Меню

Виды двигателей стационарных и передвижных установок

Что такое генераторная установка? Особенности, принцип действия, классификация

Генераторная установка — оборудование, предназначенное для производства энергии и используемое при организации автономного, аварийного или резервного электроснабжения. Сфера применения зависит от технических характеристик и эксплуатационных возможностей станции. Например, агрегаты малых мощностей получили широкое распространение в быту (на дачах, в загородных домах и т.д.), а более производительное оборудование используется на строительных площадках, в промышленности, в энергетической отрасли и других направлениях. Впрочем, и те и другие имеют схожую конструкцию и электрическую схему.

Устройство генераторов переменного тока

Помимо этого конструкция газовых, бензиновых и дизельных генераторов включает в себя такие составляющие, как:

  • Система охлаждения
    При работе силового агрегата выделяется тепловая энергия, что отрицательно сказывается на состоянии всех элементов конструкции. И чем выше температура, тем быстрее происходит износ. Для того чтобы затормозить этот процесс, а также предотвратить перегрев альтернатора и двигателя, используется жидкостное или воздушное охлаждение. Первый вариант по праву считается более эффективным, поэтому на мощных установках применяют именно его. Что же касается бытовых агрегатов с дизельным или бензиновым двигателем, то их обычно комплектуют системами второго типа.
  • Топливная система
    Основное назначение этого узла состоит в обеспечении питания двигателя. В состав входят распределительные трубопроводы, топливный насос, фильтры. Еще одним элементом системы можно считать встроенный топливный бак. В зависимости от расхода, имеющийся запас топлива обеспечивает 6-12 часов работы двигателя. В том случае, когда длительность непрерывной эксплуатации необходимо увеличить, возможна установка дополнительного бака.
  • Пусковая система
    Запуск генераторных установок может быть ручным, электрическим или автоматическим. В первом случае оператор вручную запускает двигатель, дергая за шнур. Поскольку это не слишком удобно, такие системы чаще всего используют на маломощных бензиновых электростанциях бытового класса. Профессиональное и промышленное оборудование комплектуют электростартерами либо системами автоматического запуска. Последние контролируют напряжение в основной сети и при перебоях подают команду на запуск резервных источников питания.
  • Контейнер или кожух
    Всепогодный контейнер служит для защиты от внешних факторов и позволяет использовать генераторные установки, как в помещениях, так и на открытом воздухе. В свою очередь звукоизолирующий кожух не только защищает агрегат, но и снижает уровень шума. Также стоит отметить, что ряд электростанций поставляется потребителям в открытом исполнении. В этом случае двигатель вместе с дополнительным оборудованием размещается на платформе или на стальной раме.

Как работает электростанция?

Что такое генераторная установка, и какова ее конструкция, мы рассмотрели. Теперь перейдем к принципу действия оборудования. Он основывается на эффекте электромагнитной индукции. Если катушку пронизывается магнитный поток, то при его изменении на выводах возникает электрическое напряжение. Величина последнего прямо пропорциональна скорости изменения потока. Исходя из этого, можно сделать вывод: для получения электрического тока необходимо магнитное поле и катушка, с выводов которой будет сниматься переменное напряжение.

Принцип работы газовых, бензиновых и дизельных генераторных установок можно изложить в трех пунктах:

  • При сгорании топлива в камере ДВС образуется энергия расширения газов, которая перерабатывается кривошипно-шатунным узлом. В результате этого возникает механическая энергия, заставляющая вращаться коленчатый вал.
  • Поскольку альтернатор соединен с валом, движение последнего передается ротору. Далее при вращении ротора возникает электромагнитное поле, которое создает электродвижущую силу.
  • В свою очередь электродвижущая сила создает напряжение, которое стабилизируется посредством управляющего устройства и подается на выход.

В зависимости от принципа действия альтернатора различают синхронные и асинхронные агрегаты. У первых частота вращения магнитного поля и ротора совпадает. Вторые действуют в режиме торможения, то есть частота вращения магнитного поля отстает от того же параметра ротора. Несмотря на сравнительно невысокое качество тока, асинхронные модели завоевали популярность у потребителей. Это связано с простотой конструкции, неприхотливостью в обслуживании, доступной стоимостью. Что же касается механизмов синхронного типа, то они вырабатывают более качественный ток по сравнению с асинхронными генераторами и могут использоваться для питания чувствительной техники, в том числе медицинских приборов.

