Электрические генераторы для дома и дачи, устройство и принцип работы электрогенераторов различных типов

Автономные электрические станции или электрогенераторы могут служить в быту для решения следующих задач:

• снабжение электрическим током на постоянной основе жилых домов или дач при отсутствии возможности или нецелесообразности использования централизованных электросетей;
• обеспечение резервного электропитания в периоды отключения электроэнергии;
• применение в качестве мобильного источника электричества во время походов, отдыха на природе, охоты и рыбалки, поездок на дачу.

В зависимости от того, для какой из названных целей предназначается выбираемый электрогенератор, к нему предъявляются различные требования.

Генератор, обеспечивающий постоянное электропитание дома, дачи, электроники котла на газе, должен обладать мощностью, с некоторым запасом покрывающей суммарное потребление всего электрооборудования.

Электрогенератор для дома должен быть приспособлен для длительной постоянной работы без остановок и иметь повышенный эксплуатационный ресурс.

Таким условиям отвечают стационарные электрогенераторы, оборудованные жидкостной системой охлаждения.

При обеспечении резервного питания дома, дачи или электрооборудования газового котла, требования к ресурсу и продолжительности работы генератора не столь высоки. В этих случаях достаточно нескольких часов непрерывной работы с последующим охлаждением. Для этой цели подходят компактные генераторы с воздушным охлаждением.

Мощность резервного электрогенератора для дома, дачи или котла отопления может быть выбрана с таким расчётом, чтобы обеспечить питанием только самое необходимое электрооборудование – освещение дома, дачи, придомовой территории (полностью или частично), телевизионную и радиоаппаратуру, компьютеры, электрику газовых котлов и циркуляционные насосы.

Электрогенераторы, предназначенные для использования в походах и поездках на дачу, в первую очередь выбираются по габаритам и весу. Электрогенератор для дачи должен удобно размещаться в багажнике легкового автомобиля, не занимая слишком много места и быть удобными для ручной переноски.

РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕНЕРАТОРОВ ПО ТИПАМ ПРИВОДНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для привода автономных электрогенераторов, использующихся на постоянной основе в доме или на даче, применяются двигатели внутреннего сгорания различной конструкции.

По виду используемого топлива, встречаются следующие их разновидности:

• бензиновые;
• дизельные;
• газовые.

Бензиновые.

Наиболее часто используются с резервными электрогенераторами малой и средней мощности для дома, котла или дачи. Объясняется это их относительной компактностью по сравнению с дизельными машинами и более широкой доступностью топлива по сравнению с работающими на газе.

В стационарных электростанциях большой мощности для постоянного функционирования дома применяются редко, так как проигрывают дизельным и газовым установкам по экономическим показателям.

Дизельные.

Такими двигателями чаще оснащаются мощные стационарные электрогенераторы для постоянного питания дома (в том числе котла отопления). Хотя, безусловно, они представлены и в сегменте установок средней и малой мощности.

Сравнительно небольшое количество компактных и мобильных моделей в продуктовой линейке дизельных станций объясняется особенностями этого вида двигателей.

Они имеют больший вес и габариты в расчёте на 1 кВт мощности по сравнению с бензиновыми или газовыми. Кроме этого, дизельный двигатель несколько сложнее завести в сильный мороз, для этого обычно используется предварительный подогрев.

Газовые.

По техническим характеристикам этот вид двигателей внутреннего сгорания близок бензиновым, обладая при этом своими особенностями. Машины, сжигающие в процессе работы газ, являются самыми экологически чистыми, что особенно важно при их использовании вблизи жилого дома или дачи.

Вторым и очень важным преимуществом газовых электрогенераторов является самая низкая стоимость 1 киловатт часа вырабатываемой электроэнергии, ввиду относительно низкой цены на природный и сжиженный газ.

Но особенно привлекательной чертой газовых электрогенераторов является возможность их заправки, как природным, так и сжиженным газом.

Во всяком случае, все современные модели могут быть оперативно перестроены под любой вид газообразного топлива.

Это позволяет владельцам частных домов и дач, оборудованных газовыми отопительными котлами использовать такой генератор в качестве резервного, подключив его дома к газовой магистрали на постоянной основе наряду с котлом и адаптировав для функционирования на природном газе. Его же можно взять с собой на дачу, прихватив газовый баллон и перестроив генератор на сжиженный газ.

Таким образом, приобретая только один электрогенератор можно решить две задачи:

• обеспечить резервное питание отопительного котла, работающего на газе, циркуляционных насосов и хотя бы частично другого электрооборудования в доме или на даче;
• использовать тот же генератор в комплекте с газовым баллоном в поездках на дачу, рыбалку и т.п.

К некоторым неудобствам газовых электрогенераторов можно отнести определённые сложности с заправкой газовых баллонов, которые необходимо возить вместе с генератором.

Заправка таких баллонов сжиженным газом производится только на специальных зарядных станциях, на автозаправках с газовыми колонками в такой услуге обычно отказывают. Зарядные же станции имеются только в относительно крупных населённых пунктах.

Вне зависимости от применяемого топлива, двигательный привод генераторов может быть следующих видов:

• двухтактным;
• четырёхтактным.

При выборе электрогенератора для дома или дачи, а тем более для питания котла отопления, по возможности предпочтение следует отдавать четырёхтактным приводным машинам.

Они обладают более длительным эксплуатационным ресурсом, полноценной системой смазки и мягкой работой. Двухтактные агрегаты для использования в доме или на даче можно рекомендовать только в крайних случаях, как самые бюджетные варианты.

РАЗНОВИДНОСТИ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Собственно генератор переменного тока, как электрическая машина, имеет две основные конструктивные разновидности:

• асинхронный;
• синхронный.

Асинхронные электрогенераторы отличаются более простым устройством. Ротор асинхронной машины имеет короткозамкнутую обмотку, ток в которой возникает только в результате магнитной индукции, т.е. обмотка ротора не имеет гальванической связи с внешними электрическими цепями.

К особенностям работы асинхронных машин относится ярко выраженная зависимость выходного напряжения от частоты оборотов ротора, связанной в свою очередь с нагрузкой по току. Агрегаты такого типа способны функционировать в достаточно малом диапазоне нагрузок, что сужает круг их применения.

С другой стороны, простота конструкции, а именно отсутствие щёточных – коллекторных механизмов для питания роторной обмотки делает эти электрические машины более надёжными в эксплуатации.

Синхронный генератор имеет роторную обмотку, коммутируемую извне. Для этого на валу ротора установлены специальные коллекторные кольца, через скользящие контакты которых с прижимными графитовыми щётками протекает ток возбуждения. Роторная обмотка синхронного генератора называется обмоткой возбуждения.

Напряжение на выводах синхронной машины регулируется путём изменения токового значения возбуждения. Благодаря этому синхронные машины способны сохранять номинальный уровень выходного параметра в широких пределах изменения электрической нагрузки.

