оставался замкнутым без потребления энергии.Цепи приборов используются для контроля электрических функций генераторы переменного тока и обеспечивают обратную связь для регулирования напряжения и контроля тока.

ил. 7 Схема подключения вольтметра и синхроскопа

ВИКТОРИНА

1. Для чего предназначены разъединители в генераторной установке переменного тока?

2. Почему в цепях управления масляных выключателей используется постоянный ток? используется в установках генератора?

3.Почему масляный выключатель обычно используется для отключения выходной мощности генератор?

4. Почему измерительные трансформаторы используются в цепях КИПиА? установки генератора переменного тока?

Проверка генератора и проверка мощности

Снимите гибкую крышку с помощью небольшой отвертки.

Генераторы заменили динамо как генераторы на современных автомобилях; они могут производить больше Текущий .

Любые короткие или разомкнутая цепь или неправильное подключение может вызвать внезапный скачок напряжения, который повредит электронные детали.Никогда не подключайте и не прерывайте соединение, пока двигатель это работает.

Проверка мощности генератора с помощью амперметр последовательно с системой зарядки должно производиться только автоэлектриком. Безопасный тест можно провести с индукция Амперметр проводится параллельно выходному кабелю, но он менее надежен.

Проверка натяжения приводного ремня

Проверьте натяжение приводного ремня на самом длинном прямом участке. Проверьте натяжение приводного ремня, нажав или потянув ремень внутрь по центру его самого длинного прямого участка.Измерьте отклонение линейкой. На большинстве автомобилей не должно быть возможности сдвинуть автомобиль более чем на 13 мм. При необходимости отрегулируйте его с помощью регулировочной ленты на генераторе. Если он треснул или погиб, замените его.

Проверка выходных проводов генератора

Убедитесь, что все соединения безопасны. Начать двигатель и подключить вольтметр или тестировщик через аккумулятор терминалы .

Выходные данные тестирования генератора переменного тока Lucas ACR

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления.Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле. Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Попросите помощника увеличить обороты двигателя до холостого хода. Если напряжение не повышается (или лампа тестера или фары не светятся) при увеличении частоты вращения двигателя, выходная мощность генератора слишком низкая или не достигает максимальных значений. аккумулятор . Убедитесь, что генератор действительно вращается.

Переключатель выключите двигатель и проверьте натяжение приводного ремня. Убедитесь, что проводка к генератору не оборвана и не отсоединена.

Если эти проверки не выявили неисправности, отсоедините клемму массы аккумуляторной батареи и проверьте провода генератора с помощью вольтметра.

Есть один толстый выходной кабель от генератора до стартер соленоид , и меньшее отведение или отведение. Некоторые или все выводы могут быть соединены несколькими вилками.

Если толстый провод к стартеру является отдельным (не на вилке), вам не нужно его отключать, и вы можете проверить его в любое время при подключении аккумулятора с помощью контрольной лампы.Он должен быть постоянно живым.

Отсоедините провода меньшего диаметра и / или вилку.

Если генератор имеет внешний регулятор напряжения , к нему будут отдельные подключения; не разъединяйте эти соединения, даже если вам придется отстегнуть регулятор и отодвинуть его в сторону.

Подсоедините клемму массы к аккумуляторной батарее и включите зажигание . Проверьте провода генератора, подключив каждый по очереди с вольтметром к земле.

Если есть зацепки, которые соответствовать подключены к клеммам, отмеченным символом заземления или E, N, — или D, не проверяйте их.Это заземление.

Все положительный выводы должны давать показания напряжение батареи .

Если есть небольшой провод с маркировкой «Ind» для сигнальной лампы зажигания, и только он остается мертвым при включении зажигания, это означает, что световой коврик перегорел или отсоединился.

Если какой-либо другой провод, который должен быть под напряжением, не находится, проверьте его на неплотное соединение, обрыв или неисправность. изоляция вызывая короткое замыкание .

Если все провода находятся под напряжением, а в системе зарядки по-прежнему есть неисправность, вероятно, это в генераторе или регуляторе.Отвести машину к автоэлектрику.

Отсоедините клемму заземления от аккумулятора перед повторным подключением всех проводов. Перед запуском двигателя убедитесь, что все подключено правильно и надежно.

Выходные данные тестирования генератора переменного тока Lucas ACR

Выходные данные тестирования генератора переменного тока Lucas ACR

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления. Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле.Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Многоконтактный трехконтактный штекер не имеет клеммы заземления. Включите зажигание и по очереди проверьте целостность проводов, подключив их с помощью вольтметра к земле. Вы должны получить показания напряжения батареи для каждого из них; в противном случае соединение нарушено, и генератор не может заменить батарею.

Комплектующие

Генераторы Lucas, Motorola, Femsa и Bosch используют трехконтактный разъем, в который помещаются все провода.Hitachi использует двухконтактный штекер и другой отдельный провод.

Клеммы под гибкой крышкой

Снимите гибкую крышку с помощью небольшой отвертки.

Некоторые выводы генератора, особенно континентальные, имеют клеммы, которые защищены резиновым или пластиковым гибким кожухом.

Освободите провод, сняв гайку.

Снимите крышку, осторожно отжав ее от клеммы провода отверткой.

Отсоедините провод или провода от генератора для проверки, отвернув гайку и сняв ее с клеммы.

Другие генераторы

Производители генераторов переменного тока имеют собственную систему подключения выходных проводов. Существует также цветовая кодировка, но она различается не только среди генераторов переменного тока, но и среди автопроизводителей, использующих генераторы той же марки.

Генераторы

Ducellier используют гибкие крышки на клеммах.

Генератор Hitachi устанавливается на различные марки японских и европейских автомобилей.Соединения проводки представляют собой двухконтактный блок с несколькими разъемами, по которому проходят кабели меньшего размера, и одна большая клеммная колодка, несущая более тяжелый несущий кабель, с проушиной, закрепленной гайкой.

Генератор переменного тока Delco установлен на многих автомобилях Vauxhall и General Двигатели автомобили как британского, так и континентального производства. Он имеет две клеммные колодки, одна больше другой, оба кабеля имеют проушины, закрепленные гайками.

.