Виды двигателей стационарных и передвижных установок

Приводом альтернатора выступает двигатель внутреннего сгорания. В качестве топлива применяется бензин, дизель, газ. В бытовом резервном энергоснабжении наибольшее распространение получили бензогенераторы. Их отличает доступная цена и неплохие эксплуатационные характеристики. Однако мощных бензиновых агрегатов не существует — максимальная производительность оборудования составляет 20-30 кВт. Кроме того, такие устройства не рассчитаны на длительную автономную нагрузку и каждые несколько часов требуют остановки.

В промышленности и других сферах профессиональной деятельности чаще всего используются дизельные агрегаты. Стоимость генераторной установки данного типа выше. Однако это искупается долгим рабочим ресурсом и нетребовательностью в обслуживании.

Что касается газовых агрегатов, то они хотя и обладают высокими эксплуатационными параметрами, применяются не везде. Связано как с дороговизной, так и с привязкой оборудования к магистральному трубопроводу. Конечно, в качестве топлива можно использовать сжиженный газ, но такое решение имеет несколько недостатков. В частности снижается экономичность оборудования, а также затрудняется снабжение автономных передвижных установок.

Наиболее распространенным видом среди всех независимых источников электрической энергии являются установки на дизельных двигателях. Мощность ДГУ (дизель-генераторных установок) варьируется от 1,5 до 2500 кВт. Благодаря этому и частные покупатели, и промышленные предприятия могут подобрать решение, соответствующее их потребностям.

Классификация дизельных агрегатов

Генераторы переменного тока классифицируются по огромному числу признаков, поэтому мы рассмотрим только наиболее важные из них. В частности, это:

  • Мощность дизель-генератора. По этому параметру оборудование делится на устройства малой (до 50 киловатт), средней (от 50 до 200 киловатт) и высокой (свыше 200 киловатт) мощности.
  • Фазность. В частных хозяйствах обычно используют компактные генераторные установки однофазного типа, которые производят ток для бытовой сети напряжением 220 В. Что касается трехфазного оборудования, то оно имеет выходы двух типов — с напряжением 220 и 380 В.
  • Степень мобильности. Различают портативные, передвижные и стационарные дизельные агрегаты. Первые имеют небольшой вес и размер, поэтому их можно без труда перемещать с места на место. Вторые собирают на двух- или четырехколесном шасси, которое при транспортировке крепят к тягачу. И наконец, стационарные электростанции не предназначены для частого перемещения.
  • Класс. По данному признаку различают бытовое, профессиональное и промышленное оборудование. В быту используют компактные и недорогие дизель-генераторы малой мощности, обычно до 10 кВт. Профессиональные устройства применяются на строительных площадках, в торговых и офисных центрах, медицинских учреждениях и т.д. Промышленные дизельные электростанции устанавливаются на производственных комплексах, на предприятиях энергетической отрасли и других объектах.
  • Особенности топливной системы и двигателя. Агрегаты делят на однотопливные и двухтопливные. Устройства первого типа заправляются исключительно дизельным топливом. Двухтопливную технику дополнительно комплектуют газовой установкой, работающей на магистральном и/или сжиженном газе.

Отдельно следует отметить режим эксплуатации техники. В зависимости от этого параметра различают оборудование для постоянного и аварийного энергоснабжения. Перечень преимущественных особенностей автономных стационарных станций, используемых в качестве основного источника питания, включает в себя такие пункты, как экономичный расход топлива, длительный срок службы, способность работать независимо от присутствия оператора.

Что касается резервных дизель-генераторов, то они предназначены для периодической эксплуатации — только при отключении основного источника питания. Не уступая по надежности двигателя и другим характеристикам агрегатам постоянного действия, они имеют широкую область применения и при правильном подборе используются в частных домах, в коммерческих и административных зданиях, во всех отраслях промышленности, а также в других направлениях деятельности человека.

Рекомендации по выбору дизельных установок

Для нормального подключения генераторной техники, а также для ее беспроблемного использования, необходимо рассмотреть основные характеристики и убедиться в том, что они соответствуют будущим эксплуатационным условиям. В частности, при выборе дизель генераторных установок нужно обратить внимание на следующие параметры:

  • Мощность. Желательно предусмотреть запас 25-30%, чтобы оборудование не работало с максимальной нагрузкой.
  • Число фаз. Для бытового использования подойдет однофазная модель. Для решения профессиональных задач — трехфазный агрегат.
  • Способ запуска. Устройства с ручным пуском и электрическим стартером дешевле. Генераторы с блоком автоматики удобнее в использовании.