Синхронные генераторы обеспечивают более качественное электропитание электроприборов в доме и на даче, а также электроники отопительных котлов.

К их недостаткам следует отнести наличие щёточного механизма, склонного к износу, загрязнению и требующему регулярного технического обслуживания.

Всё сказанное выше относится к электромашинам переменного тока. Это естественно, так как современное электроснабжение использует переменный ток с промышленной частотой 50 Гц. Электрогенераторы постоянного тока в быту могут использоваться практически только в качестве источника для электродуговой сварки.

ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРЫ ИНВЕРТОРНОГО ТИПА

Этот тип генераторов стоит особняком, не вписываясь в классификацию по признаку «синхронный – асинхронный». Здесь применена сравнительно новая инверторная технология, реализованная следующим образом.

Приводной двигатель вращает вал асинхронного генератора, имеющего большое количество пар полюсов. Благодаря этому, на выводах генерируется напряжение повышенной частоты. Далее происходит его выпрямление и передача на инвертор.

Инвертор представляет собой устройство, которое преобразует постоянное напряжение в переменное синусоидальное, имеющее частоту 50 Гц.

Благодаря тому, что работа инвертора управляется микроконтроллером, качество синусоиды на выводах инверторного генератора выше, чем у обычных электрических машин.

По этой причине агрегаты инверторного типа рекомендуются в качестве резервных генераторов для питания электроники газовых котлов отопления, достаточно критичной к качеству напряжения.

Инверторные агрегаты отличает от машин другого типа более высокая экономичность. Достигается экономия следующим образом:

1. В обычных электрических машинах частота вращения ротора напрямую связана с частотой вырабатываемого переменного напряжения. Поэтому обычный генератор независимо от величины нагрузки должен поддерживать номинальные обороты.

2. В инверторных агрегатах частота напряжения формируется при инвертировании и не зависит от скорости вращения ротора. При снижении нагрузки инверторной установки, обороты ротора падают, что обеспечивает экономию топлива на режимах неполной загрузки.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Виды промышленных электрогенераторов | Leomaschinen

Промышленные электрогенераторы – устройства, внутри которых неэлектрические виды энергии трансформируются в электрическую энергию. Трансформации подлежат механическая, тепловая и химическая виды энергии. В роли топлива для промышленных установок чаще всего используется дизель и газ, реже – твердые типы топлива. У каждого из видов электрогенераторов есть свои особенности и преимущества. Предлагаем с ними ознакомиться.

Классификация электрических генераторов

Виды электрических генераторов затрагивают не только тип используемого типа, но и свойства производимого тока, а также другие характеристики. По типу производимого тока выделяют следующие типы электрических генераторов в промышленности:

• генераторы постоянного тока — электрическая машина, преобразующая механическую в электрическую энергию постоянного тока;
• генераторы переменного тока — электрическая машина, преобразующая механическую в электрическую энергию переменного тока.

Следующая классификация установок затрагивает синхронность вращения ротора и магнитного поля статора:

• синхронные установки;
• асинхронные установки.

Классификация электрогенераторов по синхронности имеет большое значение для промышленности. Рассмотрим подробнее.

Синхронные электрические генераторы

Под синхронными установками понимаются электрические генераторы, ротор внутри которых имеет такую же скорость вращения, что и у магнитного поля, порождаемого в обмотках статора при подключении нагрузки. Это свойство позволяет таким генераторам непродолжительное время вырабатывать силу тока, в 3-4 раза большую номинальной. Поэтому синхронные генераторы подходят для питания приборов с большими пусковыми токами.

Асинхронные электрические генераторы

Асинхронные промышленные электрогенераторы имеют в своем устройстве ротор, скорость вращения которого отлична от скорости движения магнитного поля. Разница между этими скоростями называется коэффициентом скольжения. Наиболее часто используются два варианта конструкции ротора – фазная и короткозамкнутая. Пуск асинхронной установки всегда требует подачи электроэнергии извне на статор для создания магнитного поля.

Как только скорость вращения ротора превышает скорость движения магнитного поля, начинается производство электрической энергии. Коэффициент скольжения при этом увеличивается. Чем он выше, тем больше электроэнергии производится оборудованием. Асинхронные генераторы более надежные и устойчивые к высоким нагрузкам и коротким замыканиям по сравнению с синхронными. Однако они плохо выдерживают большие пусковые токи.

Бензиновые и дизельные электрогенераторы

Бензиновые и дизельные электрические генераторы считаются одними из наиболее простыми в обращении и техническом обслуживании. Принцип их работы крайне прост. От бензинового либо дизельного двигателя внутреннего сгорания на ротор передается крутящий момент. Ротор быстро раскручивается, в обмотках статора формируется магнитное поле, после чего электрогенератор начинает вырабатывать электрическую энергию.

Дизель электрические генераторы более предпочтительны для использования в промышленных условиях. По сравнению с бензиновым оборудованием они отличаются большей мощностью и количеством моточасов. Эти промышленные установки могут быть как открытыми, так и установленными в специальный защитный контейнер. Так как дизель менее летуч и воспламеняем, такие генераторы более безопасны, нежели бензиновые.

Газовые электрогенераторы

В промышленности используются не только дизельные генераторы электричества, но и газовые генераторы. Их популярность обусловлена распространенностью и небольшой стоимостью газового топлива. Практически все газовые промышленные электрогенераторы, цена которых не так высока, могут производить электроэнергию на таком горючем, как шахтные попутные газы, нефтяные газы, а также газы, полученные при переработке органики.

Промышленные газовые электрические генераторы отличаются простым внутренним устройством. Они изготавливаются из таких элементов, как камера сгорания, турбина, компрессор и электрический двигатель. Принцип работы следующий:

1. Компрессор под большим давлением нагнетает атмосферный воздух в камеру сгорания.
2. В камеру сгорания закачивается газообразное топливо, где оно смешивается с воздухом.
3. Топливо сгорает, образуется топочный газ, нагнетаемый на турбину и раскручивающий ее.
4. Тепловая энергия трансформируется на турбине в механическую энергию вращения вала.
5. Механическая энергия подводится через вал к ротору, где образуется электроэнергия.

Электрический генератор на газу имеет множество преимуществ, из-за которых такое оборудование можно встретить на многих производствах. Среди плюсов – экономичный расход, высокая экологичность и безопасность для человека, достаточно высокая производительность и мощность. Есть у таких генераторов и недостаток – высокие требования к квалификации обслуживающего персонала, т.к. газ потенциально опасен.

Твердотопливные электрогенераторы

Твердотопливные генераторы электроэнергии превращают тепловую энергию сгорания твердого топлива в электрическую. Различные типы такого оборудования способны работать на угле, сланце, дереве и торфе. Принцип работы генератора на твердом топливе во многом похож на работу газовых установок. Только в этом случае сжигается не газ, а уголь или древесина. Далее топочный газ раскручивает турбину, а она вращает ротор.