Затрудняетесь в выборе бытового, профессионального или промышленного энергетического оборудования? Воспользуйтесь бесплатной консультацией, которую можно получить у специалиста компании «Энергопроф»: +7 (800) 500-24-18.

Источник

Генератор для дачи: как выбрать, основные принципы и обзор моделей

Содержание страницы

  1. Что нужно знать?
  2. Домашняя автономная электростанция
  3. Бытовая однофазная электросеть
  4. Генератор и его устройство
  5. Предосторожности
  6. Мощность и виды топлива
  7. Обзор некоторых моделей генераторов
  8. HÜTER DY5000L
  9. Eisemann T 15010 DE
  10. Briggs & Stratton G 110
  11. Kubota J112
  12. Вепрь АБП 10-230 ВХ-БСГ АВР
  13. Заключение
  14. Видео-инструкция: Как выбрать бензиновый генератор для дачи или дома?

Порой у всех без исключения случаются проблемы с электричеством. У крупного предприятия, к коему идет несколько линий, а также у небольшого дачного домика. Ремонт, авария, летняя гроза либо зимняя вьюга имеют все шансы перебить подачу энергии когда угодно. Тогда и необходим какой-нибудь собственный, местного характера источник, на тот период, пока отнюдь не восстановится электроснабжение.

Читайте также:  Коммутационное оборудование до 1000А

Что нужно знать?

К сожалению, тема электричества не так проста. И если вы хотите надежно решить проблему, вам нужно получить общее представление об электроснабжении вашего дома, хотя бы как потребителю. Даже самая маленькая дача имеет ввод от столба, откуда идут два провода. Один из них называется нейтралью и заземлен на трансформаторной подстанции, а другой — линией или фазой. Это самый опасный провод, который бьет током. Если у вас подводится три фазы, то на них есть общая нейтраль.

В самом простейшем случае, если вам надо просто вскипятить чайник, вам может хватить небольшого и недорогого бензинового генератора, в розетку которого вы этот чайник включите. Если у генератора хватит мощности тянуть такую нагрузку, ваш чайник через некоторое время закипит. Все это хозяйство никак не связано с тем, о чем писалось выше. Это пример автономной системы: не работает розетка в стене? — включаем чайник в розетку на генераторе и запускаем его.

Если же вам надо запитать целый коттедж, да еще и электричество в ваших краях пропадает часто, и к тому же у вас высокие требования к качеству энергии, то вам нужна автономная электростанция с автоматикой для переключения от коммерческой сети на автономную.

Генераторы, имеющиеся в продаже, делятся на группы по разным признакам и обладают достаточно обширным набором параметров. Вам нужно подобрать оптимальный вариант и сделать так, чтобы вас не ввел в заблуждение продавец или консультант в магазине. Тогда вам нужно внимательно прочитать скучный следующий раздел.

Домашняя автономная электростанция

Не торопитесь отказываться от ее приобретения. Скорее всего, если только вы не покупаете простейший генератор для работы с дрелью в своем саду, вы ее и купите. Техника совершенствуется быстрыми темпами и сегодня простому потребителю, хоть и в виде уменьшенной копии, доступно то, на что раньше могли надеяться только предприятия. Давайте рассмотрим устройство генератора для дома.

Рис.1 Однофазная схема электросети с генератором

Бытовая однофазная электросеть

На схеме Рис.1 показаны две электрические машины: трансформатор подстанции и генератор Г. Вообще-то, “генератор” здесь это все, что внутри желтого прямоугольника. Один конец обмотки трансформатора на подстанции заземлен и также заземлена нейтраль, — один из проводов электросети. Второй провод от подстанции — фазный, он подключен к “горячему” концу трансформатора.

Напряжение на нем, относительно нейтрали и земли меняется от +311 до -311 В 50 раз за каждую секунду по закону синуса (или близко к нему). 311 — это потому, что амплитуда напряжения больше его действующего значения в квадратный корень из двух, если оно изменяется по закону синуса, а мы все привыкли к действующему значению 220.

Эти два провода приходят в дом к опломбированному счетчику электричества (прибору учета) и дальше распределяются между домашними потребителями.

Если вы вставите в розетку специальную отвертку-индикатор, то она будет светиться только в одном гнезде — фазном (линейном). Другой конец принадлежит нейтрали. В теории нейтраль можно смело трогать руками, но лучше в такую русскую рулетку не играть, даже если есть индикатор!

Каждая розетка в доме соединена одним концом с проводом L, он же линия, или фаза, а другим концом с нейтралью. Точно так же присоединяются светильники. Сейчас используется еще один провод PE — защитная земля, она есть во всех евро-розетках, а в советских ее еще не было.