Твердотопливный генератор – электрическая станция, которая не может похвастаться высоким КПД. У лучших моделей он едва дотягивает до 30%. Тем не менее ведутся разработки установок, эффективность выработки электроэнергии которыми будет достигать 40%. Также к минусам твердотопливного оборудования стоит отнести низкую экологичность, так как продукты сгорания твердого топлива выбрасываются не иначе как в атмосферу. Поэтому эти типы электрических генераторов используются на производстве реже.

Другие типы электрических генераторов

Теперь вы знаете, какие бывают типы генераторов электрического тока, как они работают, и какими достоинствами отличаются. Стоит отметить менее популярные, но перспективные варианты электрогенераторов – термоэлектрические, ветровые, волновые и магнитогидродинамические. Наиболее перспективными для промышленного применения среди них являются ветровые электрогенераторы. Уже сегодня можно встретить эти электрические генераторы с мощностью до 5 мВт.

—

На нашем сайте Вы можете купить бывшие в употреблении дизельные, газовые электрогенераторы, электрические генераторы на твердом топливе, а также комбинированные промышленные генераторы, совмещающие все виды топлива, мощностью от 1 МВт европейского производства. Б/у промышленные электрогенераторы могут быть использованы на электрических станциях и в производстве.

Виды генераторов — особенности и их применение

Генератор — это устройство, которое обеспечивает бесперебойное снабжение электроэнергией дома, либо строительные объекты. И, конечно же, существует огромное количество видов генераторов, в свою очередь каждый из них решает определенные задачи, поэтому перед приобретением необходимо ознакомиться с их характеристиками и особенностями.

Электростанции различаются:

По типу двигателей внутреннего сгорания и потребляемого устройствами типа топлива делятся на следующие виды: дизельные, газовые, бензиновые генераторы.

Бензиновый. Благодаря компактным размерам и простоте использования он является идеальным вариантом в быту при временном отключении электроэнергии, также от него могут питаться автомобильные аккумуляторы, инструменты, лампы аварийного освещения и так далее.

Топливо для такого вида аппарата всегда под рукой. Однако напомним, что такой вид аппарата подходит только как аварийный (резервный) источник на не большие промежутки времени в период отключения постоянной подачи электроэнергии, и они не подходят для бесперебойного обеспечения электроэнергией.

Дизельный. Данный вид является отличным решением для длительной работы и постоянного бесперебойного электроснабжения. Его преимуществами являются мощность, надежность и что очень важно — долговечность. Стоимость дизельного генератора значительно выше, чем бензинового. Однако затраты на топливо и техническое обслуживание у бензинового генератора выше чем у дизельного и это вполне компенсирует разницу в их цене.

Газовый. Этот вид аппарата используется для постоянного бесперебойного электроснабжения, а в некоторых случаях как резервный источник. Главным плюсом этого генератора является его работа на природном газе, что, безусловно, экономичнее (если происходит питание от магистрального газопровода, а также модель может работать на газе из баллонов и значит, его возможно использовать, если по близости таковой магистрали нет). Такой вид электростанции более экологичен (вредные вещества в выхлопах отсутствуют) и прост в обслуживании.

Двигатели генераторов бывают двух видов:

Дизельные (более длительный период работы на отказ, меньший расход топлива, высокая начальная стоимость и используются как постоянный источник электроэнергии).

Бензиновые (легкий запуск даже при низких температурах, значительно дешевле дизельных и используются как кратковременный источник электроэнергии).

Бензиновые двигатели моделей делятся на 2-тактные и 4-тактные.

2-тактные применяются для компактных и маломощных генераторных установок (например, для небольшого дачного участка или поездки на природу). Беспрерывная ежедневная работа должна быть не более 1 часа в сутки. Наработка на отказ не более 500 часов.

4-тактные более мощные и экономичные. Возможна беспрерывная работа примерно 8 часов в сутки. У этого виды генераторов высокий запас прочности, наработка на отказ до 2000 часов.

• синхронный. Высокое качество электроэнергии (более чистый ток), а так же они легче переносят пиковое перегрузки. Рекомендуется для питания реактивных нагрузок с высокими пусковыми токами;
• асинхронный. Дешевле чем синхронный, однако, он плохо переносит пиковые перегрузки. Благодаря простоте конструкции является более устойчивым к короткому замыканию. Рекомендуется для питания активных нагрузок;
• инверторный. Экономичный режим работы, а также вырабатывает электроэнергию высокого качества (что позволяет подключить к нему чувствительную к качеству поступающего тока электронную технику).

Модели бывают однофазными (220 В) и трехфазными (380 В).

Однофазный и трехфазный — разные устройства, у них свои особенности и условиями работы.

Трехфазный стоит выбирать, только если есть трехфазные потребители (в последнее время в загородных домах либо небольших производствах таковые встречаются достаточно редко, так как в основном это какие-либо старые устройства).

Еще трехфазные модели отличаются высокой стоимостью и довольно дорогим обслуживанием, а это значит, что при отсутствии трехфазных потребителей целесообразно приобрести мощный однофазный аппарат.

Купить генератор в нашем интернет-магазине

Если Вы не можете определиться с видом генератора, звоните в отдел продаж по телефону: 8 (800) 700-85-87 — наши специалисты обязательно Вам помогут!

Какие бывают электрогенераторы — Оригинальная техника

Электрогенератор — это сложная техническая установка (состоящая из двигателя и генератора переменного тока), преобразующая энергию химического вещества (топлива) в вырабатываемый электрический ток. Электростанции решают проблемы перебоев или отсутствия электричества. Генератор — это надёжный резервный, аварийный, автономный источник электроэнергии на любом объекте, в любом месте.

 

Генераторные установки используются как для бытовых нужд, так и в профессиональных целях. Пользуются большим и стабильно растущим спросом. Они находят широкое применение на производственных предприятиях, в современных торговых центрах (ТЦ), аэропортах, больницах, телекомпаниях, государственных учреждениях и используются в работе аварийных городских служб, строительных и торговых организаций.

 

Электростанции (генераторные установки) различаются:

 

1) по типу топлива: бензиновые, дизельные, газовые и двухтопливные (бензин + газ).

 

Бензиновые генераторы используют двухтактные (работающие на смеси моторного масла и бензина в пропорции 25:1 или 50:1) или четырёхтактные бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Мощность таких генераторных установок — от 0,65 до 12,5 и выше кВт (киловатт). Их эксплуатируют в основном для резервного электроснабжения объектов. Они спасают в случаях кратковременного и долговременного отключения электричества (время автономной работы сильно варьируется в зависимости от мощности электростанции и объёма топливного бака и может составлять от 2 до 15+ часов). Лёгкие переносные бензогенераторы идеальны для выезда на природу, рыбалку, охоту и дальних путешествий. Небольшие портативные бензиновые электростанции на открытой раме или в шумозащитном кожухе обеспечат электричеством загородный дом, небольшую торговую и строительную площадку, цех и мастерскую. Бензогенераторные установки значительно дешевле дизельных. Многие модели комплектуются колёсами для более удобной транспортировки в пределах рабочей зоны. Почти все бензогенераторы работают на неэтилированном бензине марки АИ-92.

 

Дизельные генераторы применяются в основном для профессиональных нужд на промышленных, строительных и торговых объектах различной площади (в т.ч. очень большой). Мощность дизельгенераторов варьируется от 2 до 3000 и выше кВт (киловатт). Могут работать в качестве резервного и автономного источника электричества длительное время (в зависимости от ёмкости топливного бака и установленных производителем нормативов). Могут быть как портативными (на колёсах), так и автономными (непередвижными). Модели генераторов на открытой раме подойдут Вам в том случае, если электростанцию планируется использоваться на объектах находящихся на отдалении от жилых помещений. Шумозащищённые генераторы (в кожухе) незаменимы в тех случаях, когда требуется поставить генераторную установку близ жилых домов. Дизельные генераторы во всепогодных шумозащитных кожухах — это идеальное решение для строительных организаций, т.к. их можно использовать круглогодично и оставлять под открытым небом. Такие станции не боятся ни воды, ни осадков, однако стоят достаточно дорого. Правильная эксплуатация дизельгенераторов подразумевает использование исключительно сезонного дизельного топлива. 

 

Газовые генераторы используют природный газ (чаще всего — пропан-бутан) и подключаются к обычному газовому баллону или газовой магистрали. Пользуются большим спросом на рынке, ибо покупателей привлекает низкая стоимость топлива. Подключение газогенераторов может выполнять только высококвалифицированный и опытный специалист, имеющий допуск к подобного рода работам. На таких электростанциях настоятельно не рекомендуется экономить, т.к. это очень серьёзное оборудование. Производятся как открытыми на раме, так и в шумозащитных и всепогодных кожухах. Устанавливаются преимущественно на промышленных объектах, реже эксплуатируются в частных загородных домах.

 

Двухтопливные генераторы работают на газе и бензине, что делает их более экономичными и универсальными в применении. В отличии от своих газовых железных «собратьев» могут работать только от газового баллона. Мощность двухтопливных электростанций не слишком велика и лежит в диапазоне примерно от 2 до 8 кВт (киловатт). Устанавливаются как в частном жилом секторе, так и на промышленных объектах.

 

 

2) по фазности: однофазные или трёхфазные.

 

Однофазные электрогенераторы выдают переменный ток под напряжением 220 В (вольт) и предназначены для установки на объектах, где используются однофазные потребители электроэнергии (строительные инструменты; бытовая, компьютерная и тепловая техника и т.п.).

 

Трёхфазные генераторные установки способны выдавать переменный электрический ток под напряжением 220 и 380 В (вольт) и устанавливаются преимущественно на объекты с трёхфазными потребителями электричества (профессиональная строительная техника и инструменты, большие тепловые пушки, промышленное оборудование и т.п.).

 

3) по типу охлаждения двигателя: воздушное или жидкостное.

 

Воздушное охлаждение используется в портативных бензиновых и дизельных электростанциях с двигателями внутреннего сгорания небольшой мощности.

 

Жидкостное (водяное) охлаждение применяется в больших промышленных дизельных генераторных установках, поскольку только оно эффективно охлаждает двигатель станции.

 

Примечание: в отличии от воздушного водяное охлаждение работает практически бесшумно.

 

 

4) по шумозащите: открытые на раме или в шумозащитных кожухах.

 

Уровень шума изменяется в зависимости от степени нагрузки на двигатель и прямо пропорционален той мощности, на которой работает электростанция в определённый момент времени.

 

Генераторы открытого исполнения (открытые на раме) предназначены для установки в закрытых нежилых помещениях различного назначения. Уровень шума таких электростанций (на расстоянии 7 метров) варьируется в диапазоне примерно от 70 до 110 Дб (децибел). Их нельзя использовать при плохой погоде (осадках).

 

Генераторы в шумозащитных кожухах могут использоваться как на открытых пространствах (в т.ч. близ жилых домов), так и в закрытых помещениях. Шум (на расстоянии 7 метров) в процессе их работы существенно глушится звукоизоляционным кожухом и лежит в диапазоне примерно от 57 до 85 Дб (децибел).

 

 

5) по типу запуска: ручной, электрический, автоматический или дистанционный.

 

Ручной (реверсивный) запуск осуществляется пусковым шнуром (тросом).

 

Электрический запуск (электростарт) производится ключом зажигания. Для осуществления данного типа запуска на генераторе должна быть установлена аккумуляторная батарея.

 

Автоматический запуск происходит только при наличии на станции блока автоматического ввода резерва (АВР). Самый удобный вариант не требующий участия человека в процессе управления генераторной установкой.

 

Дистанционный запуск аналогичен запуску двигателя легкового автомобиля и осуществляется пультом дистанционного управления (ПДУ).

 

 

6) по мобильности: портативные (переносные, передвижные) или автономные (стационарные).

 

Портативным считается генератор, который обладает лёгким весом и компактными габаритами, а также оснащён колёсами для удобного перемещения/передвижения в пределах рабочей зоны.

 

Автономным является генератор, который прочно установлен на поверхности и не имеет средств передвижения. Для его перемещения и транспортировки нужен погрузчик (манипулятор).

 

 

7) по синхронности генератора: синхронные и асинхронными.

 

Синхронные генераторы выдают высокую стабильность выходного напряжения (±1%), однако могут перегружаться (очень сильно повышать ток в обмотке ротора) при чрезмерной нагрузке. Большинство современных генератор являются бесщёточными, однако некоторые из них имеют щёточный узел, который нуждается в регулярном обслуживании.

 

Асинхронные генераторы представляют собой электродвигатель, который работает в режиме торможения, ротор которого, вращается с опережением, но в том же направлении, что и магнитное поле статора. Очень прост в обслуживании, практически нечувствителен к коротким замыканиям и имеет меньшую стоимость по сравнению с синхронным. Имеет высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.

 

8) по типу панели управления: аналоговая или цифровая.

 

На аналоговой панели управления располагаются LED-индикаторы или сигнальные лампы, кнопочные переключатели, розетки переменного тока, автоматы защиты, клемма заземления, выходы для зарядки АКБ.

 

Цифровая (электронная) панель управления имеет ЖК-дисплей, куда выводятся основные параметры работы электростанции (напряжение, сила тока, мощность и т.п.), а также сообщения об ошибках. На ней располагаются удобные сенсорные клавиши управления электростанцией (на большинстве моделей), розетки переменного тока, выходы для зарядки АКБ и клемма заземления.