Эта земля защищает нас от удара током, если случится так, что:

  • Отвалился провод нейтрали.
  • В электроприборе плохая изоляция.
  • Человек касается его рукой.

Автоматы, стоящие в линиях после счетчика, защитят от короткого замыкания, но от такой коварной вещи как отпавшая нейтраль, они не защитят. Теперь вы знаете о бытовой проводке почти все.

Генератор и его устройство

Вторая часть рисунка Рис.1 посвящается генератору. Генератор состоит из двух главных частей: собственно генератора Г и двигателя внутреннего сгорания ДВС. Это минимум, не считая бачка для топлива и рамы, на которой все крепится. Но сейчас мы рассматриваем более продвинутую модель среднего уровня сложности и бюджета.

Генераторы бывают асинхронные и синхронные. Первые используют в самых дешевых маломощных моделях. Вторые используются, в основном, с дизелями и обладают высокой способностью к кратковременным перегрузкам. Это очень хорошо для пуска индуктивных нагрузок — моторов.

Вал генератора вращается либо бензиновым (в т.ч. газ или бензин/газ) двигатель, либо дизель. Дизели идеально подходят для генерации напряжения промышленной частоты. У них большой и постоянный крутящий момент при большой разности в нагрузках и высокая стабильность оборотов.

Бензиновые двигатели имеют только одно преимущество — они легче запускаются на холоде, и это все. Для автоматического запуска ДВС сейчас все чаще используют электростартеры. Скоро они будут в каждой модели и дергать шнур рукой не понадобится.

Некоторые модели используют асинхронные генераторы переменного тока с выпрямителями, а затем постоянный ток преобразуется в переменный электронным инвертором. Такие инверторные генераторы применяют при повышенных требованиях к качеству питания, они также не требуют обслуживания длительное время. Стоимость их достаточно высока.

Теперь о самом интересном в современных генераторах. Отдельная линия L1 всегда готова к работе, поскольку если свет пропадет, то напряжение на нее начнет подаваться от генератора автоматически. На нее можно повесить дежурное освещение, телевизоры, компьютеры, системы охраны и видеонаблюдения, словом все, работу чего очень нежелательно прерывать.

Важно! Резервная линия электропитания позволит работать газовому котлу, когда отключают электричество. Автоматика газового котла тоже работает от сети 220 В. По технике безопасности она должна действовать постоянно.

В генераторе используется АВР — автоматический ввод резерва. Эта автоматика (контроллер), которая постоянно следит за напряжением во внешней электросети по линии a. Если напряжение в норме, генератор должен простаивать.

Как только напряжение от внешней сети пропадает, запускается таймер, ведущий отсчет времени. Или напряжение отклоняется от нормы, тоже запускается таймер. В общем, контроллер руководствуется понятием качества напряжения, приемлемость которого оценивается приблизительно по таким показателям:

Если происходит отклонение от этих показателей, контроллер принимает решение на запуск генератора. Тогда первым делом он подает сигнал переключения байпаса Б по цепи b. Линия L1 отключается от внешней сети и подключается к генератору. Только после этого включается стартер генератора по цепи d и происходит его запуск. При помощи цепи c контроллер регулирует мощность и число оборотов двигателя, чтобы напряжение было в норме.

Контроллер продолжает следить за подачей внешней энергии и во время работы генератора. Если напряжение от внешней электросети приходит в норму по всем показателям и с его качеством все в порядке, то генератор останавливается. После его остановки контактор Б переключается на питание от внешней сети. Таким образом работают современные АВР. Есть простые модели, которые работают с таймером задержки и проверяют только факт пропадания/появления напряжения, а двигатель лишь запускают и останавливают. Это лишь вопрос бюджета покупателя.

При переключении источников у нас появляется провал с длительностью несколько секунд. Наиболее критичные потребители, например, газовый котел или компьютер, занимающийся важным делом, будут получать питание от своих ИБП, так что ничего неприятного не произойдет. А генератор может работать, по крайней мере, 6-8 часов, за это время энергетики с большой вероятностью восстановят снабжение электричеством.

Предосторожности

Важно! Обычный генератор ни в коем случае не должен быть включен во внешнюю сеть!

  1. Если он в это время стоит, то представляет собой короткое замыкание для переменного тока.
  2. Если генератор работает, то очень маловероятно, что он работает синфазно с сетью. В этом случае он сгорит от перегрузки.
  3. Если генератор включают в домашние розетки после отключения автомата на входе, то очень легко получить ситуацию п.1 или п.2 если кто-то забудет и включит автомат до отключения генератора. Никогда так не делайте! Пусть генератор обслуживает свою отдельную линию.