 

 

Кроме этого на рынке также можно встретить сварочные генераторы (на бензине или дизельном топливе), которые представляют собой универсальные устройства «2 в 1″ — генератор переменного тока + сварочный аппарат. С их помощью можно осуществлять сварочные работы различной сложности и питать технику и оборудование на стройплощадке.

 

Ещё одной разновидностью генераторных установок являются — инверторные электростанции, которые выдают стабильный поток электроэнергии с определённым напряжением и частотой. Их отличной особенностью является также значительная экономия топлива при работе (за счёт регулятора оборотов двигателя в зависимости от нагрузки). Инверторы незаменимы в том случае, если Вы работаете с дорогостоящей высокоточной техникой.

 

Статья подготовлена IT-менеджером нашей компании.

от первого электрического генератора до современных устройств

Что такое генератор? Это электромеханический прибор, который преобразует кинетическую энергию в электрический переменный ток. Основой энергетического преобразования является вращающееся магнитное поле. Понятие генератора включает в себя массу устройств различного принципа действия. Это гальванические, электростатические приборы, солнечные батареи, турбины электростанций и пр. В статье пойдёт речь именно о генераторах электрической энергии.

Электрогенераторы

Принцип работы электрогенератора

В основу работы агрегатов, преобразующих энергию, положен закон Фарадея об электродвижущей силе (ЭДС). Учёный открыл закон, который объяснил природу появления тока в металлическом контуре (рамке), вращающемуся в однородном магнитном поле (явление индукции). Ток возникает также при вращении постоянных магнитов вокруг металлического контура.

Простейшая схема генератора представляется в виде вращающейся металлической рамки между двумя разно полюсными магнитами. На оси рамки помещают токосъёмные кольца, которые получают заряд электрического тока и передают его дальше по проводникам.

В действительности статор (неподвижная часть прибора) состоит из электромагнитов, а ротором служит группа рамных проводников. Устройство представляет обратный электромотор. Электродвигатель поглощает электрический ток и заставляет вращаться ротор. Электрический генератор, преобразовывающий кинематическую энергию механического вращения в ЭДС, называют индукционным генератором.

Классификация генераторов

Классификация преобразователей энергии даёт чёткое понятие – что такое генератор электрического тока. Различают электрические генераторы по следующим признакам:

• автономность;
• фазность;
• режим работы;
• сфера применения.

Автономность

Главное преимущество, которым обладает электрический генератор, – это его полная независимость от централизованных поставщиков энергии. Автономность электротехнического оборудования бывает стационарной и мобильной.

Стационарные

Обычно это генераторные станции, работающие от дизельных двигателей. Станции используют для электроснабжения потребителей в местах, удалённых от централизованных электрических сетей.

Стационарные генераторные станции необходимы для обеспечения током производственных процессов там, где даже кратковременные перебои поставки электроэнергии недопустимы.

Мобильные

Электрогенераторы мобильного типа выполнены в виде компактных аппаратов, которые можно перемещать в пространстве. Передвижные станции используют для электросварки, местного освещения, снабжения током бытовых электроприборов и многое другое.

Оборудование включает в себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или дизельном топливе. Агрегаты имеют различные габариты. Компактный аппарат может транспортировать один человек. Существуют мобильные агрегаты, которые устанавливаются на специальном автомобильном прицепе.

Бензиновый генератор на колёсной паре

Фазность

По фазовой структуре электрического потока различают однофазные и трёхфазные агрегаты.

Однофазные

Генераторы, производящие однофазный ток, предназначены в основном для питания бытовых приборов. Чаще всего это мобильные аппараты. Однофазными агрегатами хозяева оснащают свои частные домовладения для бытовых нужд (освещения, питания электротехники и др.).

Трёхфазные

Генераторные источники трёхфазного тока используются для питания силового электрооборудования. В некоторых случаях получаемый трёхфазный ток разделяют по фазам. Таким образом, делают развод электропроводки по всему дому для питания бытовых электроприборов.

Важно! Все ветви фазового разделения должны равняться между собой мощности потребления. Если разница нагрузок будет велика, то генератор быстро выйдет из строя.

Режимы работы

В зависимости от того, в каком режиме эксплуатируются агрегаты, их подразделяют на основные и резервные.

Основные

Аппараты предназначены для работы в постоянном режиме. Мощные электрогенераторы с дизельными двигателями относят к промышленным установкам. Устанавливаются там, где требуется получение электроэнергии круглосуточно.

Резервные

Само название агрегатов говорит о применении их в исключительных случаях – при внезапном отключении централизованного электроснабжения. Генераторы могут включаться в работу при срабатывании реле, реагирующего на исчезновение напряжения в электросети централизованного источника. Резервные аппараты рассчитаны на беспрерывную работу в течение нескольких часов.

Сфера применения

Генераторы изготавливают, рассчитанные на две сферы применения: для быта и производства.

Быт

Сейчас торговая сеть предлагает широкий выбор бытовых генераторов. Это однофазные установки, предназначенные для аварийного обеспечения электроэнергией частных домостроений. Также компактные агрегаты используют для питания выносного электрооборудования. Для бытовых электроприборов, использующих цифровую элементную базу важно качество тока. Устройство должно выдавать электроэнергию следующих параметров: 220 В, 1 А, 50 Гц.

Мощные бытовые агрегаты используют для электросварочных работ. Их преимуществом является способность производить ток большой силы для получения электрической дуги.

Обратите внимание! Если в инструкции бытового аппарата производитель не оговаривает применение для электросварки, то его нельзя использовать для сварочных работ. В противном случае генератор выйдет из строя.

Производство

Независимыми мощными стационарными генераторами оснащают цеха промышленных предприятий, жилые районы, строительные объекты, больницы и объёмные общественные здания.

Виды бытовых генераторов

Электротехническая промышленность выпускает бытовые генераторы переменного тока трёх видов:

• газовые;
• бензиновые;
• дизельные.

Газовые

Генераторы газового типа выдают ток низкой себестоимости. Стоимость 1 кВт/ часа составляет 3 рубля. Газовые агрегаты используют как резервные источники электроэнергии. Устройства предназначены для режима кратковременного включения при сбое поставки электрического тока централизованной сетью электроснабжения.

В частных домов используют газовые установки мощностью 5 кВт. Агрегаты оснащены системой автозапуска. При отключении электричества аппарат автоматически включается в работу и восстанавливает напряжение в электросети дома. Генераторы с воздушным охлаждением после 12 часов непрерывной работы требуют перерыва.

Выгодно устанавливать такие преобразователи энергии при центральном газопроводе. Автономное снабжение сжатым природным газом установок связано с рядом условий, таких, как наличие газобаллонного сервиса поставки энергоносителя и технически исправного приёмного оборудования в доме.

Бытовой газовый генератор

Одними из достоинств газовых агрегатов является то, что генераторы работают практически бесшумно, выхлоп продуктов сгорания топлива сведён к 0.

Газовые генераторы устанавливают вне дома. Для обеспечения бесперебойной работы устройства в зимний период помещают в специальные кожухи. Существующие модели – с жидкостным охлаждением, какое допускает их установку внутри дома.

Бензиновые

Бензиновые генераторы в основной своей массе изготавливают мощностью, не превышающей 20 кВт. Устройства используют для аварийного обеспечения электричеством загородных домов, дач, а также для питания ручных электроинструментов, небольших станков и прочее. Генераторы могут поддерживать освещение придомовой территории, автомобильной стоянки и торговых площадей.

Бензогенератор

Дополнительная информация. Стандартное топливо для агрегатов – это бензин марки АИ-92. Кратковременно можно заливать в бак оборудования бензин АИ-76 и АИ-95.

Бензиновые генераторы переменного тока могут быть мобильными и стационарными. Особо мощные тяжёлые установки оснащают колёсной парой. В зависимости от модели, устройства оснащают ручным запуском или стартером. Для понижения шумности работы двигателя внутреннего сгорания аппарат помещают в звукопоглощающий кожух.

Дизельные

Дизельные генераторы переменного тока представляют устройства, мощность которых достигает до 3 мВт. Агрегаты могут служить постоянными источниками электроэнергии для загородных домов и дач. Автономные дизельные источники переменного электрического тока питают мощное деревообрабатывающее оборудование, станки различного назначения. Дизель-генераторы могут снабжать током целые посёлки.

Дизель-генератор для сварочных работ

Дизельные установки изготавливают в стационарном и мобильном варианте. Агрегаты обладают большой шумностью. Поэтому в некоторых случаях их помещают в специальные шумоизоляционные кожухи.

По сравнению с бензиновыми аналогами, дизель-генераторы потребляют топливо в меньшем объёме, которое стоит дешевле, чем бензин. Дорогие модели способны контролировать управление процессом генерации энергии, автоматически включаться в работу при возникновении аварийных ситуаций в сети центрального электроснабжения.

Современный рынок электротехники располагает огромным ассортиментом генераторов переменного тока. Модели различных систем питания с большим диапазоном мощности удовлетворят любые требования потребителей.

Видео

Виды генераторов для электростанций

В состав электрогенераторов входят два основных агрегата – силовая установка, которая приводит в действие генератор и альтернатор. В данной статье будут рассмотрены виды генераторов в зависимости от типа альтернатора.

Базовая основа для установок, которые генерируют электричество при помощи электромагнитов, была разработана британским экспериментатором и физиком Майклом Фарадеем в 1831 году, который затем построил диск Фарадея, являющийся одним из первых генераторов. После этого электрогенераторы постоянно совершенствовались в течение полутора веков. Были созданы асинхронные и синхронные альтернаторы, одно и трехфазные, без инверторного управления и с ним. В чем отличие всех этих типов?

Синхронные генераторы

В синхронном альтернаторе электроэнергия производится с совпадением частоты вращения статора и ротора. Электродвижущая сила или ЭДС создается, когда поле, сформированное магнитными полюсами ротора, пересекает стартерную обмотку. В таком генераторе ротор является либо постоянным магнитом, либо электромагнитом, который имеет число полюсов кратное двум. Двухполюсный ротор, который имеет частоту вращения 3000 об/мин, устанавливается в резервных генераторах, а в основных генераторах, которые вырабатывают электроэнергию круглые сутки, ротор вращается с частотой 1500 об/мин.

После запуска синхронного генератора, ротор формирует довольно слабое магнитное поле, но постепенно количество его оборотов возрастает и ЭДС повышается. На выходе стабильность напряжения контролируется с помощью блока автоматической регулировки (AVR), который изменяет магнитное поле во время поступления напряжения на ротор с обмотки возбуждения. При работе синхронных генераторов возможно возникновение «реакции якоря», то есть при активации индуктивной нагрузки генератор размагничивается и при этом падает напряжение. А в том случае, когда подается емкостная нагрузка, наоборот, генератор подмагничивается и напряжение растет.

Преимуществом синхронных генераторов заключается в стабильном напряжении на выходе, но их недостатком является склонность к перегрузкам, которые возможны тогда, когда нагрузки растут и превышают допустимый уровень, то есть ток в роторной обмотке чрезмерно увеличивается блоком AVR.

Синхронный генератор способен кратковременно произвести на выдаче такой ток, который может превысить номинальное значение в несколько раз. Так как некоторым электроприборам, к которым относятся электродвигатели, компрессоры, насосы и некоторые другие, требуется повышенный стартовый ток, и они оказывают повышенную нагрузку на сеть, то лучшим источником, как основного, так и резервного питания для них будут как раз такие альтернаторы.

Асинхронные генераторы

Вращение ротора в таких генераторах немного опережает по оборотам магнитное поле, которое создается статором. У таких электрогенераторов в комплекте идут роторы с двумя видами обмотки – короткозамкнутой и фазной. У асинхронного генератора принцип работы точно такой же, как и у его синхронного аналога – статор создает магнитное поле на вспомогательной обмотке, которое затем передается ротору и формирует на статорной обмотке ЭДС. Но разница заключается в том, что частота, с которой вращается магнитное поле, неизменна, то есть недопустима ее регулировка. Именно поэтому и частота электрического тока, который вырабатывается альтернатором, и напряжение, имеют прямую связь с числом оборотов ротора, которые в свою очередь зависят от стабильной работы приводного двигателя электрогенератора.

Асинхронные альтернаторы имеют высокую защиту от действий извне и довольно малочувствительны к коротким замыканиям, благодаря чему они отлично подходят для сварочных аппаратов. Данные генераторы также хорошо подходят для запитывания приборов, имеющих омическую (активную) нагрузку, которые преобразуют практически всю электроэнергию, поставляемую им, в работу – компьютеры, осветительные лампы, кухонные конфорки, нагреватели и т.п.

Высокая реактивная (стартовая) нагрузка, которая возникает при включении, например, насосного оборудования, длится около секунды, но при этом электрогенератор должен выдержать ее. А дело вот в чем – допустим, что вам необходимо сдвинуть с места тяжелую тележку, которая установлена на горизонтальной поверхности. Для того, чтобы сдвинуть тележку, необходимо приложить намного больше усилий, что нужно для того, чтобы поддерживать ее движение. Именно такая же ситуация возникает при запуске компрессора холодильника или сплит-системы, электродвигателей и любых насосов, поэтому справиться с ней под силу только синхронному электрогенератору.

Реактивные нагрузки в центральной электросети компенсируются при помощи дросселей или конденсаторов, а также с помощью специально повышенного сечения электрических кабелей и трансформаторов.