Устройство, способное вырабатывать электроэнергию во внешнюю сеть, имеет реверсивный счетчик (для подсчета баланса с внешним поставщиком энергии) и является уже полноценной электростанцией без слова “почти”. Это не случай для частного дома или дачи. Настоящая электростанция имеет свойство синхронизировать свою работу с остальной сетью.

  • Если генератор имеет в своей схеме устройство защитного отключения (УЗО), то его выходы (по Рис.1 это g3 и g4) неравноправны. В этом случае нейтраль явно обозначена как нейтраль, а фаза — как фаза. Если перепутать — генератор сразу потребует ремонта. Если УЗО нет, то выводы можно подключать в любом порядке. Среди новых моделей генераторов многие имеют нейтраль и фазу.
Читайте также:  Продажа и установка гидравлики на спецтехнику в России

Мощность и виды топлива

Генераторы выпускаются в бензиновом, газовом, двухтопливном и дизельном варианте.

Самые дешевые генераторы имеют мощность двигателя около 0.75 кВт (1 л.с.) и способны питать нагрузку мощностью до 500 Вт. Верхние пределы таких генераторов 5 кВт (6,7 л.с.) и 3 кВт. Это асинхронные генераторы с бензиновым мотором. Они подойдут для электроинструмента в огороде или саду, или для чайника на даче. Подключать к ним компьютеры и ноутбуки явно не стоит — можно сжечь там блок питания.

Генераторы средней мощности, от 7,5 до 15-20 кВт выпускаются в бензиновом, газовом, двухтопливном и дизельном варианте. Их электрическая мощность примерно на 10-15% меньше чем мощность двигателя. Такие генераторы подойдут для энергоснабжения частного дома. Бензиновые наиболее дешевы, газовые и двухтопливные (бензин/газ) дороже стоят примерно так, как дизельные. Те потребители, которым подвели магистральный газ, могут с выгодой использовать преимущества газового или двухтопливного двигателя.

Дизельные генераторы дороже остальных, но они точно стоят потраченных денег по причине высокой надежности и качеству вырабатываемого напряжения. Дизель, работающий на синхронный генератор, как будто сама природа создала для выработки напряжения переменного тока промышленной частоты.

Обзор некоторых моделей генераторов

Среди лучших производителей генераторов можно перечислить компании Hüter, Eisemann (Германия), Briggs & Stratton (США), Kubota (Япония). Среди российских производителей можно посмотреть Вепрь. Производство многих брендов перенесено в Китай из-за дешевой рабочей силы. До сих пор принято считать это недостатком.

В пользу этого приводится много всяких невнятных доводов, но вот еще один аргумент в пользу Китая. В то время как в Европе еще били друг друга по головам дубинами и ходили в шкурах, китайцы уже делали шелк и вырезали из кости невероятные вещи. Даже если генераторы из Китая уступают в качестве оригиналам на 5-7%, их стоимость в разы ниже.

HÜTER DY5000L

Этот генератор имеет мощность 4 кВт при мощности 11 л.с. Двигатель бензиновый (АИ-92), но может работать также на газе. Топлива расходуется не более 400 г на один киловатт-час. В бак помещается 22 л топлива. Установка может снабжаться колесами. Пуск делается вручную или электростартером. Эта возможность позволяет использовать АВР: и превратить генератор в резервный источник питания. Конечно, все немного проще, чем было описано в предыдущем разделе, но за 40-50 тыс. руб это не так мало.

Источник



Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Содержание

  1. Превращение механической энергии в электрическую
  2. Устройство и конструкция генератора переменного тока
  3. Схема генератора переменного тока
  4. Классификация и виды агрегатов
  5. По принципу работы
  6. По типу топлива двигателя
  7. Основные сферы применения

Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.

Превращение механической энергии в электрическую

Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

  • Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
  • Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
  • Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
  • Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

  1. Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
  2. Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

  • С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
  • С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Схема генератора переменного тока

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

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

  • Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
  • Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
  • Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
  • Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

  • Относительная дешевизна топлива;
  • Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
  • Высокий уровень противопожарной безопасности;
  • В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
  • Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

  • Малые габариты при высокой мощности;
  • Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
  • В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
  • Просты в обслуживании и ремонте;
  • Во время работы не издают много шума;
  • Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

Источник

Устройство генератора переменного тока

Время на чтение:

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.

Читайте также:  Где находится и для чего нужен мультиклапан

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.

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.

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.

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.

Источник