У асинхронного альтернатора есть существенный недостаток – от не способен выдерживать повышенные нагрузки. Но, не смотря на это, он проще по конструкции и дешевле, чем синхронный аналог. Помимо этого, асинхронные электрогенераторы имеют закрытую конструкцию, которая способна обеспечить им хорошую защиту от влаги и внешних загрязнений.

Трехфазный и однофазный генератор

Некоторые люди убеждены, что однофазный генератор электроэнергии хуже, чем трехфазный. Логику тех, кто не разбирается в электричестве, легко понять – одна фаза меньше, чем три, поэтому и хуже. На самом деле выбирать между трех- и однофазным энергоснабжением необходимо исходя из нужд конечных потребителей.

Электрогенератор, который имеет три фазы, нужен не для того, чтобы питать три группы однофазных потребителей, а для того, чтобы питать трехфазные устройства.

Бывает так, что разводка трехфазного ввода в доме выполняется на однофазные группы, но это выгодно делать не жильцам, а электрикам, так как для этого нужна очень дорогая защита энергосистемы, а ее монтаж стоит очень дорого. Почти вся современная бытовая техника является однофазной, а трехфазными были старые модели электродвигателей и электрических плит.

У трехфазных электродвигателей есть один существенный недостаток – при мощности альтернатора, к примеру, 10 кВт, мощность каждой фазы будет 3,3 кВт. Среди фаз максимально возможное смещение мощностной нагрузки не может превышать 25% от номинала, который равен 1/3 общей мощности генератора. Исходя из этого, однофазный генератор, имеющий мощность 4,5 кВт, будет мощнее, чем трехфазный генератор на 10 кВт.

Инверторный генератор

Инверторный альтернатор имеет электронный блок управления, который способен обеспечить выработку электричества отличного качества, с отсутствием при этом каких-либо перепадов напряжения. Инверторные альтернаторы отлично подходят для питания таких потребителей, которые нуждаются только в номинальном напряжении.

Устанавливается инверторная система управления на синхронный альтернатор и действует в три ступени: производит напряжение с частотой 20 Гц; затем из него формирует постоянный ток 12 В; далее постоянный ток преобразуется в переменный номинальный, имеющий частоту 50 Гц.

Инверторные генераторы делятся на три типа по импульсному напряжению на выходе:

1. Для самых дешевых моделей характерен прямоугольный импульс. Такие модели могут питать лишь строительные электроинструменты. Такой тип инверторов уже почти не продается, так как он имеет малую популярность и очень ограниченные возможности.
2. Генераторы средней ценовой зоны могут обеспечить трапециевидный импульс. Это позволяет им питать довольно сложные бытовые электроприборы, такие как холодильник. Но для наиболее чувствительной техники такое качество напряжения часто оказывается недостаточным.
3. При синусоидальном импульсе создаются самые лучшие условия для работы любых приборов – от самых простых до самых сложных. Синусоидальное напряжение имеет стабильные характеристики и точно соответствует всем параметрам электричества, которое поставляется центральными электросетями. Стоимость подобных инверторов гораздо выше, чем у двух других типов.

Достоинства генераторов-инверторов:

• гораздо меньший вес и размеры, если сравнивать с простыми генераторами такой же мощности;
• меньшая шумность во время работы, которая достигается за счет того, что изменяется скорость вращения ротора;
• очень малый расход топлива, который достигается с помощью электронного управления процессом выработки электроэнергии. Генератором производится такое количество энергии, которое требуется в данный момент всем потребителям, а его производительность уменьшается или возрастает при соответственном уменьшении или увеличении числа потребителей;
• так как в их основе лежит синхронный альтернатор, инверторы могут кратковременно снабжать высоким пусковым током энергоемкое оборудование. К тому же, у некоторых моделей генераторов-инверторов есть функция «режим перегрузки», при котором инвертор может производить мощности на 50% больше, чем номинальная. Но этот режим может действовать примерно 20-30 минут;
• хорошая наработка на отказ – около 3 тысяч часов.

Недостатки:

• максимальное время непрерывной работы составляет 8 часов;
• имеют более высокую стоимость по сравнению с не инверторными аналогами такой же мощности;
• довольно чувствительный к температурным перепадам электронный блок управления, а его ремонт достаточно дорог;
• максимальная мощность у генераторов подобного типа – 7,2 кВт, а моделей, имеющих большую мощность, нет.

Выводы

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

Электрический генератор — это… Что такое Электрический генератор?

Основная статья: Электрогенераторы и электродвигатели

Электрогенераторы в начале XX века

Электрический генератор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию.

История

Русский ученый Э.Х.Ленц еще в 1833 г. указал на обратимость электрических машин: одна и та же машина может работать как электродвигатель, если ее питать током, и может служить генератором электрического тока, если ее ротор привести во вращение каким-либо двигателем, например паровой машиной. В 1838 г. Ленц, один из членов комиссии по испытанию действия электрического мотора Якоби, на опыте доказал обратимость электрической машины.

Первый генератор электрического тока, основанный на явлении электромагнитной индукции, был построен в 1832 г. парижскими техниками братьями Пиксин. Этим генератором трудно было пользоваться, так как приходилось вращать тяжелый постоянный магнит, чтобы в двух проволочных катушках, укрепленных неподвижно вблизи его полюсов, возникал переменный электрический ток. Генератор был снабжен устройством для выпрямления тока. Стремясь повысить мощность электрических машин, изобретатели увеличивали число магнитов и катушек. Одной из таких машин, построенной в 1843 г., был генератор Эмиля Штерера. У этой машины было три сильных подвижных магнита и шесть катушек, вращавшихся от рук вокруг вертикальной оси. Таким образом, на первом этапе развития электромагнитных генераторов тока (до 1851 г.) для получения магнитного поля применяли постоянные магниты. На втором этапе (1851-1867 гг.) создавались генераторы, у которых для увеличения мощности постоянные магниты были заменены электромагнитами. Их обмотка питалась током от самостоятельного небольшого генератора тока с постоянными магнитами. Подобная машина была создана англичанином Генри Уальдом в 1863 г.

При эксплуатации этой машины выяснилось, что генераторы, снабжая электроэнергией потребителя, могут одновременно питать током и собственные магниты. Оказалось, что сердечники электромагнитов сохраняют остаточный магнетизм после выключения тока. Благодаря этому генератор с самовозбуждением дает ток и тогда, когда его запускают из состояния покоя. В 1866-1867 гг. ряд изобретателей получили патенты на машины с самовозбуждением.

В 1870 г. бельгиец Зеноб Грамм, работавший во Франции, создал генератор, получивший широкое применение в промышленности. В своей динамо-машине он использовал принцип самовозбуждения и усовершенствовал кольцевой якорь, изобретенный еще в 1860 г. А. Пачинотти.

В одной из первых машин Грамма кольцевой якорь, укрепленный на горизонтальном валу, вращался между полюсными наконечниками двух электромагнитов. Якорь приводился во вращение через приводной шкив, обмотки электромагнитов были включены последовательно с обмоткой якоря. Генератор Грамма давал постоянный ток, который отводится с помощью металлических щеток, скользивших по поверхности коллектора. На Венской международной выставке в 1873 г. демонстрировались две одинаковые машины Грамма, соединенные проводами длиной 1 км. Одна из машин приводилась в движение от двигателя внутреннего сгорания и служила генератором электрической энергии. Вторая машина получала электрическую энергию по проводам от первой и, работая как двигатель, приводила в движение насос. Это была эффектная демонстрация обратимости электрических машин, открытой Ленцем, и демонстрация принципа передачи энергии на расстояние.

До того, как была открыта связь между электричеством и магнетизмом, использовались электростатические генераторы, которые работали на основе принципов электростатики. Они могли вырабатывать высокое напряжение, но имели маленький ток. Их работа была основана на использовании наэлектризованных ремней, пластин и дисков для переноса электрических зарядов с одного электрода на другой. Заряды вырабатывались, используя один из двух механизмов:

• Электростатическую индукцию
• Трибоэлектрический эффект, при котором электрический заряд возникал из-за механического контакта двух диэлектриков

По причине низкой эффективности и сложностей с изоляцией машин, вырабатывающих высокие напряжения, электростатические генераторы имели низкую мощность и никогда не использовались для выработки электроэнергии в значимых для промышленности масштабах. Примерами доживших до наших дней машин подобного рода являются электрофорная машина и генератор Ван де Граафа.

Динамо-машина Йедлика

В 1827 венгр Аньош Иштван Йедлик начал экспериментировать с электромагнитными вращающимися устройствами, которые он называл электромагнитные самовращающиеся роторы. В прототипе его униполярного электродвигателя (был завершен между 1852 и 1854) и стационарная и вращающаяся части были электромагнитные. Он сформулировал концепцию динамо-машины по меньшей мере за 6 лет до Сименса и Уитстона, но не запатентовал изобретение, потому что думал, что он не первый, кто это сделал. Суть его идеи состояла в использовании вместо постоянных магнитов двух противоположно расположенных электромагнитов, которые создавали магнитное поле вокруг ротора. Изобретение Йедлика на десятилетия опередило его время.

Диск Фарадея

Диск Фарадея

В 1832 Майкл Фарадей открыл принцип работы электромагнитных генераторов. Принцип, позднее названный законом Фарадея, заключался в том, что разница потенциалов образовывалась между концами проводника, который двигался перпендикулярно магнитному полю. Он также построил первый электромагнитный генератор, названный «диском Фарадея», который являлся униполярным генератором, использовавшим медный диск, вращающийся между полюсами подковообразного магнита. Он вырабатывал небольшое постоянное напряжение и сильный ток.

Конструкция была несовершенна, потому что ток самозамыкался через участки диска, не находившиеся в магнитном поле. Паразитный ток ограничивал мощность, снимаемую с контактных проводов и вызывал бесполезный нагрев медного диска. Позднее в униполярных генераторах удалось решить эту проблему, расположив вокруг диска множество маленьких магнитов, распределенных по всему периметру диска, чтобы создать равномерное поле и ток только в одном направлении.

Другой недостаток состоял в том, что выходное напряжение было очень маленьким, потому что образовывался только один виток вокруг магнитного потока. Эксперименты показали, что используя много витков провода в катушке можно получить часто требовавшееся более высокое напряжение. Обмотки из проводов стали основной характерной чертой всех последующих разработок генераторов.

Однако, последние достижения (редкоземельные магниты), сделали возможными униполярные двигатели с магнитом на роторе, и должны внести много усовершенствований в старые конструкции.

Динамо-машина

Основная статья Динамо-машина

Динамо-машина стала первым электрическим генератором, способным вырабатывать мощность для промышленности. Работа динамо-машины основана на законах электромагнетизма для преобразования механической энергии в пульсирующий постоянный ток. Постоянный ток вырабатывался благодаря использованию механического коммутатора. Первую динамо-машину построил Pixii Ипполит Пикси в 1832.

Пройдя ряд менее значимых открытий, динамо-машина стала прообразом, из которого появились дальнейшие изобретения, такие как двигатель постоянного тока, генератор переменного тока, синхронный двигатель, роторный преобразователь.

Динамо-машина состоит из статора, который создает постоянное магнитное поле, и набора обмоток, вращающихся в этом поле. На маленьких машинах постоянное магнитное поле могло создаваться с помощью постоянных магнитов, у крупных машин постоянное магнитное поле создается одним или несколькими электромагнитами, обмотки которых обычно называют обмотками возбуждения.

Большие мощные динамо-машины сейчас можно редко где увидеть, из-за большей универсальности использования переменного тока на сетях электропитания и электронных твердотельных преобразователей постоянного тока в переменный. Однако до того, как был открыт переменный ток, огромные динамо-машины, вырабатывающие постоянный ток, были единственной возможностью для выработки электроэнергии. Сейчас динамо-машины являются редкостью.

Другие электрические генераторы, использующие вращение

Без коммутатора динамо-машина является примером генератора переменного тока. С электромеханическим коммутатором динамо-машина — классический генератор постоянного тока. Генератор переменного тока должен всегда иметь постоянную частоту вращения ротора и быть синхронизирован с другими генераторами в сети распределения электропитания. Генератор постоянного тока может работать при любой частоте ротора в допустимых для него пределах, но вырабатывает постоянный ток.

МГД генератор

Магнитогидродинамический генератор напрямую вырабатывает электроэнергию из энергии движущейся через магнитное поле плазмы или другой подобной проводящей среды (например, жидкого электролита) без использования вращающихся частей. Разработка генераторов этого типа началась потому, что на его выходе получаются высокотемпературные продукты сгорания, которые можно использовать для нагрева пара в парогазовых электростанциях и таким образом повысить общий КПД. МГД генератор является обратимым устройством, то есть может быть использован и как двигатель.

Классификация

Электромеханические индукционные генераторы

Электромеханический генера́тор — это электрическая машина, в которой механическая работа преобразуется в электрическую энергию.

 — устанавливает связь между ЭДС и скоростью изменения магнитного потока пронизывающего обмотку генератора.

Классификация электромеханических генераторов

• По типу первичного двигателя:
• По виду выходного электрического тока

• • • Трёхфазный генератор
      • С включением обмоток звездой
      • С включением обмоток треугольником
• По способу возбуждения
  • С возбуждением постоянными магнитами
  • С внешним возбуждением
  • С самовозбуждением
    • С последовательным возбуждением
    • С параллельным возбуждением
    • Со смешанным возбуждением

См. также

Ссылки